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

□ 海南職業(yè)技術(shù)學(xué)院 洪少賢 文熹萌

隨著信息技術(shù)與外語課程的快速融合，人工智能給外語教學(xué)帶來了新的機遇，外語教學(xué)方法正在面對新的創(chuàng)新。在智能時代，要提高外語教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果，人工智能技術(shù)可以嵌入到外語教學(xué)實踐中，發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢和前沿特征?；诟呗氃盒W(xué)生英語自主學(xué)習(xí)存在的問題和困難，本研究探討人工智能機器學(xué)習(xí)是否能促進高職學(xué)生英語自主學(xué)習(xí)能力的提高，評估人工智能機器學(xué)習(xí)輔助英語自主學(xué)習(xí)的有效性，以期提高高職學(xué)生的英語學(xué)習(xí)成效。

一、研究對象和方法

1.研究對象

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 級高職三年制學(xué)生為研究對象。2021 年9 月選取60 名學(xué)生，分別來自工信、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)英語四級摸底測試，按照摸底成績分布高、中、低同等比例分配，分成實驗班和對照班。其中30 名學(xué)生為實驗組學(xué)生，另外30 名學(xué)生為對照組學(xué)生。60名學(xué)生在2021 年12 月再次參加第二次大學(xué)英語四級測試作為后測成績。

2.研究方法

（1）實驗法。在實驗開始前，要求實驗組和對照組兩個班的學(xué)生制定針對英語四級考試的自主學(xué)習(xí)計劃書，包括確立學(xué)期英語學(xué)習(xí)目標、按日期制定具體的英語學(xué)習(xí)計劃、規(guī)定每天自主學(xué)習(xí)時間等內(nèi)容，學(xué)生按要求提交自主學(xué)習(xí)計劃書。接著教師分別對兩個班的學(xué)生進行英語學(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)。實驗組和對照組分別由相同的三位老師負責(zé)指導(dǎo)。在保證實驗組和對照組同等的教學(xué)條件前提下，實驗組30 名學(xué)生借助“訊飛英語通”開展自主學(xué)習(xí)。對照組30 名學(xué)生要求自主學(xué)習(xí)備考英語四級考試，但不要求使用“訊飛英語通”。

實驗組30 名學(xué)生接受“訊飛英語通”使用培訓(xùn)，他們需要學(xué)習(xí)利用人工智能學(xué)習(xí)機開展自主學(xué)習(xí)，根據(jù)自身制定的英語四級考試目標，利用學(xué)習(xí)機的聽、說、讀、寫功能決定自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，每天花多少時間在學(xué)習(xí)機自主學(xué)習(xí)，如何利用學(xué)習(xí)機獲得其他教學(xué)材料，確定是否理解學(xué)習(xí)機提供的材料等。學(xué)生每天撰寫學(xué)習(xí)日志，反饋自主學(xué)習(xí)情況，記錄內(nèi)容包括：每日學(xué)習(xí)時長、詞匯、聽說讀寫的自主學(xué)習(xí)情況、真題的完成度等。對照組的學(xué)生則采用傳統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)方法，先制定四級英語考試學(xué)習(xí)目標，自主選擇英語學(xué)習(xí)材料，按照自己規(guī)劃的時間進行考試復(fù)習(xí)。指導(dǎo)老師每月一次定期為實驗組和對照組的學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)指導(dǎo)和答疑。

（2）學(xué)習(xí)工具。實驗組的學(xué)生借助人工智能機器學(xué)習(xí)開展自主學(xué)習(xí)。本研究采用人工智能英語學(xué)習(xí)機“訊飛英語通”實施輔助自主學(xué)習(xí)?！坝嶏w英語通”是一款便攜式人工智能英語學(xué)習(xí)機，使用科大訊飛人工智能技術(shù)，包括語音識別、口語測評、機器翻譯、手寫識別、作文評分，利用人工智能機器學(xué)習(xí)幫助學(xué)習(xí)者進行英語聽、說、讀、寫等方面的學(xué)習(xí)。采用Winne 的自主學(xué)習(xí)的模型，考察人工智能機器學(xué)習(xí)的外部調(diào)節(jié)因子的作用，能否促進學(xué)生進行自主學(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，需要通過實驗來檢驗確定它們在培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)方面的有效性。人工智能機器學(xué)習(xí)可以監(jiān)督、評估和反饋學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況。對人工智能機器學(xué)習(xí)如何促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)進行實證研究，闡明人工智能機器學(xué)習(xí)的腳手架方法的有效性。

