人工智能技術促進大學英語教學變革研究

張 蕾

(中國石油大學勝利學院基礎科學學院，山東 東營 257000)

一、引言

人工智能的出現給人們的生活空間和人際互動都帶來了前所未有的變化。伴隨大數據、云計算的迅速發展，人工智能相關技術迅速被運用到各個學科領域，使人們的生活越來越便捷。人工智能技術在大學英語教學領域的應用滲透力度持續加大，顛覆了長久以來傳統的外語教學模式，改變了大學英語教學原有的生態環境，革新了外語教學應用工具，為外語教學和學習提供了全新的資源，外語智能化教學已經成為常態。人工智能可以應用于教學環境轉變中，運用人工智能技術為學習者構建智慧型的學習體驗、教學方式和教學管理環境，把大數據和深度學習算法融入英語教學的不同環節，在智慧課堂環境下，人機互動使學習者參與積極性高，同時可制定個性化的學習計劃。教學智能化是一場在智能化的教學環境下實現教學工具、教學方式甚至教學內容的根本性變革。利用人工智能技術改造傳統的教學理念已成為外語教學改革和發展的一大趨勢，而人工智能環境下的外語教學充分發揮了其優勢。

二、人工智能技術背景下的大學英語教學變革

把人工智能技術與語言學理論深度融合，是當前信息化大發展的需求。近年來，語音識別技術、自然語言處理、大數據等人工智能技術廣泛地應用于大學英語教學，因此，文章對上述人工智能技術在大學英語口語、翻譯和教學管理等方面的促進作用進行了深入研究。

(一)基于語音識別技術的大學英語口語教學變革

語音識別是一項涵蓋多方面的綜合技術，包括信號處理技術、計算機科學技術等。語音識別的技術原理是圖像識別，其一般過程可以總結為:預處理——特征提取——基于語音模型庫下的模式匹配——基于語言模型庫下的語言處理——完成識別(見圖1)。

圖1 語音識別過程演示圖

語音識別原理主要涵蓋以下內容:首先，語音信號中的信息編碼根據幅度譜的時間而進行轉換；其次，語音可以用多個相互獨立的符號以聲學信號進行表示；最后，語音交互不能與語法、語義等分割開來(見圖2)。

圖2 語音識別系統基本原理圖

人與機器進行信息互動的主要途徑就是語音智能識別，這項通用型技術受到了人們的廣泛關注，越來越多的專家學者對此展開了積極的研究。隨著時代的不斷進步發展，教師在教學過程中越來越多地應用人工智能技術，以此提高學生口語訓練的效果。在自然語音識別時，主要是對自然語言等建立起相關的系統和模型，使得其對識別對象的語音素材等進行收集和整理，總結形成樣本，通過大量的訓練，調整識別系統中的各項內容，使得識別系統能夠較為準確的展開識別，對各個對象的語音進行自然語音的模擬識別。訓練者可以在任何一個系統中進行訓練，并且得到相應的評估結果，以此進行自我的不斷發展與提升。人工智能通過對口語練習者高效的有針對性的評價結果，以及針對聽說訓練過程、聽力理解能力、語言表達能力等進行智能化的分析，提出改進建議。在口語練習者完成單次訓練后，系統會立刻給出訓練評價結果，給口語練習者實時的反饋，可以極大地提升口語練習者繼續參與訓練的積極性和興趣，快速地提升大學英語口語練習者的聽說水平。

(二)基于自然語言處理的大學英語翻譯教學變革

自然語言處理主要研究人類語言兩大方面，即語音和文字。文字則可以分為多個層次，包括詞語的語音、詞法、句法、詞義和語用五個層次。

自然語言處理技術可以使人類與計算機的交流與溝通進一步加強，便于信息的傳遞和應用。目前，隨著該技術在理論、資源方面的不斷豐富和積累，它的研究領域也在不斷擴大，并且已經有了一些具體應用，主要體現在機器翻譯、文本翻譯和圖像翻譯三個方面。當前，我國許多企業都提供了免費的在線翻譯系統，例如有道等。語音翻譯方面，搜狗推出的機器同傳技術主要在會議場景出現，演講者的語音實時轉換成文本，并且同步翻譯。由此，可以實現低成本的高效率翻譯，圖像翻譯則是企業引導用戶進行自主的無標簽照片整理的技術。當前，谷歌、微軟等企業已實現這一功能。除此之外，VR翻譯等也得以持續地普及。國內現行的翻譯應用也有許多，例如訊飛語記、智能作文批改系統等。為了進一步提高外語教學的效率，可以將自然語言處理和外語學習者進行語音交互，通過應答的方式進一步完善測試系統，使得大學英語翻譯訓練更加科學高效。當前，智能教育系統發展較為成熟，受到了大眾的廣泛認可與一致好評，其能夠切實提高學生翻譯能力、提升翻譯效率。此外，近些年大學英語翻譯教學MOOC的廣泛制作應用離不開自然語言處理技術發揮巨大的作用，極大地提高了線上翻譯教學的效率。

