Цифровой инструмент для обучения иностранным языкам на основе педагогической гибкости и нейрокогнитивных принципов

Аlexander D. Аfanasiev, Doctor of Science (in Physics and Mathematics), Professor, Professor of the Institute of Information Technologies and Data Analysis 1; ;

Zhanna S. Аfanasieva, Candidate of Science (in Pedagogy), Associate-Professor of Baikal Institute of BRICS 1; ;

Оleg L. Podlinyaev, Doctor of Science (in Pedagogy), Professor, Professor at the chair of Pedagogy of Pedagogical Institute 2; ;

Актуальность, значимость и сущность проблемы. Цифровизация общества требует трансформации образовательного процесса. Прежде всего следует учитывать, что представители цифрового поколения быстро ищут информацию в интернете, для них уже не существует ответа «Я не знаю», вместо этого они следуют стратегии «Спроси Google, ChatGPT, Qwen» и т. п. Это определяет необходимость перехода от традиционной передачи знаний к развитию критического мышления, навыков фильтрации информации, умения учиться самостоятельно. Преподаватель в современных условиях — это уже не источник знаний, а, скорее, наставник и модератор образовательной деятельности. Концепции непрерывного образования в цифровом обществе сдвигают акценты с доминирующей деятельности педагога на активную работу обучающихся. Реализовать это позволяет использование педагогического потенциала цифровой среды как фактора, способствующего внедрению в образовательный процесс новых эффективных педагогических практик организации учебной деятельности, которые ранее были недоступны в традиционном обучении. При этом изменяются роль и возможности личности обучающегося как субъекта деятельности. Перед преподавателем стоит задача, прежде всего, превратить инструменты цифровой среды в помощников в процессе обучения современного студенчества. Применение цифровых технологий в образовательном процессе позволяет реализовать персонализацию и гибкость обучения — адаптировать содержание учебного материала, темп и формат обучения под индивидуальные особенности обучающегося. Педагогическому сообществу требуются новые методики и технологии обучения, реализуемые в цифровой среде, при этом дидактических материалов, разработанных на основе современных цифровых образовательных технологий, недостаточно.

Цель — разработка теоретико-методологической модели и практических инструментов обучения иностранным языкам на основе педагогического потенциала цифровой образовательной среды и технологий искусственного интеллекта (далее — ИИ), направленных на повышение эффективности образовательного процесса. Для реализации данной цели поставлены следующие задачи:

• 1.    Выявить особенности педагогического потенциала цифровой среды как ресурса при обучении иностранным языкам.

• 2.    Разработать программный продукт «Лингво-Коуч» как цифровой инструмент для изучения и тренировки произношения иностранных слов и языковых конструкций на китайском, английском, русском языках.

• 3.    Оценить влияние разработанного программного продукта «ЛингвоКоуч» (далее — программа «ЛингвоКоуч») на качество языковой подготовки обучающихся.

Теоретические предпосылки и степень изученности проблемы. Существует недостаточность эффективных цифровых инструментов при изучении иностранных языков, особенно для тренировки произношения, которые могут быть гибко использованы преподавателем в учебном процессе [1–6]. Практически все современные коммерческие продукты, такие как Duolingo, Lingodeer, HelloChinese и др., не позволяют преподавателю адаптировать учебный материал под уровень обучающихся, т. е. фактически они исключают должное (эффективное) взаимоотношение между преподавателем и обучающимися. Однако «образование не может быть успешным, если используются готовые материалы, разработанные вне образовательного пространства и без учета взаимоотношений между преподавателем и учащимся», как отмечается в докладе международной комиссии по перспективам образования ЮНЕСКО 1.

К типичным трудностям, с которыми сталкиваются обучающиеся при изучении иностранного языка, относятся следующие:

• —    на фонетическом уровне — проблема в правильной постановке ударения в слове и освоения артикуляции при произношении соответствующих звуков;

• —    на лексическом уровне — проблема запоминания большого массива слов и их сочетаний: в современных приложениях недостаточно визуальных образов, которые способствуют эффективному запоминанию слов и выражений;

• —    на морфологическом уровне — грамматические категории, которые отсутствуют в родном языке, такие как род, число, падеж и др.;

• —    на синтаксическом уровне — фундаментальное различие в структуре предложений в разных языках: перенос привычного порядка слов в родном языке на формулировки предложений на иностранном языке что приводит к использованию «кальки» с родного языка, что не всегда уместно; наличие или отсутствие артиклей и др.

