XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВВЕДЕНИЕ

В наше время знание английского языка становится все более важным и востребованным навыком. Однако, изучение нового языка может представлять определенные трудности. Чтобы сделать процесс изучения английского более интересным и эффективным, мы предлагаем создать обучающую программу, используя язык программирования Python.

Актуальность темы проекта: Актуальность выбранной темы заключается в нескольких причинах:

• Удобство в использовании телеграм-бота для изучения английского языка

• Естественное языковое взаимодействие между обучающим и приложением и пользователем

• Гибкость и персонализация приложения

В целом, создание телеграм-бота для изучения английского языка актуально и предлагает много возможностей для эффективного и удобного обучения. Этот подход может быть особенно полезен для тех, кто предпочитает самостоятельное обучение или хочет дополнить традиционные методы изучения языка.

Цель работы: Разработка обучающего приложения на языке программирования Python.

Задачи:

1. Проанализировать программы для изучения английского языка, выяснить их актуальность.

2. Освоить базовые элементы для создания приложений.

3. Определить функциональность собственного бота.

4. Разработать обучающее приложение с использованием языка программирования Python.

5. Интегрировать бота в Telegram:

• Провести тестирование бота в реальном времени для обеспечения корректной работы

• Получить обратную связь пользователей, провести опрос оценки эффективности телеграм-бота.

Объект исследования: Компьютерные программы для изучения Английского языка.

Предмет исследования: Телеграм-бот как эффективное средство изучения Английского языка.

Гипотеза: Создание телеграм-бота для помощи в изучении английского языка позволит учащимся значительно улучшить свои навыки владения языком, благодаря доступности, простоте использования и стимулирующей обратной связи.

Методы исследования: анализ литературы, моделирование, анкетирование, изучение и сравнение программ для изучения английского языка. Для анализа были изучены материалы с различных образовательных сайтов и платформ. Были рассмотрены статьи и отзывы на порталах EngBlog.ru, NSportal.ru, а также материалы на платформе Otzovik.com, где пользователи делятся своими мнениями о наиболее популярных приложениях и курсах для изучения английского языка. Дополнительно исследовались технические статьи на сайте Revesli.com, чтобы изучить возможности использования Python для создания программы, способной интегрировать методы, применяемые в этих курсах.

ГЛАВА 1. ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА

 

1. 1. Введение в область обучения английскому языку с использованием программных средств

 

Современные технологии в образовании, особенно программы, играют большую роль в процессе изучения английского языка. Существует множество программных средств, предназначенных для обучения английскому языку, начиная от мобильных приложений до онлайн-платформ и программ для персональных компьютеров.

Программы для изучения английского языка включают в себя онлайн-курсы, мобильные приложения, компьютерные программы и интерактивные обучающие платформы. Каждый из этих видов программ имеет свои уникальные особенности и преимущества, что делает их доступными и эффективными средствами для самостоятельного обучения.

Онлайн-курсы по английскому языку представляют собой специально разработанные образовательные программы. В них более часто с вами занимается отдельный педагог с необходимым уровнем образования, им может являться как носитель вашего языка, так и носитель иностранного языка, который вы изучаете. Живое общение позволяет улучшить разговорный язык и разные его особенности, которыми пользуются его носители. Этот метод подойдёт людям, которые основательно хотят изучать иностранные языки на высоком уровне, но он подойдёт и тем, кто старается научиться разговорному языку.

Мобильные приложения, компьютерные программы и интерактивные обучающие платформы можно объединить в одну категорию, ведь в них отдельных педагогов почти не бывает, изучением языка полностью занимается сам человек. Ему помогают тренажеры произношения, грамматические задания и тесты, широкий спектр ресурсов, включая тексты, видеоматериалы, аудио уроки, а также форумы для общения с другими студентами [2].

В данной главе мы рассмотрим интерактивные обучающие платформы для изучения английского языка, их виды, преимущества и недостатки, оценим эффективность такого подхода к обучению и рассмотрим перспективы.

