Формирование профессиональной коммуникативной личности инженера в контексте практико-ориентированного подхода на основе технологий искусственного интеллекта

П остановка проблемы. Инженерная профессия, как одна из ключевых в развитии технологий и инфраструктуры в различных областях, требует от своих представителей не только глубоких технических знаний, но и развитых личностных качеств. В условиях глобализации и стремительного научно-технического прогресса профессионально-личностные

качества инженера становятся важнейшим фактором, определяющим его успешность и конкурентоспособность на рынке труда.

Анализ психолого-педагогической литературы позволил определить практико-ориентированный подход в контексте инженерного образования как основу готовности к профессиональному общению в процессе решения производственно-ситуационных задач с потенциальными индустриальными партнерами и работодателями [Kolga, Onisiforova, 2021], участие которых в профессиональном образовании регламентируется нормативной правовой базой ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.20121. В данном Законе работодатели получили официальный статус участников образовательных отношений (гл. 1 ст. 2, гл. 2 ст. 10 Закона) в качестве равноправных партнеров и полномочие оценивать результаты обучения в рамках промежуточной и итоговой аттестации.

Имитирование и моделирование профессионального взаимодействия в рамках обучения иностранному языку способствует формированию профессиональной коммуникативной личности инженера – как интегративного, динамического качества личности, включающего в себя личностные характеристики и профессиональные компетенции субъекта профессиональной деятельности, способствующие выработке стандартных и инновационных подходов при решении производственных задач в условиях конструктивного межкультурного диалога с потенциальным работодателем в процессе будущей профессиональной деятельности [Воног, 2023]. В научных работах обосновывается интеграция таких профессиональноличностных характеристик, как: осознание ценностно-смыслового отношения к осваиваемой деятельности и ее ключевым задачам [Zander, Heidig, 2020], знание системы языка и профессионального лексикона с учетом принадлежности будущего инженера к отдельной профессиональной группе [Серова и др., 2022], умение осуществлять профессиональное общение в соответствии с потребностями коммуникативной ситуации и целями профессиональной деятельности [Лазуренко и др., 2007].

Выработке данных характеристик в контексте формирования профессиональной коммуникативной личности инженера способствует по-ликультурная образовательная среда вуза, взаимодействие в которой осуществляется между представителями разных культур [Ильина, Гэдэ, 2024] на языке глобальной коммуникации – английском языке [Седых2, 2019]. Кроме того, практико-ориентированный подход через моделирование и решение производственно-ситуационных задач студентами, обучающимися по программам инженерной подготовки, реализуется благодаря чтению источников научно-технической литературы на русском и иностранном языках. Трудоемкий процесс поиска, обзора и реферирования научных статей российских и зарубежных ученых по теме производственных задач реализуется студентами с помощью технологий искусственного интеллекта (далее – ИИ), что позволяет упразднить рутинные работы как по изучению иностранного языка, так и обучению иностранному языку [Nagy, 2021].

Цель статьи - выявить и обосновать использование технологий ИИ, раскрыть их функционал при решении учебно-познавательных и научно-исследовательских задач в процессе формирования профессиональной коммуникативной личности инженера, а также определить перспективы их применения в процессе обучения иностранному языку.

Методологию исследования составляют работы, посвященные характеристикам технологий искусственного интеллекта при решении учебно-познавательных и научно-исследовательских задач в процессе формирования профессиональной коммуникативной личности инженера в рамках практико-ориентированного подхода.

Искусственным интеллектом являются современные технологии, которые собирают и анализируют большие данные в области речевого поведения человека, помогают выстраивать индивидуальную траекторию обучения иностранному языку, они также способны имитировать иноязычную речемыслительную деятельность человека [Сысоев, 2023].

Обзор научной литературы, проведенный на основе анализа работ [Котлярова, 2022; Сысоев и др., 2024; Титова, 2024; Харламенко, Воног, 2024; Hwang, Chang, 2021] позволяет выделить следующие технологии ИИ и рутинные задачи, с которыми они успешно справляются в процессе формирования профессиональной коммуникативной личности инженера.

Во-первых, для поиска, анализа и обзора литературы, а также написания научных статей используются Elicit и SciSpace. Они могут автоматически собирать и анализировать научноисследовательские работы, помогая студентам, обучающимся по программам инженерных направлений, находить актуальные источники и информацию по теме. Во-вторых, при обработке естественного языка OpenAI GPT и Quillbot используются в написании и редактировании научных статей, а также в автоматическом создании аннотаций, резюме, диалогов, связанных с пониманием и генерацией естественного языка. В-третьих, для визуализации данных научных исследований применяется AiGPTbot, который создает интерактивную визуализацию сложных данных, графики и дашборды (интерактивные аналитические панели, на которых отображаются ключевые метрики в понятной упорядоченной форме), облегчая их интерпретацию и представление результатов.

