服务高校学生的移动知识库平台构建研究
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摘 要： 为了构建适应移动环境的教学辅助平台，在研究了HBase，Lucene，响应式布局，微信公众号二次开发等技术基础上，设计和实现了服务高校学生的移动知识库平台。该平台用于高校课程知识内容的存储和检索，能够根据移动设备的屏幕大小进行内容的自适应展示，借助微信公众号二次开发技术，能够实现知识内容的订阅与推送。该平台能够有效地辅助高校教师的教学活动，方便学生对课程知识的掌握，该平台的构建可以为其他移动教学平台的建设提供参考。
关键词： 移动知识库; 教学辅助平台; HBase; Lucene; 微信公众号
中图分类号：TP311;G434 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2020）04-78-03
Research on the construction of mobile knowledge base platform for college student
Wang Zhirui， Gu Wen
（College of Computer Science and Engineering， Sanjiang University， Nanjing， Jiangsu 210012， China）
Abstract： In order to construct a teaching aid platform suitable for mobile environment， based on the research of HBase， Lucene， responsive layout， secondary development of WeChat， this paper designs and implements a mobile knowledge base platform for college student. The platform is used for storing and retrieving knowledge content of college courses， and can adaptively display content according to the screen size of mobile devices. With the secondary development technology of WeChat public number， the subscription and push of knowledge content can be realized. The platform can effectively assist the teaching activities of college teachers， and facilitate students to master the course knowledge. The construction of the platform can provide reference for the construction of other mobile teaching platforms.
Key words： mobile knowledge base; teaching aid platform; HBase; Lucene; WeChat public number
0 引言
科学技术的发展推动着教育方式的变革，在互联网时代，计算机技術推动了远程教育，在线教育，MOOC，SPOC等教学平台的诞生与发展，带动了教学改革，改变了传统的教学方式，抛开了地域限制，使学习者能够更加方便的获得教育机会。
当前是移动互联时代，智能设备遍天下，智能设备和计算机之间存在显著的区别，智能设备拥有计算机无法比拟的特点，智能设备的普及必定会影响未来的教育方式，必定会出现更加适合智能设备的移动教学辅助平台[1]。移动互联时代独特的特点，教育教学方式不能单纯的复制互联网时代的教学方式，需要有跟自己特点相吻合的教学方式，由于移动设备携带方便，屏幕小，新型的适合移动设备的教育教学方式需要我们去研究和探讨。
1 移动知识库平台概述
大学教育的目标是培养学生技能和能力，在技能和能力培养的过程中，难免有很多的课程基础知识和行业规则需要学生了解和掌握，有的专业牵涉的基础知识很多，学生无法在很短的时间内牢固掌握，前期学习的内容，在后期需要使用的时候往往会被遗忘。
移动知识库平台是一个用来存储课程基础知识和行业规则，能够为教师和学生服务的平台[2]，教师在授课的过程中，可以将课程的知识要点发布到平台，学生可以通过该平台搜索和浏览相关课程和章节的知识要点，在课程学习过程中，学生能很方便地了解和掌握课程基础知识及知识要点，在后期用到相关知识内容时，学生可通过平台快速的搜索出以前的内容，快速的完成以前基础知识的复习和回顾。
2 构建移动知识库平台的意义
2.1 有利于教师授课，促进教学效果
老师在授课过程中，每次的授课内容中包含了很多的知识要点，为了能够让学生很好的掌握，老师往往要重复的检查多次，有的时候会发现部分学生根本搞不清楚哪些知识要点需要掌握。如果老师能够在上课前或者上课后，将需要学生了解和掌握的知识要点整理出来，发布到平台上，将内容共享给学生，将便于学生的学习，并且在后期的教学过程中可以重复的使用，及促进了教学效果，又方便了教师[3]。
通过该平台，便于老师之间的交流，能够通过该平台了解其他相关课程中所讲授的内容，在自己授课过程中可以根据学生的学习状况进行合理的调整和优化。 2.2 有利于学生学习，便于知识回顾
学生在学习过程中，当前学习的内容能够很好的了解和掌握，可是在后期学习其他课程，或者在工作中需要用到前期所学习的知识内容时，前期所学习的内容往往会遗忘，如果平台中保存了相关课程的知识要点，学生在复习的过程中，就可以结合该平台中的内容，很快的将以前的内容回顾起来。
