劉 沛,崔 卓,郭小靜

(北京猿力未來科技有限公司,北京 100102)

一、虛擬浸入式學習現(xiàn)狀

浸入式(Immersion)是指將第二語言作為教學語言的一種教學模式[1]。放眼全球,追本溯源,早在20世紀60年代,浸入式教學法,即使用外語(第二語言)作為教學語言進行學科教學的雙語教學模式[2]在加拿大魁北克的外語教學中悄然興起[3]。由于能夠在一定程度上幫助兒童迅速提升語言能力,浸入式教學法得到全球推廣。自1997年傳入中國至今,浸入式教學法已被廣泛應用于英語教學中[4-5],且我國已有學者研究發(fā)現(xiàn)該教學法對學生的英語能力發(fā)展有促進作用[6-8]。

隨著時代的進步,浸入式教學法已經由以教師為中心的“教”,而逐漸轉變?yōu)橐詫W習者為中心的主動“學”。在更多場景中,浸入式教學也逐漸轉變?yōu)橐詫W習者為主體的浸入式學習。在浸入式學習中,學習者會完全沉浸于第二語言學習環(huán)境中。此時,第二語言不僅是學習內容,而且是學習工具[9]。近年來,由于我國互聯(lián)網科技突飛猛進,傳統(tǒng)的浸入式教學模式也沖破校園邊界,以在線教育為載體,進入千家萬戶,學習者通過應用媒介可以隨時隨地體驗虛擬浸入式學習。目前,虛擬浸入式學習主要依托于3種應用媒介——VR、AR和視頻課程。具體而言,VR是通過感知使用者位置,使其產生置身于仿真環(huán)境中的感覺[10-11];AR則是將真實環(huán)境與虛擬物體實時融合到同一個畫面,來增強使用者的現(xiàn)實體驗[12-13];視頻課程則是通過多媒體技術,將文本、圖形、圖像、動畫、視頻、聲音等多種形式信息整合,將其聯(lián)合并組成教學資源呈現(xiàn)給學習者[14]。將3種應用媒介比較后發(fā)現(xiàn),視頻課程較前兩種媒介對于外接設備的依賴性較低,更利于控制成本,且更易觸達用戶,易于廣泛推廣。因此,本研究以視頻課程為應用媒介,對于虛擬浸入式學習效果進行探究。

目前,AI(人工智能)技術已經被廣泛應用于生活的各個場景。在線教育領域中,視頻課程也與AI技術相結合,使學習者足不出戶就可以進行基于AI技術的虛擬浸入式學習。例如,很多在線教育產品將AI技術與在線英語課程相結合,使兒童不僅可以獲得第二語言學習的沉浸感和真實感,而且可以與屏幕中的真人外教和卡通動畫形象進行AI視頻互動,大大提升學習效率與學習效果。同時,一些在線教育產品還能夠依據(jù)大數(shù)據(jù)判斷分析學習者的實際學習情況(例如自動口語測評技術),進而調整課程內容,給予教學反饋,實現(xiàn)語音交互與個性化學習。更值得關注的是,這種基于AI技術的英語浸入式學習模式不但打破了傳統(tǒng)老師負責教,學生被動聽的教學模式,而且使課程內容具有情景性、游戲性、交互性、新穎性和趣味性。當基于AI技術的浸入式學習通過教學視頻動畫這一媒介來呈現(xiàn)時,這不僅能夠讓學習者在故事情節(jié)中有效學習,而且能更好激發(fā)其內在動機和學習興趣。尤其是面對3-8歲的兒童學習者時,將AI技術與浸入式英語學習模式有機結合,不僅可以滿足兒童的好奇心,還促進兒童可以更好地完成教學內容,如語音跟讀、單詞識別、語音問答等?；贏I技術的虛擬浸入式學習的“虛擬”二字體現(xiàn)在通過與AI技術結合,創(chuàng)造出虛擬但趨近真實的語言場景,幫助學習者在這種虛擬的語言場景中習得、理解與應用第二語言,實現(xiàn)虛擬浸入式學習。例如,斑馬英語會將真人與卡通形象同時合成在同一真實場景的畫面中,并與兒童親切互動。兒童可以通過眼睛看、手指觸、耳朵聽、嘴巴說全程參與視頻互動,并得到及時反饋。

近年來,已有研究表明通過參加線下浸入式學習,兒童的語言認知發(fā)展水平可以在音素識別、音素定位、音節(jié)辨認、韻腳識別、工作記憶和用詞能力等6個方面有所提升[6]。還有研究表明,通過浸入式學習,學生所獲得的第二語言能力、母語能力,以及學科課程的成績, 都明顯高于其他外語教學模式培養(yǎng)出來的學生[15]。還有研究者通過7年的追蹤實驗調查證明,兒童在浸入式英語環(huán)境下,語言使用更為鮮活,且顯示出更多生成部分;因為兒童在浸入式學習中不僅習得英語,而且還萌發(fā)了英語思維[5]。已有研究多基于以校園/幼兒園為載體的線下浸入式學習模式,但是對于線上浸入式學習的研究鳳毛麟角,尤其是針對與AI技術相結合的虛擬浸入式學習的研究更是少之甚少。

