自然語言處理在智慧教育中應(yīng)用研究

摘要：分析了智慧教育研究現(xiàn)狀，研究了自然語言處理智慧教育中的應(yīng)用方向，闡述了自然語言處理對(duì)于智慧教育平臺(tái)建設(shè)的重要意義，對(duì)于智慧教育平臺(tái)建設(shè)和智慧教育環(huán)境的構(gòu)建具有重要參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：智慧教育：自然語言處理

引言

智慧教育是基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及人工智能等信息技術(shù)所構(gòu)建的物聯(lián)化、智能化、泛在化的新型教育形態(tài)和教育模式[1]，是教育現(xiàn)代化追求的重要目標(biāo)，是教育信息化發(fā)展的最新遠(yuǎn)景[2]。智慧教育是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)教學(xué)、科研、管理、技術(shù)服務(wù)和生活服務(wù)等活動(dòng)的信息進(jìn)行收集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用而構(gòu)建的一種虛擬教育環(huán)境，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教育的不足，提升教育管理運(yùn)行效率，最終實(shí)現(xiàn)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》規(guī)劃的“三全兩高一大”的發(fā)展目標(biāo)。

智慧教育從提出以來即引起業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。楊現(xiàn)民提出了智慧教育的內(nèi)涵，總結(jié)了智慧教育與傳統(tǒng)教育相比不同的教育特征和技術(shù)特征[1]，祝智庭梳理了智慧教育的起源背景、研究框架，分析了從翻轉(zhuǎn)課堂向智慧課堂轉(zhuǎn)變的實(shí)用方法[3]，付維維提出智慧學(xué)習(xí)空間是智慧教育發(fā)展的新形態(tài)[4]，柯清超闡述了教育大數(shù)據(jù)是發(fā)展智慧教育最重要的基礎(chǔ)[5]，吳文峻概述了學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的理論架構(gòu)和分析方法[6]。業(yè)內(nèi)專家的研究成果對(duì)于推動(dòng)智慧教育的實(shí)踐發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用，但是關(guān)于智能課堂、智慧輔導(dǎo)等具體實(shí)現(xiàn)策略研究較少?；诖耍疚姆治鲎匀徽Z言處理應(yīng)用于智慧教育的方法策略。

自然語言處理（Natural Language Processing，簡(jiǎn)稱NLP）是人工智能和語言學(xué)的分支學(xué)科，主要包括自然語言理解和自然語言生成，其中，自然語言理解系統(tǒng)把自然語言轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更易于處理的形式，即讓計(jì)算機(jī)讀懂人類的語言，而自然語言生成則是把計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成自然語言。自然語言處理作為人工智能的重要領(lǐng)域，對(duì)于智慧教育平臺(tái)建設(shè)和智慧教育環(huán)境的實(shí)現(xiàn)具有重要的支撐作用。

1自然語言處理在智慧教育中的應(yīng)用方向

自然語言處理的研究?jī)?nèi)容主要包括語言計(jì)算，語言資源建設(shè)，機(jī)器翻譯與機(jī)器輔助翻譯，文字識(shí)別，語音識(shí)別、語音合成、文語轉(zhuǎn)換，信息檢索，文本分類，社會(huì)計(jì)算和人文計(jì)算等領(lǐng)域[7]，在智慧教育平臺(tái)建設(shè)中可以用于配合其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能備課、智慧答疑、智慧組卷、智慧閱卷以及文獻(xiàn)摘要自動(dòng)生成等方面。

1.1智能備課

以語料庫、課程專家知識(shí)庫等資源為基礎(chǔ)，以學(xué)生行為大數(shù)據(jù)畫像為依據(jù)，根據(jù)學(xué)生知識(shí)掌握程度、接受能力的差異情況，既可針對(duì)不同的學(xué)生進(jìn)行智能備課，在課前定向發(fā)給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，又能針對(duì)大多數(shù)學(xué)生進(jìn)行受眾面最廣的課程內(nèi)容準(zhǔn)備，供教師教學(xué)參考使用，提高備課的針對(duì)性和教學(xué)的效果。

1.2智慧答疑

依托自然語言處理的問答系統(tǒng)、對(duì)話系統(tǒng)、機(jī)器翻譯等技術(shù)工具，接受學(xué)生以自然語言表達(dá)的問題，理解學(xué)生表達(dá)的準(zhǔn)確意思，在課程知識(shí)庫中進(jìn)行搜索，并用自然語言回答學(xué)生的問題。既能用于課程學(xué)習(xí)中為學(xué)生答疑解惑，也能用于為學(xué)習(xí)外語的學(xué)生提供隨時(shí)隨地進(jìn)行口語練習(xí)的機(jī)會(huì)。根據(jù)需要可以與學(xué)生進(jìn)行語音交互，其中涉及到自然語言處理中的語音識(shí)別與語音合成技術(shù)。

