人工智能与自然语言处理技术
随着人工智能技术的发展，我们生活中的许多应用都带上了“AI”的色彩，比如可以用计算机帮翻译外文文档。但有时候人工智也能会出一些小故障，变得不那么智能，尤其在语言处理方面。那么我们怎样才能让人工智能变成真正的“智能”呢？自然语言处理技术就是一个重要的方式。
自然语言处理技术（即natural language processing，简称NPL）是人工智能的一个重要分支，其目的是利用计算机对自然语言进行智能化处理。基础的自然语言处理技术主要围绕语言的不同层级展开，包括音位（语言的发音模式）、形态（字、字母如何构成单词、单词的形态变化）、词汇（单词之间的关系）、句法（单词如何形成句子）、语义（语言表述对应的意思）、语用（不同语境中的语义解释）、篇章（句子如何组合成段落）7个层级。这些基本的自然语言处理技术经常被运用到下游的多种自然语言处理任务中，如机器翻译、对话、问答、文档摘要等。
科学家研究自然语言处理技术（NLP）的目的是让机器能够理解人类语言，用自然语言的方式与人类交流，最终拥有“智能”。AI时代，我们希望计算机拥有视觉、听觉、语言和行动的能力，其中语言是人类区别于动物的最重要特征之一，语言是人类思维的载体，也是知识凝练和传承的载体。在人工智能领域，研究自然语言处理技术的目的就是让机器理解并生成人类的语言，从而和人类平等流畅地沟通交流。
但现在的人工智能常常和我们的人工评价有很大的出入，这也是基于AI算法的自动评测面临的最大挑战：如何与人工评价保持一致？应对这个挑战需要解决很多问题。以智能阅卷为例：如何制定电脑适用的评测标准？人工智能如何应对语言的千变万化？如何设计阅卷综合性的评测指标？有科学家认为，大数据与富知识双轮驱动或许能成为解决问题的关键，即在大数据驱动的基础上加入富知识驱动，可以突破现在智能语言处理技术上的瓶颈。
总而言之，自然语言技术的发展说明人工智能技术的核心还是在“人”。“人工智能和机器学习带给决策过程的支撑和信心将使创新加速，但这并不意味着人类的缺席。人们仍然需要定义分析的起点、标注主题并从收集的信息中提取所需数据。”
本文由北京市第六十五中学一级教师李岩进行科学性把关。
科普中国中央厨房新华网科普事业部科普中国-科学原理一点通联合出品更多精彩内容，请下载科普中国客户端。作者：和卓琳 [责任编辑:魏承瑶]GPT3：人工智能时代的新型语言模型
目录GPT-3：人工智能时代的新型语言模型随着人工智能技术的不断发展，自然语言处理领域也迎来了新的里程碑。GPT-3是当前最具代表性的语言模型之一，它具有如下特点：
GPT-3是一种全新的语言模型，基于深度学习技术，使用了大量的预训练数据和先进的自然语言处理算法，能够模拟人类的语言行为，进行语言生成和文本分类等任务。GPT-3具有强大的语言生成能力，可以生成高质量的文章、对话和文本，具有广泛的应用场景，例如智能客服、智能写作、智能翻译等。GPT-3还具有强大的文本分类能力，可以将文本分为不同的类别，例如新闻、文章、对话等，具有广泛的应用场景，例如智能推荐、情感分析等。技术原理及概念GPT-3是一种基于深度学习技术的自然语言处理模型，它的核心原理可以概括为以下几个步骤：
第一步，进行预训练，使用大量的预训练数据和先进的自然语言处理算法，对模型进行训练，使其能够学习到自然语言中的语法和语义规则。第二步，进行微调，使用特定的自然语言处理算法，对预训练模型进行微调，使其能够适应特定的应用场景，例如智能客服、智能写作、智能翻译等。第三步，进行生成，使用特定的自然语言处理算法，对预训练模型进行生成，使其能够生成高质量的文章、对话和文本。实现步骤与流程GPT-3的实现流程可以分为以下几个步骤：
