Потенциал виртуальной реальности и искусственного интеллекта в формировании информационно-образовательной среды для языкового образования

В данной статье исследуется влияние онлайн-технологий на изучение иностранных языков и демонстрируется, как цифровые инструменты не только трансформируют процесс обучения, но и изменяют наше понимание языковой компетенции и культурной грамотности - от создания глобальных образовательных экосистем до интеграции виртуальной реальности. В этой статье исследуется, как цифровые технологии позволяют студентам взаимодействовать с языками инновационными способами. Она выделяет ключевые преимущества онлайн-обучения языкам, включая расширенный доступ к ресурсам, индивидуальные учебные траектории, улучшение основных языковых навыков и синергию самостоятельного и совместного обучения. Статья также затрагивает проблемы и лучшие практики внедрения цифровых технологий в языковое образование подчеркивая важность педагогической согласованности, цифровой грамотности, баланса между технологиями и человеческим взаимодействием, а также профессиональным развитием для преподавателей.

В настоящее время языковое образование претерпевает изменения благодаря развитию цифровых технологий. Интеграция виртуальной реальности в процесс изучения языков уже показывает некоторые результаты. Например, для оптимизации обучения иностранным языкам в виртуальных средах была предложена комплексная теоретическая основа — модель VR-CCL (Virtual Reality-Constructivism and Cognitive Load) [5]. Эта структура, основанная на принципах конструктивизма и теории когнитивной нагрузки, акцентирует внимание преподавателей на взаимодействии и управлении когнитивной нагрузкой, что способствует повышению мотивации и вовлеченности студентов в процесс изучения языка. В рамках исследования китайский ученый выявил прирост закрепления знаний в 20% по сравнению с традиционными методами.

В нашей статье проводится критический анализ эффективности, проблем внедрения и влияния новых технологий на языковое образование, с особым вниманием к виртуальной и дополненной реальности, а также мобильным приложениям для обучения. Эти инновации являются флагманами образовательных технологий, и их потенциал преобразовать лингвистическую практику многогранен. Важно подходить к технологическим достижениям с научной тщательностью. Признавая их потенциал, мы также должны учитывать уникальные вызовы и возможные риски, которые они несут. Наша задача – не только выявить и оценить эти аспекты, но и предложить практические рекомендации по эффективному использованию этих технологий в языковом образовании, обеспечивая при этом безопасность и доступность для всех участников процесса.

Вопросы влияния цифровых технологий на языковое образование, в настоящий момент, активно изучаются белорусскими (Арцыменя Д.Ф., Петрова Н.Е., Азарёнок Н.В., и др.) и российскими учеными (Сысоев П.В., Жичкина А.Е., Арестова О.Н., Бабанин Л.Н. и др.). Основы нашего исследования базируются на теории освоения второго языка, когнитивной психологии и цифровых образовательных технологий. Они дополняются социокультурной теорией Выготского, которая подчеркивает роль социального взаимодействия в когнитивном развитии, включая языковое освоение.

Интеграция искусственного интеллекта и сопутствующих технологий в языковое образование обладает потенциалом для видоизменения процесса обучения. Рассмотрим текущие исследования в этой области. Например, комплексный обзор компьютерного обучения языкам, проведенный зарубежными учеными Шапель К. и Сауро С. [2], подчеркивает способность технологий создавать персонализированные траектории обучения, адаптируясь к индивидуальным потребностям и стилям студентов. Такая возможность имеет значение для удовлетворения разнообразных предпочтений и темпов обучения языкам.

Развивая эту тему, исследователь Хсу [3] провел анализ по обучению языкам с помощью ИИ. Он выявил, что такие технологии оказывают положительное влияние на общую языковую компетенцию, особенно в области словарного запаса и грамматических навыков. Например, было показано, что обучающиеся, использующие их для изучения языка, демонстрировали более высокую самоорганизацию и меньшую тревожность при обучении. Однако ученый также отметил необходимость дальнейших исследований для оценки долгосрочного сохранения языковых навыков, подчеркивая важность этой области для будущих исследований.

Погружающая природа технологий виртуальной и дополненной реальности предоставляет уникальные возможности для создания аутентичных сред обучения языкам. Э. Бонер и Х. Рейндерс [1] внесли вклад в эту область своим исследованием изучения языков. Их публикация продемонстрировала, как приложения такого класса могут преодолеть разрыв между формальным обучением в аудитории и реальным использованием языка, особенно в приобретении словарного запаса и контекстуальном понимании целевой лексики. Благодаря наложению цифровой информации на физический мир, дополненная реальность обладает потенциалом для создания насыщенных, специфичных для контекста учебных опытов, которые связывают абстрактные языковые концепции с осязаемыми, реальными референтами. Однако были отмечены и некоторые недостатки такого вида оснащения класса, например, цена такого оборудования.

