一種創(chuàng)新的智能英語學習系統(tǒng)的設(shè)計

陳 靚，金立志，孟 冬，傅 堅

（浙江科技學院 語言文學學院，杭州310023）

近年大多數(shù)利用計算機輔助教學的英語學習系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，正在由局域網(wǎng)訪問向基于B/S模式的廣域網(wǎng)訪問過渡。

1 幾種主流英語學習系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)使用的主流英語教學系統(tǒng)可以歸屬于以下三個類別。

1.1 在某個單項功能上實現(xiàn)了低水平的智能化

以高等教育出版社開發(fā)的體驗英語學習系統(tǒng)（大學英語學習系統(tǒng)）為代表，稱能夠?qū)崿F(xiàn)把學生跟讀語音與系統(tǒng)標準語音對比，給出學生的跟讀語音成績，但經(jīng)實際使用發(fā)現(xiàn)，這種識別不夠準確，經(jīng)常出現(xiàn)語音很不標準也能夠通過測試或者語音比較標準無法通過測試的情況［1］。此系統(tǒng)的優(yōu)點是較為人性化，利用場景動畫來完成聽寫、翻譯填空等學習方式，學生的注意力不易分散。

1.2 擁有豐富的學習資源

以雅信達語言網(wǎng)絡(luò)平臺（廣州雅信達英語科技公司）為代表，具有豐富的經(jīng)過二次編輯的資源庫。此系統(tǒng)基本上收羅了目前國內(nèi)所有主流的英語教學資源，各種英語教材，經(jīng)典電影，教學短片，VOA和BBC等音視頻資源，TOFEL、GRE、雅思試題等，并且有相應(yīng)的練習題目。系統(tǒng)具有示范朗讀、復(fù)讀、閱讀功能，但系統(tǒng)不能進行智能檢測和矯正發(fā)音。

1.3 與教材配套的輔助英語學習系統(tǒng)

以新理念大學英語學習系統(tǒng)（上海外語教學出版社）為代表，系統(tǒng)以當前大學英語教學中幾種流行的教材為基礎(chǔ)加以編輯，設(shè)計在線學習內(nèi)容，最后對學生進行在線測試，并對客觀題直接評分。系統(tǒng)內(nèi)容與教材完全相同，是教材的電子版，一般作為教材的輔助軟件來使用。

2 智能英語學習系統(tǒng)應(yīng)具備的功能及特點

在教學實踐中，筆者分析了當前中國學生學習英語的薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)基于計算機網(wǎng)絡(luò)的英語學習系統(tǒng)的發(fā)展方向和語音識別、自然語言識別等人工智能技術(shù)的發(fā)展水平，帶有一定前瞻性地提出智能英語學習系統(tǒng)應(yīng)具備的功能，該系統(tǒng)目前正在著手合作研發(fā)。

2.1 智能英語學習系統(tǒng)的功能

系統(tǒng)設(shè)計的目的是使用先進的信息技術(shù)，推進基于計算機的網(wǎng)絡(luò)英語聽力教學，給學生提供一個自主學習環(huán)境，在提高語言技能的同時，通過教師的幫助，培養(yǎng)學生的自主學習能力。智能英語互動學習系統(tǒng)的特色是“分級測試，評定分數(shù)，找出問題，針對練習，循環(huán)往復(fù)”，即根據(jù)測試結(jié)果，針對不同用戶參差不齊的語音、聽力、閱讀、口語、寫作和翻譯水平加以評級，并隨之給出有針對性的學習材料，強調(diào)系統(tǒng)的智能化和主動性，做到因人施教，個性化教學。

首先系統(tǒng)對學生的單項英語水平進行測試，根據(jù)學生的測試結(jié)果進行分級，學生可以進入相應(yīng)級別的閱讀資料庫開始學習［2］。學習系統(tǒng)記錄學生在單項訓練過程中出現(xiàn)的錯誤率，根據(jù)已有的專家系統(tǒng)，自動判別，指出問題，并根據(jù)錯誤給出學生下一步應(yīng)該學習的內(nèi)容。如果學生完成學習，系統(tǒng)會分級別給出檢測，學生通過上一個級別后，方可進行下一個級別的學習。

