基于J2ME的英语词汇移动学习平台设计

马峥嵘（渤海大学 大学外语教研部，辽宁 锦州　121013）

基于J2ME的英语词汇移动学习平台设计

马峥嵘
（渤海大学 大学外语教研部，辽宁 锦州121013）

针对英语词汇意义错综复杂，可以利用零碎时间进行学习的特点，本文基于J2ME技术展开研究。运用软件工程和结构化设计的思想和方法，通过对数据存储结构、开发环境搭建、数据库连接、核心程序开发等方面的研究与设计，解决了平台设计开发的核心技术问题。结果表明，依据本文研究成果开发的英语词汇移动学习平台，具有结构简化、移植性强、易于维护等特点，对促进英语词汇学习具有重要作用。

J2ME；英语词汇；移动学习；学习平台；系统设计

现代信息技术特别是移动通信技术的发展，使人们的学习方式发生的根本性转换。移动学习（Mobile Learning）是以移动教育（Mobile Education）为基础，是继数字学习（E-Learning）之后发展起来的一种新的学习方式，学习者可以在任何时间、任何地点访问学习资源，获取知识和技能［1-2］。词汇是学习英语的基础，如果没有词汇，任何形式的交流都无从谈起。词汇量不足成为英语学习过程中遇到的“拦路虎”。影响词汇学习困难的原因，但最重要的是缺乏正确的学习策略和学习方法。移动学习要求时间短暂、内容精悍，并且具有松散性和实用性，英语词汇学习正好满足这些特点［3］。目前移动设备特别是智能手机在学生的应用非常普遍，因此，开发英语词汇移动学习平台，利用零碎时间进行学习，为学生提供新的英语词汇学习手段，增加英语词汇学习的机会。文中基于J2ME平台进行设计，充分发挥J2ME平台的结构简化、可移植性强、重用性好、易于维护、开发效率高、稳定性好、伸缩性强等优点，为软件系统开发提供优秀的解决方案。

1　J2ME平台结构

J2ME平台由4层构成，分别是主机操作系统层（HostOperating System）、配置层（Configuration）、简表层（Profiles）和可选包层（Optional Packages）。其中，主机操作系统层的作用是处理设备硬件底层的响应，配置层是提供给设备使用的最小类库集合，简表层是针对一系列设备提供的开发包集合，可选包层是针对特定设备提供的类库。配置层和简表层是J2ME平台结构的核心部分，每个配置代表一种低水平的基本应用程序接口，在两个相似基础之上是简表，用于特殊设备额外的应用程序接口［4］。配置和简表的体系结构如图1所示。

配置层 Configuration定义了一个基本的 J2ME运行环境，满足设备的JavaVM虚拟机功能的最小子集和针对设备的Java类库的最小集合，主要针对的是系统级特性。J2ME定义两个配置，连接设备配置（Connected Device Configuration，CDC）和限制性更强的有限连接设备配置（Connected Limited Device Configuration，CLDC）。

简表层Profiles是构建在配置层Configuration之上的一层类库，提供配置层中所缺失的功能以支持特定设备，提供了应用程序级的接口。简表的实现是Java应用程序接口的一个集合，用于适应被定义配置的应用程序接口提供的服务，简表是一个完整的运行环境，一个在简表上执行的应用程序不需要额外的支持类。

图1　配置和简表的体系结构

2　数据存储结构

数据存储结构是数据元素与元素之间在计算机中的一种表示，目的是解决空间问题，或者是通过空间间接地解决时间问题。由于英语词汇量非常多，为了提高数据的存储效率和读取效率，采用数据库系统的方式存储数据。为了进行全方位的英语词汇学习，向学习者提供全面的词汇信息，同时减少信息冗余和数据独立性，将存储结构设计为“词性、词汇和例句”3个实体，实体间存在一个一对多联系和一个多对多联系，即“类别”与“词汇”之间是一对多联系，一个“类别”包含多个“词汇”，一个“词汇”只能属于一个“类别”；一个“词汇”存在多个“例句”，一个“例句”又可以属于多个“词汇”。用实体联系图（E-R，Entity Relationship Diagram）表示的词汇存储结构概念结构设计如图2所示。