Кроме того, для автоматического оформления библиографии используются BibMe, Zotero и CiteThisForMe. Данные онлайн-генераторы библиографий поддерживают различные стили, включая возможность выбора формата ГОСТ. Кроме того, Zotero является многофункциональным менеджером ссылок, который не только помогает организовывать библиографию, но и может проверять корректность ссылок и формата.

Особое внимание в работах ученых уделяется активизации самостоятельной учебно-познавательной и научно-исследовательской деятельности студентов через функции обратной связи технологий искусственного интеллекта, в том числе благодаря виртуальным помощникам и чат-ботам [Стогниева, 2024], а также отслеживанию цифрового следа для прогнозирования уровня успешности студента [Есин и др., 2023].

Таким образом технологии ИИ позволяют обрабатывать и анализировать большие объемы данных, автоматизировав множество рутинных процессов. Это освобождает время студентов, обучающихся по программам инженерной подготовки, для более креативной и аналитической работы.

Результаты исследования. Рассмотрим пример решения производственно-ситуативной задачи в контексте формирования профессиональной коммуникативной личности инженера с помощью технологий искусственного интеллекта в Сибирском федеральном университете. Задача, связанная с изучением свойств керамики для замены существующих стальных компонентов, выходящих из строя в экстремальных условиях, звучит следующим образом: Review the technical presentation on ceramic materials and compile a comprehensive list of their key properties to support material selection for our new high-temperature component line. Present your findings in a structured bullet-point format for the engineering team’s evaluation. This analysis is needed for determining ceramic suitability in replacing current steel components that are failing under extreme operating conditions.

В лице экспертов, предоставляющих оценку решения производственно-ситуационной задачи, могут выступать представители территориального градостроительного института «Граж-данпроект», строительных компаний «Омега», «Сибиряк», «СМ Сити», специализирующиеся на проектировании и строительстве жилых зданий, домов, автодорог в Красноярском крае. Процесс решения и представления доклада с последующим его обсуждением с экспертом на иностранном языке включает несколько этапов,

каждый из которых отслеживается преподавателем и студентами группы с помощью чат-ботов Curipod, ELSA Speak и QuillBot.

Так, на рис. 1 представлены типы слайдов и заданий интерактивной платформы Curipod в процессе изучения свойств керамики. Слайд-контент (Content slide) используется для представления содержания или ключевых моментов темы занятия, например теоретического материала или пояснений.

Слайд с открытым вопросом (Open question slide) содержит вопрос или задание по прочитанному материалу, на которое студенты отвечают письменно, используя мобильные телефоны. Особое значение в процессе решения производственно-ситуационной задачи на иностранном языке имеет функция AI Feedback. В Curipod она предоставляет обратную связь и индивидуальные рекомендации для каждого студента на основе заранее заданных критериев. Она оценивает точность содержания, грамматическую правильность и корректность использования терминологии в ответах студентов. Помимо этого, ИИ отмечает сильные стороны работы, одновременно указывая на возможности для улучшения, что делает обратную связь конструктивной и мотивирующей.

Платформа также может анализировать рисунки, что особенно полезно при решении производственно-ситуационной задачи, связанной с изучением свойств керамики для замены существующих стальных компонентов, выходящих из строя в экстремальных условиях, где используются чертежи, диаграммы и схемы. Этот инструмент помогает оценить, насколько корректно студенты могут описать такие материалы на английском языке с применением профессиональной терминологии, а также соблюдают ли требования к их оформлению и пояснению.

Рис. 1. Слайд-контент и слайд с открытым вопросом интерактивной платформы Curipod в процессе изучения свойств керамики

Fig. 1. A content slide content and an open-question slide of the Curipod interactive platform in the process of studying the properties of ceramics

Следующим инструментом, который используется в рамках решения производственно-ситуационной задачи, является ELSA Speak, который помогает студентам, обучающимся по программам инженерной подготовки, улучшить произношение и разговорные навыки. Одной из ключевых функций приложения является Speech Analyzer. Эта функция позволяет студентам записывать свой голос, произнося предложенные тексты, а затем оценивая правильность их произношения, интонацию и беглость.

Особое внимание уделяется терминологическим единицам. Примерами основных терминов при решении производственно-ситуационной задачи, связанной с изучением свойств керамики для замены существующих стальных компонентов, выходящих из строя в экстремальных условиях в строительной отрасли Сибири, являются: ceramics – hard – brittle – light – durable, thermal stability – high brittleness – chemical resistance – high heat resistance – low electrical conductivity. Программа использует искусственный интеллект, чтобы анализировать звучание слов и фраз, выявлять ошибки и акцент, и на основе этих данных давать индивидуальные рекомендации по улучшению.

Завершающим этапом подготовки доклада по решению производственно-ситуационной задачи является проверка грамматики с помощью инструментов QuillBot – грамматического корректора ( Grammar Checker) и перефразировщи-ка (Paraphraser).

