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【内容摘要】随着移动互联网时代以及信息化时代的到来，各大人工智能平台开放大量的语音交互、人脸与人体识别、文字识别等AI技术，实现更好的人机交互，学习软件的自主开发更便捷。本文结合课题《语音及人像识别技术在初中语文阅读训练中应用的研究》的实践经验，以结合AI技术的阅读APP《启航阅读》为例，对如何在利用AI技术APP进行初中语文阅读训练实践研究，并提出了可行的措施。
【关键词】人工智能（AI），人脸识别，语音识别，语文阅读
一.问题的提出
近三年，广东省中考语文试卷全卷满分为120分（卷面分值130分，含附加題10分），其中第二部分“阅读与鉴赏”分值占比逐年提高。因此，有计划有步骤地通过学习和辅导掌握技能的阅读训练在初中语文阅读教学中不可忽视。
我校初中语文科组曾经对七至九年级学生的语文测试卷中“阅读与鉴赏”的得分情况进行数据统计，阅读得分率约为40%。通过访谈得知，得分率低下的主要原因：由于时间的限制，课堂阅读训练，教师侧重解题技巧的讲解，进行课外阅读训练巩固时，大部分学生不按老师的要求阅读，没有耐心认真完整阅读文章，甚至连文章大意也无法掌握，虽然他们通过各种方式完成了阅读任务，但是阅读水平却没有得到明显的提升，这就影响了语文的整体学习。
因此我们利用自主开发的移动端《启航阅读》APP，通过语音技术用于检测到学生是否按要求阅读，通过人像识别技术检测是否学生本人在阅读。将这两种人工智能技术与初中语文阅读训练通过移动APP进行有机结合，对学生进行有效性较高阅读训练，并有针对性地对数据进行收集、分析，有效提升学生的阅读水平。
二.人脸识别技术的应用
1.人脸识别技术的概念及应用机制
人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。本课题通过百度AI开放平台的人脸识别接口代码，编制AIX代码块并导入APP inventor，通过编写APP inventor代码调用移动设备摄像头进行拍照，实时传输至百度AI开放平台检测并得到返回值，根据返回值判定是否与核验相片相同，从而实现人脸识别检查。
2.基于人脸识别技术的实践应用
在百度AI、科大讯飞等互联网人工智能技术开放平台相继开放，人工智能技术的应用飞速发展，人脸识别技术日渐成熟、普通用户的应用门槛也大大降低。如今，一些学生特别是初中生在完成阅读类课后作业时不想读，不会读的现象屡见不鲜，没有有效的技术手段最终导致阅读作业形同虚设，课题组自主开发的《启航阅读》APP，通过登陆时利用移动端自带的摄像头抓拍学生照片和后端证件照进行比对，实现身份确认，有效避免了学生互相代替的情况出现。
三.语音识别技术的应用
1.语音识别的概念及应用机制
语音识别技术，也被称为自动语音识别，其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入或者字符序列。本课题组以 APP inventor 为移动端软件开发平台，利用百度AI开放平台的语音识别接口编制APP inventor 扩展AIX代码块，从而实现在APP inventor中把语音转化为文字功能，然后通过文字对比实现阅读检查。
2.基于语音识别技术的实践应用
基于语音识别技术进行阅读检测是一种全新的教学、检测模式，它蕴含着建构主义学习理论和布鲁纳的发现学习等理论。建构主义学习观认为：“学习是由学生自己建构知识的过程，无法由他人来代替的”，因此在人工智能技术的帮助下，我们强调学习、练习主体应该是学生自己;“同化──顺应──同化──顺应……循环往复”，通过老师的指导，学生通过APP进行自主练习，并且可以通过APP内的平台与同学广泛交流，不断地解决疑难问题，从而完成对知识的意义建构。
通过语音识别技术，将学生的阅读录音转换为可以进行数据比对的文字，改变传统的方式进行语文阅读训练，通过语音识别技术的运用，改变学生的阅读方式，让阅读情况从此可以量化，可视化，在很大的程度上促进语文阅读教学的改革和发展，从而极大地提升阅读教学效率。
三.基于移动终端与云端服务器的数据收集
