Research of the usage of artificial intelligence in teaching English at a university in China

Введение / Introduction

С развитием глобализации и информационных технологий изучение английского языка становится всё более важным. Будучи международным языком, английский стал основным инструментом глобального общения и сотрудничества, а его знание – важным навыком для личного обучения и роста. Однако традиционное преподавание английского языка порой отличается неравномерным распределением образовательных ресурсов, едиными и жесткими методами обучения, а также отсутствием персонализированных образовательных услуг [1]. Современное состояние преподавания английского языка в Китае характеризуется такими проблемами, как чрезмерная зависимость от учебников и недостаточная способность учащихся учиться самостоятельно [2]. Преподавание английского языка в Китае должно быть сосредоточено на развитии всесторонних способностей учащихся применять иностранный язык на практике и навыков межкультурного общения. Одновременно следует провести реформы в области подготовки учителей и разработки учебных материалов [3]. Поэтому применение новых технологических средств повышения качества и эффективности обучения английскому языку стало важным вопросом, стоящим перед современной сферой образования.

 В условиях стремительного развития информационных технологий рациональное использование технологий искусственного интеллекта в сфере обучения стало неизбежной тенденцией развития [4]. Технология искусственного интеллекта в основном реализует машинное обучение посредством анализа и обработки больших данных и предоставляет интеллектуальные решения для различных областей [5].

Рациональное использование искусственного интеллекта в обучении стало общей тенденцией современного образования и построения системы преподавания иностранного языка, соответствующей современным требованиям. Данная система может предоставить учащимся подходящие стратегии обучения, повысить эффективность образовательного процесса и помочь лучше достичь целей обучения [6]. В области преподавания английского языка интеллектуальные технологии открыли новые возможности для улучшения качества преподавания благодаря своим уникальным преимуществам. Внедрение технологии искусственного интеллекта в преподавание английского языка в колледжах не только упрощает процесс преподавания, но и создает более эффективные средства изучения английского языка для студентов [7]. Интеллектуальные обучающие платформы могут предоставить учащимся персонализированные учебные ресурсы, технологии обработки естественного языка могут анализировать и оценивать поведение учащихся в процессе обучения, а технологии машинного обучения могут прогнозировать и планировать прогресс и уровни обучения учащихся. Это предоставляет педагогам более эффективные средства обучения студентов. Применение передовых технологий может не только улучшить качество и эффективность обучения английскому языку, но и удовлетворить индивидуальные потребности учащихся в обучении и способствовать развитию их самостоятельного обучения и обучения на протяжении всей жизни (lifelong learning).

Обзор литературы / Literature review

Как техническая новинка искусственный интеллект изначально использовался в экспертных системах. Это теоретический метод и система технических приложений, использующая компьютеры для моделирования логики человеческого мышления, а также для развития и расширения человеческого интеллекта. Китай начал проводить исследования в области технологий искусственного интеллекта в 1980-х годах. Несмотря на то что это началось сравнительно поздно, применение и развитие технологии искусственного интеллекта было быстрым, и постепенно оно стало применяться во многих университетах и ​исследовательских институтах. В настоящее время технологии искусственного интеллекта, такие как распознавание текста, распознавание изображений, распознавание речи, машинный перевод, синтез речи и понимание естественного языка, внедрены и используются в преподавании английского языка [8].

