CC BY
0
УДК 372.881.111.1
АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ В РАЗРАБОТКЕ ДИДАКТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПО ИНОСТРАННЫМ ЯЗЫКАМ
© 2024 Д. Д. Климентьев1, В. В. Климентьева2
1 кандидат педагогических наук, доцент кафедры теории языка и методики преподавания иностранных языков, доцент e-mail: ddklim@mail.ru 2кандидат педагогических наук, доцент кафедры теории языка и методики преподавания иностранных языков, доцент e-mail: v klimentyeva@mail.ru
Курский государственный университет
В данной статье рассматривается применение нейронных сетей в преподавании иностранных языков. Даны основные определения и анализируются достоинства и недостатки одного из прикладных обучающих приложений, использующих современную нейросеть ChatGPT, в процессе разработки дидактических материалов по английскому языку.
Ключевые слова: преподавание английского языка, искусственный интеллект,
Twee.
ANALYSIS OF EXPERIMENTAL APPLICATION OF NEURAL NETWORKS TO DESIGNING FOREIGN DIDACTIC CONTENT IN FOREIGN LANGUAGES
© 2024 D. D. Klimentyev 1, V. V. Klimentyeva 2
1 Associate Professor, PhD, Department of Theory of Language and Methods of Teaching Foreign Languages e-mail: ddklim@mail.ru 2Associate Professor, PhD, Department of Theory of Language and Methods of Teaching Foreign Languages e-mail: v klimentyeva@mail.ru
Kursk State University
The paper discusses practical application of neural networks in foreign language teaching. The authors consider basic definitions and analyze merits and drawbacks of a new ChatGPT-based educational application in the process of creating English language teaching materials. Keywords: foreign language teaching, artificial intelligence, Twee.
Сегодня не будет преувеличением утверждать, что современное общество становится все более цифровым. Ежедневно создаются и совершенствуются новые технологии обработки информации и управления различными процессами, которые непосредственно влияют на все сферы жизнедеятельности человека. В последние годы наиболее заметным из системообразующих инновационных достижений является
создание искусственного интеллекта (ИИ - от английского artificial intelligence, или AI) [4, с. 292], определяемого как «способность цифрового компьютера или управляемого компьютером робота выполнять задачи, обычно связанные с разумными существами» [7], включая «такие характерные для человека интеллектуальные процессы, как логическое мышление, осознание смыслов, обобщение или обучение на предшествующем опыте» [Там же]. Наиболее впечатляющим направлением развития ИИ является разработка и доступность (пусть и с определенными ограничениями) для массового пользователя нейронных сетей - «компьютерных систем, построенных на основе искусственного интеллекта, способных обрабатывать и анализировать данные подобно человеческому мозгу» [5, с. 414]. Они могут без участия человека не только с высоким качеством, поразительной скоростью и объемом обрабатываемой информации, многогранностью и глубиной проникновения в контекст обрабатывать данные, но и генерировать абсолютно новый, осмысленный с точки зрения человеческого восприятия и понимания вербальный, графический и видеоконтент, который сегодня достаточно сложно, а порой и невозможно отличить от контента, создаваемого людьми. Примечательно, что сам термин «нейронная сеть» был предложен еще в 1943 г. [8], хотя его истинное значение большинству из нас раскрылось практически только в последние год-два с появлением новейших версий чат-бота с генеративным искусственным интеллектом ChatGPT-4 (от английского Chat Generative Pre-Trained Transformer - генеративный предварительно обученный трансформер).
По самому своему определению, а также на основе анализа примеров даже только общедоступных на сегодняшний день решений прикладных задач можно сделать вывод о колоссальных возможностях применения ИИ в образовании [9], в частности в изучении и преподавании иностранных языков. В этом плане наиболее интересными для учителей английского языка на сегодняшний день представляются приложения, способные автоматически генерировать учебные материалы. К ним можно отнести такие ресурсы, как AI Twee (https://app.twee.com/), Quizgecko (https://quizgecko.com/), Teacherbot (https://teacherbot.io/), To Teach AI (https://www.to-teach.ai/), LessonPlans.ai (https://www.lessonplans.ai/), Roshi AI (https://www.roshi.ai/), SchoolAI (https://www.schoolai.co/) и др., большинство инструментов которых можно использовать бесплатно, хотя и в ограниченном объеме.
Цель исследования, описанного в данной статье, заключается в попытке экспериментально проверить утверждение, что приложения на основе ИИ могут значительно упростить учителю процесс создания дидактических материалов по иностранным языкам.