基于此,本研究以斑馬英語在線視頻課程為例,通過分組對比實驗與數(shù)據(jù)分析,嘗試研究基于AI技術的虛擬浸入式學習效果的問題,特別是在英語跟讀能力以及聽力理解水平方面,以期找到有效提升兒童英語水平的學習方式,達到幫助兒童全面提升英語聽說能力的研究目的。同時,本研究力圖通過對以下假設的檢驗和分析來實現(xiàn)最終的研究目的。

研究假設1:在英語學習開始時,有虛擬浸入式學習史兒童的英語語言發(fā)展水平,在跟讀能力、聽力理解方面均高于無虛擬浸入式學習史兒童。

研究假設2:在經過一個月的虛擬浸入式學習后,有虛擬浸入式學習史兒童的英語語言發(fā)展水平,在跟讀能力、聽力理解方面,仍高于無虛擬浸入式學習史兒童,且此優(yōu)勢不會在短時間內消退。

二、研究方法

本研究共進行了兩項實驗,分別是跟讀能力實驗和聽力理解實驗;并根據(jù)被試有無虛擬浸入式學習史,將其分為實驗組與對照組。在實驗開始時第一周,對所有被試都進行第一階段測,包含跟讀能力和聽力理解水平兩項測試。經過一個月的英語虛擬浸入式學習后,即第四周,對被試進行分組第二階段測,仍包含跟讀能力和聽力理解水平兩項測試,但是兩階段測試內容根據(jù)所學內容不同而有所區(qū)別。具體實驗設計如下:

1.跟讀能力實驗

(1)被試

本實驗以斑馬英語S3級別①斑馬設定S1至S5共5個級別的英語課程,分別對應3-8歲學員年齡階段。某期2801名學員為被試。一部分被試已在斑馬系統(tǒng)中完成S2級別英語課程學習,并有至少一年虛擬浸入式學習史。我們將此部分被試作為實驗組。另一部分被試首次參加斑馬英語課程學習,從未有虛擬浸入式學習史或接受虛擬浸入式學習史過短。我們將這部分被試作為對照組。在數(shù)據(jù)分析時,本研究首先剔除跟讀測試作答不完整的被試(共剔除1198人);其次,由于實際參加課程的被試年齡分布較廣,我們剔除了年齡分布在兩個標準差以外的被試(共剔除81人),最終剩余1522名被試,具體信息如表1所示。

表1 跟讀實驗被試信息

(2)實驗設計

兩組被試同時開始斑馬英語S3級別課程學習。學習在斑馬APP中的英語系統(tǒng)版進行,學習時長共一個月(包含四周課程)。在每周課程中,周一至周三為新知課,周四為復習課,周五為拓展型外教直播課。其中,周一至周三的新知課中均包含跟讀環(huán)節(jié),跟讀內容為該日課程中學過的繪本故事。學生跟讀題得分由AI算法實現(xiàn)自動打分,分數(shù)區(qū)間為1-100。實驗記錄了每周前三天新知課跟讀環(huán)節(jié)總得分(滿分為300分)。我們將學習開始時第一周的跟讀環(huán)節(jié)總得分作為第一階段跟讀能力測試得分;學習結束時,將第四周的跟讀環(huán)節(jié)總得分作為第二階段跟讀能力測試得分。

2.聽力理解實驗

(1)被試

為了考查被試的聽力理解能力,我們向參與跟讀能力實驗的被試發(fā)放了聽力理解測試問卷。回收有效問卷為:實驗組222份,對照組439份。由于被試年齡分布較廣,我們同樣排除了年齡分布在兩個標準差以外的被試。被試信息如表2所示。

表2 聽力理解實驗被試信息

(2)實驗設計

聽力理解測試以問卷形式進行,由于被試年齡較小,因此被試在家長指導下完成問卷填寫。問卷通過網絡問卷形式發(fā)放,共發(fā)放兩次。在學習開始時第一周,向被試發(fā)放第一階段問卷(第一周周四);在學習結束時,向被試發(fā)放第二階段問卷(第四周周四)。問卷分為兩部分:第一部分為主觀評分題,被試根據(jù)自己本周英語學習情況,對自己聽力理解能力進行自主評分,問卷使用10點Likert式量表(1代表“完全沒聽懂”,10代表“完全聽懂”),此題滿分為10分;第二部分為聽力理解客觀選擇題,根據(jù)當天視頻內容設置了3道3選1的聽力理解單選題,答對一題得1分,答錯得0分,3道題全部答對滿分為3分。

