论文基于情境感知的移动英语学习系统的设计和应用，本文是英语学习类论文范本跟英语学习和感知和情境类论文参考文献范文.
李望秀,李华新
（南华大学计算机学院,湖南衡阳421001）
摘 要：语言类的学习必须在真实情境下进行才能实现知识的活学活用,智能手机内置的传感器使得基于真实情境下的英语学习具有得天独厚的优势.设计了基于情境感知的移动英语学习系统的层次架构,分析了该学习系统的情境信息感知与处理、英语本体知识模型等关键实现技术并将该学习系统进行了应用.实践证明,该学习系统能够有效提升学习者的英语学习效率和应用能力.
关键词：情境感知；本体模型；英语；学习系统
中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2018）10-0067-03
收稿日期：2018-05-10
基金项目：2015年衡阳市科技计划项目（2015KG58）；2015湖南省大学生创新实验与研究项目（湘教通［2015］269号）
作者简介：李望秀（1980-）,女,硕士,南华大学计算机学院讲师,研究方向为教育信息化；李华新（1979-）,男,硕士,南华大学计算机学院讲师,研究方向为数字媒体技术开发与应用.本文通讯作者为李华新.
0引言
随着移动计算技术的飞速发展与无线网络的普及,智能手机已经远远超出了通讯工具的范畴,成为了一种便携式的综合信息处理设备,是当今人们获取信息的主要工具.现如今,智能手机已基本普及,且都通过移动数据或WiFi接入互联网,据中国互联网信息中心（CNNIC）统计,截止到2016年底,中国手机网民已达6.95亿.无线网络时代,智能手机的便携性与即时性使得人们逐渐习惯并且偏好使用它来获取学习服务.
英语学习尤其是英语口语方面的训练向来是困扰学习者的一大难题,其根本原因是因为英语学习缺乏真实的语言实践和演练环境——而语言类的学习离不开大量真实的应用情境.情境学习理论与数字化学习课程设计与开发的实践表明：知识依赖特定的情境,并与行动能力相关联［1］,这对于语言类的知识来说显得尤为重要.智能手机为真实情境下的语言类学习提供了强大的支持——学习者可以携带手机进入到真实的问题情境与工作情境中进行学习,手机内置的传感器可以获取学习者的行为、位置等情境信息,为学习系统推送适合特定情境的学习资源提供了可能.
有研究者通过调研发现“大部分语言学习平台没有考虑具体情境与个体差异,鲜有实现个性化推荐”,这已成为“移动学习与语言学科深度整合亟待突破的瓶颈”［2］.因此,研究基于情境感知的移动英语学习系统,让学习者在真实的英语应用情境中获得实用的学习资源与服务支持,提高学习者的英语学习效率及应用能力,具有现实意义.
1系统架构设计
该学习系统采用C/S模式,具有多层架构,从上往下依次为应用层、业务层,服务层和数据层,如图1所示.应用层相当于系统客户端,决定了用户使用学习系统的界面,是客户端与服务器端进行数据交换的接口.业务层、服务层和数据层位于服务器端,用于服务器处理相关的数据.应用层通过移动设备获取用户的当前位置信息及行为（如步行或运动等）并将其提交到服务层,同时将从业务层接收到的情境相关的英语知识实时推送给用户；业务层根据用户当前的位置信息调用服务层的位置服务和POI（Point of Interest兴趣点）查询服务,据此分析情境信息；检测到新的情境后,服务层将调用消息推送服务将推荐的英文知识推送给用户.服务层包含位置查询服务,POI查询服务和消息推送服务.数据层包括情境知识库、情境信息配置文件以及用户配置文件.情境配置文件和情境知识库用于向用户提供情境相关的英语知识,而用户配置文件旨在为用户提供个性化的学习服务.比如,当系统通过位置服务检测到用户处于某个餐厅,系统会向用户推送餐饮情境的相关英语学习资源,帮助学习者在真实的情境下学习英语知识,并提升其知识应用能力.
2学习系统关键技术实现
基于情境感知的自适应移动英语学习系统能够根据学习者智能手机内置的一些传感器获取学生所处的位置、行为等情境信息,综合这些情境信息,系统能够根据学习者所处的场景智能化地推送适合这一情境的英语学习资源至学习者的手机客户端,帮助学习者在真实的工作或生活环境中学习英语.因此,该学习系统的关键技术主要体现在3方面：一是要将获得学习者所处的情境信息；二是要构建一个表征英语知识的通用模型,方便学习系统的查询与推送；三是要有高效的内容推荐算法实现学习资源的推送.
