基于人工智能的外語教學(xué)生態(tài)鏈構(gòu)建研究

徐艷艷，劉春富

(黑龍江工業(yè)學(xué)院 國際教育學(xué)院，黑龍江 雞西 158100)

隨著人工智能與信息技術(shù)的發(fā)展，教育環(huán)境與教學(xué)模式也產(chǎn)生了革命式的變化，傳統(tǒng)教學(xué)逐漸與在線學(xué)習(xí)、混合式學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)等方式融合，因而，研究人工智能在外語課程融合中的應(yīng)用，特別是在學(xué)校課堂的應(yīng)用已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界的主要研究方向。人工智能與教育相結(jié)合一直是學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)課題，戴永輝[1]從MOOC學(xué)習(xí)和混合式學(xué)習(xí)架構(gòu)出發(fā)，研究人工智能與現(xiàn)代教學(xué)生態(tài)鏈的結(jié)合之處，提出混合式學(xué)習(xí)概念；封寶存[2]通過研究人工智能在英語教學(xué)中的應(yīng)用，對于學(xué)校建設(shè)智慧教室、教師信息服務(wù)能力提高提出了相關(guān)見解；吳畫斌[3]指出在中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級時(shí)期，人工智能與教學(xué)結(jié)合可以為教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)型升級賦能，有利于教學(xué)轉(zhuǎn)型全面發(fā)展；趙興龍[4]研究5G之教育應(yīng)用與人工智能之間轉(zhuǎn)型優(yōu)化問題，以此來分析新興信息技術(shù)對學(xué)校課堂育人的影響；趙新燕[5]通過分析“互聯(lián)網(wǎng)+”對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，提出人工智能對外語學(xué)科教學(xué)的重要性和意義；劉麗[6]以陸軍軍醫(yī)大學(xué)為研究對象，深入探討人工智能與現(xiàn)代教育課堂結(jié)合的可能性；鄭群[7]從人工智能對教學(xué)管理影響的角度出發(fā)，探討現(xiàn)階段人工智能參與教學(xué)管理的重要性。也有學(xué)者從VR、立體化教材等角度來探討人工智能對外語課程應(yīng)用的影響。

然而，現(xiàn)階段人工智能與線下外語課程教學(xué)并不緊密，究其原因，主要是教學(xué)資源單一化，人工智能應(yīng)用發(fā)展速度較為緩慢、學(xué)校硬件資源有限等問題。本文從人工智能助力外語課程現(xiàn)狀出發(fā)，通過研究現(xiàn)階段人工智能應(yīng)用于外語教學(xué)的已有案例，來分析人工智能在外語教學(xué)中的生態(tài)鏈構(gòu)建，為推動(dòng)我國外語教育與人工智能結(jié)合打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、人工智能應(yīng)用現(xiàn)狀

人工智能一詞最早出現(xiàn)于1956年，英文縮寫為AI，是一門與眾多前沿領(lǐng)域交叉的技術(shù)科學(xué)。近年來，隨著人工智能發(fā)展，越來越多的應(yīng)用也逐漸成熟，美國相繼發(fā)布了《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》《人工智能白皮書》，從人工智能人才培養(yǎng)倫理規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面都作出了詳細(xì)規(guī)定。日本也對人工智能工業(yè)規(guī)范做了詳細(xì)規(guī)劃，計(jì)劃2030年前后實(shí)現(xiàn)人工智能全產(chǎn)業(yè)化。我國也緊隨時(shí)代潮流，發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，將人工智能研究提升到國家戰(zhàn)略層面[8-10]。

