田燁

(咸陽師范學院 外國語學院， 陜西 咸陽 712000)

0 引言

英語學習一直是當前社會各界的熱點，與此同時，各培訓(xùn)機構(gòu)也開展了英語在線學習業(yè)務(wù)。由于英語語法的特點，導(dǎo)致英語學習者普遍缺乏英語語感，口語、寫作能力欠佳。近些年，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)和人工智能的發(fā)展，利用VR技術(shù)和AI技術(shù)來構(gòu)建一個符合中國英語學習者的學習氛圍，成為英語學習教育的重要發(fā)展方向[1-3]。如基于VR技術(shù)和AI技術(shù)開發(fā)的語音識別[4]、文字轉(zhuǎn)換語音[5]、基于對話管理的聊天機器人等[6-7]，通過構(gòu)建浸入式的學習環(huán)境能有效激發(fā)學習者的興趣和動力[8]；如基于TLTS游戲系統(tǒng)讓學習者在AI虛擬角色下進行交互性學習，獲得真實的語境對話環(huán)境等[9]。本文在相關(guān)研究基礎(chǔ)上，針對國內(nèi)英語學習者的現(xiàn)狀，首先構(gòu)建了基于國內(nèi)學習者的SELL語料庫，并通過利用AI技術(shù)，設(shè)計一套語言驅(qū)動的英語學習系統(tǒng)，實現(xiàn)不同應(yīng)用場景下的英語交流。

1 SELL語料庫構(gòu)建

語言學習過程中，語料庫是在真實語料基礎(chǔ)上，通過專門加工形成的一組大型結(jié)構(gòu)化文本。根據(jù)形式不同，語料庫主要有口語語料庫、書面語料庫、通用語料庫、專用語料庫等。本文在考慮到英語動結(jié)構(gòu)作為構(gòu)式語法框架，同時也是眾多英語學習者在學習過程中存在的難點，借助語料庫語言學分析方法來建立英語動結(jié)構(gòu)句法和語義特征的語料庫。

1.1 語料選取

選擇中國學生英語口語語料庫WECCL[10]。WECCL中包括了20多所高校英語文獻共計4 950篇，27余種不同類型英語作文，形符數(shù)約125萬個，能夠較好地提高大學生的英語寫作水平。英語母語語料庫采用目前流行的COCA語料庫，其中包括了學術(shù)期刊、新聞、流行雜志、口語、小說幾大類，形符數(shù)約2 000余萬個[11]。WECCL用于分析學習者動結(jié)構(gòu)語言特色，分析英語母語者的中動結(jié)構(gòu)特點，并進行相互間比較，如表1所示。

表1 WECCL和COCA語料庫基本信息

從表1中可以看出，COCA語料庫的總形符數(shù)較WECCL多達16倍。由于不同語料庫間存在較大的容量差異，為降低比較誤差，在對單庫檢索匯總時將使用標準化頻數(shù)或百分比率來保證不同語料庫的可比性。

在WECCL語料庫數(shù)據(jù)檢索中，以Simargool中的171個動詞或短語作為檢索詞，AntConc在WECCL庫中檢索該類動詞和短語句子，其中包括動詞的五種形式，即動詞原型，時態(tài)等，提取數(shù)據(jù)并篩選，得到34個動結(jié)構(gòu)例子，包括12個動詞和短語。動詞形式以及出現(xiàn)的頻數(shù),如表2所示。

表2 WECCL動結(jié)構(gòu)中動詞或短語頻次

以WECCL語料庫中得到的12個動詞和動詞短語作為檢索詞，在COCA中進行檢索。由于COCA語料庫中數(shù)據(jù)量龐大，從語料中進行數(shù)據(jù)提取并篩選，檢索到630余個動結(jié)構(gòu)句子，應(yīng)用頻率高的單詞為open、extend、melt，而bath、feed、finish的應(yīng)用頻率低于10次，應(yīng)用頻率較低,如表3所示。

表3 COCA中動結(jié)構(gòu)中動詞或短語頻次

1.2 動結(jié)構(gòu)使用句法分析

WECCL語料庫檢索的34個中動句，其中包括了12個動詞和動詞短語，相較于Simargool中涉及到的動詞和中動句使用方面存在明顯的差距[12]，一方面是學習范圍存在一定差異性。Simargool中對于中動結(jié)構(gòu)使用較少，是由于采用了大多數(shù)不具備延時狀態(tài)動詞，因而不需要采用中動結(jié)構(gòu)。