手机、平板电脑等移动设备的大众化，使得移动端APP应用大受欢迎。由于移动终端的携带方便，操作便捷等优势，使得移动终端已经成为学习的工具。在教学过程中依托移动终端，采用无线数据传输技术、云端数据库技术、通过文本编码，形成科学的数据采集和更新机制，完成对流程、管理问题的表单、声音信息实时传递，实现精确、快捷、高效、可视化的数据化管理模式有效解决了传统数据收集方式的若干问题。
1.数据传递不及时
2.数据采集的过程无法监控
3.大量繁杂的事后录入工作，不但增加了工作量，录入错误的几率也很高。
《启航阅读》APP前端及后台架构以移动终端为载体，结合无线移动通信网络，建立起一套可移动化的信息收集系统，通过将学生课后阅读练习扩展到移动终端的方式，帮助学生摆脱时间和空间的限制，使学生随时随地无缝接合服务器通讯，实时获取最新任务，得到教师、学生的反馈信息、评价。通过登陆APP，学生能够获得教师精准推送的练习任务，根据阅读提示进行阅读，阅读情况同时记录在移动终端和服务器端，实现的数据收集的同时也保证了数据的存储。
四.基于移动终端与云端服务器的数据智能分析与反馈
智能数据分析，它是指运用统计学、模式识别、机器学习、数据抽象等数据分析工具从数据中发现知识的分析方法。智能数据分析的目的是直接或间接地提高工作效率，在实际使用中充当智能化助手的角色，使工作人员在恰当的时间拥有恰当的信息， 帮助他们在有限的时间内作出正确的决定。
数据已成为信息时代的重要资源，数据量的增加导致高效的基于计算机的分析方法的出现。《启航阅读》APP的后端服务器基于JAVA数据结构利用原地归并的抽象方法进行建模，利用Nakatsu算法进行原始数据与标准数据的文本比对，求出两个文本的最佳匹配，最佳匹配的值作为得分保存于服务器端。而计算过程在服务器端完成，从而有效避免了因移动终端的性能导致计算时间过长的问题，减少系统对终端的性能依赖，大大增加了系统的兼容性和人机交互的友好。 《启航阅读》APP的前端实时更新数据，利用学生个人登陆数据对服务器数据库中的用户表进行搜索查询，准确定位数据库指针并提取关键字段数据，通过表间数据引用快速进行数据的反馈。整个反馈过程通过创建索引，优化sql语句，不做全表查询，简化查询字段等方法将单条查询反馈时间大大缩减。
四.结论与问题讨论
通过自主开发的《启航阅读》APP用其后端服务器程序，将语音及人像识别技术与初中语文阅读训练进行有效的结合起来。使原来枯燥、被动的阅读变成了有趣、主动的练习，提高了阅读练习效率。在练习的过程中，学生的阅读过程从以往的完全依赖自觉转换为可量化的分值，教师可以通过查看服务器数据，直观掌握具体到个人的学生练习情况，成功地解决初中语文阅读无法有效监督问题。在解决有效监督的过程中，通过练习得分排行榜的方式培养了学生的争先精神。本研究通过信息化手段进行语文阅读练习所达到的效果正是教改的目的。
人工智能技术在初中语文阅读训练的应用需要太多的时间来准备，对教师团队的要求极高，需要高水平的信息技术支撑，教师对这种信息化、数据化的教学方法也难以把握，较难自主调整算法分析学生数据，往往出现学科教师发现问题必须向信息技术教师反馈并多次修改才能解决。
个别初中生个性强、自制力较差，就算利用信息技术也没有耐心来开展长期的练习活动，所以也只能保证大部分而不是全部學生都能按我们所期望的效果而进行。对学生来说，他们难以解决那些开放性的、需要高级思维能力的问题。再一点是，此系统中的阅读问题评价活动有一定的难度，因为没有一个明确的标准来衡量学生在阅读后所理解的情况与标准差距。因此在这一环节依旧依靠教师进行人工评价。
除了上述原因之外，还有研究这一方面的原因。基于人工智能技术项目的学习、练习模式是一种新型的学习模式，它也是一个跨学科性的研究课题，它涉及到了教育心理学、教育技术学等多门学科领域的研究。在很大程度上，都是依赖移动终端基于数据分析，缺乏必要的实验数据对主观行为、反馈进行建模、分析，而且本研究也仅仅是进行了为期一年的研究，缺乏大量的数据进行对比。并且还有很多问题还有待做进一步的探讨，这主要包括：①基于移动终端及服务器系统的学习的机制与条件②利用信息技术及设备的学习这种模式的虚拟情境的设计③由于缺乏长期、持续的实验，所以研究缺乏一定的说服力，因此如何将这种学习模式在实际教学中进行实施，并且实施后的效果如何，还需进行深入的探讨和研究。
参考文献
[1] 百度AI开放平台
[2] 《人脸识别技术在教育领域的应用》， sdu_king_c， 2018.6.14
[3] 钟志贤，《建构主义教学思想揽要》《中国电化教育》，2000年第2期