二、結(jié)果及討論

1.前測和后測結(jié)果

實驗組和對照組60 名學(xué)生參加了前測和后測，測試的試題為大學(xué)英語四級考試真題?？荚嚨哪康氖强己藢W(xué)生對英語語言知識、英語語言技能，以及使用英語進行聽、讀、寫、譯的能力。題型分為：寫作（15%）、聽力（35%）、閱讀（35%）、翻譯（15%）。通過兩次成績的比對，檢驗人工智能機器學(xué)習(xí)輔助自主學(xué)習(xí)模式是否能提高學(xué)生成績。

實驗組和對照組前測和后測平均分

從成績結(jié)果匯總圖可以看出：實驗組和對照組的英語四級考試成績都有所提高。實驗組學(xué)生的英語四級考試平均分成績從前側(cè)41 分提高到59 分，對照組從前測的42 分提高到55 分。從考試的各個題型模塊分數(shù)來看，兩個組別的閱讀和翻譯部分成績提高程度相近，實驗組閱讀提高2 分，對照組閱讀提高3 分。翻譯都提高了3 分。實驗組的寫作和聽力部分提高比對照組明顯，實驗組的寫作提高了5 分，對照組提高了3 分。實驗組的聽力部分提高了8 分，對照組提高了4 分。采用人工智能機器輔助自主學(xué)習(xí)的實驗班測試成績比采用傳統(tǒng)自主學(xué)習(xí)的對照班測試成績提高明顯，其中又以聽力成績提高更顯著。

2.問卷結(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)劃分為四階段的過程，分別為：一是計劃和目標設(shè)定，對任務(wù)和環(huán)境的感知和知識的激活，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知意識的過程；三是努力控制和規(guī)范自我、任務(wù)和環(huán)境等方面；四是對自我、任務(wù)和環(huán)境的各種反應(yīng)和反思。問卷項目圍繞這四個方面展開，即：自主學(xué)習(xí)計劃，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。對照組和實驗組60 名學(xué)生完成問卷，問卷結(jié)果用卡方檢驗統(tǒng)計，匯總結(jié)果如下表。

對照組與實驗組自主學(xué)習(xí)變量中位數(shù)的比例

上表展示卡方分析的結(jié)果，分析對照組學(xué)生和實驗組學(xué)生使用人工智能機器輔助自主學(xué)習(xí)的變量的分布是否存在顯著差異。通過計算學(xué)生使用與自主學(xué)習(xí)的計劃、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)他們的英語自主學(xué)習(xí)。給出了使用每個自主學(xué)習(xí)變量超過中位數(shù)比例的學(xué)習(xí)者的數(shù)量，卡方檢驗的結(jié)果如上表所示。

關(guān)于計劃，卡方分析顯示，在實驗組和對照組中，計劃變量中的兩個超過中位數(shù)比例的學(xué)習(xí)者數(shù)量不存在顯著差異?？偟膩碚f，兩個組中學(xué)習(xí)者通過激活他們先前的知識和計劃的比例不高，實驗組和對照組中都有較高比例的學(xué)生能夠自己制定學(xué)習(xí)目標和計劃。無論是實驗組和對照組的學(xué)生，對準備英語四級的學(xué)習(xí)目標和規(guī)劃是比較清晰的，但對激活先前的知識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，在實驗組和對照組中，使用與監(jiān)測超過中位數(shù)比例相關(guān)的6 個變量中有4 個變量的學(xué)習(xí)者數(shù)量存在顯著差異。在人工智能機器輔助下的學(xué)生通過使用認知感、學(xué)習(xí)判斷感、監(jiān)控學(xué)習(xí)目標進程來調(diào)控他們的學(xué)習(xí)能力。相比之下，對照組的自主學(xué)習(xí)者主要通過評價學(xué)習(xí)內(nèi)容來監(jiān)控他們的學(xué)習(xí)能力。兩個組別的學(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)來進行自主學(xué)習(xí)。相比之下，對照組的學(xué)生通過進行重讀、記憶和記筆記來學(xué)習(xí)。

