轮机英语考证评估训练系统的设计与实现

，叶伟强

(广州航海高等专科学校 a.计算机与信息工程系；b.轮机系，广州 510725)

轮机英语自列入全国海船船员适任考试科目以来，各院校、培训机构和海事服务中心先后组织轮机英语教学领域资深教授和专家编写了各种版本的学习培训教材[1]，很大程度上满足了轮机英语的教学需求。但随着轮机英语考证评估要求的不断提高，各种版本的教材和培训资料品种较多，航海类院校师生和在职船员在选用应考培训教材方面往往顾此失彼。有鉴于此，课题组深入进行了“校企联合开发轮机英语课程研究与实践”课题的研究[2]，在大连海事大学等有关院校的全力支持、协调下，开展广泛而深入的调研、论证工作。经过精心设计，编写出《轮机英语考证学习指南》自学教材，同时，为了方便船员可以随时随地实现自我评估，熟悉考试环境，提高应试水平，特别开发了配套的机考模拟及评估训练系统。

一、轮机英语考证评估训练系统功能设计

全国海员船员适任证书考试中轮机英语科目机考题型包括单项选择题和关联题。轮机英语评估项目题型包括听力与会话。[3]针对考试要求，设计系统功能分布如图1所示。为方便考生随时随地可以自我评估训练，将系统设计为单机版。同时，为保护软件知识产权，需要验证软件使用合法性，采用远程网上注册功能。只要安装后，注册一次即可以无限次使用。

图1 系统功能结构图

系统使用时，可以通过“随机组卷”功能，从各个章节题目中随机选择总数不超过100道的单选题进行自我测试，测试界面与正式机考界面完全一致。也可以通过“章节练习”按章节进行选择组合成试卷；测试结束即可得出当次测试成绩，系统自动保存该份试卷。可以通过“试卷分析”功能检查每次测试的题目正误。对历次错误的题目，可以通过“错题排行”功能，按题目错误次数进行排序，强化记忆。“评估训练”功能提高考生应对问答和口述评估部分的应试能力。一问一答，全文朗读短文，并对考生复述进行录音及回放，实现自我评估。

二、系统关键技术及其实现

1.强大的轮机英语题库及鼠标查词功能

题库是系统的核心。系统题库根据中国海事服务中心的题库及有关补充题，经大连海事大学等10所院校数十位从事航海和轮机英语教学的资深教授、专家审定，同时收录了近年来的部分考试真题，具有一定的权威性、科学性和合理性。系统题库参考《轮机英语》(新版)教材，为了方便教学和学生同步训练，按章节进行精心分类和编排。学习训练时，可以按章节，或随机选取题目进行训练，最后显示训练结果。在考生学习训练过程中，如果遇到生词，可以开启训练系统的“查单词”功能，通过鼠标指向单词，即可以查询该词的中文解释，该功能相当于“金山词霸”软件中的“鼠标屏幕取词”功能。

在VB.NET中，实现鼠标屏幕取词实现的基本原理如下： 首先，必须建立轮机英语单词数据库；然后借用XDICTGRB.DLL动态链接库文件(该动态链接库可以从网上下载，其提供了实现鼠标取词的接口)。在VB.NET中，通过引用方式，将其加入VB.NET的项目；只要实现该接口，即可实现鼠标在屏幕中取词。

实现屏幕鼠标取词功能的接口QueryWord在VB.NET中的原型如下[5]：

Private Function QueryWord(ByVal WordString As String，ByVal lCursorX As Integer，ByVal lCursorY As Integer，ByVal SentenceString As String，ByRef lLoc As Integer，ByRef lStart As Integer) As Integer Implements IXDictGrabSink.QueryWord

'取得鼠标所在的单词：sWord=SentenceString.Substring(lLoc)

'从数据库中找到该单词的译文：SelectWord(sWord)

End Function

其中，sWord为取得屏幕上鼠标所在的单词；SelectWord()为自定义函数，实现根据选取的单词，从数据中读出该单词对应的译文。

2.语音播放，录音及回放

轮机英语训练系统中提供了“评估训练”项目，结合全国海船海员适任证书考试中“英语听力与会话”的要求，让考生有针对性地提高英语听说能力。口述部分对某个主题的短文来回答，由计算机真人发音，全文朗读，考生听过之后，进行复述录音；问答部分朗读单一问题，由考生回答问题并录音。如果采用人工录音并播放短文的方式，将极大地增加开发工作量，同时录音数据文件将会占用非常大的硬盘空间。

在Windows XP以上的操作版本中，Microsoft公司提供了人工合成的语音库TTS(Text-To-Speech)，TTS是微软公司出品的一套文字朗读引擎，它是基于COM/DCOM技术之上的一种能够将文本内容转化为语音的工具。[4]微软的TTS引擎是免费提供给用户的，可以到微软站点免费下载。而在微软的Windows 2000和Windows XP操作系统中已经集成了TTS5.0的引擎，无须另行安装。

