人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)輔助英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)有效性研究

洪少賢 文熹萌

【摘要】通過(guò)研究傳統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)和人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)輔助自主學(xué)習(xí)的差異，對(duì)兩個(gè)組別的自主學(xué)習(xí)計(jì)劃、監(jiān)控、策略使用、任務(wù)難度和要求等方面進(jìn)行分析，在人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)輔助自主學(xué)習(xí)條件下的學(xué)習(xí)者通過(guò)使用認(rèn)知感、學(xué)習(xí)判斷感、監(jiān)控學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)程來(lái)調(diào)控學(xué)習(xí)，采用有效策略、尋求適應(yīng)性求助來(lái)調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)。人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)者的英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用，人工智能機(jī)器輔助自主學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)者的整體英語(yǔ)學(xué)習(xí)有積極的影響。

【關(guān)鍵詞】人工智能;機(jī)器學(xué)習(xí);自主學(xué)習(xí);英語(yǔ)教學(xué)

隨著信息技術(shù)與外語(yǔ)課程的快速融合，人工智能給外語(yǔ)教學(xué)帶來(lái)了新的機(jī)遇，外語(yǔ)教學(xué)方法正在面對(duì)新的創(chuàng)新。在智能時(shí)代，要提高外語(yǔ)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果，人工智能技術(shù)可以嵌入到外語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和前沿特征?；诟呗氃盒W(xué)生英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)存在的問(wèn)題和困難，本研究探討人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)是否能促進(jìn)高職學(xué)生英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)能力的提高，評(píng)估人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)輔助英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)的有效性，以期提高高職學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)成效。

一、研究對(duì)象和方法

1.研究對(duì)象

本研究從2021年9月至2021年12月止，持續(xù)一學(xué)期以某高職院校2020級(jí)高職三年制學(xué)生為研究對(duì)象。2021年9月選取60名學(xué)生，分別來(lái)自工信、經(jīng)管、熱農(nóng)、旅游、藝術(shù)等專業(yè)。學(xué)生參加第一次大學(xué)英語(yǔ)四級(jí)摸底測(cè)試，按照摸底成績(jī)分布高、中、低同等比例分配，分成實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班。其中30名學(xué)生為實(shí)驗(yàn)組學(xué)生，另外30名學(xué)生為對(duì)照組學(xué)生。60名學(xué)生在2021年12月再次參加第二次大學(xué)英語(yǔ)四級(jí)測(cè)試作為后測(cè)成績(jī)。

2.研究方法

（1）實(shí)驗(yàn)法。在實(shí)驗(yàn)開始前，要求實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組兩個(gè)班的學(xué)生制定針對(duì)英語(yǔ)四級(jí)考試的自主學(xué)習(xí)計(jì)劃書，包括確立學(xué)期英語(yǔ)學(xué)習(xí)目標(biāo)、按日期制定具體的英語(yǔ)學(xué)習(xí)計(jì)劃、規(guī)定每天自主學(xué)習(xí)時(shí)間等內(nèi)容，學(xué)生按要求提交自主學(xué)習(xí)計(jì)劃書。接著教師分別對(duì)兩個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行英語(yǔ)學(xué)習(xí)策略的培訓(xùn)，幫助學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中能有意識(shí)使用有效策略。并且教師向?qū)W生介紹線上線下學(xué)習(xí)資源，供學(xué)生課外開展自主學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別由相同的三位老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)。在保證實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組同等的教學(xué)條件前提下，實(shí)驗(yàn)組30名學(xué)生借助“訊飛英語(yǔ)通”開展自主學(xué)習(xí)。對(duì)照組30名學(xué)生要求自主學(xué)習(xí)備考英語(yǔ)四級(jí)考試，但不要求使用“訊飛英語(yǔ)通”。

實(shí)驗(yàn)組30名學(xué)生接受“訊飛英語(yǔ)通”使用培訓(xùn)，他們需要學(xué)習(xí)利用人工智能學(xué)習(xí)機(jī)開展自主學(xué)習(xí)，根據(jù)自身制定的英語(yǔ)四級(jí)考試目標(biāo)，利用學(xué)習(xí)機(jī)的聽、說(shuō)、讀、寫功能決定自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，每天花多少時(shí)間在學(xué)習(xí)機(jī)自主學(xué)習(xí)，如何利用學(xué)習(xí)機(jī)獲得其他教學(xué)材料，確定是否理解學(xué)習(xí)機(jī)提供的材料等。學(xué)生每天撰寫學(xué)習(xí)日志，反饋?zhàn)灾鲗W(xué)習(xí)情況，記錄內(nèi)容包括：每日學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、詞匯、聽說(shuō)讀寫的自主學(xué)習(xí)情況、真題的完成度等。對(duì)照組的學(xué)生則采用傳統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)方法，先制定四級(jí)英語(yǔ)考試學(xué)習(xí)目標(biāo)，自主選擇英語(yǔ)學(xué)習(xí)材料，按照自己規(guī)劃的時(shí)間進(jìn)行考試復(fù)習(xí)。指導(dǎo)老師每月一次定期為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)指導(dǎo)和答疑。