Несмотря на преимущества цифровых технологий в языковом образовании, важно учитывать их долгосрочные эффекты. Например, Ли В. [4] в своем исследовании показала, что платформы с искусственным интеллектом положительно влияют на китайских студентов, изучающих английский язык путем снижения тревожности. Однако для успешного внедрения этих технологий нужно учитывать несколько факторов. Среди них — обучение преподавателей, требования к технологической инфраструктуре и вопросы конфиденциальности данных.

В целом можно отметить, что изучение языков претерпело значительные изменения. Онлайн-платформы и мобильные приложения сделали качественное языковое образование доступным для многих, устранив некоторые географические и социально-экономические барьеры. Мобильные приложения, такие как Duolingo, Babbel и Rosetta Stone и многие другие, предлагают интерактивный опыт обучения, адаптируясь к различным стилям и расписаниям. Например, ряд исследований показывает, что Duolingo увеличивает словарный запас пользователей на ~30% за три месяца при активном использовании. Можно отметить, что данный ресурс хоть и является популярным, схожие функции и возможности есть и у остальных крупных приложений. Виртуальные классы на платформах Zoom, Google Meet и Microsoft Teams, которые активно использовались в пандемический период, продолжают быть полезными для организации работы со студентами. Преподаватели, освоившие эти технологии, могут эффективно задействовать их и на новом этапе для учебных целей, а также использовать опыт их освоения для изучения очередного типа информационных технологий связанных с экосистемой виртуальной реальности.

Это исследование стремится ответить на следующие ключевые вопросы:

1. Как инструменты для изучения языка на основе ИИ сравниваются с традиционными методами с точки зрения результатов обучения и вовлеченности студентов?
2. Каковы наиболее эффективные способы интеграции технологий виртуальной и дополненной реальности в языковые программы для улучшения погружения в иноязычное обучение?
3. Каковы основные проблемы внедрения цифровых технологий для изучения языков и как их можно преодолеть?
4. Как использование цифровых инструментов в языковом образовании влияет на роль преподавателей и их общий педагогический подход?

Для достижения целей исследования был проведен теоретический анализ научной литературы, посвященной интеграции цифровых технологий в образование. Был осуществлен поиск публикаций в научных журналах и изданиях с использованием ключевых слов, в том числе таких, как «цифровое изучение языков», «онлайн-образование в области языков» и «искусственный интеллект в изучении языков». Общее количество источников составило более 50.

Исследовались источники таких баз данных, как Web of Science, Scopus, Google Scholar. Были проанализированы рецензируемые статьи по этой тематике, опубликованные в период с 2012 по 2024 год, на английском и русском языках. Этой процедурой мы постарались создать многогранный взгляд на влияние цифровых технологий на изучение языков, сочетая систематический обзор литературы с отдельными кейсами. Данная статья вносит вклад в продолжающийся дискурс о роли цифровых технологий в обучении иностранным языкам – путем критического обзора.

Технологии обработки естественного языка открыли новую эру репетиторов. Чат-боты, такие как Replika, и виртуальные помощники от различных брендов вовлекают студентов в диалог, предоставляя мгновенную обратную связь по грамматике, произношению и словарному запасу. Эти приложения доступны 24/7, что позволяет практиковаться в любое время. Однако, несёт некоторые риски, например, их использование для решения учебных задач, которые не предполагают их задействования.

Инструменты для изучения языков на основе искусственного интеллекта и традиционные методы имеют свои преимущества и недостатки с точки зрения результатов обучения и вовлеченности студентов. Рассмотрим сравнение этих двух подходов по нескольким критериям в табл. 1.

Таблица 1. Сравнение методов изучения языков на основе ИИ и традиционных методов

В целом, каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, и выбор между ними зависит от целей и потребностей обучающихся. Оптимальный же подход может включать комбинацию этих двух методов, используя технологии для персонализации обучения и быстрой обратной связи, а традиционные методы для социального взаимодействия и развития навыков общения.

В качестве дополнительного примера, адаптивных платформ обучения, можно привести платформу Knewton, которая использует сложную аналитику данных для создания индивидуальных учебных траекторий для пользователей. Анализируя данные, включая время, затраченное на выполнение заданий и закономерности ошибок, эта платформа определяют индивидуальные сильные и слабые стороны, а также оптимальные стратегии обучения. Такая детальная персонализация обучения позволяет использовать время для усвоения знаний по-возможности эффективно, например, для освоения грамматических навыков с автоматической возможностью заметить навык, который требует дополнительной проработки. В свою очередь, более традиционная платформа, такая как Moodle, также предлагает детализацию успеваемости обучающихся, но предполагает больше ручной работы и дополнительных инструментов при необходимости автоматизации.