隨著Alphago在圍棋中的應(yīng)用、華為自動(dòng)駕駛技術(shù)、特斯拉自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，越來越多的科學(xué)家認(rèn)知到人工智能可以改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活。因此，教育人工智能軟件也應(yīng)運(yùn)而生了，教育人工智能軟件主要是幫助將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情境從教室轉(zhuǎn)化為任何一處場景中，從而養(yǎng)成學(xué)習(xí)者終生學(xué)習(xí)習(xí)慣。教育人工智能軟件的主體思想是打造一個(gè)自適應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠滿足用戶對教育學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、語言學(xué)等各學(xué)科的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者通過教育人工軟件進(jìn)行應(yīng)用學(xué)習(xí)時(shí)，可以根據(jù)自身需要進(jìn)行判斷，通過關(guān)鍵詞點(diǎn)選進(jìn)行學(xué)習(xí)，人工智能工具會(huì)根據(jù)邏輯驗(yàn)算推薦適合學(xué)習(xí)者的系列課程，并根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，判斷學(xué)習(xí)者對相關(guān)知識的掌握程度與興趣水平，當(dāng)學(xué)習(xí)者再次登錄時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)上次的學(xué)習(xí)進(jìn)度及考核狀況為學(xué)習(xí)者推薦他們所需要的后續(xù)資料并提供相關(guān)測試功能，保證學(xué)習(xí)的延續(xù)性與系統(tǒng)化。

二、人工智能在外語教學(xué)中的應(yīng)用案例

當(dāng)前，基于人工智能的外語教學(xué)軟件在國內(nèi)外都有著廣泛應(yīng)用，主要如圖1所示。

圖1 人工智能應(yīng)用場景

在國內(nèi)，主要以學(xué)考樂智能英語學(xué)習(xí)平臺為代表，學(xué)考樂智能英語學(xué)習(xí)平臺是一個(gè)基于人工智能的英語詞匯訓(xùn)練系統(tǒng)，通過人工智能獨(dú)創(chuàng)的英語學(xué)習(xí)模式，因人而異地打造相關(guān)智能課程、記憶方案、學(xué)習(xí)計(jì)劃，幫助學(xué)員進(jìn)行大腦記憶庫的重新建造。通過對使用學(xué)考樂智能英語學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行分析，學(xué)考樂智能英語學(xué)習(xí)平臺的優(yōu)勢在于詞匯訓(xùn)練，通過對語言方法教學(xué)，讓學(xué)習(xí)者搭建牢固地基，使學(xué)習(xí)者在短時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)成果得到提升，在提升學(xué)習(xí)者自信的同時(shí)進(jìn)一步提高英語水平。同時(shí)，學(xué)考樂智能英語學(xué)習(xí)平臺針對中國學(xué)習(xí)者也定制了相關(guān)服務(wù)[11]，例如一些外國詩詞與詩歌的中文版，通過平臺可以進(jìn)一步了解和掌握中外文化互通之處，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增加學(xué)習(xí)樂趣，讓AI成為老師的好助教，把更多需要?jiǎng)?chuàng)造的部分、需要提升課堂熱情的環(huán)節(jié)和需要提升學(xué)習(xí)興趣的部分交給老師，讓老師有更大的精力關(guān)注到學(xué)習(xí)者本身。

在國外，利用人工智能進(jìn)行外語學(xué)習(xí)也屢見不鮮，例如TLCTS外語語言系統(tǒng)，它是一個(gè)口語練習(xí)軟件，不同學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的實(shí)際需求學(xué)習(xí)相關(guān)課程，在課程中學(xué)習(xí)者需要用自己所學(xué)習(xí)的語言完成學(xué)習(xí)游戲，解鎖相關(guān)任務(wù)，通過相關(guān)學(xué)習(xí)場景可以做到讓學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中成長。TLCTS外語語言系統(tǒng)與人工智能相結(jié)合，對不同學(xué)習(xí)者的語言語音識別，通過不同學(xué)習(xí)者實(shí)際應(yīng)用搭建特定場景與虛擬任務(wù)，創(chuàng)造與該學(xué)習(xí)者水平相近的虛擬人物與學(xué)習(xí)者對話，人工智能能夠在任務(wù)中持續(xù)監(jiān)督學(xué)習(xí)者并評估學(xué)習(xí)者的語言弱項(xiàng)，針對相關(guān)弱項(xiàng)加以指導(dǎo)和強(qiáng)化。與此同時(shí)，Google也利用其強(qiáng)大的人工智能軟件開發(fā)了智能翻譯系統(tǒng)，可以根據(jù)其翻譯內(nèi)容的不同，自動(dòng)將相關(guān)文章用專業(yè)的詞語表達(dá)出來，提高外語學(xué)習(xí)者的專業(yè)能力。可以預(yù)見，隨著人工智能的應(yīng)用越來越普及，越來越多的外語學(xué)習(xí)軟件也會(huì)被開發(fā)出來，滿足世界各地學(xué)習(xí)者對外語學(xué)習(xí)的需求，進(jìn)一步促進(jìn)世界一體化進(jìn)程。

