李燕

（德州職業(yè)技術(shù)學院基礎(chǔ)部 山東省德州市 253034）

隨著以人工智能技術(shù)為主的在線學習系統(tǒng)的功能不斷完善，越來越多的學生都開始習慣且喜歡在以人工智能技術(shù)為主的系統(tǒng)上來進行學習。因此，本文以英語學習為例，來對人工智能的英語在線學習系統(tǒng)來進行設(shè)計，以此來為學生的學習，以及英語教師的教學提供參考。

1 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)其具備感知能力、思維能力、學習能力、以及行為能力等特點。其中，感知，就是類似于人的感知能力，通過視覺、聽覺、觸覺、以及嗅覺等，來感知外部的世界。思維能力，就是模擬人類的思維過程，其會對一些信息進行感知、存儲、記憶、搜索、歸納、以及聯(lián)想等。學習能力，這是人工智能技術(shù)的主要優(yōu)勢標志，其意味著機器能跟人一樣去發(fā)現(xiàn)學習、記憶學習、解釋學習等。行為能力，就是在不需要人工干預(yù)的基礎(chǔ)上，通過機器就可以實現(xiàn)目標的控制。

2 人工智能在英語學習中的應(yīng)用

（1）隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)面對面的教學模式已不再是唯一的教育模式，以人工智能技術(shù)為主的教育模式正在被廣泛的應(yīng)用而來。傳統(tǒng)面對面的教學模式有很多弊端，如優(yōu)質(zhì)的英語資源無法共享，學生自主學習英語的條件有限，教師的工作量也比較大，針對每一位學生的分層教學實施起來也比較困難。英語在線學習系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效的彌補這些弊端和不足，由教師將優(yōu)秀的英語學習資源共享到系統(tǒng)中，學生可以根據(jù)自己的實際情況，不受時間、空間、以及難度等限制，就可以選擇性的進行英語學習。

（2）學生的英語學習本身就是一個非常復(fù)雜的過程，因為在學習途中會遇到很多不確定因素影響著學生的學習。而人工智能最大的特點就是模擬人的思維模式，將這些復(fù)雜的過程簡易化。其可以幫助學生制定動態(tài)學習策略、可以幫助學生去選擇英語學習的內(nèi)容，進而激發(fā)學生學習英語的樂趣，提高其學習英語的成績和口語水平、應(yīng)用水平。很多學者都說，基于人工智能的英語在線學習系統(tǒng)的設(shè)計，是現(xiàn)代信息技術(shù)的整合，也是信息技術(shù)在語言學習中的一次有價值的探索，因此，本文就基于人工智能的英語在線學習系統(tǒng)來進行設(shè)計。

3 基于人工智能的英語在線學習系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計背景

英語在線學習系統(tǒng)可以稱之為一種新的教學模式，其注重實際案例教學。在在線學習系統(tǒng)中，學生可以自主的決定自己的學習進度，自主的選擇學習的內(nèi)容，投入很少的學習經(jīng)費，就能享受到高端的教學資源。并且在系統(tǒng)上，如果遇到任何問題，還可以及時的跟教師、或者學生進行溝通，找到問題的解答。目前，很多學校的在線學習系統(tǒng)都是MOOC 模式，雖然改善了學生的學習效果，但是缺乏對學生智能化的客觀評價。因此，需要設(shè)計基于人工智能的在線學習系統(tǒng)。其通過模擬人腦的方式，通過計算機系統(tǒng)的圖形、圖像、文本等功能，可以讓學生更好的去練習英語的發(fā)音、單詞的寫作、口語的語調(diào)、擴張單詞量等，有效的改善學生學習英語的效果，也為學生個性化學習提供了方向。

3.2 設(shè)計目標

設(shè)計一個基于人工智能的英語在線學習系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要具備如下功能：

（1）幫助學生改善學習效果，激發(fā)其自主學習的積極性。

（2）對英語學習進行智能分類，結(jié)合學生的實際情況去制定學習計劃。

（3）對學生的學習效果進行評價。

3.3 英語在線學習系統(tǒng)的總體設(shè)計

基于人工智能的英語在線學習系統(tǒng)需要有3 個子系統(tǒng)，即在線學習子系統(tǒng)、教學管理子系統(tǒng)、以及學習資源庫管理子系統(tǒng)，詳見圖1。該系統(tǒng)還包括3 個模型和兩個知識庫。其中3 個模型，即學生模型、教師模型、診斷模型；學生模型涵蓋了學生信息庫和知識信息庫；診斷模型包括診斷和評價；教師模型包括智能推理機和教學策略庫，兩個知識庫即學生知識庫和教師庫。其中學生知識庫包括學生的成績評定和完成情況，教師知識庫包含了教學內(nèi)容和習題庫兩個模塊。