[4] 何克抗，《建构主义——革新传统教学的理论基础》《学校教育现代化建设》全国中小学现代教育技术实验学校培训教材，中央广播电视大学出版社，1998年9月
[5] 资料来源：3i教学资源网， 2003.2.28
【关键词】人工智能（AI），人脸识别，语音识别，语文阅读
一.问题的提出
近三年，广东省中考语文试卷全卷满分为120分（卷面分值130分，含附加題10分），其中第二部分“阅读与鉴赏”分值占比逐年提高。因此，有计划有步骤地通过学习和辅导掌握技能的阅读训练在初中语文阅读教学中不可忽视。
我校初中语文科组曾经对七至九年级学生的语文测试卷中“阅读与鉴赏”的得分情况进行数据统计，阅读得分率约为40%。通过访谈得知，得分率低下的主要原因：由于时间的限制，课堂阅读训练，教师侧重解题技巧的讲解，进行课外阅读训练巩固时，大部分学生不按老师的要求阅读，没有耐心认真完整阅读文章，甚至连文章大意也无法掌握，虽然他们通过各种方式完成了阅读任务，但是阅读水平却没有得到明显的提升，这就影响了语文的整体学习。
因此我们利用自主开发的移动端《启航阅读》APP，通过语音技术用于检测到学生是否按要求阅读，通过人像识别技术检测是否学生本人在阅读。将这两种人工智能技术与初中语文阅读训练通过移动APP进行有机结合，对学生进行有效性较高阅读训练，并有针对性地对数据进行收集、分析，有效提升学生的阅读水平。
二.人脸识别技术的应用
1.人脸识别技术的概念及应用机制
人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。本课题通过百度AI开放平台的人脸识别接口代码，编制AIX代码块并导入APP inventor，通过编写APP inventor代码调用移动设备摄像头进行拍照，实时传输至百度AI开放平台检测并得到返回值，根据返回值判定是否与核验相片相同，从而实现人脸识别检查。
2.基于人脸识别技术的实践应用
在百度AI、科大讯飞等互联网人工智能技术开放平台相继开放，人工智能技术的应用飞速发展，人脸识别技术日渐成熟、普通用户的应用门槛也大大降低。如今，一些学生特别是初中生在完成阅读类课后作业时不想读，不会读的现象屡见不鲜，没有有效的技术手段最终导致阅读作业形同虚设，课题组自主开发的《启航阅读》APP，通过登陆时利用移动端自带的摄像头抓拍学生照片和后端证件照进行比对，实现身份确认，有效避免了学生互相代替的情况出现。
三.语音识别技术的应用
1.语音识别的概念及应用机制
语音识别技术，也被称为自动语音识别，其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入或者字符序列。本课题组以 APP inventor 为移动端软件开发平台，利用百度AI开放平台的语音识别接口编制APP inventor 扩展AIX代码块，从而实现在APP inventor中把语音转化为文字功能，然后通过文字对比实现阅读检查。
2.基于语音识别技术的实践应用
基于语音识别技术进行阅读检测是一种全新的教学、检测模式，它蕴含着建构主义学习理论和布鲁纳的发现学习等理论。建构主义学习观认为：“学习是由学生自己建构知识的过程，无法由他人来代替的”，因此在人工智能技术的帮助下，我们强调学习、练习主体应该是学生自己;“同化──顺应──同化──顺应……循环往复”，通过老师的指导，学生通过APP进行自主练习，并且可以通过APP内的平台与同学广泛交流，不断地解决疑难问题，从而完成对知识的意义建构。
通过语音识别技术，将学生的阅读录音转换为可以进行数据比对的文字，改变传统的方式进行语文阅读训练，通过语音识别技术的运用，改变学生的阅读方式，让阅读情况从此可以量化，可视化，在很大的程度上促进语文阅读教学的改革和发展，从而极大地提升阅读教学效率。
三.基于移动终端与云端服务器的数据收集
手机、平板电脑等移动设备的大众化，使得移动端APP应用大受欢迎。由于移动终端的携带方便，操作便捷等优势，使得移动终端已经成为学习的工具。在教学过程中依托移动终端，采用无线数据传输技术、云端数据库技术、通过文本编码，形成科学的数据采集和更新机制，完成对流程、管理问题的表单、声音信息实时传递，实现精确、快捷、高效、可视化的数据化管理模式有效解决了传统数据收集方式的若干问题。
1.数据传递不及时