（2）學(xué)習(xí)工具。實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生借助人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)開展自主學(xué)習(xí)。本研究采用人工智能英語(yǔ)學(xué)習(xí)機(jī)“訊飛英語(yǔ)通”實(shí)施輔助自主學(xué)習(xí)?！坝嶏w英語(yǔ)通”是一款便攜式人工智能英語(yǔ)學(xué)習(xí)機(jī)，使用科大訊飛人工智能技術(shù)，包括語(yǔ)音識(shí)別、口語(yǔ)測(cè)評(píng)、機(jī)器翻譯、手寫識(shí)別、作文評(píng)分，利用人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行英語(yǔ)聽、說(shuō)、讀、寫等方面的學(xué)習(xí)。采用Winne的自主學(xué)習(xí)的模型，考察人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)的外部調(diào)節(jié)因子的作用，能否促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。根據(jù)該模型，任何旨在引導(dǎo)或支持學(xué)生學(xué)習(xí)的支架都被視為任務(wù)條件的一部分。腳手架作為任務(wù)條件的一部分，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)確定它們?cè)谂囵B(yǎng)自主學(xué)習(xí)方面的有效性。人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)可以監(jiān)督、評(píng)估和反饋學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況。對(duì)人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)如何促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)進(jìn)行實(shí)證研究，闡明人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)的腳手架方法的有效性。

二、結(jié)果及討論

1.前測(cè)和后測(cè)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組60名學(xué)生參加了前測(cè)和后測(cè)，測(cè)試的試題為大學(xué)英語(yǔ)四級(jí)考試真題。考試的目的是考核學(xué)生對(duì)英語(yǔ)語(yǔ)言知識(shí)、英語(yǔ)語(yǔ)言技能，以及使用英語(yǔ)進(jìn)行聽、讀、寫、譯的能力。題型分為：寫作（15%）、聽力（35%）、閱讀（35%）、翻譯（15%）。通過(guò)兩次成績(jī)的比對(duì)，檢驗(yàn)人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)輔助自主學(xué)習(xí)模式是否能提高學(xué)生成績(jī)。

從成績(jī)結(jié)果匯總圖可以看出：實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的英語(yǔ)四級(jí)考試成績(jī)都有所提高。實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的英語(yǔ)四級(jí)考試平均分成績(jī)從前側(cè)41分提高到59分，對(duì)照組從前測(cè)的42分提高到55分。從考試的各個(gè)題型模塊分?jǐn)?shù)來(lái)看，兩個(gè)組別的閱讀和翻譯部分成績(jī)提高程度相近，實(shí)驗(yàn)組閱讀提高2分，對(duì)照組閱讀提高3分。翻譯都提高了3分。實(shí)驗(yàn)組的寫作和聽力部分提高比對(duì)照組明顯，實(shí)驗(yàn)組的寫作提高了5分，對(duì)照組提高了3分。實(shí)驗(yàn)組的聽力部分提高了8分，對(duì)照組提高了4分。采用人工智能機(jī)器輔助自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)班測(cè)試成績(jī)比采用傳統(tǒng)自主學(xué)習(xí)的對(duì)照班測(cè)試成績(jī)提高明顯，其中又以聽力成績(jī)提高更顯著。

2.問(wèn)卷結(jié)果

采用Winne的自主學(xué)習(xí)的模型，分析學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)行為。該模型包括的關(guān)鍵要素是將自主學(xué)習(xí)劃分為四階段的過(guò)程，分別為：一是計(jì)劃和目標(biāo)設(shè)定，對(duì)任務(wù)和環(huán)境的感知和知識(shí)的激活，以及自我與任務(wù)的關(guān)系;二是監(jiān)控表現(xiàn)自我、任務(wù)和情境不同方面元認(rèn)知意識(shí)的過(guò)程;三是努力控制和規(guī)范自我、任務(wù)和環(huán)境等方面;四是對(duì)自我、任務(wù)和環(huán)境的各種反應(yīng)和反思。問(wèn)卷項(xiàng)目圍繞這四個(gè)方面展開，即：自主學(xué)習(xí)計(jì)劃，自主學(xué)習(xí)監(jiān)控，自主學(xué)習(xí)策略使用，自主學(xué)習(xí)任務(wù)難度及要求。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組60名學(xué)生完成問(wèn)卷，問(wèn)卷結(jié)果用卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，匯總結(jié)果如下表。

