英语单词记忆移动平台的实现

赵陶

(陕西中医药大学 高教研究中心, 咸阳 712046)

0 引言

在技术实现、交互设计、界面设计、功能设计以及理论依据方面，现有的英语单词记忆移动平台各有特色。在一定程度上，依据记忆管理层次的英语单词记忆移动系统为英语学习者提供了良好的学习环境。但这些软件在技术实现、功能设计以及理论依据上还存在一些不足。因此，设计一款以遗传算法结合艾宾浩斯遗忘曲线为核心技术实现的英语单词记忆移动平台意义重大，能够按照学习者的记忆遗忘规律进行课程设置、学习提醒和复习提醒，对英语学习者提供很大帮助。[1]

1 英语单词学习、记忆移动平台的开发现状

据笔者调查，当前关于英语单词学习、记忆的相关App多达200多款。按照功能的不同可将这些软件平台分为三类：第一类，背单词型。如“英语词汇记忆”、“我爱背单词”、“卡片背单词”等App，这些App的共同点是只将单词库里的英语单词线性呈现给学习者，缺乏记忆测试效果、记忆管理和词汇助记等功能；第二类，单词助记型。如“优趣背单词”、“百词斩”等App。这类平台的共同点为借助关卡游戏或助记媒体(文字、图片)等方式刺激学习者原有的单词知识或经验，使学习者产生一定的联想来达到长期有效记忆的目的。但这类App往往缺乏英语单词的复习词组提取、学习进度、学习记录等记忆管理方式；第三类，记忆管理型。如“易呗背单词”、“拓词”、“天天背单词”、“开心词场”、“地铁背单词”等App。它们的共同点为利用艾宾浩斯遗忘曲线规律来实现单词的记忆管理的，但部分App缺乏“单词帮记”和“复习智能提取”功能。[2]

因此，本文将遗传算法与艾宾浩斯遗忘曲线相结合，开发一款英语单词记忆移动平台，能够弥补移动应用市场英语学习软件的不足。

2 英语单词记忆移动平台的总体设计

2.1 系统功能结构设计

笔者根据前期调查结合用户需求，在对比市面关于英语学习、记忆类App的基础上，将平台设计功能体系分为八个模块，如图1所示。

课程设置模块：该模块由关于系统、跳转设置、阅读模式、单词音效、重置课程、提醒设置、学习计划和课程选择等部分组成。课程设置模块可帮助学习者完全平台的全局记忆环境的配置和管理；

图1 系统功能结构图

学习进度模块：该模块从宏观层面让用户掌握自己的本次学习任务、上次学习信息以及学习记忆情况；

学习记录模块：该模块可对用户每天的学习记忆情况进行跟踪，可根据用户指定的日期生成一周内的英语单词学习情况趋势图，使学习者能够直观的了解设定时间内词汇量的复习和学习情况；

学习提醒模块：该模块分为学习提醒和复习提醒。可提醒用户当日需要学习和复习的单词，还可显示学习计划和当前进度是否匹配。如果学习进度落后，则系统会系统调整学习计划(包括增加单日学习词汇量或延长计划日期)；

单词学习模块：该模块可帮助学习者记忆、学习和浏览单词的图片、例句、音标和拼写等信息，还能展示单词的正确发音，如果用户有不熟悉的单词可将其添加到生词本。当词汇学习完成后进行记忆测试和效果评估；

单词本模块：该模块主要是展示当前课程所需要的单词或词汇，并具有查询和搜索功能；

生词本模块：该模块可以存储单词学习中遇到的生词，同时还能将用户记忆测试环节中的错词存储进来，并具有查询和搜索功能；

查找模块：该模块可为用户提供单词或词汇的查询，并列出详细信息。如果查询生词本中的词汇，系统会显示词汇详细信息的同时还会显示该词汇的学习记录。[3]

2.2 平台工作流程

通过上述8个模块的设计，用户可对平台的使用进行自行规划：用户自行选择课程并设置全局参数、制定课程计划、浏览学习进度、听取词汇的正确发音、生词存入生词本。该平台搭载的遗传算法和艾宾浩斯遗忘曲线，经过一段时间的学习后平台会自动提示用户测试记忆效果、掌握词汇学习记录、复习单词。软件使用流程如图2所示。

