国外计算机辅助语言学习研究与启示.docx

国外计算机辅助语言学习研究综述 摘要：计算机辅助语言学习的研究与相关计算机及其技术的发展紧密相连，意图使用计算机技术来提高学习者语言学习的效率和效果。国外的计算机辅助语言学习研究者对语言学习中的语法、词汇、听力、口语、阅读和写作等方面的作用，进行了大量的实证研究和定性分析。对已有的国外研究成果，国内研究者除要熟悉国际前沿研究外，更需要掌握其背后的支撑理论，针对所使用的技术应用转变教学理念，争取技术选择权和介入技术应用研究等。关键词：计算机辅助语言学习；语言教学；语言技能培养Synthesis of Foreign Researches on Computer-assisted Language Learning Abstract: Computer-assisted Language learning (CALL) is closely related to computer and related technologies, which intends to improve the efficiency and effectiveness of language learning. This study aims to present its systematic and diversified development from grammar, vocabulary, listening, speaking, reading and writing, which encourages Chinese researchers to grasp the hidden learning theories, shift learning paradigm accordingly, seek to be entitled to judging and choosing the suitable CALL and get involved into its initiation and perfection through providing feedback and so on.Keywords: CALL, language teaching, cultivation of language skills1.引言在20世纪50年代就有尝试在大型计算机上开展外语学习的研究(Beatty, 2003)。Levy (1997)发现当时以列诺斯大学研发的PLATO 系统，主要是为了辅助一些语言的学习，比如法语。到80年代随着如Apple II和IBM PC之类微型计算机发展，不少计算机专业研究者和语言教师开始合作开展辅助语言教学项目的研究。这一合作过程培养了许多语言教师程序员，他们能够使用BASIC语言等为学习者编写语言学习软件，丰富了语言学习活动的实现途径。为了解最新研究成果和推动该领域进一步发展，研究者发起相关研讨会和成立如CALICO，EUROCALL等专业学术组织。随着个人电脑普及，多媒体和网络技术推广，以及各级别计算机辅助语言学习(CALL)研讨会的举办和多种专业学术刊物的蓬勃发展，计算机辅助语言学习渐渐被学界接受为具有自己独特研究对象的一个学术研究方向，不少高校和研究机构还成立了计算机辅助语言学习实验室，组建以计算机专业，语言专业和教育心理学等为主要学术背景的研究团队。不断涌现的新成果，让研究者意识到计算机辅助语言学习中的计算机，不再适合狭义地理解为作为教室的台式机或者笔记本或者平板电脑，它还应该包括电脑外围设备，个人数字助理机(Personal Digital Assistant)，MP3/MP4播放器，智能手机，以及网络和各种语言学习应用程序等。任何能够用以促进学习者语言学习的相关电子设备及其技术应用都应归属于计算机辅助语言学习领域。2.计算机辅助语言学习 语言教学与计算机辅助语言学习对于语言技能培养途径的认识有不少共同之处：从开始将听、说、读和写分离，强调分项练习，到现在逐步意识到语言技能是技能综合体，相互之间紧密联系。据此，有些学校英语专业课程设置中将听力课，改为听说课或者视听说课；将阅读改为读写；口语与写作相结合等等。