Китайский ученый Чжан Куньин и другие считают, что в процессе развития искусственного интеллекта образование является областью, тесно связанной с применением искусственного интеллекта [9]. Такие ученые, как Чэнь Кайцюань, также считают, что применение искусственного интеллекта в обучении постепенно внедряется в различные системы обучения с развитием вычислительного, перцептивного и когнитивного интеллекта [10]. Это показывает, что применение технологий искусственного интеллекта в преподавании английского языка является неизбежной тенденцией. Ученый Дин Чжухуэй отмечает, что интерактивность, гибкость и наличие большего пространства для выбора ответов искусственным интеллектом вызовут большой интерес среди учителей иностранного языка, а применение искусственного интеллекта в компьютерном обучении будет иметь захватывающие перспективы [11]. Чжэн Ливэнь отмечает, что внедрение технологии искусственного интеллекта поможет учащимся изменить свои прежние способы пассивного обучения и побудит их использовать технологию искусственного интеллекта для развития привычки самостоятельного обучения. Искусственный интеллект может интегрировать изучение английского языка в повседневную жизнь студентов, эффективно реализуя инновационные модели преподавания данной дисциплины в колледжах [12]. Сунь Чжуомин утверждает, что использование знаний в области искусственного интеллекта эффективно для создания современной онлайн-системы интеллектуального обучения английскому языку. Тестирование обучающих приложений показало, что их система может помочь повысить эффективность обучения студентов и сделать учебный контент более актуальным [13]. Эти теоретические разработки обеспечивают теоретическую основу для данного исследования. Следует отметить, что И Бинь и Дурбадал Мандал утверждают, что традиционные методы преподавания английского языка не обеспечивают хорошую англоязычную среду (искусственно создаваемую на занятиях по английскому языку), что приводит к отсутствию интереса и мотивации к изучению данной дисциплины, к неудовлетворительным результатам обучения и плохой успеваемости учащихся [14]. Поэтому образовательному сообществу необходимо изучить методы применения технологий искусственного интеллекта в преподавании английского языка, чтобы повысить качество и эффективность его преподавания.

В условиях быстрого развития информационных технологий рациональное использование искусственного интеллекта в обучении стало общей тенденцией современного образования. Построение системы преподавания иностранного языка, соответствующей современным тенденциям, может предоставить учащимся подходящие для них стратегии обучения, повысить эффективность образовательного процесса и помочь достичь целей обучения.

Американский ученый Марина Додигович, автор книги «Применение искусственного интеллекта в преподавании второго языка», исследует применение искусственного интеллекта при обучении второму языку, уделяя особое внимание анализу ошибок учащихся, чтобы помочь им их исправить. В то же время Марина Додигович также представила план применения «Интеллектуальной системы преподавания академического английского языка». Метод внедрения этой системы чрезвычайно практичен [15]. Для нас представляют интерес ценный практический опыт М. Додигович, полезный для педагогов, желающих внедрить новые методы преподавания второго иностранного языка. М. Дж. Тиммс отмечает, что образовательный искусственный интеллект в основном позволяет учащимся участвовать в процессе обучения с помощью компьютеров и обучающих платформ, а также помогает учителям преподавать более эффективно. Он также подчеркнул, что в будущем мощь искусственного интеллекта должна сочетаться с достижениями в области робототехники и все более широкого использования сенсорных устройств мониторинга обучающей среды [16]. Л. Л. Романова отметила, что применение цифровизации и искусственного интеллекта в университетском образовании имеет большой потенциал, который может улучшить качество образования и ускорить процесс передачи знаний [17]. Платформы искусственного интеллекта могут революционизировать способы преподавания английского языка, предоставляя учащимся интерактивный, персонализированный и эффективный опыт изучения языка [18]. Е. Ю. Костюкович считает, что поскольку в обществе существует спрос на определенные навыки применения английского языка, то технология искусственного интеллекта имеет практическую ценность при преподавании иностранного языка в высшей школе [19]. Примечательно, что искусственный интеллект – не конкурент учителей, а ценный инструмент, помогающий организовать учебный процесс и наладить необходимое общение педагога и учащихся [20]. При современном состоянии развития технологий методы искусственного интеллекта также являются дополнительным образовательным компонентом [21].

Исследования российских и зарубежных (в том числе китайских) ученых предоставили теоретическую и экспериментальную основу для нашего исследования. Мы считаем, что применение технологии искусственного интеллекта в преподавании английского языка имеет широкие перспективы и потенциал. Использование технологии искусственного интеллекта в образовательном процессе привлекает внимание исследователей во всем мире, поскольку это единственная технология, которая может имитировать живого учителя и обеспечивать персонализированное интерактивное обучение учащихся. Поэтому существует необходимость дальнейшего изучения эффективного применения искусственного интеллекта в преподавании английского языка в колледжах и университетах для развития новых тенденций в высшем образовании и повышения качества языковой подготовки.