1. 2. Примеры популярных программ для изучения английского языка: их преимущества и недостатки

 

1. Duolingo – это интерактивное приложение и веб-платформа для изучения английского языка и многих других языков. Оно предлагает разнообразные уроки, включая чтение, письмо, аудио и разговорную практику. Duolingo базируется на методике обучения с использованием игр и заданий с прогрессивной сложностью, что делает процесс изучения более интересным и эффективным [4]. Это приложение написано на языке программирования: Scala.

Отличием Duolingo от похожих приложений является: игровой подход, а также гибкость и доступность.

2. Rosetta Stone – это известное образовательное приложение, предлагающее эффективный подход к изучению английского языка на основе традиционной методики. В отличии от многих других приложений, оно не ставит акцент на игровом аспекте, но зато предлагает программу, способную помочь запомнить наиболее сложные для вас слова и правила грамматики. Основная особенность Rosetta stone заключается в том, что оно обучает не переводить фразы с родного языка перед их произнесением, а думать на английском языке. В упражнениях по словарному запасу вы не найдете перевода, только изображение и слово на английском языке [5].

Отличием Rosetta Stone от других приложений, схожей направленности: метод полного погружения и нативное языковое окружение.

3. Skyeng– онлайн-школа по изучению английского язык, включающая в себя мобильное приложение [8]. В отличии от множества других платформ, обучение в Skyeng происходит с помощью преподавателя, но отсюда вытекает высокая стоимость. Индивидуальный подход поможет быстрее научиться разговорной лексике и особенностям английского языка [6].

В заключении можно сказать, что каждая платформа имеет много преимуществ и недостатков, выбор конкретной зависит от индивидуальных особенностей и целей пользователя.

Duolingo, с его игровым подходом и бесплатностью, подходит для тех, кто предпочитает интерактивные методы обучения. Rosetta Stone, с фокусом на полном погружении и нативном языковом окружении, подходит для тех, кто стремится к глубокому и погруженному в язык обучению. Skyeng, с индивидуальными уроками и гибким графиком, может быть подходящим вариантом для тех, кто ценит персонализированный подход и мгновенную обратную связь.

1. 3. Актуальность использования телеграм-бота

 

Телеграм-бот – это программа, которая автоматизирует взаимодействие с пользователем через мессенджер Telegram. Он способен выполнять различные задачи, от предоставления информации до выполнения команд и проведения определённых действий по запросу пользователя. Телеграм-боты работают на основе API (интерфейса программирования приложений) Telegram, который предоставляет разработчикам доступ к функциональным возможностям мессенджера.

Актуальность телеграм-ботов проявляется в их способности решать широкий спектр задач и удовлетворять потребности различных пользователей. В современном обществе, где скорость и доступность информации играют большую роль, телеграм-боты обеспечивают мгновенный доступ к полезной и актуальной информации.

В сфере образования телеграм-боты могут использоваться для предоставления учебных материалов, проведения тестирования, организации обучающих курсов и многое другое. В медицинской сфере они могут помогать пациентам записываться на приёмы, получать консультации врачей, напоминать о приеме лекарств и следить за состоянием здоровья.

Наш телеграм-бот для изучения английского языка интегрирован в популярный мессенджер Telegram, который является одной из самых крупных приложений для общения. Такая интеграция позволяет получать знания по английскому языку в привычной и удобной для пользователя среде.

Так же одним из ключевых преимуществ нашего бота, это его многофункциональность по сравнению с другими программами. Стоит подметить, что ассистент-помощник на основе искусственного интеллекта способен объяснять самостоятельно ответы на интересующие вопросы. Вторым его преимуществом может считаться перевод и транскрипцию слов, а также аудио произношение слов.

Ещё одним достоинством нашего телеграм-бота является наличие различных упражнений и тестов, позволяющих пользователю закрепить уже полученные знания английского языка.

Таким образом, из всего вышеперечисленного можно сделать вывод что, создавая наш телеграм-бот мы выбрали удачное место для его интеграции. Так же еще одним большим преимуществом нашего телеграм-бота являются интегрированные задания и тесты, которые позволяют запоминать английский язык еще быстрее и эффективнее.