但为了便于梳理国外计算机辅助语言学习研究的发展历程，本文还是从语法，词汇，听力，口语，阅读和写作六个视角分单项展开。2.1计算机辅助语法学习在发展初期，辅助语法学习是计算机辅助语言学习研究重点。因此不少以句子为主要呈现形式的语法练习，在语言学习软件中占据较大份额。不少语言学习网站中也安排有不少语法练习模块，如Englishtown等。近年来研究者还研发了不仅包含语法形式练习，还强调含义和用法的元认知智能辅导系统(Intelligent Tutoring System)。就早中期应用而言，研究重心停留在分析语言学习者错误类型和提供相应反馈，因此在自然语言处理，基于分析的计算机辅助教学，以及智能导学系统等领域，不少研究者潜心探索如何提供具有个性化，更适切的错误分析和更有针对性的反馈(Dodigovic, 2005; Heift & Schuleze,2007)。有些研究者尝试模拟专家型教师对语言错误的判别机制，以提供更精确的学习辅导。如Heift 和Schulze就曾介绍过名为“the German Tutor”的德语学习软件，它能划分学习者所犯的语法错误等级和分辨众多错误中的同质错误，据此来提供提高语法水平的意见。分析性语言学习技术应用，它能记录并保存下学习者详尽的语言学习行为，并据此来构建学习模型，可应用在能够提供反馈，评估和补缺的人机互动的语言学习中。Nerbone(2003)主张词语共现，语音识别，句式处理和机器翻译等方面也属于这一领域。在近几年的计算机辅助语言学习的技术研究中，语料库受到智能计算机辅助语言教学系统和基于分析的自然语言处理技术的关注。其中较为瞩目的有二语学习者常见错误语料库，错误的语法点被标注，赋码和归类。在基于分析的自然语言处理系统中，当其辨认出学习者语言错误时，不仅会提供常见的学习反馈建议，还能提取出语料库有同质错误的文本给学习者举一反三，从而减少再错机率。而近期年掀起的多模态热，使得学习者能够从语料库中提取与该语法项目相关经过赋码的视频和音频素材，丰富了语言使用的语境。Granger等(2007)分析认为多项技术融合能激发语言意识和引导学习者关注语言形式。值得注意的是尽管与语法相关的技术应用发展日新月异，但在语言教育市场中份额不高。严格来讲它的作用还是停滞在处理学习者语言输出，诊断错误和提供反馈的基本阶段。而在计算机辅助的课堂教学效果上，研究结论呈现差异化分布：Williams和Williams (2000)的实验结果得出计算机辅助语法教学只对语法水平较差的学习者有一定帮助，这与后来Chenu等(2009)的研究发现相吻合；而Iravani和Tajik(2007)的实证研究认为计算机辅助课堂能够激发学习者动机，增强自我效能感和学习信心，从而能够使得学习者成绩显著高于传统学习组，Mehrgan(2012)的同类教学实验再次验证计算机辅助语法学习的促进作用。 2.2计算机辅助词汇学习因为词汇量大，学习者语言水平和背景各不相同，再加上计算机对词汇量的处理功能更趋强大，如何使用计算机技术辅助语言学习者达到一定的词汇量仍是研究者兴趣所在。目前相关技术应用多集中在在线词典，语料库，词频共现和计算机辅助交际等层面。词汇单项练习是最常见辅助形式，比较有代表性的有Hot Potatoes网站。它提供用以辅导词汇和语法的工具，虽有教师认为相应的练习仅限于单词和句子，制约了其推广，但预设的学习工具发挥空间还很大，如flash播放器可提供单个单词朗读和不同语境中的读法。另外不少词汇学习应用是利用关键词超文本链接，学习者可以直接关联到在线词典上的发音，释义，图片和例句等。可以被激活应用在学习者正在阅读的网页，pdf或word文档上，当学习者点击目标单词时，该词的标准释义，发音和例句就会出现，还提供个性化生词表创设功能。它的可及性给学习者通过网络和电子书阅读学习单词提供较大便利。但这类软件应用提供的解释和翻译缺乏情境，不够准确。而对于单词量掌握实效，相关的实证研究结果不尽相同，如Miles 和Kwon(2008)对比研究发现实验班级的词汇掌握程度显著高于对照组，而Hirschel和Fritz2(2013)在对日本英语学习者的对比研究中发现实验组词汇掌握情况，略微高但并未显著高于使用单词本学习传统组。