1.3智慧組卷

智慧教育平臺(tái)根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排和教學(xué)進(jìn)程實(shí)際情況，以學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，面向參與某課程學(xué)習(xí)的大多數(shù)學(xué)生，結(jié)合考試的目的（過關(guān)、選拔），以自然語言生成技術(shù)智能生成課程階段、期中、期末等試卷，以求最大程度的區(qū)分學(xué)生學(xué)習(xí)效果。利用語音識(shí)別及合成技術(shù)可以進(jìn)行外語口語的測(cè)試。

1.4智慧閱卷

對(duì)于課程學(xué)習(xí)中學(xué)生提交的作業(yè)、作文、試卷，利用信息提取、文本分析與知識(shí)管理技術(shù)，進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分并以自然語言的形式給出要點(diǎn)評(píng)價(jià)。對(duì)于作文、譯文等評(píng)價(jià)，涉及語法校對(duì)、語義識(shí)別及糾錯(cuò)等，復(fù)雜度高于客觀題的判讀，e-raterTM（Electronic Essay Rater）作為TOEFL 作文測(cè)評(píng)系統(tǒng)，自1999年起，已測(cè)評(píng)GMAT應(yīng)試者的作文超過60萬篇，經(jīng)與人工批閱作文的結(jié)果比較，目前e-raterTM 評(píng)分的準(zhǔn)確率超過百分之九十七。

1.5文獻(xiàn)摘要

高校的學(xué)生，尤其是研究生需要閱讀大量的文獻(xiàn)，可以利用自然語言理解的智能搜索引擎和智能檢索、機(jī)器翻譯、文本分類等技術(shù)，為學(xué)生提供文獻(xiàn)摘要智能生成服務(wù)。學(xué)生輸入研究方向，智慧教育平臺(tái)利用大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)自動(dòng)從存儲(chǔ)的文獻(xiàn)中查找相關(guān)文獻(xiàn)，并生成文獻(xiàn)摘要，供學(xué)生快速閱讀使用，可以節(jié)省大量查找并閱讀文獻(xiàn)的時(shí)間。

2自然語言處理應(yīng)用的意義

面對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)性化、知識(shí)獲取途徑多元化的形勢(shì)，在智慧教育平臺(tái)建設(shè)中，充分利用自然語言處理技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教育的不足。一是彌補(bǔ)教師力量不足。因材施教需要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)經(jīng)歷的差異，制定針對(duì)性的教學(xué)計(jì)劃。傳統(tǒng)課堂教育師資力量有限，難以針對(duì)每名學(xué)生提供個(gè)性化教學(xué)與答疑，而利用自然語言處理技術(shù)，可以進(jìn)行智慧備課、智能答疑，既能保證課堂教育面向大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，又照顧每名學(xué)生的個(gè)性化需要，還能為每名學(xué)生提供答疑解惑和隨時(shí)練習(xí)的機(jī)會(huì)。二是提高學(xué)習(xí)效果反饋的實(shí)時(shí)性。傳統(tǒng)課堂教育采用教學(xué)-考試-閱卷-評(píng)價(jià)的反饋機(jī)制，周期較長(zhǎng)，特別是高校教學(xué)，每個(gè)學(xué)習(xí)考試一次，考試完成之后，學(xué)生沒有改進(jìn)提高再測(cè)試的機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)效果反饋的實(shí)時(shí)性較低。而利用自然語言處理技術(shù)建設(shè)的智慧教育平臺(tái)，可以隨時(shí)組卷、測(cè)試、閱卷并給出改進(jìn)意見，學(xué)習(xí)效果反饋非常迅速，學(xué)生可以針對(duì)性的進(jìn)行學(xué)習(xí)提高。

3結(jié)語

自然語言處理技術(shù)的研究應(yīng)用對(duì)于智慧教育平臺(tái)建設(shè)具有重要意義，但是還需看到自然語言處理因?yàn)檎Z言的多以性、開放性及非字面用法，仍然是人工智能研究的難點(diǎn)之一，需要持續(xù)加大研究應(yīng)用力度，以構(gòu)建智慧教育環(huán)境，加快實(shí)現(xiàn)教育信息化2.0目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊現(xiàn)民.信息時(shí)代智慧教育的內(nèi)涵與特征[J].中國電化教育，2014（01）：29-34.

[2]柯清超.大數(shù)據(jù)與智慧教育[J].中國教育信息化·基礎(chǔ)教育，2013，000（012）：8-11.

作者簡(jiǎn)介：丁蘭（1983—），女，中南林業(yè)科技大學(xué)涉外學(xué)院語言文化學(xué)院講師，研究方向：跨文化交際，英語語言學(xué)與教學(xué)管理。