Інтелектуальна система освоєння іноземної мови з використанням статистичного аналізу

Abstract

У сучасному світі знання іноземних мов є важливим фактором особистісного та професійного розвитку [1]. Однак традиційні методи навчання часто стикаються з низкою проблем, таких як відсутність персоналізації, складність оцінки прогресу та низька мотивація учнів. Ці виклики стають особливо актуальними в умовах глобалізації, коли знання мов відкриває доступ до нових можливостей для багатьох аспектів життя від навчання й роботи до спілкування. Система освоєння іноземної мови з використанням статистичного аналізу спрямована на те, щоб вирішувати такі проблеми за допомогою автоматизації процесу навчання, персоналізації підходу до кожного користувача та підвищення ефективності оцінки знань. Основний функціонал системи включає реєстрацію користувачів, вибір навчальних матеріалів (книг), автоматичне створення тестів на основі книг, проходження тестування та аналіз результатів із наданням персоналізованих рекомендацій. Система освоєння іноземної мови, яка базується на використанні статистичного аналізу, розроблена для вирішення низки важливих завдань, пов’язаних із навчальним процесом. Її мета полягає у впровадженні автоматизації навчання, що дозволяє значно спростити процес засвоєння матеріалу, а також забезпечити персональний підхід до будь-якого користувача, маючи на увазі його рівень знань, темп навчання та особисті потреби. Крім того, система спрямована на підвищення точності та ефективності оцінки знань, що дає змогу отримувати більш об’єктивні результати та рекомендації для подальшого вдосконалення. Основний функціонал системи охоплює кілька ключових етапів. Спочатку користувачі проходять реєстрацію, що дозволяє створити персоналізований профіль для збереження даних про їхній прогрес. Далі вони мають можливість обирати навчальні матеріали, зокрема книги, які відповідають їхнім інтересам та рівню володіння мовою. На основі обраних матеріалів система автоматично генерує тести, які допомагають перевірити засвоєння інформації. Після проходження тестування результати аналізуються, і користувач отримує детальні персоналізовані рекомендації, спрямовані на покращення слабких сторін та закріплення сильних навичок. Таким чином, система забезпечує комплексний підхід до навчання, роблячи його більш ефективним, зручним та адаптованим до потреб кожного користувача. Система реалізована у вигляді веб-застосунку, що забезпечить доступність для великої кількості користувачів через мережу Інтернет. Веб-сайт дозволяє легко працювати з будь-яким типом пристроїв (телефон, планшет, ноутбук, комп’ютер) і робить користувача незалежним від операційної системи, на якій запускається сайт. Використання сучасних технологій, таких як Angular для front-end,.NET для back-end та MS SQL Server для роботи з базою даних, забезпечить надійність, продуктивність та інтерактивність системи. Ефективність системи полягає у її можливості адаптовувати навчальні матеріали відповідно до потреб й запитів кожного користувача на основі статистичного аналізу результатів тестування. Це надає змогу зосередитися на тиих сторонах учня, що потребують покращення, підвищуючи його рівень володіння мовою. Також це проявляється у її здатності забезпечувати динамічний зворотний зв’язок, що сприяє більш глибокому розумінню навчального прогресу та підвищенню мотивації користувачів. Крім того, система автоматизує процес створення тестів, що значно скорочує витрати часу для викладачів та адміністраторів. Мета створення такої системи полягає у вирішенні проблем, що пов’язані із вивченням іноземних мов, а також у забезпеченні ефективного та персоналізованого навчання. Для досягнення поставлених цілей необхідно виконати наступні задачі: • вибрати тему; • провести аналіз за темою предметної області, включаючи огляд літературних та інших джерел; • здійснити системний аналіз розроблюваної системи, визначити її основну функцію та структуру; • описати і проаналізувати комплекс вимог до системи; • створити план проєкту; • визначити засоби та методи, які використовуються для вирішення поставлених задач; • реалізувати систему та навести результати виконання проєкту. Об’єкт дослідження: автоматизація процесу освоєння іноземних мов з використанням статистичного аналізу. Предмет дослідження: засоби та методи проєктування та розроблення системи освоєння іноземної мови з використанням статистичного аналізу.

In today's interconnected world, proficiency in foreign languages plays a crucial role in both personal growth and professional advancement [1]. Despite its importance, traditional approaches to language learning frequently face numerous obstacles, including a lack of tailored learning experiences, challenges in accurately measuring progress, and insufficient motivation among learners. These issues are further amplified in the era of globalization, where the ability to communicate in multiple languages serves as a gateway to a wide range of opportunities. From pursuing higher education and advancing in one's career to fostering meaningful cross-cultural interactions, language skills have become an essential asset in navigating the complexities of modern life. The foreign language acquisition system, based on the use of statistical analysis, has been developed to address a range of critical tasks associated with the learning process. Its primary goal is to implement automation in language learning, significantly simplifying the material acquisition process while ensuring a personalized approach for each user. This personalization takes into account the user’s knowledge level, learning pace, and individual needs. Additionally, the system aims to enhance the accuracy and efficiency of knowledge assessment, enabling more objective results and providing recommendations for further improvement. The system’s core functionality encompasses several key stages. First, users complete a registration process, which allows the creation of a personalized profile to store data about their progress. Afterward, users have the option to choose learning resources, such as books, that align with their personal interests and language proficiency. Using these selected materials, the system autonomously creates customized tests aimed at assessing the user's understanding of the content. After completing the tests, the results are analyzed, and the user receives detailed, personalized recommendations aimed at improving weaker areas and reinforcing stronger skills. In this way, the system provides a comprehensive approach to language learning, making it more effective, convenient, and adaptable to the needs of each individual user.The system is implemented as a web application, ensuring accessibility for a wide range of users via the Internet. The website is designed to function seamlessly across various devices (smartphones, tablets, laptops, desktops) and makes users independent of the operating system on which the site is accessed. The use of modern technologies, such as Angular for the front-end, .NET for the back-end, and MS SQL Server for database management, ensures the system’s reliability, performance, and interactivity. The system’s effectiveness lies in its ability to adapt learning materials to the needs and requests of each user based on statistical analysis of test results. This enables the system to focus on the areas where the learner requires improvement, thereby enhancing their language proficiency. Additionally, the system provides dynamic feedback, which contributes to a deeper understanding of learning progress and boosts user motivation. In addition, the system streamlines the test creation process by automating it, which greatly minimizes the time and effort needed from teachers and administrators. The primary objective of developing such a system is to overcome the common obstacles in foreign language learning while delivering a more efficient, tailored, and engaging educational experience for learners. The goal of creating such a system is to address the challenges associated with foreign language learning and to provide effective and personalized education. To accomplish the outlined objectives, the following tasks were carried out: • Select the topic; • Conduct an analysis of the subject area, including a review of literature and other sources; • Perform a systematic analysis of the system under development, defining its primary function and structure; • Describe and analyze the set of requirements for the system; • Develop a project plan; • Identify the tools and methods used to solve the outlined tasks; • Implement the system and present the project results. Object of research: automation of the foreign language acquisition process using statistical analysis. Subject of research: tools and methods for designing and developing a foreign language acquisition system using statistical analysis.