通过VB.NET的开发技术，可以很方便地对任意提供的短文或单句进行全文或单句朗读。在Microsoft Vista操作系统中，该语音库得到了极大的改善，声音流畅、清晰，语调可调，还可以选择男声或女声朗读。

在VB.NET中，可以通过引用Miscrosoft的语音引擎SAMPLETTSENGLib.dll和SpeechLib.dll，编程实现全文或单句朗读。实现方法与步骤如下：

*通过Public WithEvents vox As New SpVoice建立对象；

*通过vox.GetVoices()方法，列举出当前可使用的语音库；

*通过vox.Voice()方法，设置当前选择的语音库；

*通过vox.Rate()方法，设置朗读速度；

*通过vox.Speak()方法，朗读所选文本内容或停止朗读。

复述录音功能可以使用Microsoft的多媒体控件Microsoft Multimedia Control(MMC)，方便实现录音和回放功能[5]。MMC控件包含一组高层次的独立于设备的命令，可以控制音频和视频外设。其使用也非常简单，设置其Command属性，如Open,play,Stop,Record和Save 字符串值，就可以执行相应的打开文件、播放文件、停止播放和录音保存命令功能。

3.使用加密技术提高题库安全性

加密将防止数据被查看或修改，并在原本不安全的信道上提供安全的通信信道，它达到以下目的：保密性——防止用户的标志或数据被读取；数据完整性——防止数据被更改；身份验证——确保数据发自特定的一方。[6]

数据库的安全性对于系统而言，具有相当的重要性。数据库的内容是系统的核心所在，一旦破解，则系统设计者所做的一切努力都将付之东流。由于本训练系统结构为单机版，为了便于安装和部署，采用了本身安全性不高的小型桌面数据库Access2003。目前对于Access数据库本身加密功能，网上很容易下载破解的小程序。基于此原因，本系统所带的数据库，采用VB.NET提供的先进的可逆加密技术对题库进行了保护。

在VB.NET中，可逆加密技术有私钥加密、公钥加密和数字签名等。以私钥加密技术为例，在VB.NET中，提供以下实现私钥加密算法的类：

* DES：DESCryptoServiceProvider

* RC2：RC2CryptoServiceProvider

* Rijndael(AES)：RijndaelManaged

* 3DES：TripleDESCryptoServiceProvider

要使用这些加密类，在项目中必须添加如下引用：

Imports System.Security.Cryptography

加密算法函数原型：

Public Function Encrypt(ByVal pToEncrypt As String，ByVal sKey As String) As String

… …

End Function

解密算法函数原型：

Public Function Decrypt(ByVal pToDecrypt As String，ByVal sKey As String) As String

… …

End Function

三、系统的特色及创新

轮机英语考证评估训练系统及其配套教材具有如下特点：

(1)题库分级管理，轻松应考。提供三个等级(二/三管轮、大管轮、轮机长)网上可以随时更新的动态题库。

(2)专业解释，深入浅出，通俗易懂。每题翻译注释由全国10所院校数十位从事航海和轮机英语教学领域资深教授、专家编审而成。

(3)分类编排，同步学习，同步训练。按照新编《轮机英语》课文的内容编排相应的考证题，便于教学和同步学习训练。

(4)机考训练，无缝对接。模拟正式考试操作界面，实现与“机考”无缝对接。

(5)录放自如，音速可调，个性学习。评估训练录音、回放、真人发音、语速可调，便于个性化学习，反复训练，提高应试水平。

(6)关联训练，真题测试。首创关联题训练、真题测试、嵌入式轮机词库、鼠标查词及自动组卷判卷、试卷分析、错题次数排行统计、考试状态监控等功能。

轮机英语课程考证评估训练系统解决了同类软件中不具备的鼠标屏幕取词、英文短文全文朗读功能以及电脑录音与回放功能；同时，按照《轮机英语》(新版)课程编排目录，对题库按照考试等级、学习章节进行了分类，极大地方便了教学和学生同步学习，提高了考生的应试能力。目前该训练系统正在广州航海高等专科学校等二十多所院校培训机构试用，效果良好。

[1]中国海事服务中心.轮机英语(新版)[M].大连：大连海事大学出版社，2008：10-10.

[2]陈 坚，叶伟强，黄丽萍.轮机英语考证学习指南[M].长春：吉林大学出版社，2009：32-32.

[3]党 坤，陈景杰.轮机英语汉英互译[M].大连：大连海事大学出版社，2001:328-329.

[4]彭 达.VISUAL C++多媒体编程技术[M].北京：人民邮电出版社，1999：20-21.

[5]刘炜伟.VISUAL C++ 视频/音频实用工程案例精选[M].北京：人民邮电出版社，2004：47-48.

[6]袁 礼，黄 洪.浅谈加密技术在企业信息化中的应用[J].信息网络安全，2009(03)：45-47.