В большинстве исследований отмечается, что использование педагогического потенциала цифровых и информационно-коммуникационных технологий в образовании повышает эффективность образовательного процесса, делает его более гибким, адаптивным, насыщенным, усиливает образовательную активность всех субъектов образовательного процесса. Однако в аналитической записке Института ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании говорится, что цифровые технологии не могут заменить педагога, именно он становится «наиболее важным фактором раскрытия потенциала технологий для совершенствования учебно-методической деятельности» ² . При этом любой элемент цифровой среды может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на человека или оставаться нейтральным.

Таким образом, особенности цифровой среды позволяют рассматривать ее как потенциальный ресурс для обучения иностранным языкам.

Материалы, результаты и обсуждение

Функциональные возможности программы «ЛингвоКоуч». Разработанная авторами данной статьи программа «ЛингвоКоуч» зарегистрирована как программа для ЭВМ в реестре программ Российской Федерации в 2025 г. ³

Программа «ЛингвоКоуч» является цифровым инструментом для изучения и тренировки произношения иностранных слов и языковых конструкций (китайского, английского, русского языков).

Набор языков легко меняется. Функциональные возможности программы «ЛингвоКоуч» заключаются в организации циклической аудиотренировки с записью и сравнением произношения пользователя с эталонным звучанием по специальной методике, что способствует быстрому запоминанию и улучшению навыков произношения. Программа отличается оригинальной HTML-визуализацией: таблицей с переводами, интерактивными плеерами и индикаторами записи и паузы (рис. 1–3, с. 209–210).

Сравнительный анализ программы «Лингво-Коуч». Выполнен сравнительный анализ программы «ЛингвоКоуч» с популярными сейчас на рынке приложениями для изучения иностранных языков, таких как Duolingo, Lingodeer, HelloChinese. Критериями для сравнения разработанной нами программы с указанными приложениями послужили выявленные типичные трудности при изучении иностранных языков, использование потенциала цифровой среды и технологий ИИ (табл.).

В таблице представлено сравнение выбранных приложений: Duolingo, Lingodeer, HelloChinese и программы «ЛингвоКоуч» по определенным критериям.

• 1.    Гибкость и адаптивность под учебный план преподавателя. Данный критерий подразумевает возможность интеграции учебных материалов, встроенных в приложение, в существующие учебные программы в соответствии с их дидактическими целями; оценивает степень свободы преподавателя в формировании содержания учебных материалов,

• 2.    Преемственность и логика тематического изложения учебного материала. Данный критерий направлен на оценку преемственности между темами для долгосрочного запоминания и речевой автоматизации, использование пересекающейся лексики, ключевых конструкций в новом контексте и др.

• 3.    Проверка произношения и аудиовизуальная тренировка. Данный критерий направлен на сравнение инструментов (в том числе на основе ИИ) для развития фонетических навыков (в частности, наличие эталонного произношения, возможность записать собственную речь и последующее сравнение с эталоном, многоразовое прослушивание, обратная связь и др.).

• 4.    Технологическая архитектура (объем, плат-форменность, автономность). Критерий направлен на сравнение технических требований: необходимость интернета, установки приложения, совместимость с другими устройствами, объем данных, возможность офлайн-использования и др.

• 5.    Научная основа (нейрокогнитивные принципы обучения). Критерий направлен на анализ подходов, основанных на данных когнитивистики (когнитивной науки), таких как интервальное повторение, эффект паузы, когнитивная нагрузка, внимание, утомляемость и др.

• 6.    Поддержка мультиязычности. Критерий направлен на оценку возможности отображать перевод на нескольких языках.