除了帮助扩充词汇量，研究者还致力于开发词汇深度知识掌握的技术应用，来帮助学习者全面掌握单词用法。如Nakata(2006)利用最佳时间间隔，重新语境化和记忆支持等，来给学习者提供反馈和重复练习，以提高学习效率。对于词汇学习的应用研究，研究者不囿于技术视角，还在认知心理学，心理语言学和社会语言学成果中寻找理据。典型有Lafford和Sykes (2007)，他们根据这三个领域研究成果构建出西班牙语词汇学习软件的十大要旨。目前，词汇学习应用又延伸到智能手机。跟计算机一样，智能手机是多功能电子设备，能上网，拍照，录音和录像。通过网络，学习者可以下载语言学习APP来随时随地积累词汇。还有研究针对单词解释和例句的展示对空间要求不高，能够在手机屏幕上有效显示的特征，探讨用短信形式学习意大利语词汇(Kenney & Levy, 2008)。因为短信可及性更胜于通过手机上网学习单词。在设定的时间，教师通过短信将单词及其用法编辑成短信发给学习者，让学习者利用闲暇时间学习。但也有学者理性地指出：屏幕相对较小，便捷性不足和设备费用不低等缺陷，限制了其大范围推广(Stockwell, 2007)。他在一项对比研究中赋予学习者选择电脑或者手机来完成单词学习任务的权限，但学习日志显示学习者更倾向于使用电脑而不是手机来学习词汇。另外个人电子助理机，电子书，MP3，MP4和录音笔等电子设备也正在被大量应用在英语，法语，西班牙语和汉语词汇学习(Born, 2007)，但也也存在与智能手机类似的硬件方面的不足2.3计算机辅助听力学习数字化音视频技术发展，使听力学习工具迅速从20世纪80年代笨重单一播放模式的录音机转向轻薄且能呈现文本和图案等的视听设备。同时互联网的普及使得语言多媒体流可及性大幅度提高。音视频文件易于储存，管理和下载，学习者可轻松搜集音视频资源，存放在MP3或电脑中供学习使用；市场上也有众多语言学习CD，VCD 和DVD等供选择。播放器软件技术发展，还使得学习者可以根据个人水平以及听力材料难易度，自由控制音视频的语速和播放进度。但这类技术只是让听力素材的呈现形式多样化，在辅助学习功能上未有实质性创新。 在听力教学中，初级学习者需要能够辨别和掌握基本发音，其中包括语调，韵律和重音等。学习者需要根据真实朗读示范，来理解生活中语言的读法，通过不断练习达到能够熟练辨认，甚至在未听清的情况下也能猜测说话者的含义(Frommer, 2006)。计算机辅助语言学习技术已经就这些学习目标展开相应研究，来支持重复听，语速调整，互动情境和额外链接解释难点(Jones, 2003)。如基于语言处理联通主义模型的 123LISTEN软件，让学习者分模块听音频，然后重组表达，再将重组的内容与字幕标准文本对照，以逐步提高听力水平(Hulstijn, 2003)。还有研究者尝试用游戏形式贯穿葡萄牙语听力训练要点，来探寻如何激励学习者投入游戏活动中(Correia, Pellegrini, Eskenazi, Trancoso, Baptista, & Mamede, 2011).。同时还有不少研究者探讨Podcast的听力学习中的应用(McCarty, 2005)。Hawke (2010)的教学实验显示Podcast能够激发学习者从自上而下和自下而上两个角度来注意听力内容，从而逐渐提高听力。Hasan和& Hoon(2013)在对20篇podcast实证研究的分析中发现，其有助于听力能力的提高，同时还能提高口语。 Podcast 借助网络接收音视频，播放内容会定期推送给订阅者。学习者还可以创建自己的podcast频道(Rossel-Aguilar, 2007)。在与听力学习融合过程中，研究发现节目结构设计和内容选择很重要，要使其与课程目标相结合(Chan, Chen & Dopel, 2008)。Podcast节目设计必须考虑到该课程的教学目标和时间，以及如何调动学习者积极性和增加参与度，而不是仅将学习者视为被动接受者。节目形式和内容应该随着学习者水平发展和学期变化，同步推进：如听力素材长短，词汇难易，文章体裁风格等的合理化调整。2.4计算机辅助口语学习口语技能培养是计算机辅助语言学习研究传统重点，其中包含人机对话，音视频交谈，语音邮件，音视频播客和语音BBS等通道。