2.3 有利于提高高校的办学质量
构建知识库平台，可以汇聚课程的知识要点，学生可以通过知识库学习，教师可以通过知识库进行教学和相互交流，从而进一步完善教学方式，提高教学效果。这方面的建设将有助于学校内涵发展与建设，提高教育教学质量。
3 移动知识库平台构建研究
3.1 功能分析
移动知识库平台主要用来存储和共享知识，知识的来源主要依靠老师发布，老师发布之后，可以将访问链接以共享的方式分享给所需要的学生，便于老师向学生发布内容[4]。也允许学生自主访问使用该平台，在使用的过程中，可以搜索、浏览、收藏、订阅平台中包含的知识。
移动知识库，就是要支持通过手持设备访问，用户能够很方便的在手持设备中使用该平台，让用户能够随时随地的查阅和浏览平台中包含的知识内容。由于手持设备的屏幕特殊性，平台在UI设计过程中，需要提供响应式布局，能够针对用户的屏幕尺寸，自动调整内容的展示布局。
3.2 核心技术研究
依据知识库平台需拥有的功能，在平台构建过程中需要解决如下几个核心技术问题。
⑴ 知识库的存储问题：为了保证数据存储的安全性和可扩展性，数据存储上采用了关系数据库和分布式数据库HBase结合的方式，通过两种不同特点的数据库，实现不同特点的数据分别存储在不同的数据库中。
⑵ 知识库的索引问题：为了提高知识内容的搜索定位速度，需要实现对知识内容进行索引，本平台采用了全文搜索的开源库Lucene，通过Lucene建立知识库内容的索引，并通过分词器完成分词操作，通过IndexSearch索引搜索对象实现对索引内容的搜索功能。
⑶ 知识库的展示问题：为了适应手持设备展示问题，采用了前端开发框架SUI Mobile，该框架采用了响应式布局技术，该框架采用rem单位对页面进行整体缩放，能够根据设备不同的分辨率自动调整元素和字体的展示大小。
⑷ 知识库的推送问题：借助于微信公众的二次开发功能[5]，通过微信公众号的消息模板技术，向平台用户推送用户订阅的相关的知识内容。
3.3 数据模型设计
在移动知识库平台中，为了表达知识与课程之间的关系，需要对存储的知识内容进行数据模型设计，通过数据模型设计，来表达存储数据之间的关系，该平台的数据模型设计如图1所示。
4 移动知识库平台的实现
4.1 知识内容的发布
课程知识内容属于图文混排的内容，发布过程中需要允许用户对内容进行排版和格式化，并插入相关的图片或视频资源，为了实现在浏览器中对知识内容进行图文混排，本文选用了百度公司研发的uEditor富文本框插件[6]，能够很好的满足页面排版需求，具体效果见图2所示。由于受智能设备屏幕尺寸的限制，在发布图片和视频的时候，必须采用上下型版式，图片或视频资源单独占用一行，在页面展示的时候，通过页面CSS样式控制图片或视频内容正好符合屏幕宽度。
4.2 知识内容的索引
知识内容在发布的时候，会标记知识内容所归属的知识点的相关关键字，但是只标记相关关键字远不能满足知识内容的搜索需求，为了能够便于知识内容的搜索与定位，在知识内容发布的时候，还需要对知识内容进行分词，并建立索引，本文采用的是Lucene开源全文检索引擎开发包实现的，用到了Directory，IndexWriter，Analyzer，Document and Fields，Searcher and IndexReader，QueryParser等组件，具体实现步骤如下：①初始化Directory和IndexWriter;②通过Analyzer对知识内容进行分词处理;③将分词结果和知识内容添加到索引;④通过查询分析器实现对查询关键词解析，并实现索引查询。
4.3 知识内容的展示
移动知识库平台，知識内容的展示效果是平台是否受欢迎的重要指标，为了解决不同尺寸手持设备上内容的展示效果，前端展示上采用了响应式布局，响应式布局技术能够根据屏幕尺寸自动调整展示内容的展示效果和版式排放。为了方便用户使用平台中包含的功能，在前端页面设计过程加入了底部菜单，通过菜单对平台中包含的功能进行归类展示，方便用户快速的平台中包含的内容，具体效果见图3。
4.4 知识内容的消息推送
用户在使用平台过程中，如果对相关的知识内容感兴趣，可以进行知识内容的订阅，平台上有相关的内容发布时，会推送给订阅的用户，以方便用户及时查看。在知识推送上，本文采用了微信公众号的模板消息技术，通过对接微信公众号的二次开发功能，申请并添加合适的模板消息，平台就可以通过模板消息向用户发送微信消息，该模板消息不受数量限制，能够很好的满足平台的该项业务需求。
5 结束语
本文所构建的移动知识库平台已在三江学院中进行试运行，运行状态良好，虽然增加了老师的教学工作量，但是丰富了学生的学习方式，提高了学生的学习效果，能很好的辅助学生进行相关课程的学习，接下来的主要工作是进一步推广该平台的应用，让更多的老师能够使用该平台来辅助教学工作。
参考文献（References）：
[1] 王琳.基于智能手机的移动学习研究[J].通讯世界，2015.9.
[2] 胡树煜，王琢.移动教育在计算机课程中的应用研究[J].中国管理信息化，2017.14.
[3] 吕竹筠，郭路路，李德贵，罗鲲.大学生运用智能手机进行移动学习方式的探究[J].教育教学坛，2019.8.
[4] 陈素清，董芳.基于移动学习的虚拟学习社区的构建[J].集宁师专学报，2009.4.
[5] 黄海波.浅谈微信移动学习在《计算机应用基础》课程中的应用[J].课程教育研究，2015.20.
[6] 百度，uEditor.ueditor.baidu.com/website/umeditor.html[EB/OL]
[7] 宋铁花，王蓉，史红霞.农科院校大学生移动学习新环境的构建[J].高等农业教育，2014.6.
[8] 魏丹丹.基于移动学习的新生代农民工职业教育[J].教育学术月刊，2012.10.
[9] 崔彦锋，薛锐，王雨婷.炉膛安全监控系统中延时逻辑移动学习平台研究与实现[J].山东农业工程学院学报，2017.10.
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