В данной главе мы разобрали программы для изучения английского языка и рассмотрели понятие телеграм-бота, а также рассказали о преимуществах нашего продукта. Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что современные технологии играют важную роль в образовательном процессе. Предоставляя широкий спектр инструментов для изучения английского языка. Анализ программ, таких как Duolingo, Rosetta Stone и Skyeng, показал, что каждая из них имеет свои уникальные особенности, преимущества и недостатки.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА, РЕАЛИЗАЦИЯ И ТЕСТИРОВАНИЕ ТЕЛЕГРАМ-БОТА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА

 

2. 1. Выбор языка программирования Python для написания телеграм-бота

 

Python – это интерпретируемый, высокоуровневый язык программирования, который заслужил свою популярность благодаря своей простоте в использовании и широкому спектру применения [7].

Стандартная библиотека Python обширна и включает в себя множество модулей и инструментов для решения различных задач, таких как работа с файлами, сетевое программирование, обработка данных и многое другое.

Python также известен своей кроссплатформенностью, что даёт программам, написанных на этом языке программирования, возможность работать на различных операционных системах без изменений в исходном коде, это делает работу разработчиков легче.

Главными особенностями языка программирования Python являются его читаемость и понятность кода. Синтаксис этого языка программирования невероятно прост и напоминает английский язык.

Следующим пунктом мы рассмотрим преимущества и недостатки языка программирования Python.

Преимущества:

• Простота и читаемость кода

• Обширная стандартная библиотека

• Многогранность

Недостатки:

• Медлительность выполнение кода

• Ограниченность динамической типизации

Мы выбрали язык программирования Python из-за его простоты и легкости в изучении. Важным фактором в нашем выборе этого языка программирования было также большое количество учебного материала. Python имеет большое сообщество разработчиков, которые делятся своим опытом и знаниями, создавая различные обучающие ресурсы.

Таким образом, выбор Python был обоснован его простотой, легко читаемым синтаксисом и обилием учебных материалов. Этот язык представляет собой хороший инструмент для тех, кто только начинает свой путь в мире программирования и желает написать свою первую значимую программу, обеспечивая удобство и эффективность в процессе обучения.

1. 2. Создание телеграм-бота на языке программирования Python

 

Первым делом, мы должны инициализировать бота, передав в него токен, который мы получили от BotFather (см. Приложение 1. Рис. 1). Эта строка устанавливает соединение между нашим кодом Python и Telegram, позволяя боту взаимодействовать с пользователем через сообщение.

После этого мы пишем нашу приветственную функцию. Эта функция будет обрабатывать команду «/start» и отправляет пользователю приветственное сообщение, содержание команды бота и их краткое описание (см. Приложение 1. Рис. 2).

Далее можно было переходить к основным функциям нашего бота. Команду «/dictionary» обрабатывает функция «dictionary». Она отправляет пользователю сообщение с предложением отправить слово. Полученный пользователем ответ попадает в функцию «dictionary_word» с помощью метода register_next_step_handler, который принимает в качестве аргументов сообщение пользователя и функцию, которую нужно вызвать. В «dictionary_word» мы используем API словарей Yandex и Wordnik для получения транскрипции, различные варианты перевода слова, его значения и аудио произношение. В этой функции мы также используем обработчик ошибок, чтобы, если вдруг возникает ошибка, бот отправлял сообщение об этом. После получения данных бот отправляет пользователю определение слова, его перевод, значение и произношение (см. Приложение 1. Рис. 3, Рис. 4).

Второй функцией нашего бота стал ассистент на основе искусственного интеллекта. Эта функция обрабатывает «/assistant» и позволяет пользователю общаться с нейросетью. С помощью библиотеки g4f мы смогли использовать модель GPT для генерации ответов на текстовые запросы пользователя. Получив сообщение от пользователя, бот отправляет сгенерированный нейросетью ответ на этот текст (см. Приложение 1. Рис. 5).