三、人工智能外語教學(xué)的優(yōu)勢

人工智能外語教學(xué)在實(shí)踐中的優(yōu)勢在于四個(gè)方面。

一是智能化。人工智能的特色在于高度智能化，高度智能化的計(jì)算機(jī)外語教學(xué)系統(tǒng)能夠做到教學(xué)行為人性化、繁雜任務(wù)代理化，從而解決外語教學(xué)中的痛點(diǎn)問題。得用計(jì)算機(jī)進(jìn)行測試與評估、模型預(yù)測學(xué)習(xí)者興趣以及學(xué)習(xí)任務(wù)分配等，根據(jù)學(xué)習(xí)者的不同需求制定學(xué)習(xí)方案，有效幫助教師節(jié)約精力與時(shí)間，將更多的時(shí)間用在教學(xué)內(nèi)容改進(jìn)上。同時(shí)，通過個(gè)性化推薦方法，根據(jù)學(xué)習(xí)者在教學(xué)中的自發(fā)選擇，有針對性推送合適的教學(xué)資源。隨著人工智能與工業(yè)進(jìn)一步結(jié)合，許多基于人工智能的算法與教學(xué)軟件相結(jié)合，被運(yùn)用在教學(xué)優(yōu)化中。例如，最受人們關(guān)注的深度學(xué)習(xí)推薦算法，是在初始數(shù)據(jù)獲得后，通過對數(shù)據(jù)的特征提取推理，形成一套自己的思維體系反饋給學(xué)習(xí)者，再根據(jù)學(xué)習(xí)者對數(shù)據(jù)反饋的情況作出預(yù)測，確定數(shù)據(jù)邏輯選擇方案，并在互聯(lián)網(wǎng)上收集整理相關(guān)數(shù)據(jù)，最后為學(xué)習(xí)者提供綜合各類學(xué)習(xí)資源的完整學(xué)習(xí)體系。

二是精準(zhǔn)化。基于大數(shù)據(jù)，通過對微觀數(shù)據(jù)搜集，可以對外語教學(xué)進(jìn)行宏觀科學(xué)指導(dǎo)。比如，根據(jù)數(shù)據(jù)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)選，學(xué)什么課程內(nèi)容、設(shè)置什么課程方向，有了具體的數(shù)據(jù)分析作為支撐，可以避免走“彎路”。

三是差異化。通過對學(xué)習(xí)過程分析，對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、對學(xué)習(xí)反饋、成績等進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)過程。

四是個(gè)性化。通過把學(xué)習(xí)者行為數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫，調(diào)用不同分析工具和模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為學(xué)習(xí)者提供不同的學(xué)習(xí)策略，指導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)行個(gè)性化外語學(xué)習(xí)。

四、人工智能與外語教學(xué)的生態(tài)鏈構(gòu)建

外語教學(xué)生態(tài)鏈就是利用AI核心技術(shù)，提供多種場景的AI外語教學(xué)解決方案，包括：在線教學(xué)平臺搭建、線上教學(xué)直播、智能客服機(jī)器人、智能閱卷等一站式教學(xué)平臺搭建，是一種能夠相互聯(lián)系、相互輔助、相互糾錯(cuò)的外語教學(xué)鏈條，可以通過智能代理和智能導(dǎo)學(xué)兩種方式來構(gòu)建外語教學(xué)生態(tài)鏈。