图2　词汇存储E-R图

按照数据库概念结构到逻辑结构的转换规则［5］，一个实体转换为一个关系模式，可以转换为“词性”、“词汇”和“例句”3个关系模式；一个一对多的联系可以转换为一个独立的关系模式也可以与多端合并，本文与多端合并，即“包含”联系合并到“词汇”关系模式；一个多对多联系转换为一个独立的关系模式，即“存在”转换为一个关系模式。为了便于编程实现，关系模式中的对象（表名、字段名）采用英文表示，字段采用“中文注释，字段名，类型，存储字节数”的格式。基于MySQL数据库管理系统转换的关系模式如下：

1）词性表，字段为E-R图中“词性”实体的所有属性，结构为：VocabularyNature［（词性名称，Nature，Varchar，20）、（缩写 形 式 ，AbbreviatedForm，Varchar，10）、（词 性 代 码 ，NatureCode，Varchar，2）、（词性例词，NatureExampleWords，Varchar，20）、（词性意义，NatureSignificance，Varchar，100）、（汉语名称，ChineseName，Varchar，20）］。

2）词汇表，字段除了E-R图中“词汇”实体的属性外，还有一对多联系“包含”对应的一方“词性”的主码，结构为：Vocabulary［（词汇名称，VocabularyName，Varchar，20）、（词汇代码，VocabularyCode，Smallint，2）、（词性代码，NatureCode，Varchar，2）、（音标标注，PhoneticSymbols，Varchar，20）、（英文解 释 ，EnglishExplanation，Varchar，100）、（汉 文 解 释 ，ChineseExplanation，Varchar，100）、（语 音 文 件 ，VoiceFile，Blog）、（词汇分级，VocabularyLevel，Smallint，2）］。

3）例句表，字段为E-R图中“例句”实体的所有属性，结构为：ExampleSentence［（例句代码，SentenceCode，Smallint，2）、（命 名 内 容 ，SentenceContent，Text）、（中 文 翻 译 ，ChineseTranslation，Text）、（内容来源，ContentSource，Varchar，100）、（作者姓名，AuthorName，Varchar，50）、（语音文件，VoiceFile，Blog）］。

4）存在表，字段为E-R图中“存在”联系两端的主码，结构为：ExistenceRelation［（词汇代码，VocabularyCode，Smallint，2）、（例句代码，SentenceCode，Smallint，2）］。

3　开发环境搭建

J2ME开发环境搭建分为以下5个步骤：

1）安装JDK。首先，从http://java.sun.com下载并安装JDK；然后，设置环境变量path，classpath。环境变量告诉操作系统、应用程序、脚本程序等需要资源的位置。只需要把c: jdk1.3in目录加到path环境变量里面，就可以在系统中的任何地方运行java应用 程 序。set classpath=.；c: jdk1.3lib ools.jar；c:jdk1.3libdt.jar将dt.jar和tools.jar两个jar包加入到classpath环境变量，让java解释器找到这个类。

2）安装WTK。WTK是Sun J2ME Wireless Toolkit—Sun的无线开发工具包，下载地址是http://java.sun.com/javame/ downloads/index.jsp，WTK安装目录的文件夹内容分别为：bin，WTK下应用程序需要运行的学用的exe文件；apps，系统上自带的示例程序；docs，WTK文档，即各种帮助与说明文件；wtklib，存放WTK用到的类库以及一些资源文件；lib，Java运行环境的一些核心库。

3）安装Eclipse。Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。在地址http://www.eclipse.org/downloads/下载eclipse-java-europa-winter-win32.zip文件，将该文件解压缩，双击eclipse目录有的eclipse.exe就可以完成安装。在Eclipse中打开Windows-Preferences界面，选择Java-Installed JREs，实现Eclipse与JDK绑定。