Инструмент Grammar Checker автоматически анализирует текст на наличие грамматических и пунктуационных ошибок. Студент может использовать инструмент, чтобы проверить свой текст на соответствие правилам языка и, что важно, получить рекомендации по улучшению текста, а также понять, какие аспекты его письма требуют внимания и углубленной проработки (рис. 2).

Инструмент Paraphraser платформы QuillBot перефразирует предложения, сохраняя их смысл, но меняя форму выражения. Он использует замену синонимов, перестройку предложений и изменение формулировок. Таким образом, студент развивает несколько полезных навыков: учится преобразовывать тексты, сохраняя их смысл, но меняя структуру и слова. Это является важным навыком для написания эссе, научных работ, а также для избегания плагиата.

English (US) French Spanish German All

» Assistant

^ Г^ 16p» * Opensani

В / V

40 / 100 Writing score

View details >

in order to develop energy efficient solar water collectors (SWC). it is proposed to use method for rational intensification of beat transfer in the channels of the collectors. It is noted, that the

methods use to increase heat transfer from the wall of the collector to the water should be developed for the conditions of a low speed flows of the coolant. Under such flow regimes, the most acceptable method for intensifying heat transfer can be considered flow swirling, the use of artificial roughness, renewal of the hydrodynamic boundary layer due the creation of an alternating pressure gradient in the flow. The analysis of conducted research shows that the greatest effects of increase heat transfer occurs in range of Re numbers from 2000 to 8000. t.e., in the laminar region of currents and In the region of weakly developed turbulence. For the conditions under which heat transfer intensifiers are installed inside the pipes, an efficiency criteria was obtained, which determined the ratio of numbers of pipes with intensifiers to the numbers of smooth pipes. The calculation carried out for conditions when the heat capacity, now rate, power for pumping the coolant and the diameter of the pipes of the SWC with smooth pipe is equal to the heat of the productivity, flows, power, for pumping the coolant to the

IS grammar suggestions

use a method for • Md «л mikIc

» is noted, noted that • Rrpbcv w*h

Accept all

» methods wse used to • Keep verb femes comistent

of a-tow*speerJ low-speed flows • Рерике with

artificial roughness, and renewal • Replace with

• layer due to the • Md a preposition

diameter of the

[fJ Paraphrase

227 words ^ о e

» of increase Increased heat • Replace with

Рис. 2. Грамматический корректор платформы QuillBot в процессе решения производственно-ситуационной задачи на иностранном языке по замене существующих стальных компонентов, выходящих из строя в экстремальных условиях Fig. 2. The QuillBot platform’s English grammar corrector in the process of solving a production-situational problem on replacing existing steel components that fail under extreme conditions

Более того, QuillBot способствует развитию критического мышления через выделение ключевых идей, а также помогает организовывать и разнообразно выражать мысли при написании текстов. Эти функции не только поддерживают процесс обучения, но и развивают самостоятельность студентов, способность к самоконтролю, позволяя им эффективно работать над своими ошибками и улучшать результаты.

Заключение. Таким образом, опыт Сибирского федерального университета доказал эффективность интеграции технологий ИИ в образовательный процесс в контексте формирования профессиональной коммуникативной личности инженера в рамках решения производственно-ситуационных задач. Более того, включение экспертной оценки со стороны потенциального работодателя обеспечивает

практико-ориентированный подход, что также положительно влияет на мотивацию студента к обучению иностранному языку. Автоматизация рутинных процессов благодаря технологиям ИИ через поисково-референтное чтение научных статей, составление профессионального лексикона, автоматическое создание аннотаций, резюме, докладов, а также визуализацию данных научных исследований, освобождает время студентов, обучающихся по программам инженерной подготовки, для более креативной и аналитической работы в процессе решения производственно-ситуационных задач на иностранном языке.

Так, Elicit и SciSpace широко используются для поиска, анализа и обзора литературы, а также написания научных статей. Кроме того, при обработке естественного языка OpenAI GPT и Quillbot используются в написании и редактировании научных статей, а также в автоматическом создании аннотаций, резюме, диалогов, связанных с пониманием и генерацией естественного языка. Для визуализации данных научных исследований применяется AiGPTbot, который создает интерактивную визуализацию сложных данных, графики и дашборды, облегчая их интерпретацию и представление результатов. Для автоматического оформления библиографии используются BibMe, Zotero и CiteThisForMe. Данные онлайн-генераторы библиографий поддерживают различные стили, включая возможность выбора формата ГОСТ.

Дальнейшее изучение положительного опыта и тиражирования применения технологий искусственного интеллекта в процессе формирования профессиональной коммуникативной личности инженера определяется необходимостью решения новых задач в актуализированных условиях и требованиях, определяемых быстрым темпом научно-технического прогресса.