Проєкт інформаційної системи для практикування розмовних здібностей з англійської мови із елементами доповненої реальності

Abstract

Вивчення англійської мови – є важливим інструментом для досягнення успіху в сучасному світі, оскільки воно забезпечує доступ до міжнародних ринків, науки та можливостей професійного розвитку. Вивчення може здійснюватися різними методами. «Традиційними» підходами вважаються граматико-перекладний метод, аудіолінгвальний метод, комунікативний підхід і метод повної фізичної реакції [1]. З розвитком технологій, помітний перехід до інноваційних підходів опановування іноземних мов, адже вони роблять цей процес більш інтерактивним та ефективним [2]. Серед таких методів і підходів є ігри зі словами, мультимедійний метод і метод конкурсів. Помітна поява більшої кількості платформ, які активно застосовую різні сучасні технології. Штучний інтелект (ШІ) – це одна з тих технологій, що швидко розвиваються та здатні суттєво вплинути на процес навчання, особливо у сфері вивчення іноземних мов [3]. Zuraina Ali у своїй праці «Artificial intelligence (AI): A review of its uses in language teaching and learning» зазначає, що ШІ допоміг тим, хто практикують англійську мову покращити аудіювання, а також підготувати їх до середовища спілкування, схожого на рідне [4]. Серед інших інноваційних інструментів є доповнена реальність (AR), яка має великий потенціал для покращення мотивації та результатів навчання. Antigoni Parmaxi та Alan A. Demetriou виявили, що популярність мобільного AR для підтримки словникового запасу складає 23,9% , а для говоріння – 9,9% [5]. Це свідчить про актуальність розробки інформаційної системи для вивчення англійської мови, зокрема для практикування розмовних навичок з застосуванням цих інновацій. Адже, така ситема може стати вагомим внеском у розвиток сучасних методів навчання. Об’єктом дослідження кваліфікаційної роботи є процес створення проєкту інформаційної системи для практики розмовних здібностей з англійської мови з використанням елементів доповненої реальності. Предмет дослідження – це технології та способи реалізації проєкту інформаційної системи для практики розмовних здібностей з англійської мови з елементами доповненої реальності. Мета магістерської кваліфікаційної роботи полягає в проєктуванні інформаційної системи для практики розмовних здібностей з англійської мови з використанням технологій штучного інтелекту та доповненої реальності. Задля досягнення заданої мети було визначено декілька важливих завдань: • здійснити аналітичний огляд літературних джерел, щоб оцінити та довести актуальність проєктування системи; • проаналізувати можливості використання технологій доповненої реальності в освітніх цілях; • дослідити переваги та недоліки вже наявних аналогів системи для формування вимог до проєкту; • зробити системний аналіз об’єкта дослідження; • визначити та конкретизувати вимоги та функції системи за допомогою побудови UML діаграм; • розробити план реалізації проєкту, врахувавши необхідні ресурси та проаналізувавши ймовірні ризики; • описати процес впровадження інформаційної системи та провести контроль виконання завдань проєкту. У магістерській кваліфікаційній роботі було здійснено аналіз наявних систем, розглянуто задачі та практичні шляхи їх вирішення. Здійснення системного аналізу за допомогою побудови дерева цілей забезпечило чіткий план дій, а застосування методу аналізу ієрархій (МАІ) допомогло з вибором найбільш доцільного типу системи. Крім цього, використання UML-діаграм відобразило чітке визначення вимог та функціональних характеристик. Було охарактеризовано призначення та визначення місця застосування системи. Під час розроблення концептуальної моделі системи було описано вхідні та вихідні дані, а ще її функції та структуру. Також під час планування проєкту було визначено функціональні ролі та відповідальності команди, обсяг робіт і графік їх виконання. Було визначено механізми управління змінами до обсягу проєкту та плани комунікацій, керування якістю, ризиками та ресурсами. У результаті проведеної роботи було реалізовано інформаційну систему у формі мобільного застосунку під назвою «LinguaMate AR», що забезпечило доступ до функціональності системи. Система використовує технології штучного інтелекту та доповненої реальності для забезпечення взаємодії користувача з системою в реальному часі. Користувачі можуть вдосконалювати свої мовні навички, отримувати аналіз своїх помилок, оцінки та рекомендації щодо покращення. Аналіз результатів проєкту показав, що система відповідає запланованим вимогам і досягає основних цілей.Learning English is an important tool for achieving success in the modern world, as it provides access to international markets, science, and professional development opportunities. Learning English can be done in different ways. The “traditional” approaches are the grammar-translation method, the audio-lingual method, the communicative language teaching approach, and the total physical response method [1]. With the development of technology, there is a noticeable shift to innovative approaches to learning foreign languages, as they make the process more interactive and effective [2]. Among these methods and approaches are word games, multimedia, and competition methods. There is a growing number of platforms that actively use various modern technologies. Artificial intelligence (AI) is one of those rapidly developing technologies that can significantly affect the learning process, especially in the field of foreign language learning [3]. Zuraina Ali in her work “Artificial intelligence (AI): A review of its uses in language teaching and learning” notes that AI has helped English language learners improve their listening skills and prepare them for a native-like communication environment [4]. Other innovative tools include augmented reality (AR), which has great potential to improve motivation and learning outcomes. Antigoni Parmaxi and Alan A. Demetriou found that the popularity of mobile AR for vocabulary support is 23.9% and for speaking is 9.9% [5]. This demonstrates the relevance of developing an information system for learning English, in particular for practicing conversational skills using these innovations. After all, such a system can make a significant contribution to the development of modern teaching methods. The study object of the qualification work is the process of creating a project of an information system for practicing conversational skills in English using elements of augmented reality. The scope of research is the technologies and methods of implementing a project of an information system for practicing English conversational skills with elements of augmented reality. The goal of the master's thesis is to design an information system for practicing conversational skills in English using artificial intelligence and augmented reality technologies. To achieve this goal, several important tasks were identified: • conduct an analytical review of the literature to assess and prove the relevance of the system design; • analyze the possibilities of using augmented reality technologies for educational purposes; • investigate the advantages and disadvantages of existing analogs of the system to formulate requirements for the project; • make a systematic analysis of the research object; • define and specify the requirements and functions of the system by building UML diagrams; • develop a project implementation plan, taking into account the necessary resources and analyzing possible risks; • describe the process of implementing an information system and monitor the implementation of project tasks. The master's thesis analyzed the existing systems and considered the tasks and practical ways to solve them. Carrying out a system analysis with the help of building a goal tree provided a clear plan of action, and the application of the analytic hierarchy process (AHP) helped with the selection of the most appropriate type of system. In addition, the use of UML diagrams reflected a clear definition of requirements and functional characteristics. The purpose and application of the system were characterized too. When developing the conceptual model of the system, the input and output data, as well as its functions and structure, were described. Also, during the project planning, the functional roles and responsibilities of the team, the scope of work, and the schedule for their implementation were determined. Mechanisms for managing changes to the project scope and plans for communication, quality, risk, and resource management were defined. As a result of this work, an information system was implemented in the form of a mobile application called “LinguaMate AR”, which provided access to the system's functionality. The system uses artificial intelligence and augmented reality technologies to provide real-time user interaction with the system. Users can improve their language skills, and receive an analysis of their mistakes, scores, and recommendations for improvement. The analysis of the project results showed that the system meets the planned requirements and achieves the main goals.