Инновационные технологии могут улучшить обучение устной и письменной речи обучающихся. Автоматические инструменты работы с голосом, такие как Google’s Gemini Live и OpenAI’s Advanced Voice Mode и их более доступные аналоги, могут быть использованы для оценки произношения и предоставляют мгновенную обратную связь, помогая корректировать ошибки на месте. Однако их стоимость и доступность могут оказаться барьером в использовании в совокупности с рядом рисков по обработке данных.

Платформы для работы с навыками письма, такие как Hemingway Editor, используют искусственный интеллект для предоставления мгновенной обратной связи по стилю письма и грамматике, улучшая навыки письма, являются более доступными, чем программы работы с голосом.

Виртуальная и дополненная реальность изменяет изучение языков, создавая среды с глубоким погружением, которые моделируют реальные языковые сценарии. Платформы для изучения языков в виртуальной реальности переносят студентов в виртуальные миры, где они могут взаимодействовать с носителями языка, участвовать в аутентичных разговорах и непосредственно знакомиться с различными культурами. Платформы, такие как Mondly VR и Google Arts, предлагают опыты погружения в виртуальную реальность, позволяющие студентам практиковать свои языковые навыки и подходят для изучения различных иностранных языков.

Рассмотрим более подробно, как технологии этого рода способствуют более эффективному изучению языков и культурному обмену (табл. 2).

Таблица 2. Влияние виртуальной реальности на изучение языков и понимание культурного контекста

Однако, как и любые другие технологии, платформы виртуальной реальности для изучения языков имеют ограничения, такие как необходимость наличия специального оборудования и потенциальные проблемы с доступностью для пользователей с ограниченными возможностями. Поэтому важно учитывать эти факторы при интеграции технологий виртуальной реальности в языковое образование. Большинство видов являются дорогостоящими, однако существуют и более доступные варианты такие как Google Cardboard headsets, хотя их настройка также требует дополнительных усилий.

Технологии дополненной реальности, в свою очередь, накладывают цифровую информацию на реальный мир, предоставляя интерактивные опыты изучения языка в их повседневной среде (табл. 3 и 4).

Технологии виртуальной и дополненной реальности трансформируют изучение языков, создавая опыты, которые сокращают разрыв между обучением и реальностью. Эти технологии создают новую парадигму для изучения языка, способствуя более глубокому пониманию и беглости через контекстуализированную практику и аутентичное взаимодействие.

Однако цифровой разрыв, связанный с неравным доступом к технологиям и интернету, остается значительным препятствием. Для его преодоления необходимы совместные усилия государства и технологических компаний, чтобы обеспечить равный доступ к ресурсам.

Таблица 3. Влияние технологий дополненной реальности на изучения иностранных языков

Для успешного внедрения цифровых инструментов в обучение языкам преподаватели должны быть хорошо подготовлены, обладать навыками и знаниями для эффективного использования ресурсов и адаптации к цифровому миру. Обилие онлайн-ресурсов требует критической оценки их достоверности и соответствия учебным целям.

Сбор и анализ данных учащихся важны для персонализации обучения, но должны быть сбалансированы с защитой конфиденциальности. Установление глобальных стандартов защиты данных имеет ключевое значение.

Для полного раскрытия потенциала цифрового изучения языка необходимо:

• Обеспечить равный доступ к технологиям.
• Подготовить преподавателей к использованию цифровых инструментов.
• Контролировать качество онлайн-ресурсов.
• Защищать данные студентов.

Например, использование платформы Duolingo для изучения языков требует оценки её методов сбора данных и обеспечения их безопасности. Также важно, чтобы преподаватели были обучены использовать такие платформы эффективно.

Вот несколько изменений, которые могут произойти в дальнейшем:

1. Преподаватели будут больше сосредоточены на поддержке и мотивации учащихся, а цифровые инструменты возьмут на себя предоставление информации.
2. Цифровые инструменты помогут адаптировать материалы и задания к индивидуальным потребностям студентов.
3. Увеличатся возможности для общения через онлайн-форумы, видеоконференции и чаты.
4. Новые способы оценки, такие как автоматическая проверка и анализ речи, позволят точнее оценивать прогресс.
5. Цифровые инструменты расширят возможности к обучению для тех, кто живет в отдаленных районах.
6. Преподаватели ещё больше будут нуждаться в постоянном обучении новым технологиям и методам.

В целом, использование цифровых инструментов в языковом образовании может привести к значительным изменениям роли преподавателя и общего педагогического подхода.

Предварительные испытания приложений и изученные исследования показывают, что технологии виртуальной реальности могут улучшить процесс обучения иностранным языкам. Они делают обучение более увлекательным, повышают мотивацию и способствуют лучшему закреплению знаний. Хотя каждая технология имеет свои преимущества и риски, общий тренд направлен на улучшение процесса обучения.