Таблица. Сравнение приложений Duolingo, Lingodeer, HelloChinese и программы «ЛингвоКоуч» ( Table. Сomparison of applications Duolingo, Lingodeer, HelloChinese and “LinguoCoach” programme)

Критерии Duolingo Lingodeer HelloChinese ЛингвоКоуч 1. Гибкость и адаптивность под учебный план преподавателя Жестко фиксированное линейное продвижение по темам. Нет возможности адаптировать курс под учебник или методику Тематические уроки (еда, транспорт и т. д.), встроенные в курс китайского / японского / корейского. Частично можно пропускать уроки, но нельзя вставлять свой материал Игровая структура, ориентированная на HSK-уровни. Только в рамках предустановленных модулей Свободная структура: преподаватель сам определяет содержание урока через Excel-таблицы с их конвертацией в HTML-страницу. Полная гибкость: преподаватель вводит любые слова/фразы, настраивает порядок, язык перевода, если он нужен 2. Преемственность и логика тематического изложения учебного материала Высокая внутрикурсовая преемственность, но есть разрывы при переключении между языками или уровнями Темы логичны, но ограничены заданным набором; нет возможности вставить «мостик» между темами Хорошая прогрессия от HSK 1 к HSK 2, но жесткая привязка к экзаменационной системе, что ограничивает педагогическую гибкость Полная преемственность по замыслу преподавателя: можно создавать плавные переходы, повторять ключевые слова, вводить межъязыковые аналогии 3. Проверка произношения и аудиовизуальная тренировка Есть упражнения на тренировку произношения с визуальным индикатором, но не обеспечивается циклическая аудиотренировка с самозаписью Есть упражнения на тренировку произношения, но без детального анализа; не обеспечивается циклическая аудиотренировка с самозаписью Есть упражнения на тренировку произношения с визуальным индикатором (только для китайского языка), но не обеспечивается циклическая аудиотренировка с самозаписью Циклическая аудиотренировка с самозаписью и сравнением с эталоном, на этом этапе развития проекта нет визуальных индикаторов для детального анализа произношения 4. Технологическая архитектура (объем, платформенность, автономность) Требует установки, онлайн-зависимость, большой объем Мобильное приложение, частично офлайн, но нельзя экспортировать контент Только мобильное приложение, привязка к аккаунту HTML + аудиофайлы, <1 МБ, без установки, работает в любом браузере, легко рассылается через мессенджеры/USB 5. Научная основа (нейрокогнитивные принципы обучения) Использует метод интервального повторения (spaced repetition), но без учета нейробиологических пауз Игровая мотивация, но нет интервалов отдыха Адаптивность на основе ошибок, но без научно обоснованных перерывов Циклы активного обучения, паузы от 10 сек. (зависят от длины предложения), базируется на основе современных нейрокогнитивных исследований 6. Поддержка мультиязычности Поддержка множества языков, без мультиязычного перевода в уроке Ориентирован на азиатские языки, без мультиязычного перевода в уроке Только китайский и английский, без мультиязычного перевода в уроке Трехъязычный формат (китайский, английский, русский), преподаватель контролирует весь контент таких как новая лексика, изменение порядка изучения тем и др.

Основное преимущество представленных приложений — это визуальная поддержка анализа произношения, они предлагают универсальные решения, ориентированные на массового пользователя, но являются закрытыми для адаптации к учебному процессу. В некоторых из них реализована адаптивность на основе сделанных ошибок, но без научно обоснованной тренировки.

Итак, разработка программы «ЛингвоКоуч» не дублирует существующие решения, а заполняет значимый нишевый пробел на стыке цифровой автономности, адаптивности к целям образовательного процесса и подхода к обучению на основе нейрокогнитивных принципов, что обеспечивает ее востребованность в современных образовательных условиях.

Программа «ЛингвоКоуч» предназначена для изучения обучающимися новых иностранных слов или фраз на иностранном языке. Она позволяет совершенствовать произношение слов на китайском, русском и английском языках. Это достигается методом последовательного циклического повторения иностранных слов обучающимся с одновременной записью их звучания для последующего сравнения с эталонным звучанием слов и соответствующей самостоятельной коррекцией произношения.

Такая тренировка способствует быстрому заучиванию слов, поскольку позволяет обучающемуся многократно сравнивать свое произношение с эталонным, совершенствуя свои навыки. В программе используется удобная уникальная визуальная композиция в виде таблицы изучаемых слов, их перевода, интерактивных аудиоплееров, визуальных и звуковых индикаторов записи и пауз релаксации. Фактически обучающийся получает лингвистический кабинет в мобильном устройстве или на компьютере. «ЛингвоКоуч» позволяет оптимально дозировать объем изучаемой информации, чередуя его с перерывами в 10 сек., которые, согласно исследованиям 2021 г. [7], абсолютно необходимы для эффективного запоминания.

