基于J2ME的英語詞匯移動學習平臺設計

馬崢嶸（渤海大學 大學外語教研部，遼寧 錦州　121013）

基于J2ME的英語詞匯移動學習平臺設計

馬崢嶸
（渤海大學 大學外語教研部，遼寧 錦州121013）

針對英語詞匯意義錯綜復雜，可以利用零碎時間進行學習的特點，本文基于J2ME技術展開研究。運用軟件工程和結構化設計的思想和方法，通過對數據存儲結構、開發環境搭建、數據庫連接、核心程序開發等方面的研究與設計，解決了平臺設計開發的核心技術問題。結果表明，依據本文研究成果開發的英語詞匯移動學習平臺，具有結構簡化、移植性強、易于維護等特點，對促進英語詞匯學習具有重要作用。

J2ME；英語詞匯；移動學習；學習平臺；系統設計

現代信息技術特別是移動通信技術的發展，使人們的學習方式發生的根本性轉換。移動學習（Mobile Learning）是以移動教育（Mobile Education）為基礎，是繼數字學習（E-Learning）之后發展起來的一種新的學習方式，學習者可以在任何時間、任何地點訪問學習資源，獲取知識和技能［1-2］。詞匯是學習英語的基礎，如果沒有詞匯，任何形式的交流都無從談起。詞匯量不足成為英語學習過程中遇到的“攔路虎”。影響詞匯學習困難的原因，但最重要的是缺乏正確的學習策略和學習方法。移動學習要求時間短暫、內容精悍，并且具有松散性和實用性，英語詞匯學習正好滿足這些特點［3］。目前移動設備特別是智能手機在學生的應用非常普遍，因此，開發英語詞匯移動學習平臺，利用零碎時間進行學習，為學生提供新的英語詞匯學習手段，增加英語詞匯學習的機會。文中基于J2ME平臺進行設計，充分發揮J2ME平臺的結構簡化、可移植性強、重用性好、易于維護、開發效率高、穩定性好、伸縮性強等優點，為軟件系統開發提供優秀的解決方案。

1　J2ME平臺結構

J2ME平臺由4層構成，分別是主機操作系統層（HostOperating System）、配置層（Configuration）、簡表層（Profiles）和可選包層（Optional Packages）。其中，主機操作系統層的作用是處理設備硬件底層的響應，配置層是提供給設備使用的最小類庫集合，簡表層是針對一系列設備提供的開發包集合，可選包層是針對特定設備提供的類庫。配置層和簡表層是J2ME平臺結構的核心部分，每個配置代表一種低水平的基本應用程序接口，在兩個相似基礎之上是簡表，用于特殊設備額外的應用程序接口［4］。配置和簡表的體系結構如圖1所示。

配置層 Configuration定義了一個基本的 J2ME運行環境，滿足設備的JavaVM虛擬機功能的最小子集和針對設備的Java類庫的最小集合，主要針對的是系統級特性。J2ME定義兩個配置，連接設備配置（Connected Device Configuration，CDC）和限制性更強的有限連接設備配置（Connected Limited Device Configuration，CLDC）。

簡表層Profiles是構建在配置層Configuration之上的一層類庫，提供配置層中所缺失的功能以支持特定設備，提供了應用程序級的接口。簡表的實現是Java應用程序接口的一個集合，用于適應被定義配置的應用程序接口提供的服務，簡表是一個完整的運行環境，一個在簡表上執行的應用程序不需要額外的支持類。

圖1　配置和簡表的體系結構

2　數據存儲結構

數據存儲結構是數據元素與元素之間在計算機中的一種表示，目的是解決空間問題，或者是通過空間間接地解決時間問題。由于英語詞匯量非常多，為了提高數據的存儲效率和讀取效率，采用數據庫系統的方式存儲數據。為了進行全方位的英語詞匯學習，向學習者提供全面的詞匯信息，同時減少信息冗余和數據獨立性，將存儲結構設計為“詞性、詞匯和例句”3個實體，實體間存在一個一對多聯系和一個多對多聯系，即“類別”與“詞匯”之間是一對多聯系，一個“類別”包含多個“詞匯”，一個“詞匯”只能屬于一個“類別”；一個“詞匯”存在多個“例句”，一個“例句”又可以屬于多個“詞匯”。用實體聯系圖（E-R，Entity Relationship Diagram）表示的詞匯存儲結構概念結構設計如圖2所示。

圖2　詞匯存儲E-R圖

按照數據庫概念結構到邏輯結構的轉換規則［5］，一個實體轉換為一個關系模式，可以轉換為“詞性”、“詞匯”和“例句”3個關系模式；一個一對多的聯系可以轉換為一個獨立的關系模式也可以與多端合并，本文與多端合并，即“包含”聯系合并到“詞匯”關系模式；一個多對多聯系轉換為一個獨立的關系模式，即“存在”轉換為一個關系模式。為了便于編程實現，關系模式中的對象（表名、字段名）采用英文表示，字段采用“中文注釋，字段名，類型，存儲字節數”的格式。基于MySQL數據庫管理系統轉換的關系模式如下：