圖1：系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要是對教師的教學和學生的學習來進行管理，是對在線學習系統(tǒng)的一種補充，通過圖1 可以看出，整個系統(tǒng)是相互連接在一起的，是一個有機的整體。該系統(tǒng)會將學生信息庫、知識信息庫、學生基本信息貫穿到在線學習系統(tǒng)中，有效的實現(xiàn)了學習重點、難點、學習目的、學習反饋等不同學習環(huán)節(jié)的統(tǒng)一。

每一個子系統(tǒng)也無不體現(xiàn)智能性，學生可以在該系統(tǒng)上，制定一個針對自己的學習方案，該方案可以包括需要掌握的知識點、學習進度等，方便對學生在此系統(tǒng)可以動態(tài)的追蹤和評估自己的學習情況。而且，學生還可以操作該系統(tǒng)的診斷功能來對學習進行診斷和評價，以此來調(diào)整自己的學習，改善學習效果。

3.4 在線學習子系統(tǒng)設(shè)計

在線學習子系統(tǒng)主要包括在線注冊選課、學前水平測試、對應(yīng)能力學習、學習評估反饋、以及提升學習級別5 個模塊，詳見圖2。

圖2：在線學習子系統(tǒng)

其中，在線注冊選課包括智能電子學生證和課時選課兩個模塊，其中智能電子學生證通過人工智能技術(shù)推動學生入口，該端口涵蓋課前、課中、課后三個教學場景，詳見圖3，學生通過智慧電子學生證入口后，就可以進行英語選課，可以去打卡各種互動課堂，以此來滿足課后學習補充的多個學習互動場景。并且，在該模塊，會通過人工智能技術(shù)來為學生創(chuàng)建一個學習的檔案，方便學生來對英語學習進行調(diào)整、追蹤以及記錄等。

圖3：電子學生證應(yīng)用場景

學前水平測試，是對學生學習前的一個測試，其會根據(jù)學生所選的課程，來利用人工智能技術(shù)自動模擬出一份學前水平測試試卷，然后系統(tǒng)的診斷模塊就會對試卷進行診斷和評價，生成一份學生學前能力的測試報告。并且，人工智能技術(shù)會根據(jù)測試報告給學生智能學習推薦和學習引擎，學生可以根據(jù)該推薦和引擎，在結(jié)合自己的實際情況，去進行個性化的選擇和學習。

對應(yīng)能力學習：該模塊又包括5G 智能化虛擬實訓平臺和精準輔導兩個模塊。其中5G 智能化虛擬實訓平臺是人工智能技術(shù)根據(jù)學生的學前水平測試和自我選擇來為學生打造一個5G 全息虛擬的智慧學習實訓平臺，該平臺可以設(shè)計多感官課堂讓學生沉浸式的互動體驗，可以仿真英語對話規(guī)避風險，可以激發(fā)學生的空間思維，全面提升學生英語學習效果。精準輔導模塊，主要是利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能的黑科技，以學生為中心，通過跟蹤記錄學生的學習經(jīng)歷和過程，智能分析知識點的薄弱環(huán)節(jié)，補齊學生英語能力的短板，進而助力學生英語學習的提分。并且會匯聚完整的專屬知識體圖譜和學習軌跡，精準分析學習短板，讓學生了解自己真正的學習實力。

學習評估反饋模塊又包括智能化視頻人臉自我感知和立體環(huán)式學習感知定位，其中智能化視頻人臉自我感知，就是通過學生的表情來智能感知學生的專注度，根據(jù)學生所選的課程會實施大數(shù)據(jù)反饋用戶狀態(tài)，并動態(tài)實時預(yù)警給學生學習感知反饋。并且，還有課時分析報告，就是為每一位在線學習的學生提供大數(shù)據(jù)課時反饋，反饋自己的學習情況，方便學生及時的掌握。立體式學習感知定位，具備測、學、練、測四個步驟實現(xiàn)學生的環(huán)式學習，進而補齊其知識薄弱點，夯實其能力短板，詳見圖4。測試包括兩個部分，即學習過程中的過程性評估和學習結(jié)束后的在線考試評估，兩個評估結(jié)果形成最終的評估報告反饋給學生。