Теоретическая значимость проведенного исследования состоит в осмыслении перспектив доступного инструментария на основе ИИ в плане методики преподавания иностранных языков. Практическая ценность заключается в выработке рекомендаций для школьных и вузовских преподавателей иностранных языков.
В ряде публикаций отмечается, что с помощью инструментов ИИ преподаватель может автоматизировать, значительно экономя время, рутинные задачи, связанные с разработкой дидактических материалов, проверкой выполненных обучающимися работ и оптимизацией учебного процесса [1, с. 6]. Генерируемые ChatGPT текстовые и мультимедийные материалы (вопросы для обсуждения по определенной теме, интересные факты, искусственно созданные монологи и диалоги с полярными мнениями) вносят ощутимое разнообразие в занятия по развитию устной речи на иностранном языке, построенные в формате дискуссий и дебатов [6, с. 216].
Однако исследователи отмечают различные недостатки результатов работы ИИ в образовательном процессе, включая предвзятость в обработке данных и отсутствие
прозрачности механизмов нейросети, представление ложной информации в качестве фактической, проблемы с соблюдением авторского права и невозможность массового доступа к передовым нейро-технологиям в результате их коммерциализации [1, с. 6].
В рамках нашего исследования было более детально проанализировано приложение AI Twee (AI Powered Tools for English Teachers) [10], отличающееся явной новизной, так как позволяет, используя искусственный интеллект, генерировать более 30 разнообразных заданий по всем видам деятельности (чтение, письмо, аудирование и говорение) и двум аспектам языка (лексика и грамматика).
Для более полного понимания возможностей и ограничений приложения AI Twee нами проводились экспериментальные исследования. В частности, с помощью данного ресурса было разработано и проанализировано несколько комплектов заданий по разным темам и уровням владения иностранным языком. Остановимся подробнее на существенных моментах.
После регистрации пользователь может бесплатно (с одного аккаунта) создавать не более 20 различных заданий в месяц. Оплата за неограниченное количество заданий составляет 19 долларов США в месяц, или 180 долларов США в год.
Раздел «Чтение и понимание текста» предлагает 7 инструментов. Первый и наиболее интересный инструмент, демонстрирующий современные возможности нейросетей, позволяет за несколько секунд сгенерировать текст на любую заданную пользователем тему. При этом пользователь может выбрать:
- один из 10 жанров (свободный текст, художественный текст, статью-описание, газетную статью, статью-рассуждение, запись в блоге, рецензию, отчет, официальное или неофициальное письмо);
- до 20 конкретных слов (которые будут включены в текст);
- объем от 250 до 750 слов;
- любой из шести уровней владения английским языком (от А1 до С2).
В ходе исследования были даны запросы на написание художественного текста и статью-рассуждение с заданными словами, с которыми приложение справилось практически мгновенно с высокой степенью оригинальности, логичности, злободневности, грамотности, с опорой на действительные факты (в случае с аргументированной статьей). Достоинства данного инструмента сложно переоценить: преподаватель может создавать не только интересные тексты любой тематики современного содержания, но и большому количеству обучающихся индивидуальные тексты для чтения, которые (включая задания на понимание прочитанного) невозможно будет найти в Сети, что обеспечит высокий процент самостоятельности выполняемых обучающимися заданий.
В качестве примера приведем небольшой текст, сгенерированный по запросу преподавателя, включая следующие критерии:
• Topic: Deers in the Russian forest
Отметим, что в запросе была сознательно допущена грамматическая ошибка -неверное образование множественного числа существительного "deer". Нейросеть исправила эту ошибку в тексте.
• Genre: Newspaper article
• Target vocabulary: hunters, poacher, crazy foxes, classic literature, planes, Chinese language
В запрос намеренно было включено несколько слов и фраз, не связанных с темой. Ниже подчеркнуты предложения, в которых приложение смогло органично и «осмысленно» включить эти фразы в общий контекст, не разрушая логику повествования.
• Length range: 100-250
• Level: C1
Deer in the Russian forest are changing their behavior to avoid hunters. This is the conclusion of a new study by scientists at St Petersburg University. Researchers there have been studying the deer in the Leningrad region for over 30 years. They say that the animals are adapting to the hunting season, when they are most at risk. In winter, when hunting is allowed, the deer move to areas where people are not allowed to hunt. But during the summer, when hunting is banned, they return to their normal feeding grounds.
The researchers also found that the deer are more active at night and in the early morning than they used to be. The reason for this is probably poachers. Poaching - hunting illegally - is a big problem in Russia. The deer have learned to avoid humans by being more active when there are fewer people around. The scientists think the deer may also be learning from other animals. There are many wolves in the area, and the deer could be copying their behavior to stay safe. Another possibility is that the deer are being chased by crazy foxes.