Методологическая база исследования / Methodological base of the research

Методы данного исследования включают анализ имеющейся литературы по рассматриваемой нами теме, анализ ситуаций, встречающихся в процессе языковой подготовки, метод интервью, метод эмпирического исследования и т. д. Посредством исследования литературы был выявлен текущий статус применения и существующие результаты исследований технологии искусственного интеллекта в преподавании английского языка в колледжах. Нами выяснено, что на практике приходится отмечать недостаточно обширное содержание обучения и отсутствие инновационных элементов преподавания. Всё это затрудняет поддержание интереса и энтузиазма учащихся в изучении иностранного языка [22].

Кроме того, существующие методы обучения часто приводят к разделению навыков аудирования и говорения, не обеспечивают комплексную коммуникативную подготовку и не предоставляют учащимся всесторонний опыт обучения. Из-за отсутствия эффективных механизмов мониторинга и оценки руководящая роль педагогов часто не используется в полной мере, что затрудняет существенное улучшение качества преподавания [23].

В нашем исследовании были использованы эмпирические методы. Нами разработан месячный экспериментальный план обучения, в качестве объекта исследования выбраны студенты второго курса бакалавриата (будущие финансисты), обучающиеся в Университете Внутренней Монголии (Китай). Нами поставлена цель проверить реальный эффект технологии искусственного интеллекта в преподавании английского языка в университете.

1. Цель и значение эксперимента. Экспериментальный план обучения направлен на изучение фактического влияния технологий искусственного интеллекта на преподавание английского языка в университете с помощью эмпирических методов исследования. Целью экспериментального обучения (длительность – 1 месяц) является улучшение навыков слушания, разговорной речи, чтения и письма учащихся, изучающих английский язык, а также помощь преподавателям в оптимизации стратегии преподавания и повышении его эффективности.

2. Экспериментальные объекты и область применения. В данном эксперименте в качестве объекта исследования были выбраны студенты второго курса бакалавриата. В общей сложности в эксперименте были задействованы 50 студентов. В период экспериментального обучения студенты проходили месячный курс изучения английского языка.

3. Основные направления эксперимента. Содержание экспериментального обучения было разработано на основе программы преподавания английского языка в колледже с использованием образовательной онлайн-платформы Tencent Classroom и приложения NetEase Youdao Dictionary. Подразумевается развитие навыков аудирования, разговорной речи на английском языке, навыков чтения, письма и т.д.

4. Разработка экспериментального плана обучения. Метод «перевернутого класса» используется нами, чтобы позволить учащимся предварительно просмотреть соответствующий контент на цифровой платформе Tencent Classroom перед экспериментальным обучением и пройти некоторые тесты онлайн. На занятиях преподаватели сосредоточиваются на объяснении сложных моментов и ответах на вопросы. Изучив курс английского языка, студенты будут использовать приложение NetEase Youdao Dictionary для просмотра словарного запаса и предложений. Технологии искусственного интеллекта, такие как обработка естественного языка (NLP) и технологии машинного обучения, включенные в приложение-словарь NetEase Youdao, помогут студентам в языковой практике и оценивании собственного уровня усвоения иностранного языка.

5. Экспериментальная организация курса. Данный эксперимент состоит из четырех модулей курса, каждый из которых включает пять занятий по английскому языку. Каждое занятие длится 50 минут, из которых время объяснений преподавателя не превышает 30 минут, а оставшееся время отводится учащимся на языковую практику и самооценку.

Кроме того, примерно в середине практического обучения группа преподавателей проводит промежуточное собеседование с экспериментальной группой студентов. Групповое интервью проводится с шестью респондентами. В ходе интервью мы узнали о ситуации с изучением английского языка студентами и их отношении к использованию программного обеспечения Tencent Classroom и приложения NetEase Youdao Dictionary. Ближе к концу эксперимента одновременно были опрошены также шесть человек. Группа преподавателей ведет статистику на основе результатов тестов и портфолио студентов и поощряет к участию в экспериментальной работе студентов с высокой мотивацией к изучению английского языка.

