基于SQL模糊匹配技術(shù)的英語詞匯學(xué)習(xí)小工具設(shè)計(jì)研究

摘要：本研究建立在英語詞匯數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)據(jù)庫(kù)中SQL語句模糊匹配等編程技術(shù)，設(shè)計(jì)并初步制作了可以輔助英語詞匯檢索和學(xué)習(xí)的小工具，目前已有基礎(chǔ)查詞、詞根、詞綴（分為前綴和后綴）、漢語匹配、詞組匹配5類共6個(gè)工具。在ICT理念指導(dǎo)下，充分借助信息技術(shù)手段來管理和利用海量詞匯信息，可以提高英語詞匯學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率和減輕英語教師的教學(xué)工作負(fù)擔(dān)。

關(guān)鍵詞：SQL模糊匹配；英語詞匯學(xué)習(xí)；小工具；教育軟件設(shè)計(jì)開發(fā)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2018）01-0073-04

問題提出的背景

1.詞匯學(xué)習(xí)過程中的實(shí)際需求

英語詞匯的文本是由字母、數(shù)字等符號(hào)構(gòu)成的，在學(xué)習(xí)和記憶時(shí)，可以根據(jù)詞匯之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行聚類、共現(xiàn)。在實(shí)際詞匯學(xué)習(xí)時(shí)，常遇到這些需求：將英語詞匯中意思和“論證”有關(guān)的近義詞都檢索出來，放在一起進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)；英語教師在備課時(shí)，會(huì)需要所有以“-or”或“-er”結(jié)尾的詞匯；將所有以“-ious”為后綴的詞檢索出來，進(jìn)行專題式學(xué)習(xí)、總結(jié)規(guī)律，從而幫助記憶，提升詞匯量；等等。在這種情況下，我們就可以利用信息技術(shù)工具來極大地減少處理類似復(fù)雜、重復(fù)勞動(dòng)的工作量。

2.利用信息技術(shù)輔助教學(xué)的可行性

在如今計(jì)算機(jī)硬件快速迭代、信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，新技術(shù)、新應(yīng)用的產(chǎn)生也給教育教學(xué)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過信息技術(shù)，教師可以對(duì)信息進(jìn)行高效的存儲(chǔ)、管理和利用，也可以將文本、符號(hào)、聲音、圖形圖像、動(dòng)畫、視頻等豐富的多媒體元素設(shè)計(jì)和組織在教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)上。

理論支撐

1.詞匯語義學(xué)

詞匯語義學(xué)是語言學(xué)中研究詞匯意義的學(xué)科。語義以概念為基礎(chǔ)，將詞匯的語音、語法和釋義符號(hào)三者有機(jī)整合。在學(xué)習(xí)內(nèi)容的呈現(xiàn)上，詞匯相關(guān)的結(jié)構(gòu)和意義關(guān)系構(gòu)建出了具有結(jié)構(gòu)化、動(dòng)態(tài)化、系統(tǒng)化特性的“語義場(chǎng)”（Semantic field），符合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)和掌握詞匯的感知及心理認(rèn)知過程。[1]

在英語詞匯學(xué)習(xí)策略的選擇上，應(yīng)用詞匯語義學(xué)原理指導(dǎo)詞匯的學(xué)習(xí)，將與詞匯的意義和結(jié)構(gòu)相近、相關(guān)的信息有規(guī)律地呈現(xiàn)在一起，可以提高語言學(xué)習(xí)過程中的詞匯輸入量，改善學(xué)習(xí)者對(duì)詞匯的辨析和識(shí)記效果，對(duì)推動(dòng)英語語言的學(xué)習(xí)具有積極的意義。[2]

2.ICT理念

ICT（Information and Communication Technology）即信息通信技術(shù)，維基百科將其定義為是對(duì)信息技術(shù)的延展，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一通信系統(tǒng)的作用，并對(duì)電信設(shè)備（有線和無線）、計(jì)算機(jī)、企業(yè)軟件、中間件、存儲(chǔ)和視聽系統(tǒng)整合，使用戶能夠獲取、傳播和掌控信息。[3]在教學(xué)中運(yùn)用信息通信技術(shù)可以構(gòu)筑信息化的學(xué)習(xí)環(huán)境，傳遞信息化的學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)設(shè)信息化的學(xué)習(xí)工具。信息通信技術(shù)可以為學(xué)生提供學(xué)習(xí)活動(dòng)的支架或腳手架，使學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行比較復(fù)雜的學(xué)習(xí)活動(dòng)，投入到高級(jí)的思維和問題解決活動(dòng)中去。[4]

小工具的設(shè)計(jì)

1.軟件設(shè)計(jì)的原則

小工具開發(fā)的基本理念是滿足日常學(xué)習(xí)的實(shí)際需求，在進(jìn)行構(gòu)思設(shè)計(jì)時(shí)，筆者遵循了工具性軟件的高效、實(shí)用和易交互等原則，彌補(bǔ)了現(xiàn)有詞匯學(xué)習(xí)軟件的不足或沒有提供的功能。主要體現(xiàn)在為學(xué)習(xí)者節(jié)省了在搜集英語詞匯相關(guān)信息時(shí)所耗費(fèi)的大量時(shí)間，能夠便捷快速地獲取所需的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且檢索出的資料都是高度結(jié)構(gòu)化的、有規(guī)律的信息。