1.智能代理與外語教學(xué)的生態(tài)鏈構(gòu)建

智能代理是定期收集信息或執(zhí)行服務(wù)的程序，它不需要人工干預(yù)，具有高度智能性和自主學(xué)習(xí)性，可以根據(jù)用戶定義的原則，主動(dòng)通過智能化代理服務(wù)器為用戶搜集最感興趣的信息，然后利用代理通信協(xié)議把加工過的信息按時(shí)推送給用戶，并能推測出用戶的意圖，自主制訂、調(diào)整和執(zhí)行工作計(jì)劃。智能代理可根據(jù)學(xué)習(xí)者模型和學(xué)習(xí)情景構(gòu)建完整的人工智能外語教學(xué)生態(tài)鏈，幫助學(xué)習(xí)者獲得更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果。智能代理可以幫助外語教師對相關(guān)課程進(jìn)行重新塑造，幫助批改作業(yè)，生成教學(xué)課件，完整梳理優(yōu)化授教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，形成科學(xué)合理的教學(xué)生態(tài)鏈。

人工智能可以采集學(xué)習(xí)者各類數(shù)據(jù)，通過相關(guān)數(shù)據(jù)判定學(xué)習(xí)者情感和學(xué)習(xí)興趣所在，有針對性地開展浸潤式情感教學(xué)。對外語教師來講，與人工智能相結(jié)合的智能代理技術(shù)不僅可以解決在教學(xué)中出現(xiàn)的技術(shù)難題，也能夠有效減輕外語教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。在國家構(gòu)建層面上，隨著我國《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能關(guān)鍵技術(shù)也逐漸提升到國家戰(zhàn)略層面上來，為推動(dòng)我國人工智能發(fā)展和現(xiàn)代外語教育變革與發(fā)展提供了有力保障，因此，人工智能與外語學(xué)科教學(xué)的深度融合，不僅能夠填補(bǔ)相關(guān)語言教學(xué)的缺口，還能夠?yàn)槲覈庹Z人才的發(fā)展提供保障。

2.智能導(dǎo)學(xué)與外語教學(xué)的生態(tài)鏈構(gòu)建

人工智能與外語教學(xué)的結(jié)合點(diǎn)與區(qū)分點(diǎn)在于對學(xué)生題海戰(zhàn)術(shù)的總結(jié)和提煉，在過去的課堂外語教育體系里，教師常常選擇“題海戰(zhàn)術(shù)”作為學(xué)生提升成績的著力點(diǎn)，但是通過實(shí)驗(yàn)表明，題海并不能讓學(xué)生對知識方法有一個(gè)清晰地認(rèn)知，只是在訓(xùn)練其機(jī)械記憶能力，效果往往事倍功半。同時(shí)，網(wǎng)上的資源繁雜，學(xué)習(xí)者缺少必要的資源篩選能力，往往在尋找與試錯(cuò)中浪費(fèi)了大量精力，在這種情況下，智能導(dǎo)學(xué)概念應(yīng)運(yùn)而生。智能導(dǎo)學(xué)是人工智能在教學(xué)領(lǐng)域的一種應(yīng)用，通過對外語知識體系的分析來構(gòu)建一個(gè)個(gè)交叉的知識單元，學(xué)生往往在學(xué)習(xí)不同的單元體系時(shí)形成自己的知識體系與邏輯關(guān)系，進(jìn)而生成個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。智能導(dǎo)學(xué)與外語教學(xué)生態(tài)鏈的構(gòu)建可以幫助教師對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為和知識量進(jìn)行全面掃描評估，通過評估找到學(xué)習(xí)者在知識體系中的薄弱項(xiàng)，構(gòu)建自適應(yīng)學(xué)習(xí)體系，減少學(xué)習(xí)者重復(fù)學(xué)習(xí)時(shí)間，激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)自覺性。智能導(dǎo)學(xué)與外語教學(xué)融合的關(guān)鍵就是對學(xué)習(xí)者的畫像指導(dǎo)，通過對學(xué)習(xí)路徑智能化引導(dǎo)，系統(tǒng)會(huì)自主設(shè)定先導(dǎo)知識點(diǎn)、考核知識點(diǎn)、后續(xù)知識點(diǎn)，在學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)主動(dòng)選擇先導(dǎo)知識點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)入，后期再通過學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行通過知識點(diǎn)測試，對完成測試的學(xué)習(xí)者進(jìn)行后續(xù)學(xué)習(xí)跟進(jìn)，保證學(xué)習(xí)的連貫性。