This is not the first time deer have appeared in classic literature. In Peter Pan, J.M. Barrie wrote about a deer that lived in London's Kensington Gardens. And in The Secret Garden, Frances Hodgson Burnett described a boy who could talk to animals, including deer. But it is unusual for deer to live so close to cities. The deer in the Leningrad region live near airports and often run across the runways. This can be very dangerous for the planes. There is even a special word for it in the Chinese language: huangshou (airport deer).
Результаты поразительны: создается впечатление, что текст (сгенерированный приложением меньше чем за 5 секунд) был написан грамотным, опытным и осведомленным репортером. Текст, несомненно, соответствует стилистике жанра, отличается целостностью сюжета, аутентичностью, злободневностью и критическим подходом к фактум, на основе которого формулируются некие версии и предположения.
Далее были исследованы результаты генерирования трех типов заданий на понимание прочитанного: 1) открытые вопросы, требующие развернутых ответов, 2) вопросы, предполагающие выбор из четырёх вариантов ответа, и 3) истинные и ложные утверждения. Несмотря на быстроту создания заданий и грамотность текстового материала, в данном случае очевидно обнаруживается ряд недостатков. Во-первых, при использовании бесплатного аккаунта приложение позволяет загрузить текст, не превышающий 1 000 слов (в нашем случае получилось чуть больше 5 000 символов). Аналогичное приложение https://quizgecko.com/ позволяет вставить текст до 30 000 символов. В качестве примера был взят англоязычный фрагмент юмористического произведения Дж. К. Джерома «Трое в лодке, не считая собаки». Объем оригинального фрагмента - 1 390 слов. В результате, чтобы сэкономить время на составление вышеуказанных заданий, преподавателю пришлось сокращать фрагмент до 999 слов, стараясь при этом не потерять смысл, что, естественно, потребовало времени, а также в заданиях на проверку понимания прочитанного потерялись некоторые детали. В одном из исследований ранее отмечалось, что приложение Twee может допускать до 10% ошибок, генерируя утверждения типа «истинно/ложно» [2, с. 53]. Более того, приложение пока плохо справляется с парафразом, в результате чего сами вопросы закрытого типа выглядели прямолинейными и не требовали особой мыслительной активности обучающихся. Возьмем некоторые примеры (подчеркнуты ключевые фразы).
Оригинальный текст: "I remember a friend of mine buying a couple of cheeses at Liverpool. Splendid cheeses they were, ripe and mellow. I was in Liverpool at the time, and my friend said that if I didn 't mind he would get me to take them back with me to London... ".
Утверждения типа «истинно/ложно»:
1. The narrator's friend bought the cheeses in London.
2. The cheeses were described as ripe and mellow.
3. The narrator's friend asked him to take the cheeses to London.
Оригинальный текст: "I took the cheeses down to my friend's house. When his wife
came into the room she smelled round for an instant.... An idea struck her. She said: 'Do you mind keeping them for him? Let me send them round to you' ".
Вопрос с выбором варианта ответа:
What was the wife's reaction when she smelled the cheeses?
A. She asked the protagonist to keep them.
B. She wanted to bury them.
C. She considered giving them away.
D. She suggested throwing them into the canal.
Более того, нередко приложение генерирует некорректные варианты ответа, включая в вопрос два верных ответа и предлагая пользователю выбрать только один из них.
Оригинальный текст: "I called for the cheeses, and took them away in a cab. It was a ramshackle affair, dragged along by a knock-kneed, broken-winded somnambulist, which his owner, in a moment of enthusiasm, referred to as a horse".
Вопрос с выбором варианта ответа:
How did the protagonist transport the cheeses from Liverpool to London?
A. By ship
B. By train
C. By cab (приложение отмечает вариант как верный)
D. By horse (приложение отмечает вариант как ложный)
Следующий пример демонстрирует, как приложение неплохо использует синонимию, но при этом представляет взаимодополняющие утверждения оригинального текста во взаимоисключающие варианты ответа.
Оригинальный текст (из информации об авторе): "Jerome's comic masterpieces do not only amuse the readers but also encourage them to think about vital life _problems ".
Вопрос с выбором варианта ответа:
What is the main purpose of Jerome K. Jerome's comic masterpieces?