關(guān)于任務(wù)難度和需求。在兩個組別中，使用與任務(wù)難度和需求相關(guān)的5 個變量中的4 個變量超過中位數(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)生通過智能學(xué)習(xí)機器尋求幫助來處理任務(wù)困難。相比之下，對照組的學(xué)生通過控制學(xué)習(xí)內(nèi)容、時間和努力規(guī)劃來處理任務(wù)難度和需求。在任務(wù)難度方面，實驗組和對照組都有半數(shù)以上的學(xué)生認為難度較大。

3.人工智能機器學(xué)習(xí)對英語自主學(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)時遇到一定的困難，而由人工智能機器學(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)計特定的自主學(xué)習(xí)變量，以促進學(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)生借助人工智能機器學(xué)習(xí)進行自主學(xué)習(xí)，設(shè)計出自主學(xué)習(xí)的指導(dǎo)方案。

在計劃此類別的變量中，研究結(jié)果表明，先驗知識激活和制定計劃是人工智能機器學(xué)習(xí)中的自主學(xué)習(xí)關(guān)鍵變量。為了促進先驗知識的激活，在開始學(xué)習(xí)任務(wù)之前，可以要求學(xué)生回憶關(guān)于英語考試的內(nèi)容和應(yīng)試技巧，并且他們可以查看機器上所有的英語四級考試的聽力、寫作、閱讀、翻譯等相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生還可以在機器學(xué)習(xí)中獲得指導(dǎo)，自主計劃他們的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)過程設(shè)定目標，或者讓他們從機器提供的學(xué)習(xí)目標列表中進行選擇。

在監(jiān)控這個類別的變量中，如認知感、學(xué)習(xí)判斷和監(jiān)控學(xué)習(xí)目標的進程，對學(xué)習(xí)尤為重要。為了培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)的判斷，可以提示學(xué)生定期用人工智能機器對他們的英語學(xué)習(xí)中的聽、說、讀、寫、譯進行評分。在整個學(xué)習(xí)過程中，可以定期制定和調(diào)整學(xué)習(xí)目標，幫助學(xué)生克服困難，避免他們放棄學(xué)習(xí)目標，以監(jiān)測實現(xiàn)目標的進展情況。

人工智能機器學(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、進行推斷和總結(jié)。人工智能機器學(xué)習(xí)的一個主要功能是可以檢測、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)計有效的策略，并避免學(xué)生使用無效的策略。

在任務(wù)難度和需求的類別中，尋求幫助顯然與高級學(xué)習(xí)結(jié)果相關(guān)聯(lián)，人工智能機器學(xué)習(xí)可以為學(xué)習(xí)者提供腳手架的支持。目前人工智能機器學(xué)習(xí)可以為設(shè)計學(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)容是否與當前的目標相關(guān)，獲得難點內(nèi)容的解析，確定如何協(xié)調(diào)多種資源等。

三、結(jié)語

研究結(jié)果表明，監(jiān)控活動，如認知感、學(xué)習(xí)判斷和監(jiān)控學(xué)習(xí)目標進程，對學(xué)習(xí)尤為重要，人工智能平臺自動為學(xué)生的聽力、口語、寫作、閱讀等練習(xí)打分。提供即時反饋，學(xué)生對學(xué)習(xí)的認知感和判斷感比傳統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)更強。人工智能平臺自動生成學(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)生可以隨時了解自己的學(xué)情，監(jiān)控自主學(xué)習(xí)進程。人工智能機器學(xué)習(xí)還可以將英語學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計成游戲化的方式，使得學(xué)習(xí)更有趣，并且學(xué)生能根據(jù)個人的英語能力等級，定制學(xué)習(xí)目標、學(xué)習(xí)計劃。人工智能機器學(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)。這些特點都能促成學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。實現(xiàn)了學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)激活的過程，提高學(xué)習(xí)者英語自主學(xué)習(xí)能力。需要注意的是學(xué)習(xí)者在利用人工智能機器輔助自主學(xué)習(xí)時，要強化訓(xùn)練自我反省、自我意識、自主選擇學(xué)習(xí)策略等，過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。