基于上述分析可知，人工智能在外語教學(xué)中的應(yīng)用主要是將線下與線上相融合，通過語音、文本、圖片、日志等要素智能挖掘?qū)W習(xí)者學(xué)習(xí)需求，經(jīng)過智能代理、個(gè)性化推薦，對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)偏好等進(jìn)行自動(dòng)匹配，從而帶動(dòng)了學(xué)習(xí)者的積極性和參與性，達(dá)到提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率和語言應(yīng)用性的目的，如圖2所示。

圖2 人工智能與外語教學(xué)生態(tài)鏈構(gòu)建

人工智能教學(xué)平臺主要是起到潤滑劑作用，對學(xué)習(xí)者來講，學(xué)習(xí)者可以通過人工智能平臺及時(shí)了解自身的弱點(diǎn)與不足之處，根據(jù)人工智能教學(xué)平臺的推薦在課堂上修正自己的學(xué)習(xí)方向，并在課下及時(shí)與教師聯(lián)系，在保證學(xué)習(xí)者信息反饋實(shí)時(shí)性的同時(shí)，也保證對學(xué)習(xí)者培養(yǎng)的有效性。對于教師來講，通過人工智能平臺整理可以幫助教師減少許多不必要的重復(fù)工作，同時(shí)對于學(xué)習(xí)者以往的學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)挖掘可以讓教師更加了解學(xué)習(xí)者知識掌握的程度[11]，進(jìn)而對教學(xué)策略進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，提高教輔材料的針對性和適用性。對人工智能學(xué)習(xí)平臺來說，平臺可以使教師通過學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，在已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善外語學(xué)習(xí)體系框架，通過評估外語學(xué)科學(xué)習(xí)者成績前后變化來提供有針對性的學(xué)習(xí)建議，為每個(gè)學(xué)習(xí)者建立個(gè)性化的信息庫，保證他們終身學(xué)習(xí)的需要。

此外，人工智能教學(xué)平臺可以通過外語教師搜索教學(xué)資料的變化情況，進(jìn)一步為教師推薦相關(guān)語音、文字等教學(xué)資源，保證外語教師教學(xué)資源實(shí)時(shí)性與可控性。可以預(yù)見，人工智能與外語生態(tài)鏈的構(gòu)建能夠大量減少教師教學(xué)工作量，促使教師將主要內(nèi)容放在教學(xué)內(nèi)容提升與教學(xué)思想更新上，進(jìn)一步促使教師的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)者工作實(shí)踐相結(jié)合，提升教學(xué)深度與教學(xué)質(zhì)量。

當(dāng)前我國人工智能與外語教學(xué)融合還處于初級階段，相關(guān)軟硬件設(shè)施還待發(fā)展，下一步工作重點(diǎn)應(yīng)是促進(jìn)外語教學(xué)與人工智能軟件共同發(fā)展，用外語教學(xué)的紅利來促進(jìn)人工智能的進(jìn)步，進(jìn)而打造新時(shí)代人工智能外語教學(xué)生態(tài)鏈，形成二者可持續(xù)的良性互動(dòng)模式。