2.数据采集的过程无法监控
3.大量繁杂的事后录入工作，不但增加了工作量，录入错误的几率也很高。
《启航阅读》APP前端及后台架构以移动终端为载体，结合无线移动通信网络，建立起一套可移动化的信息收集系统，通过将学生课后阅读练习扩展到移动终端的方式，帮助学生摆脱时间和空间的限制，使学生随时随地无缝接合服务器通讯，实时获取最新任务，得到教师、学生的反馈信息、评价。通过登陆APP，学生能够获得教师精准推送的练习任务，根据阅读提示进行阅读，阅读情况同时记录在移动终端和服务器端，实现的数据收集的同时也保证了数据的存储。
四.基于移动终端与云端服务器的数据智能分析与反馈
智能数据分析，它是指运用统计学、模式识别、机器学习、数据抽象等数据分析工具从数据中发现知识的分析方法。智能数据分析的目的是直接或间接地提高工作效率，在实际使用中充当智能化助手的角色，使工作人员在恰当的时间拥有恰当的信息， 帮助他们在有限的时间内作出正确的决定。
数据已成为信息时代的重要资源，数据量的增加导致高效的基于计算机的分析方法的出现。《启航阅读》APP的后端服务器基于JAVA数据结构利用原地归并的抽象方法进行建模，利用Nakatsu算法进行原始数据与标准数据的文本比对，求出两个文本的最佳匹配，最佳匹配的值作为得分保存于服务器端。而计算过程在服务器端完成，从而有效避免了因移动终端的性能导致计算时间过长的问题，减少系统对终端的性能依赖，大大增加了系统的兼容性和人机交互的友好。 《启航阅读》APP的前端实时更新数据，利用学生个人登陆数据对服务器数据库中的用户表进行搜索查询，准确定位数据库指针并提取关键字段数据，通过表间数据引用快速进行数据的反馈。整个反馈过程通过创建索引，优化sql语句，不做全表查询，简化查询字段等方法将单条查询反馈时间大大缩减。
四.结论与问题讨论
通过自主开发的《启航阅读》APP用其后端服务器程序，将语音及人像识别技术与初中语文阅读训练进行有效的结合起来。使原来枯燥、被动的阅读变成了有趣、主动的练习，提高了阅读练习效率。在练习的过程中，学生的阅读过程从以往的完全依赖自觉转换为可量化的分值，教师可以通过查看服务器数据，直观掌握具体到个人的学生练习情况，成功地解决初中语文阅读无法有效监督问题。在解决有效监督的过程中，通过练习得分排行榜的方式培养了学生的争先精神。本研究通过信息化手段进行语文阅读练习所达到的效果正是教改的目的。
人工智能技术在初中语文阅读训练的应用需要太多的时间来准备，对教师团队的要求极高，需要高水平的信息技术支撑，教师对这种信息化、数据化的教学方法也难以把握，较难自主调整算法分析学生数据，往往出现学科教师发现问题必须向信息技术教师反馈并多次修改才能解决。
个别初中生个性强、自制力较差，就算利用信息技术也没有耐心来开展长期的练习活动，所以也只能保证大部分而不是全部學生都能按我们所期望的效果而进行。对学生来说，他们难以解决那些开放性的、需要高级思维能力的问题。再一点是，此系统中的阅读问题评价活动有一定的难度，因为没有一个明确的标准来衡量学生在阅读后所理解的情况与标准差距。因此在这一环节依旧依靠教师进行人工评价。
除了上述原因之外，还有研究这一方面的原因。基于人工智能技术项目的学习、练习模式是一种新型的学习模式，它也是一个跨学科性的研究课题，它涉及到了教育心理学、教育技术学等多门学科领域的研究。在很大程度上，都是依赖移动终端基于数据分析，缺乏必要的实验数据对主观行为、反馈进行建模、分析，而且本研究也仅仅是进行了为期一年的研究，缺乏大量的数据进行对比。并且还有很多问题还有待做进一步的探讨，这主要包括：①基于移动终端及服务器系统的学习的机制与条件②利用信息技术及设备的学习这种模式的虚拟情境的设计③由于缺乏长期、持续的实验，所以研究缺乏一定的说服力，因此如何将这种学习模式在实际教学中进行实施，并且实施后的效果如何，还需进行深入的探讨和研究。
参考文献
[1] 百度AI开放平台
[2] 《人脸识别技术在教育领域的应用》， sdu_king_c， 2018.6.14
[3] 钟志贤，《建构主义教学思想揽要》《中国电化教育》，2000年第2期
[4] 何克抗，《建构主义——革新传统教学的理论基础》《学校教育现代化建设》全国中小学现代教育技术实验学校培训教材，中央广播电视大学出版社，1998年9月
[5] 资料来源：3i教学资源网， 2003.2.28