Искусственный интеллект в обучении английскому языку студентов нелингвистических направлений вуза: вызовы, возможности, перспективы

В современном мире инноваций в различных сферах жизни общества применение искусственного интеллекта (ИИ) открывает новые горизонты и в методиках преподавания, в том числе и в обучении иностранному языку.

Целью данного исследования является изучение возможностей и перспектив использования ИИ в процессе обучения английскому языку, выявление основных проблем, связанных с внедрением данных технологий в образовательный процесс, и анализ инструментов ИИ, применяемых для обучения английскому языку, оценки их эффективности, доступности и удобства использования как для преподавателей, так и студентов.

Предметом исследования выступают технологии искусственного интеллекта, которые используются в процессе обучения английскому языку студентов нелингвистических направлений. Студенты нелингвистических направлений зачастую имеют слабую мотивацию к изучению данной дисциплины. Кроме того, в учебной группе оказываются студенты с разным языковым уровнем подготовки. Мы предполагаем, что интеграция инструментов ИИ в обучение английскому языку позволит решить проблемы мотивации ввиду интерактивности инструментов ИИ и реализовать индивидуальный подход в разноуровневых группах.

Основой для анализа служат публикации в научных журналах и исследования экспертов в области образовательных технологий и преподавания иностранных языков. В данном исследовании был проведен литературный обзор с целью изучения и анализа научных источников для выявления основных направлений применения ИИ в обучении английскому языку, оценки текущих достижений и выявления перспективных тенденций.

Историческое развитие искусственного интеллекта в образовательной сфере отмечается значительными вехами и научными достижениями, начиная с середины XX века – основой для использования ИИ в образовании послужили работы многих ученых. Одним из таких является А. Тьюринг, тест которого в 1950 году стал первым шагом к размышлениям о возможностях искусственного интеллекта, в том числе и в образовании [1].

В 1960-е годы началась разработка первых обучающих систем с элементами ИИ, и одним из пионеров в данной области был С. Паперт, работы которого положили нача-

ло использованию компьютерных технологий для развития логического и критического мышления у обучающихся.

В 1970-х и 1980-х годах исследования в области искусственного интеллекта привели к созданию интеллектуальных обучающих систем-тьюторов (Intelligent Tutoring Systems, ITS), которые приспосабливались к особенностям обучения каждого студента. Профессор Дж. Силер из университета Карнеги-Меллон был одним из ведущих разработчиков концепции систем, способных моделировать процесс обучения и предоставлять персонализированные рекомендации и задания [2].

С развитием интернета и увеличением вычислительных мощностей в конце 1990-х – начале 2000-х годов возникли новые возможности для интеграции ИИ – массовые открытые онлайн-курсы (MOOCs) и платформы дистанционного обучения начали использовать алгоритмы машинного обучения для анализа данных о студентах, оптимизации процессов обучения и персонализации образовательного контента.

В последние годы акцент в развитии искусственного интеллекта в образовании сместился в сторону развития нейросетей.

Сейчас одной из основных тенденций является персонализация обучения с помощью адаптивных систем, которые анализируют данные о процессе обучения студента для предоставления индивидуализированных рекомендаций, заданий. Например, системы Knewton или DreamBox Learning, как показывают исследования, улучшают понимание материала и увеличивают мотивацию студентов, используют интеллектуальные системы и чат-боты для выполнения обязанностей преподавателей.

В языковом образовании один из основных инструментов ИИ – это учебные приложения и платформы, которые обеспечивают доступ к широкому спектру учебных материалов и заданий, развивающих лексику, грамматику и разговорные навыки, т.е. данные технологии делают процесс обучения более интерактивным и погружающим, что благоприятствует улучшению понимания и запоминания информации.

Виртуальные ассистенты и чат-боты на базе ИИ имитируют разговорные ситуации, обеспечивая студентам практику общения на английском языке, становясь мгновенной обратной связью по произношению, грамматике и выбору слов. Они дают возможность студентам исправлять ошибки и совершенствовать навыки общения, помогают преодолеть языковой барьер и повысить уверенность в своих языковых способностях.

Рассмотрим примеры ресурсов в области применения искусственного интеллекта для обучения английскому языку, которые были использованы нами в рамках реализации дисциплины «Иностранный язык» на нелингвистических направлениях и способствовали повышению эффективность обучения:

• 1.    Платформа Duolingo использует алгоритмы машинного обучения для создания индивидуального учебного плана, который адаптируется к уровню знаний и скорости обучения пользователя.

• 2.    Сервисы Turnitin и Grammarly могут быть использованы для оценки письменных работ и предоставления мгновенной обратной связи по грамматике, пунктуации, стилю и уникальности текста; данные разработки помогут улучшить навыки письма и предотвратить плагиат.

• 3.    Ресурсы Mondly и ChatGPT создают интерактивные диалоговые системы, которые ведут беседу на английском языке, имитируя естественное общение с целью практики разговорного английского в удобной для пользователей среде.

• 4.    Игры FluentU предлагают обучающимся интерактивный и занимательный способ изучения языка через видео, аудиозаписи и тексты.

• 5.    Системы Pearson’s Versant используют ИИ для адаптации сложности вопросов в реальном времени в зависимости от ответов обучающихся, обеспечив точной и объективной оценкой их языковых навыков.