此类通道要求较好的网络接入即可保证音视频质量，代表性软件有Skype和facetime等。但此类软件为商业软件，并非为口语练习而设计。因此将其应用到口语练习时，需要精心的教学设计，Mullen，Appel 和Shanklin (2009)曾将其作为学习平台开展为期两年的任务型口语学习活动，详尽地论说了其优势和缺陷。 Levelt1(1989)曾用语言学习的认知处理模式，解释口头输出和书面输出之间的关联发展。研究者开始思考文字交谈对口语是否有提高作用。这一假设在Okuyama(2005)的实证研究中得到验证，结果显示实时文字交谈，能间接地促进学习者口语发展。Sykes(2005)参照Levelt模型，考察文字交谈，口头交谈和面对面交谈，三者对于语用能力发展的关系。在语言教学中，不少研究者还试用语音邮件和播客等途径开展教学，如Volle(2005)要求学习者通过语音邮件形式提交朗读课文和语法练习，Hsu, Wang 和Comac (2008)让学习者通过播客来提交口语学习任务。网络技术的发展还帮助学习者实现了学习者之间实时远程口语交流，如支持音视频会议模式的虚拟学习社区。代表性的应用有合作网络社区，提供包括互动白板，文字交谈和音视频交谈等实时交流工具。Levy, Wang 和Chen(2008)曾以此平台进行汉语口语教学，多种功能能够同时启用，给学习者提供多模态实时师生和生生互动通道，取得较好的教学效果。语音识别和综合技术也迅猛发展，从而推动语音词典和朗读文本能够嵌入在各种计算机辅助语言学习的系统中。Chiu，Liou 和Yeh(2007)探讨过Candletalk 程序，通过对话中的自动语音识别来推动学习者的口语表达技能。更为智能的Chatterbots能够识别语音和实现文字到语音的转换，模仿人类语言交流（Handley & Hamel，2005），被视为学习者的理想交谈同伴。Coniam(2008)在其研究中客观地指出虽然其功能强大，智能化程度较高，但与真实互动交谈相差仍较大。2.5计算机辅助阅读学习Kang和 Maciejewski(2000) 试图将智能辅导系统纳入到日语教学中，其中知识域设为日语学习者习者所要达到的阅读水平，来评估学习者的阅读水平，以便提供个性化辅导。Chun(2006)对计算机辅助阅读的应用曾总结过：电子词典，提供文本，情景和多媒体注释的软件，基于计算机的阅读训练软件，基于网络的阅读活动设计等都给阅读提供了极有价值的活动形式。伊朗学者Fard和Nabifar(2011) 为了检验计算机辅助英语学习在阅读技能培养上的作用，进行对比研究，结果显示实验班级阅读水平的提高显著超过控制班级。Al-Seghayer(2007)经过系统研究发现，结构合理的超文本模式对于阅读水平欠缺学习者帮助较大，其原理在它契合学习者认知过程，能够引导学习者注意力集中于重要内容。另外一种辅助阅读途径，就是用软件根据难易度评估阅读材料，或者给学习者提供额外辅助工具，让学习者能够在不同的语境中重复阅读到特定词汇，来提高其阅读水平。Huang 和Liou (2007)指出在语料库中定位来实现这一目标，Cobb(2007)认为借助文本修改和词汇工具也能做到。电子词典对阅读的作用则充满争议。Laufer(2000)在一组对比实验中发现，使用计算机和网络电子词典进行阅读的学习者的词汇掌握程度显著高于通过纸质文本组，但另外一项调查中，Laufer和Hill (2000)又发现虽然电子词典能提供很多释义和例句等，但是绝大多数学生只会看最简单的释义和例句。Koyama和Takeuchi(2004)对比发现：电子词典组查词频率显著高于纸质词典组，且两组阅读成绩没有显著差异。针对使用率低下，Chun (2006) 指出需要辨清如何鼓励学习者学会使用这些多模态词汇资源。使阅读材料多模态化，只是解决阅读难题的一方面，更重要的在于推动学习者高效使用资源。在研发和应用辅助阅读技术时，还需考虑学习者学习风格和语言水平等方面差异，使其能适应每个学习者的需求，否则就会出现应用难以大规模推广问题，不能发挥技术的真正优势(Plass, Chun, Mayer & Leutner, 1998)。