Преподаватель вписывает в Excel-таблицу иероглифы и пиньинь изучаемых слов (или фраз) на китайском языке, самостоятельно выбирает их перевод на английский и русский языки. Программа генерирует звуковые файлы, используя компьютерный TTS (с англ. text to speech — текст в речь) синтез речи с произношением этих слов, создает звуковой файл для тренировки произношения и формирует HTML-таблицу. По сути HTML-таблица является инновационным многоязычным интерфейсом данной программы. HTML-интерфейс вместе со звуковыми файлами имеет небольшой объем, не требует инсталляции и легко открывается в браузерах других компьютеров и на любом телефоне с операционной системой Android.

Программа «ЛингвоКоуч» может служить помощником преподавателю во время учебного занятия, так как позволяет гибко подстроиться под любые учебные планы преподавателя и не задает жесткую структуру. Программа также идеально подходит для самостоятельной работы обучающихся, например при выполнении домашнего задания. Легкий HTML-файл (обычно для пары десятков слов объем менее 1 Mb) может передаваться с помощью любого мессенджера или на USB-носителе.

В разработанной нами программе «ЛингвоКоуч» предлагается использовать такие особенности цифровой среды, как:

• —    изменение формата и структуры представления учебного материала;

• —    автоматизация самоконтроля результатов обучения;

• —    доступность программного продукта в сети Интернет с любого браузера и др.

Использование указанных особенностей цифровой среды позволяет:

• —    реализовать педагогический потенциал цифровой среды, основанный на другой природе информационных и коммуникационных процессов, ориентированный на потребности и запросы обучающихся;

• —    перенести акцент с центральной деятельности педагога на продуктивную учебную деятельность

обучающихся, обеспечивающую их субъектную позицию, а значит, активное и сознательное включение в учебный процесс;

• —    поэтапно формировать значимые компетенции обучающихся, планировать персонализацию образовательного процесса, адаптивность обучения и др.

Вышеперечисленные особенности цифровой среды способствуют реализации дидактических функций средств цифровой среды, таких как мотивационная; информативная; управление процессом обучения, в том числе его индивидуализация, и др.

Таким образом, теоретико-методологическая модель обучения иностранным языкам на основе педагогического потенциала цифровой образовательной среды и технологий ИИ связывает когнитивную науку, дидактику и цифровые технологии в единую систему, ее основными компонентами являются:

• —    теоретико-методологическая основа, базирующаяся на нейрокогнитивных (интервальное повторение, эффект паузы, когнитивная нагрузка, внимание, утомляемость и др.) и методологических принципах: активная роль преподавателя, преподаватель как субъект проектирования учебного материала — методист и наставник, а не пассивный пользователь программы; самостоятельность и рефлексивность обучающегося, реализуемые через циклическое повторение с самоконтролем; персонализация и адаптивность образовательной траектории и др.;

• — функциональная архитектура программы,

основанная на принципах минимализма и автономности (легкие HTML-файлы, офлайн-доступ и др.).

Применение программы «ЛингвоКоуч» в образовательной практике. Обучающиеся, не владеющие терминологией по специальности на английском языке, показали высокую эффективность применения данной программы для изучения специальных терминов на английском языке. Программа успешно применялась на учебных курсах «Вычислительная математика» в Шендунском университете Авионики (2025 г., SDUA, г. Бинчжоу, Китай), «Механические принципы» в Шеньяском химико-технологическом университете (2025 г., SYUCT, г. Шеньян, Китай) и «Теоретические основы ИИ» (2025 г., Иркутский научно-исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия). Студентам предлагались основные термины, относящиеся к конкретной изучаемой теме, на трех языках — русском, английском, китайском, которые позволяли сделать акцент на правильном произношении термина и его узнавании в процессе прохождения соответствующей темы. На рисунке 1 представлен пример интерфейса HTML-файла для изучения терминов в рамках изучаемой дисциплины.