采用treetagger對WECCL語料庫的34個中動結(jié)構(gòu)進行賦碼[13]，英語用語中表現(xiàn)出以下幾個特征。主語：采用名詞為主語句子有23個，11個采用代詞做主語；謂語動詞：17個句子采用一般現(xiàn)在時，13個句子采用其他時態(tài)，表明學習者能較好的掌握典型的中動結(jié)構(gòu)，可利用多種謂語形式建立非典型中動結(jié)構(gòu)；修飾語：介詞短語為修飾詞的句子20個，6個句子采用副詞，5個句子采用不定式、復(fù)雜句式，3個句子未采用修飾，其中采用介詞短語和副詞作為修飾詞的占總修飾詞數(shù)量的76%，表明學習者在掌握中動結(jié)構(gòu)使用多類修飾語中，除介詞和副詞的使用外，其他修飾語應(yīng)用并不多。

對COCA語料庫檢索的636個中動結(jié)構(gòu)句子采用treetagger賦碼，分析英語母語者的表現(xiàn)形式。主語：593個名詞或名詞短語做主語，占總用詞的93%，43個代詞做主語，不定代詞為主語的有3個，表明英語母語者在中動句的使用方面更多的是采用名詞來引出的；謂語動詞：一般現(xiàn)在時的句子有255個，361個句子采用其他時態(tài)，表明英語母語者采用謂語動詞更為豐富，能采用肯定句、否定句等多樣化的謂語形式實現(xiàn)中動結(jié)構(gòu)；修飾語：其中共有289個句子使用了介詞短語，71個句子采用副詞，61個句子采用不定式、復(fù)雜句式，介詞短語或不采用修飾語占句子數(shù)量達到79%。

針對WECCL和COCA中檢索的中動句檢索結(jié)果進行比較，由于兩庫存容量差異較大，因此先對語料庫進行標準化頻數(shù)計算，由卡方檢驗進行差異顯著性評價，如表4所示。

表4 不同語料庫中動句總頻統(tǒng)計

可以看出，英語學習者和母語者的結(jié)構(gòu)頻數(shù)地域顯著性值(L>3，P<0.05)，因此，二者間不存在顯著差異。

從上述針對中介語語料庫分析發(fā)現(xiàn)，英語學習者在應(yīng)用英語過程中，對中動結(jié)構(gòu)使用較為接近，但受限于詞匯量的局限，中國學生使用extend、crumble類型詞匯較低，在謂語動詞形式方面，英語母語使用者更多的采用零修飾詞進行寫作交流，而中國學習者較多的采用修飾詞，但很少采用非典型的中動結(jié)構(gòu)形式，而這部分復(fù)雜句式在英語母語者中應(yīng)用的較為頻繁。

2 英語教學訓(xùn)練系統(tǒng)

本節(jié)中針對中國學習者和外語母語使用者間在英語閱讀、寫作和交流中存在的差異，將SELL語料庫融合虛擬現(xiàn)實技術(shù)來構(gòu)建英語學習交流在線系統(tǒng)，營造逼真外語學習環(huán)境。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用三層式的架構(gòu)體系，分為表現(xiàn)層、邏輯層和數(shù)據(jù)層。通過三層結(jié)構(gòu)來構(gòu)建一個靈活的、可擴充的平臺，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)三層體系框架

表現(xiàn)層模塊實現(xiàn)管理系統(tǒng)和用戶的人機交互，初學者可通過智能穿戴設(shè)備進入到虛擬的英語環(huán)境中，并通過模塊實現(xiàn)系統(tǒng)和用戶間的各種交互操作。注冊/登錄模塊提供用戶管理功能，學習者在系統(tǒng)注冊賬號后獲得分配的默認配置文件，自行選擇模塊來進行個性化定制。在虛擬環(huán)境下，學習者根據(jù)自身的學習進程和興趣愛好參加課程。課程體系以樹狀結(jié)構(gòu)組織，一個大課程關(guān)聯(lián)多個子課程，每個子課程以樹狀連接至父課程中。各課程和系列課程采用標簽標記，方便學習者直接搜索選擇。學習者通過應(yīng)用界面的課程中心來確認已經(jīng)選定的課程，并且用戶中心中提供了個人信息、個性化學習路徑以及往期的學習測試評估結(jié)果。