2.6计算机辅助写作学习从上个世纪90年代电脑普及开始，word编辑器因其易操作和最终呈现形式简洁为各种行业所认可，成为接受程度最高的辅助写作技术应用(Pennington & Brock, 1992)。但其单词拼写和语法工具是针对母语使用者而研发，无法识别二语学习者语言错误。有研究者对此进行了改进，如Lhaire (2007)提及的FipsOrtho工具就是专门为法语初学者设计的，它以二语学习者错误用法语料库为样本，来提示和修改单词和语法错误。同样用于提高写作中语法精确性的辅助技术还有以多模态交互环境为特色的iWRITE系统，它提供基于语料库的在线语法资源(Hegelheimer, 2006)。Ho 和Salignon 依托于word处理的修改追踪功能，开展计算机环境下同伴批改写作实验。结果显示修改追踪功能很好地再现同伴修改的语境和推动合作学习在写作能力提升当中的应用。为了弥补word编辑器在培养写作能力方面的不足，Leijten和Van (2013)研发并不断完善inputlog软件，可以捕捉学习者在键盘写作过程中活动并通过录像和日志形式记录。将数据与学习者认知思考过程相结合，可以推导学习者总体写作倾向和个体写作特征，在此基础上构建个性化写作辅导模型。在写作中，除了各类学术性风格训练，还有非正式性的写作训练形式。典型有博客写作练习(Ducate & Lomicka, 2008)。博客多是自我表达，具有相当的创造性和自主型，能够让学习者从严肃写作训练中解放出来，缓解写作练习压力，拓宽思维，同时还具有互动功能，学习者之间在开放的虚拟空间中可以相互评论，相互借鉴。博客还提供添加图片，视频，音频和超链接等其它附属工具，能够丰富写作形式和内容，培养学习者多元写作能力和批判思维能力(Gonglewski & DuBravac, 2006)。具有同样作用的还有Wiki内容编辑制作。Wiki平台，能够追踪各种编辑版本，串联不同版本，提供音视频工具等，且不需太多专业知识，还支持学习者以合作学习。同时给学习者群体归属感，在合作写作时，学习者就写作结构和内容达成一致即可。但是也有研究指出学习者不喜欢通过Wiki形式来上写作课和开展写作练习(Carr, Morrison, Cox, and Deacon，2007)，还有学习者声称单独写作效果会更好(Elgort, Smith, and Toland，2008)。 Kasemvilas和Olfman (2009)指出Wiki能够推动学习者开展合作。不过有研究者反驳认为：Wiki不能自动触发合作写作活动。挪威学者Hadjerrouit (2013)根据自己教学实验，指出Wiki作为合作写作平台频频失败的原因在于：学习者的认识论还停留在结构主义，而不是Wiki所依赖的社会建构主义，改变这失败局面关键在于转变师生的认识论。3. 对国内计算机辅助语言教学的启示计算机辅助语言学习的技术发展日新月异，对于语言学习者和语言教师而言，选择何种技术应用显得至关重要。同时，技术应用选择不可一味求新，已有应用功能的深入挖掘，将已有技术应用新的领域，都可能会有新发现。如Word文字编辑器，很多使用者都熟悉，但是它的组件如批注，修改过程再现，书签和超链接等工具，都可应用在写作学习中；再如inputlog技术应用就是建立在学习者使用word写作文基础上，深入挖掘学习者写作认知过程。已有研究显示技术背后的支撑理论，学习者和语言教师的理念转变，与学习目标的关系，争取技术选择权和介入技术应用研究等，这些要点应引起中国计算机辅助语言学习研究者关注。辨清技术应用背后的支撑理论，是实践和推广该技术应用的前提。任何辅助语言学习技术不是真空中产生的，其背后必定有相应理论框架。如果不能认清相应理论，盲目套用可能会导致无法发挥或者无法充分发挥该应用的技术优势来辅助语言学习，甚至得出错误结论认为该技术应用无效而放弃进一步研究和推广。目前语言类技术应用大致建立在结构主义，行为主义或建构主义理论之上，特别是针对语法和单词的练习，大多从结构主义或行为主义出发来设计，也有少数相关练习嵌入在模拟语境中，貌似依托于建构主义，实质仍是结构或行为主义。