1）詞性表，字段為E-R圖中“詞性”實體的所有屬性，結構為：VocabularyNature［（詞性名稱，Nature，Varchar，20）、（縮寫 形 式 ，AbbreviatedForm，Varchar，10）、（詞 性 代 碼 ，NatureCode，Varchar，2）、（詞性例詞，NatureExampleWords，Varchar，20）、（詞性意義，NatureSignificance，Varchar，100）、（漢語名稱，ChineseName，Varchar，20）］。

2）詞匯表，字段除了E-R圖中“詞匯”實體的屬性外，還有一對多聯系“包含”對應的一方“詞性”的主碼，結構為：Vocabulary［（詞匯名稱，VocabularyName，Varchar，20）、（詞匯代碼，VocabularyCode，Smallint，2）、（詞性代碼，NatureCode，Varchar，2）、（音標標注，PhoneticSymbols，Varchar，20）、（英文解 釋 ，EnglishExplanation，Varchar，100）、（漢 文 解 釋 ，ChineseExplanation，Varchar，100）、（語 音 文 件 ，VoiceFile，Blog）、（詞匯分級，VocabularyLevel，Smallint，2）］。

3）例句表，字段為E-R圖中“例句”實體的所有屬性，結構為：ExampleSentence［（例句代碼，SentenceCode，Smallint，2）、（命 名 內 容 ，SentenceContent，Text）、（中 文 翻 譯 ，ChineseTranslation，Text）、（內容來源，ContentSource，Varchar，100）、（作者姓名，AuthorName，Varchar，50）、（語音文件，VoiceFile，Blog）］。

4）存在表，字段為E-R圖中“存在”聯系兩端的主碼，結構為：ExistenceRelation［（詞匯代碼，VocabularyCode，Smallint，2）、（例句代碼，SentenceCode，Smallint，2）］。

3　開發環境搭建

J2ME開發環境搭建分為以下5個步驟：

1）安裝JDK。首先，從http://java.sun.com下載并安裝JDK；然后，設置環境變量path，classpath。環境變量告訴操作系統、應用程序、腳本程序等需要資源的位置。只需要把c: jdk1.3in目錄加到path環境變量里面，就可以在系統中的任何地方運行java應用 程 序。set classpath=.；c: jdk1.3lib ools.jar；c:jdk1.3libdt.jar將dt.jar和tools.jar兩個jar包加入到classpath環境變量，讓java解釋器找到這個類。

2）安裝WTK。WTK是Sun J2ME Wireless Toolkit—Sun的無線開發工具包，下載地址是http://java.sun.com/javame/ downloads/index.jsp，WTK安裝目錄的文件夾內容分別為：bin，WTK下應用程序需要運行的學用的exe文件；apps，系統上自帶的示例程序；docs，WTK文檔，即各種幫助與說明文件；wtklib，存放WTK用到的類庫以及一些資源文件；lib，Java運行環境的一些核心庫。

3）安裝Eclipse。Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴展開發平臺。在地址http://www.eclipse.org/downloads/下載eclipse-java-europa-winter-win32.zip文件，將該文件解壓縮，雙擊eclipse目錄有的eclipse.exe就可以完成安裝。在Eclipse中打開Windows-Preferences界面，選擇Java-Installed JREs，實現Eclipse與JDK綁定。

4）將Eclipse與Eclipse ME綁定。Eclipse ME直是強大的Java開發工具，集成了J2EE Eclipse插件集，為項目開發帶來方便。在地址 http://www.eclipse.org下載 eclipse.feature_ 1.7.9_site.zip文件，在Eclipse中打開插件安裝菜單Help-＞Software Updates-＞Find and Install...-＞Search for new features to install-＞New Archived Site...搜索要安裝的新功能插件，選擇New Archived Site，輸入EclipseME1.7.9所在目錄完成安裝。

5）Eclipse中導入WTK。打開 Eclipse，進行Windows-Preferences界面，選擇Java-Device Management，點擊Import，再點擊Browse，選擇WTK安裝目錄，點擊Refresh，即可將WTK中的模擬設備導入，實現Eclipse與WTK的整合。

4　數據庫連接

JDBC（Java Data Base Connectivity）是Java連接和操作數據庫的傳統方法，雖然運行效率較高，但需要編程人員書寫復雜冗長的SQL語句，因此逐漸被ORM （Object Relational Mapping）的持久化方法所取代。Hibernate是ORM最常用的技術，是對JDBC的輕量級封裝，解決了數據庫對象與Java對象之間的映射關系，提高了軟件開發效率和維護效率。

配置文件Hibernate.cfg.xml文件中定義了和數據庫連接信息，包括數據庫方言、JDBC驅動、用戶名、密碼和URL等。Configuration類借助dom4j的XML解析器進行XML的解析設置環境，然后使用這些環境屬性來生成sessionfactory。這樣sessionfactory生成的session就能夠成功獲得數據庫的連接。使用配置文件具有功能強大、操作方便、良好的格式檢查機制、文件自動加載等優點。本系統的Hibernate.cfg.xml文件需要配置的信息如下：