上表展示卡方分析的結(jié)果，分析對(duì)照組學(xué)生和實(shí)驗(yàn)組學(xué)生使用人工智能機(jī)器輔助自主學(xué)習(xí)的變量的分布是否存在顯著差異。通過(guò)計(jì)算學(xué)生使用與自主學(xué)習(xí)的計(jì)劃、監(jiān)控、策略使用和處理任務(wù)難度和需求相關(guān)的四種主要變量的頻率，研究學(xué)生如何調(diào)節(jié)他們的英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)。給出了使用每個(gè)自主學(xué)習(xí)變量超過(guò)中位數(shù)比例的學(xué)習(xí)者的數(shù)量，卡方檢驗(yàn)的結(jié)果如上表所示。

關(guān)于計(jì)劃，卡方分析顯示，在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中，計(jì)劃變量中的兩個(gè)超過(guò)中位數(shù)比例的學(xué)習(xí)者數(shù)量不存在顯著差異?？偟膩?lái)說(shuō)，兩個(gè)組中學(xué)習(xí)者通過(guò)激活他們先前的知識(shí)和計(jì)劃的比例不高，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中都有較高比例的學(xué)生能夠自己制定學(xué)習(xí)目標(biāo)和計(jì)劃。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的學(xué)生，對(duì)準(zhǔn)備英語(yǔ)四級(jí)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和規(guī)劃是比較清晰的，但對(duì)激活先前的知識(shí)方面還是需要教師外部的支持。

關(guān)于監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析顯示，在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中，使用與監(jiān)測(cè)超過(guò)中位數(shù)比例相關(guān)的6個(gè)變量中有4個(gè)變量的學(xué)習(xí)者數(shù)量存在顯著差異。在人工智能機(jī)器輔助下的學(xué)生通過(guò)使用認(rèn)知感、學(xué)習(xí)判斷感、監(jiān)控學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)程來(lái)調(diào)控他們的學(xué)習(xí)能力。相比之下，對(duì)照組的自主學(xué)習(xí)者主要通過(guò)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)內(nèi)容來(lái)監(jiān)控他們的學(xué)習(xí)能力。兩個(gè)組別的學(xué)生監(jiān)控學(xué)習(xí)策略使用的比例都不高。

關(guān)于策略使用，數(shù)據(jù)分析顯示，在兩個(gè)組別8種策略的使用中，高于中位數(shù)比例中的7種學(xué)習(xí)者數(shù)量存在顯著差異。在人工智能輔助自主學(xué)習(xí)條件下，學(xué)生使用尋找、選擇資源、假設(shè)、推斷和總結(jié)來(lái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。相比之下，對(duì)照組的學(xué)生通過(guò)進(jìn)行重讀、記憶和記筆記來(lái)學(xué)習(xí)。

關(guān)于任務(wù)難度和需求。在兩個(gè)組別中，使用與任務(wù)難度和需求相關(guān)的5個(gè)變量中的4個(gè)變量超過(guò)中位數(shù)比例的學(xué)習(xí)者數(shù)量存在顯著差異。在人工智能輔助自主學(xué)習(xí)下，明顯更多的學(xué)生通過(guò)智能學(xué)習(xí)機(jī)器尋求幫助來(lái)處理任務(wù)困難。相比之下，對(duì)照組的學(xué)生通過(guò)控制學(xué)習(xí)內(nèi)容、時(shí)間和努力規(guī)劃來(lái)處理任務(wù)難度和需求。在任務(wù)難度方面，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組都有半數(shù)以上的學(xué)生認(rèn)為難度較大。

3.人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)的意義

研究結(jié)果表明，學(xué)生在開展自主學(xué)習(xí)時(shí)遇到一定的困難，而由人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)提供的外部調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)與學(xué)生在英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)經(jīng)歷變化有顯著相關(guān)性。研究結(jié)果可以幫助設(shè)計(jì)特定的自主學(xué)習(xí)變量，以促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)?；谝?guī)劃、監(jiān)控、策略使用、任務(wù)困難和需求這四種自主學(xué)習(xí)的變量的類別，提出如何處理特定自主學(xué)習(xí)變量，以培養(yǎng)學(xué)生借助人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)出自主學(xué)習(xí)的指導(dǎo)方案。