2.2 智能英語學習系統(tǒng)的特點

2.2.1 系統(tǒng)具有較廣的用戶覆蓋面

應(yīng)適應(yīng)各行業(yè)英語的要求，使不同行業(yè)語言內(nèi)容需求都能夠得到滿足，如旅游英語，商務(wù)英語等。

2.2.2 訓練方法具有娛樂性

綜合使用游戲、動畫的形式來設(shè)計訓練題，使英語學習不再枯燥，強調(diào)趣味性，人性化［3］。

2.2.3 模擬實際生活場景

訓練及測試題選材應(yīng)盡量貼近實際生活，以學生能夠在生活中實際運用作為選取材料的指導(dǎo)思想［4］。

2.2.4 多角度學習

對同一個題材進行多角度學習，如對一個主題依次進行閱讀、翻譯、聽力和語音的訓練測試，直到弄懂吃透。

2.2.5 注重利用重復(fù)的手段訓練糾錯

根據(jù)“重復(fù)是語言學習的基礎(chǔ)”的認知規(guī)律的要求，如果學生的某一題測試評分不高，但達到了及格水平，應(yīng)允許進行后續(xù)學習，但該題應(yīng)在以后的學習中多次隨機重復(fù)出現(xiàn)，直到2次以上確認達到良好標準，此題可不再出現(xiàn)。

2.2.6 分級標準規(guī)范化

系統(tǒng)的分級標準與某種通行的考試相掛鉤，如TOFEL、GRE、專業(yè)英語四級、專業(yè)英語八級、CET4、CET6、口譯證書考試等，使訓練水平和考試等級之間可以相互參照。

3 幾項語言學習要素要求系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

智能英語學習系統(tǒng)模仿人類語言學習的自然規(guī)律，對于學生聽、說、讀、寫、譯幾項基本技能，齊頭并進地來進行訓練。

3.1 口語學習

該模塊擁有大量的語音資源庫，示范朗讀、具有學生跟讀、復(fù)讀、閱讀及系統(tǒng)智能檢測和矯正發(fā)音等功能。目的是糾正和提高大學生入學時參差不齊的語音水平，使學生在較短的時間內(nèi)掌握正確的語音和語調(diào)，達到較為標準的發(fā)音。

系統(tǒng)對于口語資料進行分類、分級別，然后先對學生的口語水平進行測試，根據(jù)學生的口語水平給出相應(yīng)的資料，學生進行學習，系統(tǒng)默認學生學習完成一個級別，可以進到下一個級別，一直到完成大綱所規(guī)定的要求，修滿學分。最后學生進入考試系統(tǒng)，考核檢查。系統(tǒng)還可以模仿口語考試Conversation的形式進行訓練，由系統(tǒng)自動選擇其他在線學員，兩人形成一個小組，就某個topic展開對話。

如果學生不能將錯誤的發(fā)音改正過來，系統(tǒng)會智能識別分析學生存在的語音問題，并給出針對性的語音練習資料，強制學生練習改正，否則無法進入下階段的學習。這是該智能系統(tǒng)最重要的功能。系統(tǒng)對學生學習的時間、內(nèi)容、過程、得分全程保留記錄。該系統(tǒng)不僅訓練學生學習掌握Standard English，還應(yīng)包含加拿大英語和非洲人口音等供學生做聽力訓練。此項功能設(shè)計擬使用VOA中的素材。

3.2 聽力學習

系統(tǒng)對學生的聽力進行測試，根據(jù)學生的測試結(jié)果進行分級，學生可以進入相應(yīng)級別的聽力資料庫開始學習［5］。如果學生完成一個級別的聽力學習，可以去考試平臺 檢測自己的水平，系統(tǒng)對學生的聽力水平進行評判，如果學生未能通過該級別的學習，智能系統(tǒng)將自動給出學生應(yīng)該學習的聽力內(nèi)容；如果學生通過了一個級別的學習，則可以進行下一個級別的學習。

3.3 閱讀學習

閱讀學習模塊的基本原理與口語、聽力學習一樣，首先系統(tǒng)對學生的閱讀水平進行測試，根據(jù)學生的測試結(jié)果進行分級，學生可以進入相應(yīng)級別的閱讀資料庫進行學習。

3.4 寫作學習

系統(tǒng)的主要功能就是運用人工智能技術(shù)識別學生的錯誤，并幫助學生加以修改，逐步使學生能夠?qū)懗鲚^完整的文章，提高英語寫作水平。

3.5 翻譯學習

翻譯學習模塊設(shè)計比較簡單，但是智能所起的作用卻非常重要，自動識別譯文，給出相關(guān)提示，等等。鑒于目前自然語言理解的技術(shù)尚不夠完善，翻譯和寫作模塊在借用Google翻譯和Word進行拼寫檢查的基礎(chǔ)上，擬主要由教師參與評級，并給出每個學生相應(yīng)的翻譯和寫作資料。

4 系統(tǒng)包含的幾個子系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)提供三大主要任務(wù)：自主學習、教師督導(dǎo)學習和通用考試水平測試。按應(yīng)用功能分為以下八個子系統(tǒng)：課堂教學系統(tǒng)、自主學習系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、作業(yè)管理系統(tǒng)、資源系統(tǒng)、備課系統(tǒng)、局域網(wǎng)系統(tǒng)和管理及評估系統(tǒng)［6］。

4.1 自主學習系統(tǒng)