Следующей функцией был переводчик. Функция «translate» обрабатывает команду «/translate». Работа этой функции идентична работе функции «dictionary». Метод register_next_step_handler получает сообщение пользователя и вызывает функцию «translate_message», где и происходит сам перевод. Для перевода мы используем библиотеку translators, выбирая в качестве переводчика Google. Полученный текст пользователя бот переводит с любого языка на русский (см. Приложение 1. Рис. 6).

Последней функцией стали упражнения. Для этого мы подготовили JSON-файл с множеством различных заданий с выбором ответов. В JSON-файл находится большое количество пар «ключ:значение». Обращаясь к ключу, мы можем получить его значение (см. Приложение 1. Рис. 7). Функция «correct_word» обрабатывает команду «tasks». С помощью встроенной функции with open мы открываем наш JSON-файл и выбираем из него случайное задание, используя встроенную библиотеку random. Дальше метод register_next_step_handler вызывает функцию «answer» для проверки правильности ответа. В «answer» сравнивается ответ пользователя с правильным ответом из выбранного задания. Бот отправляет сообщение пользователю о том, правильный оказался ответ или нет. Затем бот предлагает пользователю продолжить или прекратить выполнение заданий (см. Приложение 1. Рис. 8).

1. 3. Обратная связь телеграм-бота

 

Для обеспечения правильной работы нашего телеграм-бота, мы провели опрос среди пользователей для сбора обратной связи. В нашем опросе участвовало 32 человека. Вот ответы, которые у нас получились:

1. На вопрос «Как вы относитесь к изучению английского языка с помощью программ?» 17 людей (53,1%) ответили, что относятся к этому положительно. 10 людей (31,3%) относятся скорее хорошо, чем плохо (см. Приложение 2. Рис. 1).

2. «Пользовались ли вы программами для изучения английского языка?» 18 человек (56,3%) подтвердили, что пользовались программами такого рода. Однако 14 человек (43,8%) не использовали такие программы (см. Приложение 2. Рис. 2).

3. На третий вопрос «Как вам команда «/dictionary» (словарик) в телеграм-боте «english_trainer»?» 21 пользователю (65,6%) очень понравилась данная команда, и только 3 пользователя (9,4%) считают ее бесполезной (см. Приложение 2. Рис. 3).

4. На четвертый вопрос «Как вам команда «/assistant» (нейросеть-помощник) в телеграм-боте «english_trainer»?» 22 пользователя (68,8%) ответили, что им она понравилась. Однако 8 пользователей (25%) не смогли ответить на этот вопрос (см. Приложение 2. Рис. 4).

5. На пятом вопросе «Как вам команда «/translate» (переводчик) в телеграм-боте «english_trainer»?» почти все пользователи в количестве 26 человек (81,2%) ответили единогласно, что она им очень понравилась. Всего лишь 6 (18,8%) пользователей ответили по-другому (см. Приложение 2. Рис. 5).

6. На шестой вопрос «Как вам команда «/tasks» (задания) в телеграм-боте «english_trainer»?» 25 пользователям (78,1%) эта команда очень понравилась, а 5 пользователей затруднились в ответе (см. Приложение 2. Рис. 6).

7. Спросив: «Общее впечатление от бота «english_trainer»?», мы получили разнообразные ответы. У 19 пользователей (59,4%) осталось хорошее впечатление, 7 пользователей (21,9%) оценили свой опыт использования выше среднего, 3 пользователя (9,4%) ответили «Среднее», а остальным 4 пользователям (9,3%) этот бот не понравился, и они его оценили «Ниже среднего» и «Плохое» (см. Приложение 2. Рис. 7).

Вот несколько предложений от пользователей по улучшению работы телеграм-бота для изучения английского языка «english_trainer»:

• «Можно создать аудио-задания для отработки навыка восприятия на слух английской речи».

• «Возможно, в силу ряда причин объективного характера, добавить функционал ИИ».

Тестирование и сбор обратной информации нашего телеграм-бота для изучения английского языка выявили несколько технических и функциональных проблем, которые удалось решить. Например, мы исправили работу команды «/assistant» и улучшили «/dictionary».