中間邏輯層包括中間邏輯各項模塊，其中Language/AI模塊下包括部分英語語言框架和部分AI功能，如智能對話機器人、語音識別、寫作評估。為高效組織故事路徑和訓(xùn)練場景，本文將系統(tǒng)邏輯層和實際功能應(yīng)用進行拆分，引入腳本來實現(xiàn)對訓(xùn)練場的控制，保證系統(tǒng)靈活性?？刂颇K主要管理3D環(huán)境、動畫表情，虛擬工具包含了一些列虛擬工具，如利用白板、虛擬工具和視頻等，通過白板界面進行仿真涂鴉，并將涂寫內(nèi)容給實時共享給他人，支持多人同時書寫。此外系統(tǒng)提供文檔和視頻方面學習者來進行展示，社交模塊用于學習者的社交互動，其中添加了好友列表和具體的信息，能實現(xiàn)學習者間的互訪交流。其他功能模塊包括VR設(shè)備管理、聽寫通多控制模塊等。

數(shù)據(jù)層包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、文件服務(wù)器和同步服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)器包含一個小型cache服務(wù)器，方便快速獲取數(shù)據(jù)，營造不同的場景環(huán)境，對話界面。文件服務(wù)器包括課程文檔、PPT、寫作文檔，比較文檔等文件數(shù)據(jù)，通過同步服務(wù)器實現(xiàn)各客戶端的實時數(shù)據(jù)同步，包括角色位置、動作、模擬環(huán)境內(nèi)容等。

2.2 浸入式學習平臺

浸入式學習利用智能、互動、有趣的虛擬環(huán)境提高學習者積極性，使學習室更貼近于英語母語使用者。系統(tǒng)主場景全方位模擬了一個虛擬小組，眾多學習者可同時進入某一場景，并相互交流，場景中設(shè)計了多個AI角色，當學習者接近AI角色后，AI角色主動與學習者招呼，在不同場景下會有不同AI角色提供各種場景形式，如圖2所示。

圖2 虛擬場景平面圖

學習者根據(jù)自身需求，與相應(yīng)場景中AI角色互動，同時，場景中各學習者都能看到其他學習者動態(tài)。

系統(tǒng)中設(shè)計了多個日常用語場景，如正式演講、辯論、廣播、面試等場景。以面試場景為例，如圖3所示。

圖3 面試場景訓(xùn)練

該場景設(shè)定學習者準備赴美留學，進入到大使館申請簽證的面試場景。整個模擬場景在模擬面試房內(nèi)進行，面試官為通過AI技術(shù)構(gòu)建的虛擬人物。面試過程中，面試官會根據(jù)系統(tǒng)中預(yù)先給出的實際面試問題向?qū)W習者詢問關(guān)于簽證和留學的相關(guān)細節(jié)，要求學習者做出正確回答，并根據(jù)學習者應(yīng)答做出不同反應(yīng)，表示對面試者答案的認可或疑惑，最后給出面試結(jié)果，并給出面試中存在的問題和優(yōu)勢，供學習者進行修正。

3 總結(jié)

文章選擇中國學生英語口語WECCL和英語母語COCA作為語料庫，比較分析中國英語學習者和英語母語者在使用中動結(jié)構(gòu)間的差異性，并通過將SELL語料庫融合虛擬現(xiàn)實和AI技術(shù)來構(gòu)建英語學習在線交流系統(tǒng)，營造逼真外語學習環(huán)境,研究獲得的結(jié)論如下。

(1) 在使用動詞結(jié)構(gòu)頻率方面，中國英語學習者與英語母語者之間較為相似，但在復(fù)雜句式應(yīng)用、謂語動詞形式以及修飾詞使用方面存在一差異，英語母語者更傾向于extend、crumble類型詞匯，采用零修飾詞，通過復(fù)雜句式來表達。

(2) 基于英語學習系統(tǒng)采用三層式的架構(gòu)體系，構(gòu)建一個靈活的、可擴充的平臺。通過設(shè)計多維虛擬場景和智能AI角色，來實現(xiàn)不同場景下AI角色的交流和學習。