第一步，进行数据预处理，包括数据清洗、数据转换和数据标注等，以便为模型提供充足的数据支持。第二步，进行模型训练，使用预训练数据和先进的自然语言处理算法，对模型进行训练，使其能够学习到自然语言中的语法和语义规则。第三步，进行模型调优，使用特定的自然语言处理算法，对模型进行调优，使其能够适应特定的应用场景，例如智能客服、智能写作、智能翻译等。第四步，进行模型评估，使用特定的自然语言处理算法，对模型进行评估，以确定模型的性能表现。应用示例与代码实现讲解GPT-3具有广泛的应用场景，下面给出几个具体的应用示例：
智能客服：GPT-3能够生成高质量的对话，可以回答用户的问题，提供相关的解决方案，具有广泛的应用场景，例如智能客服、智能咨询等。智能写作：GPT-3能够生成高质量的文章，可以为用户提供相关的信息，提供相关的建议，具有广泛的应用场景，例如智能写作、智能科普等。智能翻译：GPT-3能够生成高质量的文章，可以为用户提供相关的信息，提供相关的建议，具有广泛的应用场景，例如智能翻译、智能旅游等。优化与改进由于GPT-3具有强大的语言生成能力，因此它的实现过程中也存在一些优化和改进的问题，例如模型的预训练数据、模型的微调算法、模型的生成算法等。下面给出几个优化和改进的方法：
数据增强：通过增加训练数据，可以提高模型的泛化能力，使其能够更好地适应不同的应用场景。模型调优：通过调整模型参数，可以提高模型的性能和效果，使其能够更好地适应不同的应用场景。模型融合：通过融合多个模型，可以提高模型的性能和效果，使其能够更好地适应不同的应用场景。结论与展望GPT-3是一种基于深度学习技术的自然语言处理模型，具有强大的语言生成能力，能够模拟人类的语言行为，进行语言生成和文本分类等任务。它具有重要的应用价值，可以应用于智能客服、智能写作、智能翻译等领域。
未来，随着人工智能技术的不断发展，GPT-3将会发挥更大的作用，并会出现更多的新型语言模型，例如GPT-4等。未来的发展趋势与挑战将会来自于数据增强、模型调优、模型融合等方面，需要不断地改进和优化。
附录：常见问题与解答数据增强：数据增强是浅谈人工智能技术赋能英语学习
人工智能技术已经融入到我们的日常工作、学习、生活中，悄然改变着社会生活。人工智能技术也给英语教学带来了机遇和挑战，英语教学要结合现代信息技术，尤其是人工智能技术，以更好地培育具有国际化视野的创新性、复合型、应用型人才。人工智能技术开拓了多元化学习路径，辅助英语学习，促进英语学习质量的提高。
本文结合教育式人工智能与英语学习机制的内含，探讨人工智能技术对英语学习的促进作用，在此基础上提出人工智能技术赋能英语学习创新的路径。构建人工智能英语学习平台，有助于促进英语知识的吸收与应用，推进英语学习质量提高，培育一专多能的优秀人才。
教育式人工智能与英语学习机制的内含
教育式人工智能。人工智能在教育领域的应用取得了巨大进展，智能数据共享功能能够将最先进的教学资源分享到平台账户。教育式人工智能主要指的是通过人工智能技术的有效应用，在课外进行知识学习，从而合理利用碎片化时间，丰富了知识储备。在英语学习过程中借助人工智能平台的应用优势，对学习目的、学习过程、学习方法进行精准定位，检测英语学习效果，让学习者能够更快地掌握英语词汇、句子的应用语境，并创造一个良好的实践交流场景，做到学以致用。此外，人工智能技术能够结合学习者的个性化发展需求，制定出适合学习者的英语学习方案。
英语学习机制。英语学习机制通常指的是学习者综合应用多种学习方法，利用闲暇时间掌握复杂的英语知识内容，实现知识内化，丰富个人的英语交流经验，并在此基础上调节内心的情感状态，更好地适应复杂多变的英语交流环境。人工智能技术改变传统的英语学习方式后，可根据学习者的年龄特点、工作生活环境制定出科学合理的英语学习方案。人工智能技术可将日常生活用语作为学习内容，与传统课堂教学相比，更能够符合英语实践性的需求。人工智能提供多样化个性化的英语学习方案，能够针对学习者的学习习惯提供教学，针对弱项精准地进行讲解和示范。