2.1情境信息的获得和处理
情境信息主要包括位置信息以及用户的行为信息.位置信息主要可以通过智能手机内置的GPS接收器或者Wi-Fi和移动网络基站获得［3］,本系统的位置信息主要通过GPS接收器和地图程序的API实现.一些主流的地图定位程序（百度地图、高德地图等）都提供了相应的地图服务接口,支持深度POI查询功能［4］,地图软件的POI数据库由成千上万个POI列表构成.一个POI列表包含至少3个方面的信息,名称、类型和距离,因此,POI库实际上已经对位置进行了分类和编码,是一个情境特征明显的位置库,包含“餐饮、购物、住宿、出行、文体娱乐、金融服务”等若干个大类,每一个大类下面又分为不同的小类［5］.这为基于情境感知的学习系统提供了结构化的、有意义的地址信息,从而为英语学习情境提供了良好的基础.用户的行为信息包括使用习惯（如使用手机的时间段等）、用户的活动状态（步行或运动状态）等,均可通过手机内置的感应器或者相关算法获得.
本学习系统调用百度地图Android/IOS定位SDK,该SDK为Android/IOS移动端应用提供了一套简单易用的定位服务接口,可通过GPS、基站、WiFi、地磁、蓝牙、传感器等多种方式定位,具有出色的定位性能.主要步骤如下：
第一步,初始化LocationClient类
publicLocationClientmLocationClient 等于 null;
privateMyLocationListenermyListener 等于 new MyLocationListener();
public void onCreate() {
mLocationClient 等于 new LocationClient(getApplicationContext());
//声明LocationClient类
mLocationClient.registerLocationListener(myListener);
//注册监听函数
}
第二步,配置定位SDK参数
LocationClientOption option 等于 new LocationClientOption()；
option.setIsNeedLocationDescribe(true);
//可选,是否需要位置描述信息,默认为不需要,即参数为false
//如果开发者需要获得当前点的位置信息,此处必须为true
mLocationClient.setLocOption(option);
//mLocationClient为第二步初始化过的LocationClient对象
//需将配置好的LocationClientOption对象,通过setLocOption方法传递给LocationClient对象使用
第三步,实现BDAbstractLocationListener接口
public class MyLocationListener implements BDAbstractLocationListener{
@Override
public void onReceiveLocation(BDLocation location){
String locationDescribe 等于 location.getLocationDescribe(); //获取位置描述信息
}
}
2.2英语知识本体模型
获得用户位置信息与学习行为等情境信息后,根据英语学习需求与特点,需构建英语知识本体模型,目的是为了建立一个表征英语知识的通用模型与框架,提高推送的英语学习资源的相关性,提升学习者学习效率.因此,学习资源不仅要与用户的情境相关,而且要具有良好、通用型的组织结构框架,以便实现语义查询,进行学习资源的实时推送.
英语知识本体模型主要利用的是英语知识抽取的infobox信息,构成三元组信息 (h, r, t),其中h代表英语知识本体模型英语知识场景,r代表英语知识本体模型英语知识内容,代表英语知识本体模型英语知识用途.基于情境感知的英语学习系统通过为英语知识加入三元组信息,使得关联的h和t某种程度上更接近,系统对英语知识本体模型进行正则化约束,重新定义 (h+r, t)的目标函数为概率函数：
p(t|wi+r)等于exp(eTwi+reθi)∑Vj等于1exp(eTwi+reθi)(1)
其中,式（1）Rwi是包含wi的所有关系,|V|是字典的大小.ewi+r是由wi和r的向量线性相加所得,即ewi+r等于ewi+er,θt表示词t对应的参数.
2.3基于情境的个性化内容推荐算法
基于情境的个性化内容推荐算法根据用户情境构造用户当前情境英语知识内容,计算推荐英语内容与用户当前情境英语知识内容的相似度,将最相似的英语知识内容推荐给用户.用户当前情境英语知识内容和推荐英语知识内容都采用关键字表示特征,进而采用GPS位置网格检索算法为各个特征确定权重.