本實驗將兩組被試學習開始時第一周,即第一階段問卷的聽力理解測試主、客觀題得分作為第一階段成績(滿分13分),將學習結束時的第四周,即第二階段問卷的聽力理解主、客觀題得分作為第二階段測試成績(滿分13分)。

三、 實驗結果

兩組被試在實驗第一、二階段跟讀題和聽力理解客觀題、主觀題得分如表3所示。由表3可知,在第一、二階段中實驗組在跟讀題、聽力理解主、客觀題上均高于對照組得分;在聽力理解方面,經過四周的英語學習后,實驗組與對照組被試在聽力理解主、客觀題得分均有所提高。

表3 兩個階段測試得分(M (SD ))

在跟讀測試和聽力理解測試中,通過獨立樣本t檢驗和單因素協(xié)方差分析,發(fā)現(xiàn)其結果一致表明,兩組被試在第一階段的跟讀測試、聽力理解客觀題、聽力理解主觀題得分存在顯著性差異,在控制第一階段得分后,第二階段得分也存在顯著差異。具體實驗結果如下:

(一)跟讀能力

我們對第一階段兩組被試跟讀測試得分進行獨立樣本t檢驗,結果發(fā)現(xiàn)實驗組平均得分為256.40分,對照組平均得分為238.80分,t(1520)=14.22,p＜.001。因為p＜.001,所以實驗組得分顯著高于對照組得分。這說明在學習開始時,有虛擬浸入式學習史被試跟讀能力顯著高于無虛擬浸入式學習史被試。

為了解控制被試起始水平后第二階段兩組學員得分是否有差異,我們將第一階段得分數(shù)據(jù)作為協(xié)變量后,對兩組被試的第二階段得分數(shù)據(jù)進行單因素協(xié)方差分析。結果發(fā)現(xiàn)實驗組平均得分為245.10分,對照組平均得分為231.40分,F(1,1519)=5.63,p=0.018。因為p＜.05,所以分組主效應顯著,實驗組得分顯著高于對照組得分(如圖1所示)。這說明在控制被試起始跟讀能力后,經過一段時間的英語虛擬浸入式學習,有虛擬浸入式學習史被試跟讀能力優(yōu)勢能夠持續(xù)保持,不會消退。

圖1 不同階段兩組被試跟讀題得分

(二)聽力理解客觀題

我們對第一階段兩組被試聽力客觀題得分也進行了獨立樣本t檢驗。結果發(fā)現(xiàn),實驗組平均得分為2.36分,對照組平均得分為2.14分,t(593)=3.07,p=0.002。因為p＜.01,所以實驗組得分顯著高于對照組得分。這說明有虛擬浸入式學習史被試聽力理解水平顯著高于無虛擬浸入式學習史被試。

進而我們將第一階段得分數(shù)據(jù)作為協(xié)變量后,對第二階段得分數(shù)據(jù)進行單因素協(xié)方差分析。結果發(fā)現(xiàn),實驗組平均得分為2.52分,對照組平均得分2.36分,F(1,592)=4.01,p=0.046。因為p＜.05,所以分組主效應顯著,實驗組得分顯著高于對照組得分(如圖2所示)。這說明在控制被試起始聽力理解水平后,經過一段時間英語虛擬浸入式學習,有虛擬浸入式學習史被試聽力理解水平優(yōu)勢能夠保持,在短時間內不會消退。

圖2 不同階段兩組被試聽力理解客觀題得分

(三)聽力理解主觀題

我們對第一階段兩組被試聽力主觀題得分進行獨立樣本t檢驗,實驗組平均得分為8.30分,對照組平均得分7.81分,t(593)=2.504,p=0.013。因為p＜.05,所以實驗組得分顯著高于對照組得分。這說明有虛擬浸入式學習史被試對于英語聽力的理解程度顯著高于無虛擬浸入式學習史被試。

另外,我們對兩組被試的第二階段得分數(shù)據(jù)進行單因素協(xié)方差分析。第二階段實驗組平均得分為8.89分,對照組平均得分為8.24分,F(1, 592)=8.19,p=0.004。因為p＜.01。所以分組主效應顯著,實驗組得分顯著高于對照組得分(如圖3所示)。這說明在控制被試起始跟讀能力后,經過一段時間的英語虛擬浸入式學習,有虛擬浸入式學習史被試英語聽力理解優(yōu)勢能夠持續(xù)保持,不會迅速消退。