图2 平台使用流程图

3 分层设计开发与关键模块实现

3.1 平台的分层设计开发

英语单词记忆移动平台采用主流的Java语言在Android平台下开发完成，采用面向对象分层架构MVC模式。MVC原理为：用户将需求发送给视图，视图根据用户的需求将指令发送给控制器，控制器根据定义的用户程序类型为用户动作映射出模型，更新后选择响应的视图。[4]

MVC模式结合Android手机应用开发技术特点，将平台的实现层次划分为数据访问层、逻辑层、控制层和显示层。其中，数据访问层可实现数据从存储，由安卓的SqlLite数据库实现，显示层由安卓的Activity实现。分层开发关系图如图3所示。

图3 英语单词记忆移动平台分层开发关系图

3.2 学习提醒模块的设计与实现

本文设计的英语单词记忆移动平台与其他该类App的最大区别就是将遗传算法和艾宾浩斯遗忘曲线引入到学习提醒模块中，本节将重点研究学习提醒模块的设计与实现。[5]

(1)学习提醒模块的设计

学习提醒模块分为学习提醒和复习提醒两个部分。英语单词记忆移动平台能够对用户的词汇学习以及记忆情况进行实时的跟踪，当学习进度落后时系统会提醒学习者。此外，学习提醒模块还会根据遗传算法和艾宾浩斯遗忘曲线从已经学过的单词或词汇中智能提取当前学习需要复习的单词信息。功能结构如图4所示。

图4 学习提醒模块功能结构图

学习提醒：学习提醒会调取先前制定的学习计划与当前学习进度进行比对。如果学习计划与进度一致，用户可以选择继续学习或调整学习计划；如果学习进度落后，则系统可提醒用户增加当次学习的单词量或顺延学习计划。

复习提醒：复习系统可从已学习的单词或词汇中提取需要复习的词汇信息并生成列表，列表分为两部分：一部分为根据艾宾浩斯遗忘曲线制定的复习计划时间表；另一部分为利用遗传算法智能提取的用户在单词测试环节或学习过程中的具体学习行为。

(2)学习提醒模块的实现

经过大量的心理学实验后艾宾浩斯总结出：随着时间的推移，人们的遗忘速度并均匀，学习和遗忘是同时发生的。记忆初期，遗忘速度快且内容多的是新学习的信息，到记忆中后期，遗忘速度减缓且遗忘数量减少。艾宾浩斯遗忘曲线如图5所示。

图5 艾宾浩斯遗忘曲线

英语教育研究者经过大量实践总结出了根据艾宾浩斯遗忘曲线制定的英语单词复习计划时间表，该系统根据复习计划时间表来跟踪用户的学习和复习情况，然后结合遗传算法将最应当复习的词汇从生词本中提取出来。

英语单词复习计划时间表提取词组程序处理过程为：根据艾宾浩斯遗忘曲线的8个记忆周期和学习记录中的词汇学习时间推导出8个学习时间点→程序将8各学习时间点作为检索条件检索学习记录表中的词组→形成一个复习词汇集合→利用遗传算法从复习词汇集合中提取复习词组。遗传算法提取过程通过如下几步实现：初始化群体→计算适应度→选择操作→交叉操作→变异操作。

学习提醒和复习提醒模块的实现界面如图6所示。

用户在这学习提醒界面可查看学习计划和当前进度，并可选择增加单日词汇量或顺眼计划日期。在复习提醒界面中，用户可查看本次学习需要复习的词组列表，点击具体词汇可进行复习。[6]

4 总结

当前的英语单词记忆App大致可分为背单词型、单词助记型和记忆管理型三类，但各有不足。本文设计的英语单词记忆移动平台除了具备上述三类App的大部分功能外，将遗传算分和艾宾浩斯遗忘曲线相结合融入到系统中，根据单词复习计划时间表实现了根据学习时间点智能提取学习、测试环节中需要复习的词组。用户还能在课程设置环节自行设定复习词组的权重，以实现个性化的词汇提取和复习。