教大研发AI系统提升学生英语水平 勇夺日内瓦国际发明展奖

更新时间:07:30 2025-07-09 HKT
发布时间:07:30 2025-07-09 HKT

人工智能(AI)技术近年发展迅速,为教育领域带来革新的契机。尤其在英语学习上,AI正改变传统教学模式。香港教育大学(教大)数据科学与人工智能中心实验室(UDSAI)副总监杨良河教授,有见本地学生常因缺乏真实语境练习机会和即时的学习反馈,导致英语成绩未如理想。于是,他带领团队研发出「多模态人工智能驱动的语文能力增强系统」(Multimodal AI-Powered Language Enhancement,简称MAPLE),针对性地改善上述英语学习的挑战,此研发成果不仅获得各方的肯定,更在早前第50届日内瓦国际发明展上荣获银奖。

教大数据科学与人工智能中心实验室副总监杨良河教授和其团队研发的「多模态人工智能驱动的语文能力增强系统」,在日内瓦国际发明展中荣获银奖。
教大数据科学与人工智能中心实验室副总监杨良河教授和其团队研发的「多模态人工智能驱动的语文能力增强系统」,在日内瓦国际发明展中荣获银奖。


杨教授表示,该发明展是全球具代表性的创新发明平台之一,能够代表教大参展并获奖,对他和团队是一大鼓舞,亦证明香港科研具备国际竞争力。「其实早在2020年前,我已投入AI自动撰写图片描述的研究,并一直构思将此技术应用于教育,例如开发AI『看图造句』自动评分工具,以辅助学生学习。MAPLE系统正是这一理念的延伸与实践。」

教大数据科学与人工智能中心实验室副总监杨良河教授(右)和博士生谢志伟(左),希望透过MAPLE系统帮助学生更有效地学好英语。
教大数据科学与人工智能中心实验室副总监杨良河教授(右)和博士生谢志伟(左),希望透过MAPLE系统帮助学生更有效地学好英语。


多模态学习结合AI 按程度提供学习内容与反馈

语言学习本身是一个多模态的过程。学生学习新字句,往往会透过阅读、聆听、看图等多重方式加深记忆和理解。杨教授指出,MAPLE是一套自动化的多模态深度学习分析系统,参考了香港教育局制定的语文词汇表,不单可按学生的能力及教育程度提供个性化的互动学习体验,还能即时根据描述文字与图片之间的关联强弱自动评分及给予针对性的回馈,鼓励他们不断练习。

杨教授解释:「MAPLE系统能成功开发,乃得益于AI技术的突破,特别是ChatGPT等大语言模型。因为它们已接受了大规模预训练,只需根据需求调整参数,就能在保留其强大语言能力的同时,融入本地教学用途并提出精准的反馈。」

MAPLE系统最大的突破,在于每条评语都是根据学生的语言理解能力而生成。
MAPLE系统最大的突破,在于每条评语都是根据学生的语言理解能力而生成。

 

MAPLE系统能自动评分及生成个性化的评语,学生无需等待老师的批改,就能在家中练习,大大提高学习效率与动机。
MAPLE系统能自动评分及生成个性化的评语,学生无需等待老师的批改,就能在家中练习,大大提高学习效率与动机。


专家团队审核内容 优化AI回馈质素

然而,预训练的大语言模型也并非没有限制,它们有时会生成不合逻辑的内容。杨教授遂邀请语文教育专家进行内容评分和审核,并从大量系统生成的回馈中,精选超过600条优质评语用作训练语言模型,从而提升回馈的准确性与实用性。除个性化评语外,MAPLE的自动评分功能也表现出色,跟专家的评分结果高度一致。

现时,经改良后的MAPLE已于本港及内地超过23间中小学进行试点项目,逾2,600名学生参与。杨教授分享道:「有学生初次使用时十分满分中只得两分,但持续根据AI建议修改句子后,最终提升至八分。他所学的技巧其后也应用到英文的写作中,成效令人鼓舞。」
 

平衡科技与学习 培养学生自主思考能力

随着生成式AI愈来愈普及,学界亦日益关注「生成式AI可能损害学习」的现象。杨教授强调,AI虽然强大,但不希望学生过度依赖,逐渐变得「无AI便不懂写句子」:「下一阶段的研究将聚焦如何进一步提升系统的针对性。对于英语程度较高的学生,可减少提示,鼓励他们去自主思考;对基础较弱者,则提供更多引导,协助他们循序渐进地掌握语言能力。」

为进一步验证系统生成回馈的成效,团队引入功能性近红外光谱和眼动追踪技术,观察学生阅读AI建议时的专注程度,并分析其后的写作表现。杨教授解释:「我们希望了解学生是否真的有留意AI的建议,以及这些建议对他们的语言学习是否有帮助,这些都是我们重视的实证数据。」

最后,他寄语学生:「让AI成为学习的助力,而非依赖;真正的学习,需要我们主动思考和内化所学的内容,才能转化为知识,获得真正的进步。」


MAPLE系统现正开放予中小学校机构登记试用,可登入网站登记:
https://eduhk.au1.qualtrics.com/jfe/form/SV_9p2hIBvHHZc0HXw

如有意参与「利用功能性近红外光谱和眼动追踪技术验证AI语言学习表现」计划,可联络项目负责人谢先生。
电邮:[email protected]
电话:852 2948 6502
WhatsApp:852 6365 1896