基于计算机的英语辅助学习系统设计与实现

2018-12-24

微型电脑应用 2018年12期

(陕西国防工业职业技术学院教务处，西安 710300)

0 引言

随着计算机技术的快速发展，与计算机技术相关的词汇层出不穷，许多新型的计算机技术都源于国外，所以为了快速的掌握这些新技能，一定要有快速阅读计算机英文文献的能力，所以在各大高校计算机相关专业都设立了计算机英语课程，计算机英语学习的关键在于对英语词汇的学习，计算机英语由于专业的特殊性与局限性，计算机英语学习系统的应用并没有得到重视与普及。本文所设计的计算机英语辅助学习系统能够满足相关专业学生学习计算机英语的需求。该系统主要由学习系统与测试系统两部分组成，学习系统主要是完成学习系统的整体设计，实现基础数据的维护。测试系统具有测试学习的效果，对学习状态进行分析[1]。该系统的设计与研究具有良好的市场前景，同时，由于专业词汇的通用性，该系统稍加修改便可以应用于其他专业。

1 国内外发展状况

计算机辅助工具在英语辅助教学中的应用主要体现在多媒体和教学应用软件方面，前几年。关于英语听力的教学，还主要是通过录音机与教师讲解来完成，随着计算机多媒体技术的应用，英语听力教学已经在教学形式与内容方面，都更加丰富起来，更能够吸引学生的注意力。通过多媒体来对听力材料进行播放，这种集图文、声音于一体的形式，能够激发学生的学习兴趣，有效的解决学习中的重点、难点，有效地提高学生的学习效率。

国外尤以西方在通过游戏进行教学的道路上稳步前行，上世纪70年代，国际上游戏的研究开始步入兴盛时期，教育游戏产业也初具规模，采用已有的游戏进行教育研究，是一种被教育游戏研究者普遍采用的研究方式，许多从网络上下载的小游戏都比较适合在课堂上使用，对时间的控制也比较方便。未来实验室(Futurelabss)主办的Teaching With Game 项目将“荣誉骑士”“模拟人生”“过山车大亨”三款游戏应用在学校的教学中，国外游戏教育软件的研究一方面研究怎样将现有的商业游戏应用与教学，这要求研究人才有相当高的技术水平，另一方面，国外游戏教育证实研究的主要对象是中小学在校生，主要用于激发学生的学习兴趣。

在国内，学生很少接触到游戏软件教育，比较出名的英语学习软件有新东方研发的“背单词软件”，北京角斗士软件技术有限公司研发的“我爱背单词”等，这些英语学习软件一般功能比较齐全，如数据完善、例题详细、单词查询、翻译功能等，部分软件也提供了游戏学习与测试模块[2]。但是这些软件普遍存在的弱点在于在支持计算机英语专业词库方面能力较弱，尽管提供了词库维护，但是对学习者在对词库维护能力较差的情况下，这项功能也没有起到太大作用，学习记录同步的功能不能够给出学习建议，导致学习者无法利用软件更改学习方式，缺乏个性化的学习策略。

2 计算机英语辅助学习系统设计原理

该系统的设计主要考虑到学生的学习习惯、学习方式等因素，结合计算机英语词汇的基本特征，找到学生学习英语所存在的主要问题，根据问题，建立起新型的学习模型，提高学生在计算机英语学习过程中的主动性。最后对学习效果进行验证，按照计算机术语分类和计算机英语特征进行测试，用户在学习之后可以对题库进行维护，对得分进行统计，对学习效果进行分析。系统的设计原理如图1所示。

图1 计算机英语辅助学习系统设计原理

(1) 游戏学习：根据计算机英语词汇的特点，分门类对词汇信息进行采集，建立起词库用于日常学习查询，通过游戏学习的方式来提高学生学习的积极主动性。

(2) 验证学习：通过验证学习系统来验证学习方式的有效性，结合学习的范围从题库中进行抽题练习，并且对学习反馈进行汇总，主要为了去除学习中不需要的日志权重，重点突出学习状态的诊断。

(3) 学习特征的提取：关于学习特征的提取，主要是从学习日志中来了解学生学习的流程，通过做题错误率来反映学生学习的薄弱环节，运用数据挖掘技术来学习日志和测试效果进行分析，得出学习者的学习特征。

(4) 特征匹配：学习系统要根据学习者的具体特征来给出学习建议，尽可能让每个学生都感受到学习的乐趣，满足学生的情感需求，使学生的学习意愿增强，提高学习内驱力。

3 计算机辅助英语学习系统设计与实现

计算机辅助英语学习系统主要通过词库、题库、以及文章库来提供基础的数据，为学习系统的实现做铺垫，该辅助学习系统以基础数据为核心，采用C/S模式来实现系统后台的题库、词库管理，确保数据的有效维护[3]。