Следует отметить, что применение технологий искусственного интеллекта в преподавании английского языка является постоянно развивающимся направлением педагогики и лингводидактики [24]. Поэтому литература и эмпирические данные, рассмотренные в этой статье, лишь частично отражают ситуацию в данной области. Кроме того, поскольку проблемы и методы исследования, которым посвящена педагогическая литература и эмпирические исследования, могут быть разными, выводы и предложения, изложенные в нашем исследовании, также имеют определенные ограничения. В будущем применение технологий искусственного интеллекта в преподавании английского языка можно будет дополнительно обсудить и проанализировать посредством более систематических и всесторонних исследований.

Результаты исследования / Research results

После завершения экспериментального обучения было организовано прохождение студентами комплексного теста на знание английского языка с целью продемонстрировать результаты использования технологии искусственного интеллекта в улучшении обучения студентов и работы преподавателей. Результаты анализа представлены в табл. 1.

Таблица 1

Анализ данных, полученных в ходе эксперимента

Интеллектуальная обучающая платформа может автоматически рекомендовать учащимся соответствующие учебные материалы и контент, а также давать персонализированные планы обучения, основанные на учебных ситуациях (кейсах) и личностных характеристиках учащихся, тем самым предоставляя каждому учащемуся наиболее подходящие для него учебные ресурсы и методы [25]. Это может не только помочь студентам лучше понять и усвоить английский язык, но также повысить эффективность обучения и результаты обучения. Во-вторых, технология искусственного интеллекта может развивать способности учащихся к самостоятельному обучению и инновационное мышление [26]. Технологии искусственного интеллекта также могут способствовать популяризации и обеспечению равного доступа к преподаванию английского языка. С помощью цифровых средств, таких как онлайн-обучение и мобильное обучение, высококачественные образовательные ресурсы могут использоваться совместно и распространяться по регионам, позволяя большему количеству студентов пользоваться ими [27]. Результаты эксперимента показывают, что в сочетании с интеллектуальной обучающей платформой Tencent Classroom применение технологий искусственного интеллекта, таких как технологии обработки естественного языка и технологии машинного обучения, с приложением NetEase Youdao Dictionary APP позволило добиться значительных практических результатов в преподавании английского языка в системе высшего образования. Эффективность проявляется в следующих аспектах:

1. 1.    Интеллектуальная обучающая платформа может предоставить учащимся персонализированные учебные ресурсы и услуги обучения, что значительно улучшает результаты их обучения.

 В настоящее время масштаб рынка интеллектуального образования в Китае достиг десятков миллиардов юаней, его основная часть приходится на программное и аппаратное обеспечение для интеллектуального образования. Согласно «Белой книге индустрии онлайн-образования английского языка в Китае за 2019 год», опубликованной iResearch, число пользователей онлайн-обучения английскому языку в Китае в 2019 году составило около 160 миллионов человек, а размер оплаты – около 50 миллиардов юаней. Интеллектуальные образовательные платформы занимают большую часть рынка [28]. Другая статистика показывает, что рынок интеллектуального образования в Китае достигнет 71,21 миллиарда юаней в 2021 году, а в 2017–2021 годах совокупный темп роста отрасли достиг 15,93%. Ожидается, что к 2023 году рынок интеллектуального образования Китая достигнет почти 100 миллиардов юаней [29]. В 2022 году общее количество просмотров Национальной платформы «умного образования» превысило 3,03 миллиарда, а общее количество посетителей достигло 430 миллионов [30].