4）将Eclipse与Eclipse ME绑定。Eclipse ME直是强大的Java开发工具，集成了J2EE Eclipse插件集，为项目开发带来方便。在地址 http://www.eclipse.org下载 eclipse.feature_ 1.7.9_site.zip文件，在Eclipse中打开插件安装菜单Help-＞Software Updates-＞Find and Install...-＞Search for new features to install-＞New Archived Site...搜索要安装的新功能插件，选择New Archived Site，输入EclipseME1.7.9所在目录完成安装。

5）Eclipse中导入WTK。打开 Eclipse，进行Windows-Preferences界面，选择Java-Device Management，点击Import，再点击Browse，选择WTK安装目录，点击Refresh，即可将WTK中的模拟设备导入，实现Eclipse与WTK的整合。

4　数据库连接

JDBC（Java Data Base Connectivity）是Java连接和操作数据库的传统方法，虽然运行效率较高，但需要编程人员书写复杂冗长的SQL语句，因此逐渐被ORM （Object Relational Mapping）的持久化方法所取代。Hibernate是ORM最常用的技术，是对JDBC的轻量级封装，解决了数据库对象与Java对象之间的映射关系，提高了软件开发效率和维护效率。

配置文件Hibernate.cfg.xml文件中定义了和数据库连接信息，包括数据库方言、JDBC驱动、用户名、密码和URL等。Configuration类借助dom4j的XML解析器进行XML的解析设置环境，然后使用这些环境属性来生成sessionfactory。这样sessionfactory生成的session就能够成功获得数据库的连接。使用配置文件具有功能强大、操作方便、良好的格式检查机制、文件自动加载等优点。本系统的Hibernate.cfg.xml文件需要配置的信息如下：

＆lt;！--标准的XML文件的起始行，包括XML的版本和XML文件的编码方式--＞

＆lt;！--表明解析本 XML文件的 DTD （Document Type Definition）文档位置。DTD是文档类型的定义，XML解析器使用DTD文档来检查XML文件的合法性。--＞

＆lt;！--声明Hibernate配置文件的开始--＞

＆lt;！--表明以下的配置是针对 session-factory配置的，SessionFactory是Hibernate中的一个类，负责保存HIbernate的配置信息，以及对Session的操作--＞

＆lt;！--配置数据库的驱动程序，Hibernate在连接数据库时，需要用到数据库的驱动程序--＞

＆lt;！--设置数据库的连接 url:jdbc:mysql://localhost/ hibernate，其中localhost表示MySql服务器名称，hibernate是数据库名--＞

＆lt;！--连接数据库的用户名--＞、＆lt;！--连接数据库的密码--＞、＆lt;！--数据库连接池的大小--＞

＆lt;！—以下配置是可选项：是否后台显示Hibernate的SQL语句，Hibernate每次从数据库中取出并放到 JDBC的Statement中的记录条数，Hibernate每次批量操作的记录数，是否允许Hibernate用JDBC的可滚动结果集，连接数据库时是否使用Unicode编码等--＞

＆lt;！配置映射文件（hbm文件列表）”--＞

5　核心程序开发

核心程序是指运用在移动设备上的用于词汇学习应用程序。系统提供的功能包括：用户注册、用户登录、新词汇学习、旧词汇复习、学习记录查询。其中，新词汇学习和旧词汇复习包括词汇相关信息显求、读音、词性信息显示、例句信息显示、例句读音等。

移动设备由于屏幕界面较小，没有鼠标和键盘，主要采用手指触摸的方式，因此在界面设计时要充分考虑到这些问题［6］。J2ME使用的官方GUI类包括在Profiles里，其中的重要内容就是移动信息设备模式（MIDP，Mobile Information Device Profile）。MIDP用户接口的基本抽象图形是屏幕，Screen类对面向设备的图形和用户交互进行了封装，每次应用只能显示一个屏幕，而且只能浏览或使用屏幕上的条目。MIDP针对移动设备定义了新的用户界面（UI，User Interface）包，包含低级和高级两种类型的API，并且分别定义的各自的事件处理模式。MIDP UI的类层次关系如图3所示。