人工智能技术对英语学习的促进作用
详细记录教学内容--促进自主学习。构建人工智能英语学习平台，实现对英语教学信息的全面收集与管理，通过教学内容、课堂流程记录，为后续的自主学习提供有力支撑。人工智能技术所建立的庞大教学数据库，能够让学习者在自主学习的过程中，结合个人的学习需求制定出个性化的学习方案，从数据库中查找适合自己的课堂英语教学内容。智能化英语教学平台的构建，能够随时随地进行课堂教学内容复习，将教师与学生的课堂互动详细的记录下来，生成自动化数据进行储存。
在英语自主学习的过程中，可以利用云计算技术、语音识别技术等人工智能技术，深度分析英语交流行为和教学过程中重点提及的英语词汇，通过随堂检测分析自身的英语水平，在反复多次的英语练习中认识到自身的不足之处，及时调整英语学习思路。参考庞大的数据分析结果，制定出科学的学习计划，干预自身的学习行为。通过人工智能技术的有效应用，可助力于学习者和教学工作者的分析研判，为后续的英语学习提供数据和案例支撑。
智能化口语评测--促进学习反思。当代中国是开放的中国，国际间的交流越来越频繁，无论是已经进入社会岗位的就职人员，还是正处于知识积累的学生，都需要具备良好的英语交际能力。
多年来，英语评测主要测量学习者的英语基础知识和读写能力，而对学习者的英语听说能力缺乏有效测评。
人工智能技术的有效应用改变了传统以闭卷考试为主的英语测评方式，可随时随地了解学习者的英语交际能力。人工智能能够自主分析学习者的英语发音和英语对话时所采用的语调。在智能化英语测试过程中，由系统生成一组图画，考生用英语描述所看到的画面信息，可对学习者的英语应用能力进行综合考察。人工智能英语学习平台可根据学习者的实际表现给予客观评价，有效降低传统人工评分方式中主观因素的影响。
智能拆分知识点--促进知识积累。在传统英语学习过程中，学习者往往采用题海战术，通过大量词汇的背诵和题目的解析，提高个人的英语水平和应试能力。人工智能英语学习平台的建立，能够突破传统英语学习方式和内容的限制，对学习内容、学习能力和学习方法进行细化拆分，注重知识点之间的关联概率，并根据学习内容、学习风格，筛选出适合学习者的学习重点和难点。知识点拆分越细，对每一个学生的诊断才能更精准，学生真正可以做到哪里不会学哪里，教育者的教学才能更有效。人工智能英语学习平台的建立，还可以监测英语学习盲点，降低学习内容的重复率，提高学习效率。
人工智能技术创新英语学习方法
语音识别辅助听、说练习。语言是人与人之间进行信息交流的重要手段，在自主学习过程中运用人工智能语音识别技术进行英语听说练习，通过人工智能技术实现语言交互，通过机器翻译功能，强化对英语语言的理解。人工智能英语学习平台的响应速度较快，机器在听取学习者的英语表述后给予恰当的反馈，可以模拟真实交互场景，例如，在英语听力训练过程中，需要区分相同、相似发音词语，back[bæk]--bike[baik]、and[ænd]--end[end]、sick[sik]--seek[si:k]等，人工智能技术可以使识别过程趣味化、可视化。其次，要了解跨文化中交际双方的交际意图和交际方式，可通过人工智能技术的应用，反复多次的进行英语跟读、对话练习。人工智能可根据学习者当前的英语水平提供针对性的训练，助力于学习者快速高效了解交际意图和文本内容。
交流氛围营造助力英语对话学习。英语学习的核心是能够熟练地运用语言词汇进行英语交际，因此，人工智能技术的有效应用，需要为学习者创造一个可以自主交流的学习工具，注重学习者英语交际能力的培养。英语学习是一个熟能生巧的过程，要营造科学的英语交流氛围，激发学习者的对话兴趣，为学习者提供一个英语对话场景，并要求学习者反复进行模拟训练，直到学习者能够熟练地运用对话内容和交际策略，达到自主交流的目的。