可指定班級學生在固定時間期限內(nèi)自主完成教師布置的學習任務(wù)，系統(tǒng)自動記錄和統(tǒng)計學習情況。可實現(xiàn)專項測試和水平測試，并提供答案對照、難點解析、要題備注、成績?nèi)霂斓裙ぞ?；系統(tǒng)能夠完成聽、說、讀、寫、譯的在線訓練；配有在線字典和單詞學習記憶器；提供語言學習交互工具，具有語言復(fù)讀和聲文、翻譯同步訓練功能；具有N個級別的英語水平分級測試功能；專家系統(tǒng)可以根據(jù)當前水平和學習目標推薦學習內(nèi)容。

4.2 作業(yè)管理系統(tǒng)

實現(xiàn)文本、圖片、聲音、視頻等多種形式的作業(yè)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)作業(yè)的布置、解答、批改、查詢和成績統(tǒng)計等功能。

4.3 備課系統(tǒng)

能將音、視頻、圖片和文本等多媒體素材制作成超文本的多媒體教案。在制作課件時可以上傳多種語言的課件，形成多語資源庫。課件可以實現(xiàn)遠程上傳。

4.4 管理及評估系統(tǒng)

包括綜合評估設(shè)置系統(tǒng)、成績查詢系統(tǒng)及成績管理系統(tǒng)等功能。除了包括年級班級信息、學生基本信息外，還應(yīng)包括課外學習、學習計劃、作業(yè)等情況的使用信息與得分信息。除了包括教師基本信息外，還應(yīng)包括備課、課程、作業(yè)等多種使用信息統(tǒng)計情況。系統(tǒng)可自動將教學過程中的學習計劃、作業(yè)、課外學習、考試等各項成績自動統(tǒng)計匯總到總成績中，并能打印成表格。

4.5 資源系統(tǒng)

容量達到100G以上，具有多媒體課件庫、題庫、資源庫等大量教學輔助資源。具有開放性，資源庫可以進行增加、刪除、修改、編輯等。具有兼容性，系統(tǒng)能夠兼容其他資源庫，用戶可根據(jù)需要添加各種專業(yè)的資源，可以對資源進行關(guān)閉或開放資源庫管理工作。所有資源都經(jīng)過二次編輯，經(jīng)過單句剪切，可以中英文多種方式呈現(xiàn)，可以跟讀、復(fù)讀，視頻進行過片斷剪切，可以實現(xiàn)中文、中英文、中文、無字幕四種電影字幕自由轉(zhuǎn)化，具有視頻復(fù)讀功能。

4.6 測試系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)教學測試系統(tǒng)主要功能包括組卷系統(tǒng)、寫作考試系統(tǒng)、閱卷系統(tǒng)、寫作成績查詢分析系統(tǒng)、成績智能分析等。子系統(tǒng)分布見圖1。

圖1 子系統(tǒng)分布Fig.1 Subsystem distribution

5 結(jié) 語

筆者認為，智能英語學習系統(tǒng)項目的實現(xiàn)有三個難點：難點之一在于智能化水平，因為本系統(tǒng)屬于人工智能技術(shù)實用化，受現(xiàn)有技術(shù)水平所限，一些高級功能可能難以實現(xiàn)，但隨著語音識別、語音評測技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)還有相當大的改進空間；難點之二在于本系統(tǒng)是創(chuàng)新的英語教學理念的實踐化，沒有經(jīng)驗可循，需要重新挑選編輯大量的音視頻及文本形式的學習資源；難點之三是目前尚缺乏現(xiàn)成的語言教學理論和測試理論的支撐，在理論研究方面還需要做大量的工作。

在開發(fā)過程中，筆者堅持三個原則：第一，注重形成自己的特色并堅持本系統(tǒng)區(qū)別于現(xiàn)有的已市場化的英語學習系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢；第二，控制好問題規(guī)模，先形成小規(guī)模的系統(tǒng)進入試用階段，力戒貪大求全，以后再根據(jù)反饋情況逐步完善；第三，如果某些高級功能難以實現(xiàn)，可以先降低要求，通過購買成熟技術(shù)專利、語言資源使用權(quán)的方式縮短項目開發(fā)時間。

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［2］秦曉晴.外語教學研究中的定量數(shù)據(jù)分析［M］.武漢：華中科技大學出版社，2003：45－48.

［3］吳疆.多媒體課件設(shè)計與制作［M］.北京：人民郵電出版社，2002：35－56.

［4］孫桂芳.大學英語學習軟件“個性化”教學策略的設(shè)計［D］.上海：上海外國語大學，2007：45－50.

［5］賀寶林.多媒體輔助英語學習軟件評估的理論與實踐［D］.上海：東華大學，2005：17－28.

［6］李靜.基于校園網(wǎng)的計算機輔助大學英語學習系統(tǒng)設(shè)計及實例分析［D］.成都：四川大學，2007：17－28.