图3　MIDP UI的类层次关系

核心程序开发基于Display（系统显示与输入设备的管理器），在Screen的子类Form中放置相应的GUI控件，包括显示词汇及音标等的TextField控件、显示图型的ImageItem控件、进行选择操作的ChoiceGroup控件、表示日期和时间的DataField控件、显示多个例句的List控件等。为了词汇和例句读音，加入MMAPI（Mobile Media API），可支持 wav、mid、mpg等声音格式文件。MIDP事件处理分为高级和低级两种，分别针对高级UI和低级UI。移动信息设备的输入主要来自于手机键盘，导航则主要由按钮来完成。高级事件处理Command类包装了动作的信息，构造器的参数分别表示按钮的标签、按钮的类型和优先级别。高级事件处理主要由两个接口来实现，一个是 CommandListener，另一个是ItemStateListener；低级事件处理必须继承Canvas类并覆盖其中的方法。低级事件的处理是连续的、串行的，在前面的事件返回之前后面的事件不会执行。

6　结束语

情境和语境在英语词汇学习中起着非常重要的作用，在英语词汇教学过程中，普遍存在孤立讲解词义，没有引导学生从不同语境去理解词义，以及在听、说、读、写的实践中应用词汇。为了提高词汇的学习效率，必须积极创设丰富多样的情境和语境。移动学习展示内容丰富，并采用音频视频动画等多媒体手段，非常适于英语词汇情境和语境的创设［7］。移动学习平台建设是开展移动学习的物质基础。本文的研究内容解决了英语词汇移动学习平台开发的核心技术问题，开发人员以此为基础，可以完成数据库创建、开发环境搭建、应用程序开发等全部工作。但是，移动学习是一个复合系统，涉及移动通信、网络、嵌入式系统多个领域，相关技术不成熟会影响系统开发，需要在以后的研究和实践中不断地完善和扩展。

［1］杨绪辉，沈书生.移动学习服务模式设计与实践［J］.电化教育研究，2014，35（6）:90-94.

［2］Chrystalla Mouza，Tommi Barrett-Greenly.Bridging the app gap:An examination of a professional development initiative on mobile learning in urban schools［J］.Computers＆amp;Education，2015，88（10）:1-14.

［3］郑维勇.移动微型英语词汇学习系统的设计［J］.实验室研究与探索，2014，33（3）:176-179.

［4］Xueming Bai，Fuyuan Xia，Jun Liu，et al.Mobile Game Design and Implementation Based on J2ME Technology［J］. Physics Procedia，2012，25（1）:1149-1154.

［5］潘健.高校体育运动会管理系统的设计与实现［J］.电子设计工程，2015，23（8）:28-30.

［6］司国东，赵玉，赵鹏.移动学习资源的界面设计模式研究［J］.电化教育研究，2015，36（2）:71-76.

［7］罗永华.利用多媒体创设高中英语词汇学习的情境［J］.教学与管理，2015，32（16）:62-64.

Design on English vocabulary mobile learning platform based on J2ME

MA Zheng-rong
（Teaching and Research Institute of Foreign Languages，Bohai University，Jinzhou 121013，China）

In view of the complexity of English vocabulary meaning，and can make use of fragmented time learning characteristics，this paper is based on J2ME technology to study.Using ideas and methods of software engineering and structural design，to research and design through data storage structure，development environment to build，database connections，core program development and other aspects，to solve the core technical issues of platform design and development.The results show that，according to the research results of this paper，developed the English vocabulary mobile learning platform with a simplified structure，strong portability，easy maintenance and other characteristics，the promotion of English vocabulary learning has an important role.

J2ME；English vocabulary；mobile learning；learning platform；system design

TN929.5

A

1674－6236（2016）11-0052-03

2015-06-29稿件编号：201506235

马峥嵘（1975—），女，辽宁沈阳人，硕士，副教授。研究方向：信息技术与英语教育。