ИЗВЕСТИЯ ВГПУ

В области изучения английского языка с помощью искусственного интеллекта проводится множество исследований, например, то, что ИИ существенно повышает качество обучения языку, если будут учитываться особенности обучающихся и использоваться подход, сочетающий в себе различные методики и технологии [5]. Так, в обзоре литературы К.Ф. Сотомайор-Кантос и др. отмечается, что ИИ является ценным инструментом в преподавании и изучении языков благодаря возможности имитировать процессы человеческого интеллекта, управляемые компьютерными системами [4]. С. Ал-мелхес, рассуждая о роли ИИ в обучении второму языку, пишет, что алгоритмы ИИ могут значительно улучшить изучение и владение почти любым диалектом [3]. В исследовании Р. Ругайя проведен систематический обзор потенциала ИИ в улучшении лингвистических способностей, сделан вывод, что ИИ предлагает адаптивный учебный опыт, интерактивные и погружающие учебные среды, мгновенную обратную связь и доступ к широкому спектру ресурсов, помогая обучающимся расширять свои знания о языке, улучшать навыки говорения [6].

В то же время в своем исследовании Н.С. Зулкарнайн и М.М. Юнус обнаружили, что педагоги воспринимают интеграцию технологии ИИ положительно из-за ее динамических характеристик и эффективности, несмотря на различные проблемы, которые приводят к недостаткам, связанным с ее использованием [7].

Несмотря на значительные достижения в применении искусственного интеллекта, существуют области, которые до сих пор недостаточно исследованы, например, применение виртуальной (VR) и дополненной реальности (AR) в инструментах для изучения языка. Эти технологии предлагают обучающимся более погружающий и вовлекающий опыт обучения, улучшающий понимание языкового контента и культурных нюансов.

Недостаточно исследованной областью остается создание систем ИИ, способных к глубокому пониманию и генерации языка, имитируя такие более высокие уровни языкового мастерства, как творческое письмо или поэзия.

Также мало исследована область применения ИИ для анализа и оценки языковых навыков обучающихся в реальном времени. Потенциал ИИ в диагностике сложных языковых компетенций и адаптации учебных материалов к индивидуальным потребностям обучающихся недостаточно изучен.

Наконец, следует больше уделить внимания исследованию того, как технологии ИИ влияют на учебный процесс и как их можно использовать для повышения интереса и удержания внимания обучающихся.

Искусственный интеллект в образовании продолжает развиваться, открывая новые возможности для персонализации обучения, повышения его доступности и эффективности, но данный процесс также ставит перед исследователями и педагогами новые вопросы, связанные с этикой, безопасностью данных и равенством доступа к образовательным ресурсам; они предлагают инструменты для персонализации обучения, автоматизации процессов и аналитики данных, но для достижения наилучших результатов стоит сбалансировать технологические инновации с учетом педагогических, этических и социальных сторон.

Применение ИИ в образовании улучшает взаимодействия между педагогом и студентами, способствует оптимизации административных и образовательных процессов. Исследования подтверждают значительный потенциал ИИ в революционизации образовательной сферы, предлагающий новые направления для будущих исследований и развития. Так, примеры демонстрируют, как ИИ может быть использован в качестве создания более эффективных и персонализированных подходов к обучению английскому языку, при этом делая процесс более интерактивным, доступным и привлекательным для учащихся разного возраста и уровня подготовки.

Основной вывод состоит в том, что использование ИИ в процессе изучения английского языка обладает значительным потенциалом для повышения его эффективно- сти, т.е. факторами успеха являются индивидуализация подхода к обучению, акцент на развитие внутренней мотивации учащихся и учет их когнитивных особенностей, в связи с этим искусственный интеллект становится мощным инструментом в реализации данных принципов, предоставляя образовательные решения.

Несмотря на значительный прогресс в применении ИИ в обучении английскому языку, существует множество недостаточно исследованных областей, предлагающих возможности для ученых и разработчиков, которые должны стремиться к созданию более инновационных и персонализированных ИИ-инструментов.

С точки зрения представленного литературного обзора, развитие ИИ предоставило новые возможности для персонализации обучения и автоматизации образовательного процесса, что, в свою очередь, повышает мотивацию и эффективность обучения у студентов. Например, использование адаптивных систем обучения, интеллектуальных наставников и аналитики образовательных данных позволяет создавать более глубокие и индивидуализированные образовательные опыты.

Перспективы практической реализации результатов исследований по теме ИИ в образовании весьма обширны. Такие примеры использования ИИ, как Duolingo, Turnitin, Grammarly, Mondly, ChatGPT и игровые платформы, уже показали значительный успех в оптимизации процесса обучения, т.к. демонстрируют то, как можно улучшить взаимодействие между студентами и учебным материалом, предоставляют мгновенную обратную связь, содействуют развитию навыков критического мышления и самостоятельного изучения языка.

На основе проведенной работы выделим следующие основные моменты:

• 1.    Исследования подтверждают, что внедрение ИИ в образование, в том числе массовые открытые онлайн-курсы (MOOCs) и платформы дистанционного обучения, помогает персонализации обучения и оптимизации учебных процессов, улучшает понимание материала студентами и увеличивает их мотивацию.

• 2.    Внедрение виртуальных ассистентов и интеллектуальных тьюторов, таких как IBM Watson Education и Google Assistant, позволяет эффективно поддерживать учебный процесс.

• 3.    Применение ИИ для управления бюджетами, расписаниями и регистрацией на курсы становятся причиной сокращения затрат образовательным учреждениям и высвобождают ресурсы для обучения.

• 4.    Использование ИИ для анализа больших объемов данных благоприятствует выявлению тенденций и прогнозированию успеваемости студентов с целью улучшения учебных программ и принятия обоснованных решений в образовательном процессе.