Режим тренировки (Recording) отражается в верхней части. В столбцах представлены термины на соответствующих языках (их заранее готовит преподаватель, произношение озвучивается автоматически данной программой). Последняя колонка служит для тренировки произношения: обучающийся нажимает на кнопку проигрывателя, после озвучивания термина на родном языке начинается тренировочный цикл. Вначале звучит эталонное произношение термина на английском языке, после звукового сигнала начинается запись, и учащийся проговаривает термин вслух, затем он слышит свое произношение и снова эталонное звучание термина. Обучающийся должен многократно повторить термин, стараясь приблизиться к эталонному звучанию. После окончания тренировки включается звуковой сигнал и наступает режим паузы в 10 сек., который, как уже было указано выше, способствует более эффективному запоминанию. Это режим Relaxation, его

ЛингвоКоуч LingvoCoach Л§ШЖ

Stop Recording ^Recording...

Chinese	Pinyin	Russian	English	Practice
^	tiaokuan ► 0:00 / 0:00 —   И») :	Термины ► 0:01/0:01 — Mb :	Terms ► 0:01/0:01 — Mb :	► 0:03/0:03 —    45 :
Й81	WulTliang ► 0:00/0:00 — Mb :	Физическая величина ► 0:02/0:02 — Mb :	Physical quantity ► 0:01/0:01 — Mb :	► 0:00/0:05 — 45 :
ЙЙЙЙЖ®	WulTliang de weidu ► 0:01/0:01 — Mb :	Размерность физической величины ► 0:02/0:02 —   45 :	Dimension ► 0:01/0:01 —    45 •	► 0:00/0:05 —   45  ■
ЙЙ.ЙЙ	Sudu, sudu ► 0:01/0:01 — Mt) :	Скорость ► 0:01/0:01 — 45 •	Velocity ► 0:01/0:01 — 45 :	► 0:00/0:05 —    45  :
ЙМ®	Jiasudu ► 0:00 / 0:00 — Mb :	Ускорение ► 0:01/0:01 — Mb :	Acceleration ► 0:01/0:01 — Mb :	► 0:00/0:04 —   45 :
®йй	Yanshengwu ► 0:00/0:00 — Mb :	Производная ► 0:01/0:01 —  ^  •	The derivative ► 0:01/0:01 —   43 :	► 0:00/0:04 —   45 :
Ml el	Shijian ► 0:00 / 0:00 —-   Mb :	Время ► 0:00/0:00 —   45 •	Time ► 0:00/0:00 —   45 :	► 0:00/0:03 —   45 :

Рис. 1. Пример интерфейса HTML-файла для изучения терминов (включен режим тренировки Recording, горит красный индикатор) ( Fig. 1. Example of HTML file interface for studying terms (Recording training mode is on, red indicator is on))

ЛингвоКоуч LingvoCoach ЙйЖ5

		Start Recording | Stop Recording ф Relaxation...
Chinese	Pinyin	Russian	English	Practice
fta	tiaokuan / Л-ЛЛ _______________ J	Термины ^ л-лл / n-ni                    4A :	Terms ^ П-ЛП / Л-ГИ —---------->   ^   5	► 0:03 / 0:03 ----------- 45 :
йа«	WulHiang	Физическая величина ► 0*00 / 0*02 ^^^^^^^">   4j)   *	Physical quantity ► 0'00 / 0*01 ^^^^^^^"*   4 i)   ■	► 0:00 / 0:05 ----------- 4j) ;
йажювя	WulHiang de weidu	Размерность физической величины ► 0*00 / 0'02 '^^^^^^^^   4j)   *	Dimension ► 0'00 / 0*01 ^^^=^^^=- ч>) *	► 0:00 / 0:05 ^^—  4») :
ЙЁЙЙ	Siidu, sudu	Скорость ^ л-лл / n-ni                  ^ :	Velocity |Ь Л-ЛП / Л-Л1 —-----------.   ^   !	► 0:00 / 0:05 ----------- 4?) :
йп®	Jiasiidu	Ускорение ► 0*00 / 0'01 ■^^^^^^^^   4!)   *	Acceleration	► 0:00/0:04 ----------- 4’) ;
			► 0'00 / 0*01 ^^^^^^^^" 4?) *
ИЙ	Yansheng wu	Производная ► 0*00 / 0'01 ^^^^^^^^"    4*)   *	The derivative ► 0'00 / 0*01 ^^^^^^^“’   4 i)   *	► 0:00/0:04 ^^—  4j) :
ига	Shijian	Время ^ л-лл / л-лл                 ^^ :	Time ^ n on / л-лл —----------   4>) ;	► 0:00 / 0:03 ----------- 4j) :
	► 0:00 / 0:00 ^^^^^^^^   4[) •