在計(jì)劃此類別的變量中，研究結(jié)果表明，先驗(yàn)知識(shí)激活和制定計(jì)劃是人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)中的自主學(xué)習(xí)關(guān)鍵變量。為了促進(jìn)先驗(yàn)知識(shí)的激活，在開始學(xué)習(xí)任務(wù)之前，可以要求學(xué)生回憶關(guān)于英語(yǔ)考試的內(nèi)容和應(yīng)試技巧，并且他們可以查看機(jī)器上所有的英語(yǔ)四級(jí)考試的聽力、寫作、閱讀、翻譯等相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生還可以在機(jī)器學(xué)習(xí)中獲得指導(dǎo)，自主計(jì)劃他們的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)過(guò)程設(shè)定目標(biāo)，或者讓他們從機(jī)器提供的學(xué)習(xí)目標(biāo)列表中進(jìn)行選擇。

在監(jiān)控這個(gè)類別的變量中，如認(rèn)知感、學(xué)習(xí)判斷和監(jiān)控學(xué)習(xí)目標(biāo)的進(jìn)程，對(duì)學(xué)習(xí)尤為重要。為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的判斷，可以提示學(xué)生定期用人工智能機(jī)器對(duì)他們的英語(yǔ)學(xué)習(xí)中的聽、說(shuō)、讀、寫、譯進(jìn)行評(píng)分。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以定期制定和調(diào)整學(xué)習(xí)目標(biāo)，幫助學(xué)生克服困難，避免他們放棄學(xué)習(xí)目標(biāo)，以監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的進(jìn)展情況。

人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)中可以構(gòu)建許多有效的策略，包括假設(shè)、尋找、選擇資源、記憶法、進(jìn)行推斷和總結(jié)。人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)主要功能是可以檢測(cè)、跟蹤和幫助學(xué)習(xí)者建構(gòu)有效策略。根據(jù)人工智能的提示和反饋，可以設(shè)計(jì)有效的策略，并避免學(xué)生使用無(wú)效的策略。

在任務(wù)難度和需求的類別中，尋求幫助顯然與高級(jí)學(xué)習(xí)結(jié)果相關(guān)聯(lián)，人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)可以為學(xué)習(xí)者提供腳手架的支持。目前人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)可以為設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)提供幫助。例如，學(xué)生可以從幫助功能中選擇內(nèi)容，判斷選擇的學(xué)習(xí)內(nèi)容是否與當(dāng)前的目標(biāo)相關(guān)，獲得難點(diǎn)內(nèi)容的解析，確定如何協(xié)調(diào)多種資源等。

三、結(jié)語(yǔ)

研究結(jié)果表明，監(jiān)控活動(dòng)，如認(rèn)知感、學(xué)習(xí)判斷和監(jiān)控學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)程，對(duì)學(xué)習(xí)尤為重要，人工智能平臺(tái)自動(dòng)為學(xué)生的聽力、口語(yǔ)、寫作、閱讀等練習(xí)打分。提供即時(shí)反饋，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)知感和判斷感比傳統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)更強(qiáng)。人工智能平臺(tái)自動(dòng)生成學(xué)生學(xué)習(xí)情況，將學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可視化。學(xué)生可以隨時(shí)了解自己的學(xué)情，監(jiān)控自主學(xué)習(xí)進(jìn)程。人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)還可以將英語(yǔ)學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)成游戲化的方式，使得學(xué)習(xí)更有趣，并且學(xué)生能根據(jù)個(gè)人的英語(yǔ)能力等級(jí)，定制學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)計(jì)劃。人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)具有智能性，應(yīng)用于智能教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者能根據(jù)自己的學(xué)習(xí)步調(diào)開展學(xué)習(xí)。這些特點(diǎn)都能促成學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)激活的過(guò)程，提高學(xué)習(xí)者英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)能力。需要注意的是學(xué)習(xí)者在利用人工智能機(jī)器輔助自主學(xué)習(xí)時(shí)，要強(qiáng)化訓(xùn)練自我反省、自我意識(shí)、自主選擇學(xué)習(xí)策略等，過(guò)度依賴人工智能系統(tǒng)的建議反而不利于自主學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成。

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【基金項(xiàng)目】本文系2021年度海南省教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于人工智能技術(shù)的高職英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)模式研究”（項(xiàng)目編號(hào)：QJY20211068）。