2.功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

小工具的開發(fā)嚴(yán)格按照軟件開發(fā)的規(guī)范，使用三層架構(gòu)開發(fā)模型（如圖1），圍繞詞匯信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配查詢，三層結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)訪問層（DAL，Data Access Layer）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL，Business Logic Layer）和UI層（UI，User Interface）。DAL層主要負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)所需數(shù)據(jù)的底層檢索，BLL層負(fù)責(zé)連接DAL層和UI層，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和格式轉(zhuǎn)換，UI層生成軟件的操作界面，UI層是和用戶交互的前臺(tái)，完成用戶特定的功能需求。下面詳細(xì)說明UI層中每個(gè)工具的基本原理和用途。

①基礎(chǔ)查詞。通過對(duì)用戶輸入的某一單詞的精確查詢，得出該單詞的相關(guān)解釋信息，可以包括音標(biāo)、朗讀、級(jí)別、基礎(chǔ)釋義、詳細(xì)解釋、英文解釋、相關(guān)詞、近/反義詞、詞組搭配、行業(yè)解釋、例句等豐富內(nèi)容。若數(shù)據(jù)庫(kù)中沒有相關(guān)詞條，先請(qǐng)用戶檢查拼寫，同時(shí)可以給出與該單詞拼寫相近的備選結(jié)果。

②詞根檢索。按英語字母文本對(duì)單詞的部分組成字母進(jìn)行模糊匹配查詢，得出一系列同根詞，如查詢“-ject-”，可以顯示出abject、adjective、conjecture、deject、eject、inject、object等結(jié)果。

③詞綴檢索。英語詞匯中詞綴分為前綴和后綴，通過對(duì)單詞左邊組成字母的模糊匹配得出一組有相同前綴的詞，如“anti-”“trans-”“pre-”等。后綴的操作類似，對(duì)單詞右邊組成字母的模糊匹配得出一組有相同后綴的詞，如“-tion”“-ceed”“-ious”等。

④漢語匹配。按漢語關(guān)鍵詞對(duì)單詞的“中文解釋”和“詳細(xì)解釋”字段進(jìn)行模糊匹配查詢，得出一組包含該關(guān)鍵詞釋義的詞匯集合，如檢索“論證”關(guān)鍵詞，可以檢索得出arguable（可論證的）、argue（辯論）、demonstrate（演示）、proof（證明）、reason（理論）、substantiate（理論）等。

⑤詞組匹配。按英語關(guān)鍵詞對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)表的“詞組搭配”字段進(jìn)行模糊匹配，獲得一組具有該關(guān)鍵詞的詞匯集合。如檢索“of”，即可獲得所有包含介詞of的詞組搭配；又如檢索“demonstrate”，即可獲得該及物動(dòng)詞后面跟著的常用短語搭配。

3.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

依據(jù)上述英語詞匯學(xué)習(xí)小工具的功能分析，筆者設(shè)計(jì)出了能基本滿足開發(fā)需求的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中含有一個(gè)數(shù)據(jù)表，將其命名為Words，表的字段、屬性等信息如下頁(yè)表所示。筆者使用網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)采集軟件“火車頭”從海詞網(wǎng)（http：//dict.cn）扒取了可供測(cè)試使用的詞匯數(shù)據(jù)。小工具中的“基本查詞”“詞根”“詞綴”工具主要是對(duì)WordText字段模糊查詢，“漢語匹配”工具對(duì)MeanUsual和MeanDetail字段模糊查詢，“詞組匹配”工具主要是對(duì)PhraseMatch字段模糊查詢。endprint

小工具的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1.開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具

小工具可以基于微軟的.NET平臺(tái)技術(shù)和Windows操作系統(tǒng)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)，開發(fā)工具主要使用Visual Studio 2015、Microsoft Office Access 2010數(shù)據(jù)庫(kù)、Notepad++源代碼編輯器等。筆者采用了C#編程語言、ASP.NET的Web編程技術(shù)、ADO.NET數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，使用了IIS（Internet Information Service）提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，保證了軟件開發(fā)的基本環(huán)境和服務(wù)支持。[5]

2.主要技術(shù)及關(guān)鍵代碼

小工具選擇的是基于B/S架構(gòu)的Web軟件設(shè)計(jì)，所以涉及的技術(shù)主要有兩塊，一個(gè)是在用戶瀏覽器端（Browser端），另一個(gè)是在服務(wù)器端（Server端）。一次詞匯檢索的基本流程為：第一步，使用小工具的學(xué)習(xí)者在客戶端通過網(wǎng)頁(yè)瀏覽器在交互操作界面上按照特定的學(xué)習(xí)需求，向服務(wù)器發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求；第二步，服務(wù)器端獲取到客戶端請(qǐng)求后，進(jìn)行相應(yīng)的程序處理，再響應(yīng)客戶端相應(yīng)的信息；第三步，客戶端瀏覽器重新加載服務(wù)器端響應(yīng)信息，至此學(xué)習(xí)者即可利用所顯示的信息，也可以重新檢索。