圖4：立體環(huán)式學習感知定位

提升學習級別模塊包括滿分智能題庫、英語自動化考試以及云端智能評分。其中智慧題庫包括實時預(yù)覽、本地化教研、多種題型、安全加密4 個環(huán)節(jié)，實時預(yù)覽主要是在線學習系統(tǒng)提供預(yù)覽和快速預(yù)覽的功能，能對測試當前學生學習的頁面，或者對學生整個的學習進行測試，會及時的發(fā)現(xiàn)問題；本地化教研是在線學習系統(tǒng)跟當?shù)赜忻挠⒄Z名師合作，保證測試的題庫符合當?shù)乜荚嚇藴?，將學習本地化；多種題型，有開放性的題型，也有封閉性的題型；題型包括英語的填空、英語的口語作文、單詞的跟讀、文本的朗讀、角色扮演等；安全加密，是為了防止學生作弊而實施的一種提供答案分配的功能，就是即使學生答到同等試卷，也會有同卷同答案異選項的功能，而且還會另做加密處理。英語的自動化考試包括隨堂口語聯(lián)，自動評測，AI 智能打分，指導和糾正學生的錯誤之處，幫助學生提分。云端智能評分，是通過專家評分模型、音頻提取特征、線性和非線性擬合算法、以及LSTM 聲學提取模型來對學生的英語學習進行智能評分。整個學習提分模塊針對的是想要進行高級別英語學習的學生來設(shè)置的，不是必須項，學生可以根據(jù)自己的實際情況，或者傾向來進行選擇和學習。

3.5 智能滿分校園端和教師端

基于人工智能的英語在線學習系統(tǒng)還需要有校園端口和教師端口。其中校園端，主要是鍛煉學生的英語聽說能力。該端口采用權(quán)威的英語口語評測技術(shù)，全真的模擬英語人機對話考試，助力學生的英語聽說鍛煉。該端口主要有4 部分內(nèi)容：

（1）系統(tǒng)采用計算機進行的英語聽說考試都會有專業(yè)的教師來進行編寫、錄制。

（2）系統(tǒng)采用在線智能的試題評分方式，將“有效內(nèi)容、誤差控制”加入到評分當中，讓評分更加的快速、公正。

（3）該系統(tǒng)可以替代傳統(tǒng)的考試方式，試題類型豐富，可信度高。

（4）豐富的試題內(nèi)容，豐富的人機考試形式，有效的提高學生英語聽說水平。

教師端，分為三個部分，即一鍵在線布置、實時學情數(shù)據(jù)、智能減負增效，通過人工智能的教學方式，有效解決英語教學互動場景問題。其中，一鍵在線布置，包括全班全員的一鍵布置，讓教師輕松的把握學生的課前預(yù)習和課后練習；實時學情數(shù)據(jù)，可以生成學情動態(tài)數(shù)據(jù)，幫助教師科學的進行分層，助力于教師的分層實踐教學；智能減負增效，就是智能管理、智能評分、智能批閱、自主化統(tǒng)計分析等，真正的實現(xiàn)了學生閱讀、口語、聽力、語法等智能應(yīng)用。

3.6 在線學習APP設(shè)計

隨著智能手機的普及，在在線學習系統(tǒng)基礎(chǔ)上，還可以設(shè)計在線學習的APP。APP 包括6 個模塊，詳見圖5，即全動畫視頻、名師精編內(nèi)容、智能模擬場景化聽說學習、閱讀學習，分級閱讀、聽說模擬考試，人機實戰(zhàn)演練、教材同步聽說學習、教研精選，個性化推薦學習。

圖5：人工智能英語在線學習APP 設(shè)計

4 結(jié)束語

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，將其應(yīng)用在學習中，不僅可以實現(xiàn)現(xiàn)代化教育的發(fā)展，而且還能改善學生在線學習的效果。雖然，基于人工智能的英語在線學習系統(tǒng)還處于一個探索的階段，但是其改善學生的學習效果是顯著的。人工智能為主的在線學習系統(tǒng)是新的學習理念，也是教師教學理念創(chuàng)新的實踐化，目的就是讓學生可以隨時隨地的、去高效的學習英語，鍛煉自己的英語實踐能力。