Интеллектуальная обучающая платформа Tencent Classroom автоматически рекомендует учащимся соответствующие учебные материалы и контент, а также дает персонализированные планы обучения, основанные на учебных ситуациях и личностных характеристиках учащихся, тем самым предоставляя каждому учащемуся наиболее подходящие для него учебные ресурсы и методы. Это помогает учащимся не только лучше понять и усвоить английский язык, но также повысить эффективность обучения и его результаты. Tencent Classroom также может выполнять тестирование на занятии, выставлять оценки за обучение, осуществлять обратную связь с учащимися, тестирование на занятии и т. д., что также повышает эффективность обучения.

По данным авторского интервью с шестью учащимися после эксперимента было установлено, что точность и скорость памяти у студентов, использующих Tencent Classroom, при изучении лексики были значительно выше, чем у студентов, использующих традиционные методы. Это связано с тем, что платформа обучения Tencent может дать учащимся на занятии больше возможностей познакомиться с различными списками иноязычной лексики и методами обучения посредством повторной практики и персонализированных планов обучения. Кроме того, платформа обучения Tencent также имеет преимущества в изучении грамматики. Она может помочь учащимся лучше понять и освоить правила грамматики, рекомендуя обучающие видео по грамматике. Это позволяет учащимся, использующим интеллектуальную обучающую платформу, лучше овладевать грамматикой английского языка [31].

 Кроме того, студенты, использующие образовательную платформу Tencent Classroom, значительно более мотивированы и заинтересованы в обучении, чем те, кто использует традиционные методы. Это может быть связано с тем, что интеллектуальная образовательная платформа Tencent Classroom способна предоставить более привлекательный и интерактивный учебный контент и стиль обучения, стимулируя тем самым энтузиазм и мотивацию студентов к обучению.

1. 2.    Технология обработки естественного языка анализирует и оценивает учебное поведение студентов, а эффективность учебной деятельности преподавателей значительно повышается.

Технология NLP может помочь преподавателям лучше понять языковую структуру и грамматические правила английского языка, чтобы более эффективно разрабатывать курсы и планы обучения [32]. Например, с помощью технологии обработки естественного языка преподаватели могут автоматически анализировать потребности учащихся в обучении и их уровень владения английским языком, а также разрабатывать для них индивидуализированные образовательные траектории [33]. Технология NLP может предоставить изучающим английский язык реальные контексты и корпус лексики, которые помогают им лучше понимать и использовать английский язык. Например, учащиеся могут использовать технологию обработки естественного языка для автоматического перевода английских слов или предложений или понимать языковые характеристики и идиомы английского языка путем анализа больших объемов текстовых данных на английском языке [34]. Согласно интервью, проводимым после тестирования, студенты, получив от преподавателей задания по английскому языку, используют словарь NetEase Youdao Dictionary для автоматического перевода английского текста на китайский. Это помогает им лучше понять содержание текста на английском. Кроме того, технология распознавания речи помогает им взаимодействовать с системой на разговорном языке, что способствует улучшению навыков устной речи. Технология обработки естественного языка (NLP) может автоматически оценивать навыки студентов в области составления фраз на английском языке, говорения и восприятия английской речи на слух, предоставляя преподавателям возможность своевременной оценки и рекомендаций [35]. Например, приложение NetEase Youdao Dictionary помогает учащимся в изучении лексики и обеспечивает интеллектуальное языковое взаимодействие. Благодаря распознаванию голоса, синтезу речи и другим функциям студенты могут улучшить устную речь, восприятие речи на слух и навыки письма. В то же время благодаря приложению Dictionary APP студенты могут просматривать толкование, правописание и употребление лексики, повышая эффективность изучения языка и снижая нагрузку на преподавателей, занимающихся толкованием и объяснением изучаемой англоязычной лексики.

1. Методы машинного обучения позволяют прогнозировать и планировать успеваемость и уровень знаний учащихся, что приводит к значительному повышению интереса и мотивации учащихся.