A. To entertain readers with humour (приложение отмечает вариант как ложный)
B. To encourage readers to speculate on important life issues (приложение отмечает вариант как верный)
C. To criticize society and politics.
D. To showcase his writing skills in various genres.
Один из лучших результатов был получен после запроса создать на основе имеющегося рассказа диалог. В качестве усложнения задачи преподаватель попросил включить 20 слов с отрицательными приставками. Приложение прекрасно справилось с этой задачей, не вставив в текст только 1 слово (ungratefully):
Mark: Hey, have you ever heard of that guy who took a journey with some stinky cheeses in the train?
Rachel: What are you talking about? That sounds so unpredictable.
Mark: Yeah, apparently he had to take them for his friend and didn't want to risk keeping them any longer. But it turned out to be quite an uncomfortable ride.
Rachel: Unbelievable. Why would anyone want to travel with smelly cheeses?
Mark: I don't know. Maybe they were irresistible or something. But anyway, once he got on the train, all these uncharacteristic events started happening...
Rachel: Indescribable situations?
Mark: Exactly. First, the people in the carriage started feeling impatient because of the smell, then someone even accused him of having dishonest motives.
Rachel: Well, that's incomplete information. They should've just asked him.
Mark: Right. And then when the train pulled into another station, everyone scrambled to get into his compartment because it was empty.
Rachel: Oh, how inconvenient. He must've had to unpack all those clothes to make room for other passengers.
Mark: Yep. It was definitely not a smooth journey. But I'm sure it could've been worse. At least nothing irreparable happened.
Rachel: Haha, unless you count the fact that his friend's wife found the man's request so impolite that the poor traveller decided to bury the cheeses!
Mark: What?! He really disapproved of the situation.
Rachel: Definitely. So much that he offered to pay someone illegally to get rid of them.
Mark: Wow. That's almost immoral. But it seemed next to impossible to solve the problem in that situation.
Rachel: Well, the humour of the whole thing was based on a misunderstanding.
Mark: True. Unfortunately, this story doesn't have a happy ending.
Rachel: Yeah, but at least we learned to never underestimate the power of stinky cheeses again.
После этого остается только добавить основы выбранных слов, чтобы получилось задание на словообразование.
Раздел «Аудирование» отчасти дублирует некоторые инструменты раздела «Чтение и понимание текста», генерирующие вопросы открытого и закрытого типов. Среди новых инструментов отметим возможность получить текст аудио- или видеофрагмента и создать задания на вставку пропущенных слов. Но наиболее привлекательным для преподавателя в этом разделе представляется создание трех вариантов краткого изложения содержания мультимедийного фрагмента, что, с учетом достаточно высокого качества генерируемых мини-текстов и возможности выбрать уровень сложности, является отличным примером задания на развитие навыков аудирования на всех этапах обучения. К недостаткам можно отнести лишь ограничения в длительности обрабатываемого мультимедийного фрагмента (до 5 минут в бесплатной версии и 10 минут в платной) и отсутствие возможности в бесплатной версии загружать в приложение аудио- и видеофайлы (можно лишь выкладывать ссылки на публичные ресурсы, при этом ссылки на файл, выложенный в собственном облачном диске, не принимаются).
Обзор заданий разделов «Письменная речь» и «Устная речь» приложения Twee показал, что достаточно эффективными и полезными для составления творческого урока в плане развития устной и письменной речи обучающихся оказались запросы сгенерировать темы и идеи для эссе или обсуждения, выбрать из сети Интернет факты или изречения известных людей по заданной теме, создать небольшие проблемно ориентированные по заданной теме или тексту в качестве опоры для последующего диспута.
Многие из заданий разделов «Лексика» и «Грамматика», помимо возможности генерировать примеры по заданным словам/фразам, представляют собой более-менее механическое преобразование текстового материала, и работа с ними в основном несколько экономит время преподавателя.
В целом, несмотря на отмеченные недостатки основанного на ИИ приложения Twee, на него действительно стоит обратить внимание преподавателям английского языка, разрабатывающим новый учебный материал для различных целевых аудиторий, по различным видам речи и языковым аспектам. Twee «может стать незаменимым помощником для преподавателей, но стоит внимательно перепроверять результаты работы подобных систем, так как они пока далеки от идеала» [2, с. 54]. Необходимо
учесть, что данное приложение было создано относительно недавно и, по-видимому, будет еще дорабатываться в плане качества и видов заданий. В частности, хотелось бы увидеть на данной платформе возможность проверки устного ответа обучающегося (в форме аудио- и/или видеофайла) на содержательные, лексико-грамматические, стилистические или иные ошибки. Но даже на этом этапе появился относительно новый формат преподавания иностранных языков - создание учебных заданий непосредственно на уроке. Когда обучающиеся предлагают тему и/или лексику, приложение Twee генерирует дидактический материал, который сразу же отрабатывается обучающимися под контролем преподавателя. Бесспорно, такой формат урока будет отличаться новизной, интригующей атмосферой неизвестности, совместного поиска и непосредственного общения на актуальную сегодня тематику. Заметим, что для этого, как и в случаях любых импровизаций, учитель должен обладать необходимыми личными качествами, высокими профессиональными компетенциями и опытом.