3.1 英语辅助学习系统整体设计

英语学习中词汇学习的重要性众所周知。正如D.A.Wilkins所言“没有语法，能表达很少东西，没有词汇则什么也不能表达”，词汇的掌握是英语学习的关键，词汇的学习要搭配其应用环境，所以计算机英语辅助学习系统为学习者提供学习载体，主要通过词库与文章库来完成，该学习系统的整体设计,如图2所示。

在该学习系统中，文章库与词库都是计算机英语综合的资源库，其中包含计算机硬件、软件、图形、网络、办公应用等，学习者可以根据学习目标来选择适合的学习范围，最终产生相应的学习任务：

(1) 词库游戏学习：主要是按照专业难度等级较低开始，按照词汇特征、分类、难易程度等来对时间进行分配。从低难度开始主要是为了出错的词汇出现的频率较高，系统根据记忆来设置学习周期，学习者可以服从游戏软件中的学习周期，系统会记录下学生的学习状态，给出进一步的学习建议，并且生成操作日志。

图2 计算机英语辅助学习系统整体设计

(2) 文章库学习：该模块式默认的从教材的第一单元开始，学习者可以按照文章的难以程度来调整学习计划，对于文章中的专业词汇，系统会自动从题库中提取并且进行相应的解释，对文章学习的时间会有一定的限制，一定要按照顺序进行。

以上两种模式可以同步进行，按照单元学习文章时可以通过游戏场景来预习与复习文章中的词汇[4]。

3.2 题库的相关设计

计算机英语辅助学习系统题库是大量具有必要参数的题目的有机组合，题库中的题目都是按照测验目的精心筛选出来的，每一题目除了自身的内容之外，还会有表征题目属性的编号、知识点、答案、难度等多种指标，这些题目以一定的结构存放在题库中，学习者可以根据属性来对题目进行选择。题库的设计要考虑到质量、数量、目标层次分类理论、题型等，还要考虑智能阅卷的方便，所以题库设计题型仅限于选择、判断、填空题，翻译和写作等题型需要人为参与，题目的设计包括题目各属性值的设置，度量标准可以直接用于系统阅卷。题库具有一定的动态性，要根据情况随时变化，根据学习者的学习特征淘汰没有考核意义的题目，所以还要组织专家专门命题[5]。题库的设计流程,如图3所示。

图3 题库设计流程

在组卷时要注重合理性与随机性，在计算机考试系统中的本质主要是根据试题的属性与外部规则的约束。随机性可以根据给定的组卷指标，自动实现随机组合形成试卷[6]。

4 计算机英语辅助学习系统在英语考试中的应用以及效果分析

根据前文词库的建设以及学习系统功能的实现，所设计的测试系统能够验证学习效果，通过对学习与测试的日志文件进行分析，从而挖掘出学习者的学习特征。主要目的在于：

(1) 为学习者提供良好的学习环境；

(2) 为学习者分析学习得失，找出个性化的词汇学习规律；

(3) 通过实例应用来对系统进行检测，确保系统运行的可靠性。

4.1 系统组卷应用测试

从题库中抽取实体，组成可供测试的试卷，根据考试学的原理，有效的考试必须要具备以下条件：

(1) 考核的对象是可测的，可以通过考试来测量；

(2) 考试具有明确的目的性；

(3) 试题要具有代表性；

(4) 测量的等观性。

对于计算机英语辅助学习测试系统来讲，所抽取的试题一定要符合规范，试卷要满足以下条件。

(1) 知识点：试卷要覆盖学习过的文章、词汇等，或者根据指定的知识点范围，并且考虑是否为最大覆盖范围。

(2) 难度：系统测试要规定测试时间，试题抽取时要注意总答题时间不能超过测试的总时间，另一方面，如果不指定试卷的总体难度则随机抽取每个档次的难度。

(3) 题型：试卷的题型有：单项选择、多项选择、判断、填空题。每次组卷题型都不能过于单一，对题量与分数进行设置，确保总分满足指定的分数值。

该测试系统默认的按照专业—教材—章节—知识点—试题的层次关系进行，如果不配合文章或教材,则可以直接选择知识点进行测试，题型设置后如果符合测试要求就会生成试卷，不符合就会按照要求重新设置。学习者答完试卷之后系统会自动评卷，生成测试报告。组卷过程,如图4所示。

图4 测试组卷过程

通过该系统在英语考试中的实际应用来对系统性能进行分析。在具体的教学环境下，生成有针对性的试卷，可以为教师提供方便试题和分析试卷的功能。在考试结束之后，系统会根据题库中设置的答案进行阅卷与评分，对考试结果进行核查。英语考试的最终目的既要成绩又要考察教学效果，所以学习者要认真的对待每一次测试[7]。考试成绩能够直接反应出教学效果，对答卷进行统计之后能够真实的反映出学习过程的实质状况，为以后的学习提供必要的参考信息。经过该系统在计算机英语考试中的实际应用，基本能够体现系统运行的稳定性，在计算机英语辅助教学中，值得推广。