 Собирая и анализируя ретроспективные данные об изучении английского языка учащимися, алгоритмы машинного обучения могут определять модели и тенденции обучения учащихся, а затем прогнозировать их будущие учебные ситуации и потребность в обучении [36]. Например, приложение NetEase Youdao Dictionary может использовать анализ истории обучения студента и его текущей успеваемости для прогнозирования проблем, с которыми он может столкнуться в процессе обучения в будущем. Использование технологии обработки естественного языка помогает компьютерам понимать и обрабатывать человеческую речь, а также использовать ее в письменных и устных упражнениях для учащихся. Анализируя письменные работы и устные высказывания учащихся на английском языке, технологии могут автоматически исправлять грамматические ошибки и предлагать предложения по улучшению результатов учащихся. Используя технологию машинного обучения, можно обрабатывать и анализировать большой объем данных (включая время, необходимое для обучения, результаты тестов, точность использования иностранного языка на практике и т. д.) [37]. Кроме того, при использовании данной технологии в обучении английскому языку можно анализировать большое количество литературы на английском языке (в частности, статей), а алгоритм глубокого обучения может автоматически извлекать особенности лексики, грамматики и семантики изучаемого языка, помогая тем самым студентам лучше понять структуру английского языка. По отзывам студентов, опрошенных после тестирования, в NetEase Youdao Dictionary APP можно настроить сложность обучения, а также просматривать видеоролики по изучению грамматики и лексики в соответствии с заданным уровнем владения языком. Кроме того, при чтении предложений на английском языке учащиеся будут получать тестовые баллы. Эти функции делают изучение английского языка более интеллектуальным, персонализированным и интересным, повышая тем самым энтузиазм и интерес студентов к обучению.

 Однако все еще существуют некоторые проблемы в применении технологий искусственного интеллекта в обучении английскому языку. Прежде всего, необходимо и дальше поддерживать популярность и совершенствование цифрового оборудования, особенно в некоторых отдаленных и небогатых районах, где уровень проникновения образования с помощью искусственного интеллекта все еще относительно низок. Во-вторых, применение технологий искусственного интеллекта требует от преподавателей и учащихся определенной грамотности и способностей в области применения информационных технологий, что также является проблемой, с которой сталкиваются в настоящее время. Наконец, применение технологии искусственного интеллекта должно учитывать вопросы конфиденциальности и безопасности данных, что также является важной проблемой.

Заключение / Conclusion

Благодаря популяризации и совершенствованию цифрового оборудования, постоянному повышению грамотности в области информационных технологий и эффективному решению проблем конфиденциальности и безопасности данных применение технологий искусственного интеллекта в области обучения английскому языку в высших учебных заведениях будет интенсивнее продвигаться и применяться. Внедрение технологий искусственного интеллекта, таких как интеллектуальные обучающие платформы, технологии обработки естественного языка и технологии машинного обучения, имеет значительный потенциал в преподавании английского языка в колледжах и университетах Китая. Дальнейшие направления исследований могут включать в себя:

̶          оптимизацию алгоритмов и технологий обработки естественного языка для повышения соответствия учебных ресурсов современным тенденциям лингводидактики и точности рекомендаций для учащихся и преподавателей;

̶          повышение точности и своевременности технологии машинного обучения для обеспечения эффективности обучения;

̶          изучение применения технологии искусственного интеллекта в обучении разговорной речи и письму и использования различных приложений для развития навыков говорения на английском языке.

В то же время мы также можем изучить способы сочетания технологий искусственного интеллекта с традиционным обучением английскому языку для улучшения качества и эффективности обучения. В то же время мы полагаем, что преподаватели университетов должны осознавать, что применение технологий искусственного интеллекта должно сочетаться с традиционными методами обучения и не может полностью их заменить. Поэтому с целью повышения качества обучения английскому языку в Китае необходимо усилить сочетание цифрового и традиционного образования.

Полностью используя преимущества технологии искусственного интеллекта, мы можем лучше удовлетворять индивидуальные потребности учащихся в обучении, повышать качество и эффективность преподавания, а также способствовать современному развитию иноязычной лингвистической подготовки. Мы предполагаем, что применение технологии искусственного интеллекта в преподавании английского языка в высших учебных заведениях Китая имеет практический эффект и значительный потенциал для будущего развития.