Рекомендации: проведенный теоретический и практический анализ использования ИИ-приложений в методике преподавания иностранных языков позволяет сделать однозначный вывод, что ИИ, и в частности нейросети, становятся прекрасным помощником учителю в его профессиональной деятельности, особенно в сфере адаптивного и персонализированного обучения [3, с. 108]. Для достижения реальных результатов учителю прежде всего необходимо основываться на собственном профессионализме, здравом смысле, постоянном самосовершенствовании в плане методики преподавания и технологий, владения родным и иностранным языками; учитывать особенности целевой аудитории и конкретных условий учебного процесса, комбинируя проверенные временем и практикой традиционные приемы и дидактические материалы с современными технологическими возможностями, чтобы оптимизировать образовательный процесс, варьировать формы и приемы обучения, формировать и развивать межпредметные компетенции обучающихся, повышать их мотивацию и удерживать их продуктивное внимание, снижать рутинную нагрузку на преподавателя, высвобождая время для профессионального творчества и живого общения.
Библиографический список
1. Агальцова, Д. В. Технологии использования искусственного интеллекта для преподавателя ВУЗа Д.В. Агальцова, Ю.Е. Валькова // Мир науки, культуры и образования. - 2023.- №2 (99). - С. 5-7. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologii-iskusstvennogo-intellekta-dlya-prepodavatelya-vuza (дата обращения: 18.01.24).
2. Донина, О. В. Технологии искусственного интеллекта в языковом образовании / О. В. Донина // Журнал филологических исследований. - Том 8. - № 3. -2023. - C. 52-54. - URL: https://naukaru.ru/temp/7150b876a9ceeed5fc49e1fd9456b42c.pdf (дата обращения: 18.01.24).
3. Коровникова, Н. А. Искусственный интеллект в современном образовательном пространстве: проблемы и перспективы / Н. А. Коровникова // Социальные новации и социальные науки. - Москва: ИНИОН РАН, 2022. - №2. -С. 98-113. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/iskusstvennyy-intellekt-v-sovremennom-obrazovatelnom-prostranstve-problemy-i-perspektivy (дата обращения: 18.01.24).
4. Расторгуева, Л. В. Использование нейросети Twee в преподавании английского языка / Л. В. Расторгуева // Актуальные вопросы профессионального образования: материалы V Международной научно-практической конференции, Минск,
25-26 мая 2023 года / Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники; редкол.: Т. В. Казак [и др.]. - Минск, 2023. - С. 292-294. - URL: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/53178 (дата обращения: 09.01.24)
5. Хадеева, З. И. Нейросети - особенности взаимодействия, устройство и развитие / З. И. Хадеева // Стратегическое развитие инновационного потенциала отраслей, комплексов и организаций: сборник статей XI Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2023. - С. 414-418. - URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary 56168933 78638131.pdf (дата обращения: 11.01.24).
6. Шуйская, Ю. В. Привлечение нейросетей к проведению дебатов на иностранном языке на продвинутом этапе его изучения / Ю. В. Шуйская, Е. А. Дроздова, М. В. Мыльцева // Мир науки, культуры и образования. - 2023. -№ 2 (99). - С. 216-218. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/privlechenie-neyrosetey-k-provedeniyu-debatov-na-inostrannom-yazyke-na-prodvinutom-etape-ego-izucheniya (дата обращения: 13.01.24)
7. Encyclopœdia Britannica: официальный портал британо-американской универсальной энциклопедии [Сайт]. - URL: https://www.britannica.com/technology/artificial-intelligence (дата обращения: 10.01.24).
8. McCulloch W.S., W. Pitts A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity // Bull. Math. Biophys., 5, 1943. P. 115-133.
9. Qun Luo, Jiliang Yang The Artificial Intelligence and Neural Network in Teaching // Comput Intell Neurosci. 2022. doi: 10.1155/2022/1778562. - URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9205693/ (дата обращения: 17.01.24).
10. Twee: официальный сайт [Сайт]. - URL: https://app.twee.com/ (дата обращения: 18.01.24).