Рис. 2. Пример интерфейса HTML-файла для изучения терминов (включен режим Relaxation, горит зеленый индикатор) ( Fig. 2. Example of HTML file interface for studying terms (Relaxation mode is on, green indicator is on))

название высвечивается зеленым цветом в заголовке программы (рис. 2).

Пауза завершается звуковым сигналом. Далее обучающийся переходит к следующему слову. Для удобства каждый проигрыватель позволяет регулировать скорость воспроизведения (рис. 3).

В ходе практического применения программы «ЛингвоКоуч» было выявлено ее дополнительное преимущество: обучающиеся с большим интересом проходят тренировки, так как мгновенно видят результат и испытывают положительные эмоции, что оказывает стимулирующее влияние на вовлечение их в самообразование. Мы отмечаем вклад программы «ЛингвоКоуч» в индивидуализацию обучения, цифровую трансформацию учебного процесса и др.

Для оценки эффективности программы «Лингво-Коуч» был проведен педагогический эксперимент с участием двух групп студентов 1-го курса (n=110) Шендунского университета Авионики (2026 г., SDUA, г. Бинчжоу, Китай), изучающих учебный курс “College Physics”. Обе группы в течение 12 занятий изучали 60 профессиональных терминов (по 5 терминов за одно занятие) в условиях одинаковой учебной нагрузки. Экспериментальная группа (ЭГ, n=55) использовала программу «ЛингвоКоуч» для отработки терминов на занятии и в качестве домашнего задания. Контрольная группа (КГ, n=55) изучала тот же материал традиционными методами: списки терминов, повторение за преподавателем, заучивание слов в качестве домашнего задания. Оценка эффективности проводилась с помощью тестирования до начала эксперимента — входной контроль и после выделенного периода для изучения терминов (12 занятий) — выходной контроль.

В качестве критериев оценки были выбраны:

— узнавание термина — рецептивный навык (термин написан или произносится на английском — студент называет термин на китайском);

— воспроизведение термина — продуктивный лексический навык (термин написан или произносится на китайском — студент называет термин на английском);

— корректность произношения — продуктивный фонетический навык (студент произносит английский термин, оценка производится на основе сравнения с эталоном).

Статистическая значимость различий оценивалась с помощью t-критерия Стьюдента.

Таким образом, результаты педагогического эксперимента подтвердили значимость и эффективность разработанной программы «ЛингвоКоуч» при освоении профессиональной терминологии в учебном процессе.

Выводы

• 1.    Интеграция программы «ЛингвоКоуч» в учебный процесс достоверно повышает эффективность усвоения профессиональной терминологии студентами (при p<0,05).

• 2.    Использование программы «ЛингвоКоуч» способствует повышению вовлеченности обучающихся в учебный процесс, снижает эмоциональные барьеры при общении на иностранном языке, тем самым стимулируя внутреннюю мотивацию к самообразованию, что обосновывает целесообразность интеграции подобных цифровых инструментов в учебные курсы технической направленности в китайских и российских вузах.

  ЛингвоКоуч LingvoCoach SsK®

  

  Рис. 3. Пример интерфейса HTML-файла — регулировка скорости проигрывателя ( Fig. 3. Example of HTML file interface — player speed regulation)

  
  

Область применения и перспективы. Программа является перспективной для изучения морфологии, лексики и синтаксиса языка, а также для масштабирования и интеграции разработанного нами программного продукта «ЛингвоКоуч» в образовательные программы. В перспективе рассматриваем расширение функциональных возможностей программы «ЛингвоКоуч»: измерение индивидуальных особенностей памяти обучающихся и расчет на этой основе оптимального времени для повторения изученного, автоматическое напоминание о времени повторения, автоматическая проверка произношения и др. Мы видим, что при целенаправленном использовании технологий ИИ в образовании открываются новые возможности для педагогических практик, которые ранее были недоступны в традиционном обучении.