（1）AJAX異步加載信息

AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）的異步性優(yōu)點(diǎn)是頁(yè)面信息加載時(shí)無需刷新網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面，在本研究開發(fā)的小工具中體現(xiàn)為學(xué)習(xí)者提交詞匯檢索請(qǐng)求后，客戶端瀏覽器所顯示的頁(yè)面不用二次刷新，通過AJAX技術(shù)間接請(qǐng)求服務(wù)器另外一個(gè)提供服務(wù)的程序，來獲得相應(yīng)信息，再使用JavaScript的DOM（Document Object Model）技術(shù)加載顯示在網(wǎng)頁(yè)特定的位置。相比傳統(tǒng)的通過form表單請(qǐng)求服務(wù)，使用AJAX的小工具響應(yīng)速度更快，學(xué)習(xí)者的使用體驗(yàn)也更好。

（2）SQL語句模糊匹配

模糊匹配技術(shù)在海量結(jié)構(gòu)化信息的檢索、提取、利用等方面發(fā)揮著重要作用，基于數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL模糊匹配查詢也是本研究制作英語詞匯學(xué)習(xí)小工具的關(guān)鍵技術(shù)之一。為信息安全起見，服務(wù)器端在接受到用戶的請(qǐng)求后，調(diào)用封裝的功能函數(shù)對(duì)查詢參數(shù)進(jìn)行安全性檢查，具體方法主要是使用C#編程語言提供的Regex正則表達(dá)式類庫(kù)來匹配查詢參數(shù)是否存在可能威脅數(shù)據(jù)庫(kù)安全的特殊字符，相應(yīng)的邏輯判斷代碼為：Regex.IsMatch（str， @"[-|；|，|＼/|＼（|＼）|＼[|＼]|＼}|＼{|%|@|＼*|！|＼']"）。

在“漢語匹配”工具中，為了更多地加載與查詢關(guān)鍵詞相匹配的詞條，當(dāng)與“基本釋義”字段匹配的詞條數(shù)小于10個(gè)時(shí)，就加上與“詳細(xì)解釋”字段匹配的詞條，兩者為或者關(guān)系，顯示的信息即可更多。對(duì)應(yīng)的SQL語句為：select * from Words where MeanUsual like'%"+ cnWord+"%'or MeanDetail like '%"+cnWord+"%'。

（3）移動(dòng)端屏幕自適應(yīng)

為了使小工具能夠兼容不同終端的使用需求，適應(yīng)移動(dòng)端設(shè)備的顯示，方便學(xué)習(xí)者借助手機(jī)瀏覽器或微信內(nèi)嵌的瀏覽器使用，可以在網(wǎng)頁(yè)源碼的標(biāo)簽內(nèi)部加入代碼，這樣可讓頁(yè)面不進(jìn)行放縮，直接占滿全屏。

3.基本實(shí)現(xiàn)效果（如圖2）

其余類型的小工具具有類似的原形實(shí)現(xiàn)效果，當(dāng)然從軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的角度看，該程序從界面設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、并發(fā)性能提升、安全性保障等方面還有很大的改進(jìn)空間。

小結(jié)

筆者對(duì)后續(xù)的探索研究還有如下的思考和啟發(fā)：第一，內(nèi)容開發(fā)。針對(duì)不同學(xué)齡段的學(xué)習(xí)者研發(fā)專門的詞匯學(xué)習(xí)內(nèi)容，構(gòu)筑分級(jí)的詞匯檢索資源庫(kù)。第二，可行性研究。為了研究的深入，后續(xù)工作可以從市場(chǎng)需求度、技術(shù)實(shí)現(xiàn)可行性、輔助教學(xué)的效果等方面進(jìn)行綜合性的調(diào)查、實(shí)驗(yàn)和論證。第三，遷移創(chuàng)新。依據(jù)小工具的設(shè)計(jì)思路，在漢語等符號(hào)語言詞匯學(xué)習(xí)方面有著類似的規(guī)則，可以進(jìn)行相關(guān)的遷移、整合與創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宗宏.詞匯語義學(xué)和第二語言詞匯習(xí)得的圖式化研究[J].河西學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，23（3）：107-113.

[2]李宗宏.英語詞匯習(xí)得策略[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012.

[3]Wikipedia.Information and communication technology[EB/OL]. https：//en.wikipedia.org/wiki/Information_and_communications_technology.

[4]杜華.基于ICT理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2005.

[5]Jason N.Garylord，Pranav Rastog；Todd Miranda，等.ASP.NET 4.5高級(jí)編程（第8版）（.NET開發(fā)經(jīng)典名著）[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2014.

作者簡(jiǎn)介：周敏，（1993.10—），現(xiàn)代教育技術(shù)專業(yè)在讀研究生、軟件設(shè)計(jì)師，主要研究信息技術(shù)支持教學(xué)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。endprint