從上述自然語言處理技術在大學英語教學領域的一系列創新應用，無不體現自然語言處理技術在大學英語教學改革方面蘊含的巨大潛力，為大學英語翻譯教學的深度變革提供可能。

(三)大數據在大學英語教學管理中的應用

隨著混合式教學手段的廣泛應用，尤其是在疫情影響下，在線教學成為絕大多數教育工作者的選擇，在線外語教學軟件和App大量涌現，相應地，在線教學數據激增，同時也會給傳統數據統計方式和分析手段帶來極大的壓力，超出其負荷能力。而大數據可以輕松、系統地完成對大學英語教學、管理、評價等教學流程數據的收集和分析，同時可以客觀地提出對教師教學行為、學習者學習行為以及整個“教”與“學”過程的反饋意見，發現問題和不足并提出相應的提升策略和建議，為外語教學質量的提升和教學模式的改革提供幫助。

教育數據挖掘是指在教學過程中，學生會產生相關的學習信息，通過對信息進行一定的計算和分析，能夠更深層次地挖掘其背后的含義，這對于教學模式的不斷優化、教學資源的高效利用有著舉足輕重的積極意義。

將教育數據挖掘的方法應用于外語教學，可以對外語教學中的大數據展開更深層次的總結與整理，發現其中蘊含的有意義的信息，把握學生在外語學習過程中的規律，對學生的未來學習狀態等做出預判，以此進行教學方式與內容的調整。此外，教育數據挖掘也可以對教師的行為等進行整理和分析，包括教學手段、教學流程等，通過教學內容的改進，教學形式的優化，促進教學更加的科學高效，進一步提升教學的效果。教育數學挖掘可以進一步分析學生的學習狀況，教師可以根據學生的個性特征等制定針對化的教學方案，盡可能地提高教學資源的利用效率，更加深層次地引導學生展開外語學習，使得學生的英語素質得到更大的提升。

大數據的應用可以使得外語教育資源利用效率更高，便于教育資源的管理，通過對大數據的總結分析可以進一步發揮教育資源的積極價值，實現更加積極有效的教育資源的共享等。

三、外語智慧教學發展前景展望

人工智能教學應用受到了學者的廣泛關注，在理論和實踐兩方面促進了教學水平和效率的提高，隨著人工智能技術發展日新月異，其在教學中的應用性將會越來越強，應用方式也日趨多樣化，外語智慧教學在未來很長時間內都會是外語教育工作者研究和實踐的重要內容。

人工智能的基本原理是讓計算機像人類一樣思考，模仿人類的智慧而產生并高于人的智慧的而存在的技術手段，將其應用于教育中，可以代替教師的部分職能。因此，除了上述描述中涉及的將人工智能技術應用到不同的教學軟件中外，其具體的智能批改、智能評價、智能訓練等功能將無縫融入外語智慧課堂，輔助外語教學和學習的每一個環節，替代教師具體的教授、評價和答疑等功能。此外，人工智能技術將賦予教師本身更多的能力，在智慧化的教學環境下，把人機協同應用于課堂教學的各個環節中，實現課堂教學的個性化、即時性和創新性，開發多種線上、線下的教學方法，人機互動甚至可以和線下教學一樣，傳遞的不僅是知識也可以富有感情，實現外語學習者核心素養的全面提升。另外，人工智能技術也將更全面地應用到教學管理中，代替管理者完成程序化的常規工作，為教學管理提供準確、詳盡的數據資料并推導出合理的決策建議。

人工智能與大學英語教學的融合從廣度和深度來說尚有很大空間，未來，隨著技術的進一步發展，人工智能將無縫地滲入到大學英語教學中，讓教育者和學習者都如沐春風。相信在未來，外語智慧化教學將會有更多大膽的嘗試和創新，這需要外語教育工作者和信息技術學者打破學科的束縛，實現跨學科跨領域的共同努力。

四、結語

綜上所述，將人工智能技術應用于大學英語教學，可以使得教學更加的科學合理，教師應當不斷的創新教學內容，優化教學模式，為提供綜合性人才做出貢獻。把人工智能技術應用于外語教學還能夠促進信息化教學模式的建立，使得外語教學更加具有智能化、數據化、精準化。將人工智能技術應用于外語教學，更加符合教育現代化的需求，而人工智能技術與混合式外語教學也可以互相影響、互相促進。外語教學者應提升創新思維和技術應用意識，將最前沿的人工智能技術應用于外語教學的各個環節，助推外語教學與人工智能的深度融合，促進智能教育的高速發展。