教育式人工智能具有一定的行动能力，能够随时陪伴在英语学习者的身旁。如名师机器人助教与英语学习者展开英语对话，保持互动，从而达到寓教于乐的效果。人工智能技术不仅能够替代传统的人与人交流，还能够在教育事业中发挥智能优势，例如，科大讯飞公司推出了一款智能陪伴机器人，能够针对当前学习者的英语学习内容，主动进行学习引导，与学习者展开交流互动。在人与机器对话的过程中，辅导机器人通过观察学习者的表现，及时的给予英语词汇提示，辅助学习者完成基本的英语对话。人机互动能够提供更加全面的口语练习机会，在进行中国传统节日学习时，优先向学习者提供常用的英语交流内容：SpringFestivalisonJanuary（春节在一月），并衍生出中秋在八月、清明在四月等。由PeopleeatmooncakesinMid-AutumnFestival（人们在中秋节吃月饼），衍生出PeopleeatricedumplingsatDragonBoatFestival（人们在端午节吃粽子）等，并围绕相关主题展开交流互动，提高了学习者口语交际能力。
英语阅读丰富英语词汇学习。通过提供丰富多彩的阅读内容激发学习兴趣，如人工智能具有的虚拟陪伴功能，可将采集到的海量阅读内容精选推送给学习者，并以英语阅读材料为基础布置学习任务，学以致用，激发英语学习者的内在动力。人工智能英语学习平台具有许多游戏功能，如词汇闯关、场景互换等，都可以作为阅读练习的辅助工具。通过闯关升级，阅读内容逐渐扩充，阅读难度层层提升，增加了学习的趣味性和挑战性。通过人工智能技术的应用，创建了虚拟的学习环境，获得沉浸式的学习体验，如设计学习者喜欢的虚拟形象，并围绕阅读内容与学习者展开交流互动，在阅读过程中根据图片信息、视频信息进行英语文章创作。例，虚拟故事人物说Ienjoyedthefoodverymuch.（我很喜欢这里的食物），suchas…,在阅读过程中学习者可掌握与食物相关的英语词汇，然后学习者进行自主回复Don’teattoomuchjunkfood.（别吃太多垃圾食品）。
英语写作培育语言组织能力。英语学习中阅读与写作相辅相成，结合阅读时所涉及到的知识内容进行文章创作，可达到事半功倍的效果。人工智能技术的有效应用，随时随地分析当前学习者的英语知识掌握情况，制定出个性化的写作任务。引导学习者结合文章的上下文信息，确定写作主题，培养学习者良好的英语写作习惯，并在智能平台发布创作的英语文章，与其他英语爱好者展开交流探讨。例如，LastSpringFestival,LiwasinCanada.（去年春节，李去了加拿大）Itwassnowy。Liwentskating.（下雪了，李去滑冰了）。围绕这一阅读内容，人工智能技术推送下雪时的常用英语词汇和表述，制定相应写作任务。之后，学生通过在线主题句填空，补全例子，段落翻译、段落临摹、段落总结等方式进行英语写作，并对完成后的作品进行智能评阅，在线交流讨论等。
人工智能技术赋能英语学习，改变了传统的英语学习方式和过程，打破学习时间和空间的限制，学习者可以利用碎片化时间，接触前沿信息，掌握实用技能。通过人工智能技术的有效应用，促进学习者深度学习、个性化学习，促进英语教育教学有效化、精准化发展。人工智能具有的丰富的网络教学资源，也可在学习者遇到困难时，利用多维视角向学习者提供实践论证依据，全面提高学习者的自主分析能力和实践探究能力。人工智能技术赋能英语学习，改变了学习生态，为英语教学带来了诸多机遇和挑战，教育者要因势利导，主动作为，推动人工智能技术和英语教学的有效融合。
（刘娟内蒙古财经大学外国语学院）