基于情境感知的英语学习系统利用传统关系型数据库及其索引机制,通过基于GPS位置的线性四叉树统一编码方式组织和索引海量的空间信息,从而能构筑简单、灵活、可移植、高效的海量空间信息索引与检索平台.基于情境感知的英语学习系统GPS位置最大网格的编码为0,对最大网格平均划分出四个子网格,分别编码为00、01、02和03,接着对各级子网格继续划分,直到满足一定的精度要求结束.基于情境感知的英语学习系统采用GPS位置网格检索算法高效检索空间信息,通过覆盖查询区域的GPS位置网格的编码来检索从而快速获得候选结果集,GPS位置网格检索算法的输入为检索位置的空间坐标以及检索半径.
//创建检索任务
TopFieldCollector res 等于 TopFieldCollector.create(sort,hm,false, false, false, false);
//完全匹配查询
Term t0等于new Term(filedsList［1］,keyWord);
TermQuery termQuery 等于 new TermQuery(t0);//两种高度匹配的查询
q2.add(termQuery,BooleanClause.Occur.SHOULD);
//场景匹配
Term t1等于new Term(filedsList［1］,keyWord);
PrefixQuery prefixQuery等于new PrefixQuery(t1);
q2.add(prefixQuery,BooleanClause.Occur.SHOULD);
//英语场景相似度匹配,适用于场景的英语知识内容
for(int i等于0;i<filedsList.length;i++){ //多场景term查询算法
if(i！等于1){
PhraseQuery phraseQuery等于new PhraseQuery();
Term ts0等于new Term(filedsList［i］,keyWord);
phraseQuery.add(ts0);
FuzzyQuery fQuery等于new FuzzyQuery(new Term(filedsList［i］,keyWord),2);//最后相似度查询
q2.add(phraseQuery,BooleanClause.Occur.SHOULD);
q2.add(fQuery,BooleanClause.Occur.SHOULD);//相似场景提取出来
}
}
MultiFieldQueryParser queryParser 等于 new MultiFieldQueryParser(Version.LUCENE_47,filedsList,analyzer);
queryParser.setDefaultOperator(QueryParser.AND_OPERATOR);
Query query 等于 queryParser.parse(keyWord);
q2.add(query,BooleanClause.Occur.SHOULD);
3学习系统的测试与应用
根据上述系统设计与关键技术实现原理,本文开发了一个基于情境感知的自适应移动英语学习的原型系统.系统包括客户端与服务器端,客户端的主要功能为登录系统,获取情境数据信息并上传至服务器端,并接收从服务器端推送的英语学习资源与学习通知等；服务器端主要包括存储学习者的位置与行为等情境相关信息、存储各类英语学学习资源的本体模型以及相应的推荐算法模块.
该学习系统在本校大二英语专业学生中选择了一个班学生进行了小规模试用.从学生反馈情况来看,该系统能够较为准确地识别学习者所处的位置场景,并能迅速推送适合该情境的英语学习资源,方便了学习者对于学习资源的选取与甄别,也能一定程度提升学习者的英语情境应用水平.同时,经过试用后也发现了该学习系统存在一些问题,如：仅能对位置情境进行判别,对学习者学习习惯、学习风格等学习主体情境尚不能进行有效识别；特定情境下英语知识库中数据量较为缺乏,需补充大量英语学习资源；对于学习者英语应用水平的提升绩效仍需进行大范围与长期的测试.
4结语
随着开放教育资源运动与移动互联技术的蓬勃发展,智能手机日益成为人们获取教育服务的重要工具.基于情境感知的英语学习系统能够利用智能手机内置传感器获取情境信息,推送相应的英语学习资源,使学习者能够在真实的情境中学习英语知识,在这种特定情境下进行的意义建构,能够解决学习者在英语学习过程中容易出现和语境以及使用情境分离等问题,提升学习效果与英语的应用水平,实现知识的活学活用.
参考文献：
［1］余光胜,刘卫,唐郁.知识属性、情境依赖与默会知识共享条件研究［J］.研究与发展管理,2006,18(6):23-29.
［2］杨兵,卢国庆,TIONG-THYE,等.基于位置情境的移动语言学习研究［J］.现代教育技术,2017(2):120-126.
［3］王萍.基于位置服务的移动学习研究［J］.中国电化教育,2011(12):114-119.
［4］刘值.Android手机地图POI及路线搜索的设计与实现［D］.长春：吉林大学,2012.
［5］廖宏建,曲哲.基于LBS的情境感知微学习系统设计与应用［J］.现代教育技术,2014,24(8):92-99.
（编辑：叶璐）
汇总:这是一篇关于英语学习方面的大学硕士和本科毕业论文以及英语学习和感知和情境相关英语学习论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
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