Опрос среди 32 пользователей показал, что большинство положительно оценивают использование программ для изучения английского языка и заинтересованы в нашем телеграм-боте. Команды «/dictionary», «/assistant», «/translate» и «tasks» получили высокие оценки, подтверждая их полезность. Также пользователи предложили добавить аудио-задания, улучшить искусственный интеллект и предоставлять примеры использования слов в словарике. Эти идеи будут учтены в следующих обновлениях.

В целом, результаты тестирования и обратная связь подтверждают успешность телеграм-бот «english_trainer». Мы продолжим улучшать функциональность, чтобы сделать изучение английского языка еще более эффективным и удобным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Знание английского языка сегодня является ключевым навыком, открывающим многочисленные возможности как в карьере, так и в личной жизни. Однако изучение языка, особенно самостоятельно, может быть затруднительным. В связи с этим актуальна разработка современных обучающих программ, основанных на новых технологиях. В рамках нашего проекта была поставлена задача создать телеграм-бот на Python для изучения английского языка.

Мы проанализировали популярные программы для изучения языков, чтобы выделить самые эффективные функции. Это позволило нам внедрить в нашего бота такие возможности, как словарь, переводчик, задания для практики и нейросеть-помощник. Интеграция с Telegram делает бота удобным и доступным для пользователей, позволяя учиться в привычной среде без необходимости перехода на другие платформы.

Тестирование телеграм-бота подтвердило его работоспособность и удобство. Обратная связь от пользователей была в основном положительной — они отметили полезность словаря, переводчика и интеграции нейросети. Важно, что на основе отзывов мы получили ценные предложения по дальнейшему улучшению функционала.

Исследование показало, что телеграм-бот является эффективным инструментом для изучения английского языка, предлагая быструю обратную связь и доступность в реальном времени. Методы исследования включали анализ литературы, анкетирование пользователей и сравнение существующих программ, что дало нам возможность создать полезный и доступный инструмент.

Таким образом, наш проект подтвердил, что телеграм-боты могут быть важным и удобным средством для самостоятельного изучения языков. В дальнейшем мы планируем улучшить его функциональность с учётом пользовательских пожеланий, сделав его ещё более эффективным и практичным для изучающих английский.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. EngBlog.ru. Рейтинг онлайн-курсов английского языка [Электронный ресурс]. URL: https://engblog.ru/online-english-courses-rating (дата обращения 01.09.2024)

2. NSportal.ru. Мобильные приложения для изучения английского языка [Электронный ресурс]. URL: https://nsportal.ru/shkola/inostrannye-yazyki/angliiskiy-yazyk/library/2021/05/29/statya-mobilnye-prilozheniya-dlya (дата обращения 01.09.2024)

3. OpenAI. Ответы на запросы пользователей [Электронный ресурс]. URL: https://openai.com/?ref= (дата обращения: 20.08.2024)

4. Otzovik.com. Отзывы о Duolingo [Электронный ресурс]. URL: https://otzovik.com/reviews/duolingo_com-besplatnoe_izuchenie_inostrannih_yazikov/ (дата обращения 01.09.2024)

5. Otzovik.com. Отзывы о Rosetta stone [Электронный ресурс]. URL: https://otzovik.com/reviews/rosetta_stone_programma_dlya_izucheniya_inostrannih_yazikov_dlya_windows/ (Дата обращения 02.09.2024)

6. Otzovik.com. Отзывы о Skyeng [Электронный ресурс]. URL: https://otzovik.com/reviews/skyeng_ru-shkola_izucheniya_inostrannogo_yazika_cherez_internet/ (дата обращения 02.09.2024)

7. Revesli.com. Введение в Python [Электронный ресурс]. URL: https://ravesli.com/intro-python/ (дата обращения 10.09.2024)

8. Skyeng. Курсы английского языка [Электронный ресурс]. URL: https://study.skyeng.ru/english-courses (дата обращения: 02.09.2024)