Таблица 4. Влияние цифровых технологий на языковое образование

Проблемы реализации и педагогические последствия внедрения цифровых технологий в языковое обучение:

• Обучение педагогов навыкам, необходимым для эффективной интеграции цифровых инструментов в их преподавательскую практику, имеет решающее значение для успешной реализации.
• Обеспечение доступа к надежной технологии и высокоскоростному Интернету для учащихся.
• Решение этических проблем, связанных с конфиденциальностью данных, ответственным использованием ИИ и потенциальной предвзятостью в инструментах оценки, имеет первостепенное значение.
• Цифровые инструменты требуют от преподавателей развития новых навыков и адаптации своих педагогических подходов, подчеркивая необходимость переосмысления языкового образования и непрерывного профессионального развития.

Область языкового образования постоянно развивается, и крайне важно оставаться в курсе последних тенденций и технологий, чтобы обеспечить эффективное изучение языков. Принимая инновации, решая проблемы и поощряя дух сотрудничества, преподаватели могут использовать силу цифровых технологий для создания более привлекательной и эффективной среды для изучения языков. Хотя технология может дополнять и улучшать процесс обучения, она не может заменить тонкое руководство, эмоциональную поддержку и культурный контекст, которые предоставляют учителя. Проблема заключается в эффективной интеграции цифровых инструментов в педагогическую практику. Преподаватели должны решать этические вопросы, связанные с использованием искусственного интеллекта в языковой оценке. Важно учитывать справедливость и предвзятость: может ли система понимать нюансы языка в разных культурах? Как гарантировать, что такие системы не усиливает предубеждения или не создают новые?

По мере того, как изучение языков становится все более цифровым, мы должны быть осторожны, чтобы не упустить из виду роль преподавателя, которая важна для истинного лингвистического и культурного понимания. Хотя искусственный интеллект может имитировать разговоры, он не может (пока) воспроизвести подлинные эмоциональные связи и культурные обмены, которые происходят между людьми-собеседниками.

Будущее цифрового языкового образования, вероятно, будет характеризоваться сближением различных технологий и подходов. При этом важно найти синергию в обучающей экосистеме, в которой чат боты, среды виртуальной реальности, нейронаучные приложения и преподаватели работают вместе, чтобы обеспечить всесторонний опыт изучения языка.

Цифровая эпоха предлагает уникальную возможность преодолеть культурные различия, способствовать глобальному взаимопониманию и создать более лингвистически взаимосвязанный мир. Однако реализация этого потенциала требует совместных усилий всех заинтересованных сторон:

1. Преподаватели должны стать активными новаторами. Это требует непрерывного профессионального развития, изучения новых инструментов и методологий, а также адаптации их преподавательской практики для использования уникальных преимуществ, предлагаемых цифровыми платформами. Им также нужно учитывать этические последствия использования технологий в классе.
2. Студенты имеют возможность стать активными участниками учебного процесса. Это требует развития навыков их цифровой грамотности, изучения широкого спектра онлайн-ресурсов и взаимодействия с изучением языков. Учащиеся также должны быть критичными к информации, оценивая качество и надежность онлайн-ресурсов и развивать вдумчивый подход к онлайн-обучению.
3. Разработчикам технологий следует отдавать приоритет созданию инструментов, которые являются не только инновационными, но и педагогически обоснованными и этически ответственными. Это требует сотрудничества с преподавателями и исследователями для обеспечения соответствия новых технологий лучшим практикам в языковом образовании и решения уникальных потребностей и проблем обучающихся. Разработчики также должны отдавать приоритет конфиденциальности и безопасности данных, обеспечивая их защиту и ответственное использование.

1. Bonner E., Reinders H. Augmented and Virtual Reality in The Language Classroom: Practical Ideas // Teaching English with Technology. 2018. № 18 (3). P. 33–53.
2. Chapelle C.A., Sauro S. The Handbook of Technology and Second Language Teaching and Learning. John Wiley & Sons. 2017. P. 32-40.
3. Hsu T.C., Chang C. Artificial Intelligence image recognition using self-regulation learning strategies: effects on vocabulary acquisition, learning anxiety, and learning behaviours of English language learners // Interactive Learning Environments. 2023. P. 1–19. doi:10.1080/10494820.2023.2165508
4. Ling W. Artificial intelligence in language instruction: impact on English learning achievement, L2 motivation, and self-regulated learning // Frontiers in Psychology. 2023. Vol. 14. doi:10.3389/fpsyg.2023.1261955.
5. Song C. Optimizing Foreign Language Learning in Virtual Reality: A Comprehensive Theoretical Framework Based on Constructivism and Cognitive Load Theory (VR-CCL) // Applied Sciences. 2023. Vol. 13(23). P. 12557. doi:10.3390/app132312557.