圖3 不同階段兩組學員聽力理解主觀題得分均分

四、討論

本研究選取斑馬英語S3級別在課1522名兒童作為被試,在學習第一周開始時和第四周結束時分別測試了虛擬浸入式學習對兒童跟讀及聽力理解能力的影響。結果發(fā)現(xiàn),在第一階段測試中實驗組的跟讀測試、聽力理解客觀題、聽力理解主觀題得分均顯著高于對照組得分。這說明有虛擬浸入式學習史兒童在跟讀能力和聽力理解能力上都顯著高于無虛擬浸入式學習史兒童。此結果與本研究假設1一致。此外,當?shù)谝浑A段得分被控制以后,第二階段得分協(xié)方差分析的結果也表明有虛擬浸入式學習史兒童得分顯著高于無虛擬浸入式學習史兒童的得分。這說明經過一段時間的學習后,虛擬浸入式學習的優(yōu)勢能夠在一段時間內得到保持,這與本研究的假設2一致。

由于本研究兩項實驗均為自然分組,兩組兒童存在年齡差距。為了排除年齡對本實驗結果可能造成的影響,我們對兒童的月齡和兩階段測試得分進行了皮爾遜相關分析。在跟讀能力實驗中,兒童月齡與第一、二階段跟讀得分相關系數(shù)低,且不顯著:第一階段r=-0.05,p=0.077,第二階段r=-0.01,p=0.626。在聽力理解實驗中,聽力理解主觀題得分與學員月齡的相關系數(shù)較低,且不顯著:第一階段r=0.06,p=0.176,第二階段r=0.04,p=0.348。聽力理解客觀題得分與兒童月齡的相關性分析結果為:第一階段r=-0.13, p=0.002,第二階段r=-0.01,p=0.894。雖然第一階段月齡與客觀題得分相關顯著,但是相關系數(shù)較低,此外我們在分析時將第一階段得分作為協(xié)變量進行了控制,因此實驗結果實際受到月齡的影響并不大。綜上所述,我們認為月齡并未對本實驗結果造成顯著影響。未來實驗可考慮控制兩組被試的年齡范圍,將兩組被試年齡差距縮小。

此外,在跟讀能力實驗中,我們觀察到兩組被試第二階段跟讀得分均低于第一階段,因此我們檢驗了兩組被試在兩個階段的跟讀得分差異,結果顯著(實驗組t(684)=-18.46,p＜.001,對照組t(836)=-10.34,p＜.001)。結果說明第二階段測試中,兩組被試的跟讀得分確實顯著低于第一階段。這可能是因為跟讀題的難度隨課程的進行逐漸遞增,第二階段的跟讀題目難度大于第一階段。盡管被試得分降低,但是實驗組的得分始終高于對照組得分,這說明虛擬浸入式學習的有效性。

隨著實驗的進行,聽力理解實驗中被試流失較多。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是由于隨著兩組被試在實驗進行過程中對學習內容逐漸熟悉,參與新活動的好奇心和耐心會逐漸消退,學習重心由一開始的參與實驗轉向完成英語系統(tǒng)版內其他環(huán)節(jié)。未來實驗可以考慮在實驗過程中設置更多階段性獎勵,控制實驗流失人數(shù)。此外,本研究只研究了虛擬浸入式學習在一個月內的保持效果,未來的研究可以從探討虛擬浸入式學習效果保持時長入手,延長實驗時間。

目前,國內外對于浸入式學習效果的研究主要還集中在線下傳統(tǒng)浸入式課堂對于兒童聽說能力的培養(yǎng)[5-6,16]。本研究與時俱進,以斑馬英語在線視頻互動課為例,對線上虛擬浸入式學習對兒童英語語言發(fā)展的效果進行研究,特別聚焦于兒童的跟讀能力、聽力理解方面,填補了此細分領域的研究空白。本研究通過研究數(shù)據(jù)證實了以AI互動視頻課作為虛擬浸入式學習媒介可以對兒童跟讀及聽力水平起到提升作用。這也為將虛擬浸入式學習融入在線英語教學提供了實證依據(jù)。建議在英語在線教育未來的課程設計中,可以拓展人機交互環(huán)節(jié),以提升情景及場景的豐富程度,擴展視頻課程內容,為兒童提供更逼真、更全面的浸入式語言學習環(huán)境。此外,本研究還證實了虛擬浸入式學習能夠讓兒童的跟讀及聽力提升在一段時間內得到保持,不會立刻消退。因此,建議兒童可以盡早接觸虛擬浸入式學習,以促進其第二語言發(fā)展。

五、結論

本研究探討了基于AI技術的虛擬浸入式學習對兒童的英語語言發(fā)展中跟讀能力及聽力理解效果的影響;并通過對比學習開始和學習結束時兒童的跟讀和聽力得分,得到以下結論:(1)以AI互動視頻課程為媒介的虛擬浸入式學習能夠顯著提高兒童的英語跟讀和聽力理解能力;(2)虛擬浸入式學習產生的效果能夠維持一段時間,所產生優(yōu)勢不會在短時間內消退。因此,基于AI技術的虛擬浸入式學習在一定程度上可以有效提升學習者英語聽說能力。