研究者习惯用结构主义或行为主义思路来看待辅助语言学习的技术应用，对建构主义为依托的技术重视不足，依旧按照结构或行为主义指导学习者，比较典型的有Wiki和语言自主学习中心等。这能解释为何有些研究者发现Wiki和语言自主学习中心组的学习者成绩未有显著性提高。因此研究者需要寻找问题根源。再者，需要区分技术使用者(user)和语言学习者(learner)角色差异。因为技术应用的预设角色是使用者，而不是语言学习者，使用者和语言学习者对技术的认识和使用存在较大差异，所以需要对学习者甚至语言教师进行必要的指导和培训。辅助语言学习技术的选择须跟学习目标，以及学习者个体差异等相结。现实中不少应用只是商业软件，非专门用于语言教学，缺乏教育情景，如手机短信，博客，播客和语言邮件等社会社交软件。研究者在试图融入此类技术应用时，需要结合具体课程情况，学习材料内容，以及学习者偏好来有针对性的分阶段分层次调整，并据此安排好学习进程管理和学习结果评估相应措施，同时还要避免将技术应用流于形式，使得技术应用和语言学习内容退化为两张皮。再者，在选择技术应用时适度给学习者留以选择权，Conole(2008)的调查发现学习者对自己选择的或发现的技术应用兴趣更大。如果学习者早就接触此类技术应用，对其功能比较熟悉，更易于相关辅助语言学习活动展开，但值得注意的是对于应用的熟悉度高并不能保证学习必然成功。积极争取技术选择权，以及介入到技术研发。Garrett(1991)就指出语言教师对于技术应用的判断能力未得到管理部门认可和尊重，特别是表现在语言学习管理系统的选择上。语言教师被视为被动接受者，这削弱了教师积极性和自我效能感等，直接影响教师对语言技术应用的心理接受度。此外，在更为高端的技术应用研发层面更缺乏语言教师的身影。一般认为技术研发需要极为专业的计算机学科知识，语言教师对其望而生畏。但当前辅助语言学习技术开发亦日趋智能化，有些技术应用无需太多编程知识，如卡耐基梅隆大学Koedinger团队提供的Cognitive Tutor Authoring Tools为开放平台，已经协助400多名研究者在此基础上创设各自学科智能辅助平台，其中就有辅助英语，汉语和法语学习平台。国内有少数研究者开始关注，并简单介绍它在语音和英语学习等方面的应用(李红美 徐振华，2012；梁迎丽 梁英豪，2012)，但是还需要开展大量实证，可以在现有基础上合作改进成适合中国英语学习者和中国英语教学环境的智能辅导系统；还有安特卫普大学Leijten团队研发的inputlog系统，目前免费提供使用。它也是大数据发展背景下的教育数据挖掘方面代表性技术应用，被广泛用在辅助写作教学。Leijten团队欢迎各国研究者试用，并提供反馈以便更好地改进和完善，国内语言教学研究者对其关注相对缺乏(徐翠芹，2011)。在未来的计算机辅助语言学习技术研发中，国内语言教师要积极关注国外同行研究进展，争取合作并且通过大量实证研究来，使相关计算机辅助语言学习技术在学习者的语言学习方面发挥更大促进作用。4. 结论计算机辅助语言学习跨越了语言教学和计算机技术两个学科，它们的结合和对语言学习的贡献不是两者简单相加的结果，而是语言教学与计算机技术的乘积。如果说语言教学理论与实践的发展相对较为缓慢，而计算机技术的进步是分秒迥异，这促使计算机辅助语言学习领域的研究也迅猛发展。目前较为前沿的智能计算机辅助语言学习技术(ICALL)和教育数据挖掘，在今年几年将会像多媒体辅助语言教学为语言教师所熟悉和驾驭。但同时需要保持谨慎的是新旧辅助语言学习技术应用之间并非简单替代关系可以描述，研究者需要了解计算机辅助语言学习最新发展动态，但不能一味求新潮而忽略任何辅助语言学习的技术应用都是为了语言学习而服务的本质，简单认为新技术优而旧应用则劣。而对于国内计算机辅助语言学习的研究者而言，除了引介国外先进辅助语言学习技术应用和积极开发新的技术应用之外，需要更多地将其创造性地运用到语言教学实践中。与关注技术开发相比较，选择何种辅助语言学习的技术以及如何高效地融合到语言学习中实现提高语言技能的目的，对于多数研究者而言显得更为重要和迫切。References: 1 Beatty, K. 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