＆lt;！--標準的XML文件的起始行，包括XML的版本和XML文件的編碼方式--＞

＆lt;！--表明解析本 XML文件的 DTD （Document Type Definition）文檔位置。DTD是文檔類型的定義，XML解析器使用DTD文檔來檢查XML文件的合法性。--＞

＆lt;！--聲明Hibernate配置文件的開始--＞

＆lt;！--表明以下的配置是針對 session-factory配置的，SessionFactory是Hibernate中的一個類，負責保存HIbernate的配置信息，以及對Session的操作--＞

＆lt;！--配置數據庫的驅動程序，Hibernate在連接數據庫時，需要用到數據庫的驅動程序--＞

＆lt;！--設置數據庫的連接 url:jdbc:mysql://localhost/ hibernate，其中localhost表示MySql服務器名稱，hibernate是數據庫名--＞

＆lt;！--連接數據庫的用戶名--＞、＆lt;！--連接數據庫的密碼--＞、＆lt;！--數據庫連接池的大小--＞

＆lt;！—以下配置是可選項：是否后臺顯示Hibernate的SQL語句，Hibernate每次從數據庫中取出并放到 JDBC的Statement中的記錄條數，Hibernate每次批量操作的記錄數，是否允許Hibernate用JDBC的可滾動結果集，連接數據庫時是否使用Unicode編碼等--＞

＆lt;！配置映射文件（hbm文件列表）”--＞

5　核心程序開發

核心程序是指運用在移動設備上的用于詞匯學習應用程序。系統提供的功能包括：用戶注冊、用戶登錄、新詞匯學習、舊詞匯復習、學習記錄查詢。其中，新詞匯學習和舊詞匯復習包括詞匯相關信息顯求、讀音、詞性信息顯示、例句信息顯示、例句讀音等。

移動設備由于屏幕界面較小，沒有鼠標和鍵盤，主要采用手指觸摸的方式，因此在界面設計時要充分考慮到這些問題［6］。J2ME使用的官方GUI類包括在Profiles里，其中的重要內容就是移動信息設備模式（MIDP，Mobile Information Device Profile）。MIDP用戶接口的基本抽象圖形是屏幕，Screen類對面向設備的圖形和用戶交互進行了封裝，每次應用只能顯示一個屏幕，而且只能瀏覽或使用屏幕上的條目。MIDP針對移動設備定義了新的用戶界面（UI，User Interface）包，包含低級和高級兩種類型的API，并且分別定義的各自的事件處理模式。MIDP UI的類層次關系如圖3所示。

圖3　MIDP UI的類層次關系

核心程序開發基于Display（系統顯示與輸入設備的管理器），在Screen的子類Form中放置相應的GUI控件，包括顯示詞匯及音標等的TextField控件、顯示圖型的ImageItem控件、進行選擇操作的ChoiceGroup控件、表示日期和時間的DataField控件、顯示多個例句的List控件等。為了詞匯和例句讀音，加入MMAPI（Mobile Media API），可支持 wav、mid、mpg等聲音格式文件。MIDP事件處理分為高級和低級兩種，分別針對高級UI和低級UI。移動信息設備的輸入主要來自于手機鍵盤，導航則主要由按鈕來完成。高級事件處理Command類包裝了動作的信息，構造器的參數分別表示按鈕的標簽、按鈕的類型和優先級別。高級事件處理主要由兩個接口來實現，一個是 CommandListener，另一個是ItemStateListener；低級事件處理必須繼承Canvas類并覆蓋其中的方法。低級事件的處理是連續的、串行的，在前面的事件返回之前后面的事件不會執行。

6　結束語

情境和語境在英語詞匯學習中起著非常重要的作用，在英語詞匯教學過程中，普遍存在孤立講解詞義，沒有引導學生從不同語境去理解詞義，以及在聽、說、讀、寫的實踐中應用詞匯。為了提高詞匯的學習效率，必須積極創設豐富多樣的情境和語境。移動學習展示內容豐富，并采用音頻視頻動畫等多媒體手段，非常適于英語詞匯情境和語境的創設［7］。移動學習平臺建設是開展移動學習的物質基礎。本文的研究內容解決了英語詞匯移動學習平臺開發的核心技術問題，開發人員以此為基礎，可以完成數據庫創建、開發環境搭建、應用程序開發等全部工作。但是，移動學習是一個復合系統，涉及移動通信、網絡、嵌入式系統多個領域，相關技術不成熟會影響系統開發，需要在以后的研究和實踐中不斷地完善和擴展。

［1］楊緒輝，沈書生.移動學習服務模式設計與實踐［J］.電化教育研究，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］鄭維勇.移動微型英語詞匯學習系統的設計［J］.實驗室研究與探索，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.高校體育運動會管理系統的設計與實現［J］.電子設計工程，2015，23（8）:28-30.

［6］司國東，趙玉，趙鵬.移動學習資源的界面設計模式研究［J］.電化教育研究，2015，36（2）:71-76.

［7］羅永華.利用多媒體創設高中英語詞匯學習的情境［J］.教學與管理，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稿件編號：201506235

馬崢嶸（1975—），女，遼寧沈陽人，碩士，副教授。研究方向：信息技術與英語教育。