Розробка вебплатформи для вивчення іноземних мов із використанням інтелектуальних технологій

Abstract

Актуальність роботи визначається необхідністю створення освітніх систем нового покоління, які здатні забезпечити глибоку персоналізацію навчального процесу та досягти ефективної синергії між алгоритмами штучного інтелекту, викладачем і студентом. Об’єктом роботи є процес дистанційного навчання іноземних мов із застосуванням сучасних інформаційних технологій. Предметом роботи є моделі, методи та програмні засоби побудови інтелектуальної освітньої платформи, системи обробки природної мови (NLP), а також вебтехнології на базі фреймворку Next.js та СУБД PostgreSQL. Метою роботи є розробка комплексної вебплатформи для вивчення іноземних мов, що поєднує гейміфікований інтерфейс, інтерактивний конструктор уроків та ансамбль моделей машинного навчання для автоматичного аналізу помилок користувачів і генерації адаптивного навчального контенту. В результаті проведених досліджень та практичної реалізації поставлених завдань було створено програмний продукт, який оптимізує роботу викладача завдяки потужній системі аналітики, та підвищує ефективність навчання студентів за допомогою формування персоналізованих навчальних траєкторій на основі глобальної бази помилок. Пояснювальна записка бакалаврської роботи складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків і додатків. У першому розділі проаналізовано предметну область вивчення іноземних мов та існуючі освітні платформи, обґрунтовано необхідність створення нової системи з гібридним інтелектуальним підходом. У другому розділі обґрунтовано вибір технологічного стеку, спроєктовано архітектуру системи, логічну структуру бази даних та алгоритми обробки природної мови для замкненого циклу аналізу помилок. У третьому розділі представлено проєктування інтерактивного інтерфейсу користувача з елементами гейміфікації, розробку блокового конструктора уроків та системи планування "Live Lesson". У четвертому розділі описано безпосередню програмну реалізацію вебплатформи, інтеграцію інтелектуальних модулів та наведено результати тестування системи. Загальний обсяг роботи – [61] сторінок. Кваліфікаційна робота містить 2 додатки, [20] рисунків, [11] таблиць і [35] джерел посилання. A relevance of the topic is determined by the need to create new generation educational systems capable of providing deep personalization of the learning process and achieving effective synergy between artificial intelligence algorithms, teachers, and students. An object of the work is the process of distance learning of foreign languages using modern information technologies. A subject of the work is models, methods, and software tools for building an intelligent educational platform, natural language processing (NLP) systems, as well as web technologies based on the Next.js framework and PostgreSQL DBMS. A purpose of the work is to develop a comprehensive web platform for learning foreign languages that combines a gamified interface, an interactive lesson builder, and an ensemble of machine learning models for automatic user error analysis and adaptive educational content generation. As a result of the research conducted and the practical implementation of the tasks set, a software product was created that optimizes the teacher's work through a powerful analytics system, and increases the efficiency of student learning by forming personalized learning trajectories based on a global error database. The explanatory note of the bachelor's thesis consists of an introduction, four sections, conclusions and appendices. The first section examines the subject area of foreign language learning and existing educational platforms, and justifies the need to create a new system with a hybrid intelligent approach. The second section justifies the choice of the technology stack, designs the system architecture, logical database structure, and NLP algorithms for a closed-loop error analysis. The third section presents the design of an interactive user interface with gamification elements, the development of a block- based lesson builder, and the "Live Lesson" scheduling system. The fourth section describes the direct software implementation of the web platform, the integration of intelligent modules, and presents the results of system testing. The overall scope of the work is [61] pages. Thesis contains [2] applications, [20] figures, [11] tables and [35] references in it.