РАЗРАБОТКА ГОЛОСОВОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СЕРВИСА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ИНОСТРАННОГО ЯЗЫКА
|
ПОДГОТОВКА К РАЗРАБОТКЕ 6
1. Обзор аналогов 6
2. Выработка требований к проекту 9
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР ИНСТРУМЕНТОВ 13
1. База данных, блок-схемы и алгоритмы 13
2. Выбор инструментов 18
РАЗРАБОТКА ГОЛОСОВОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СЕРВИСА 29
1. Дизайн 29
2. Разработка 33
3. Тестирование 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 48
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 50
1. Обзор аналогов 6
2. Выработка требований к проекту 9
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР ИНСТРУМЕНТОВ 13
1. База данных, блок-схемы и алгоритмы 13
2. Выбор инструментов 18
РАЗРАБОТКА ГОЛОСОВОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СЕРВИСА 29
1. Дизайн 29
2. Разработка 33
3. Тестирование 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 48
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 50
РЕФЕРАТ
Тема выпускной квалификационной работы: «Разработка голосового образовательного сервиса для самостоятельного изучения иностранного языка».
Цель исследования - разработка голосового образовательного сервиса с возможностью проведения интерактивного занятия (диалога).
Объект исследования - изучение иностранных языков с использованием технологий дистанционного обучения.
Предмет исследования - технологии разработки веб-сервисов и методика обучения.
В результате работы решены следующие задачи: отобраны и рассмотрены существующие продукты-аналоги; выработаны требования к проекту; выбраны оптимальные инструменты для разработки; спроектирована и создана база данных на основе оформленных требований; реализованы клиентская и серверная части сервиса; протестирована работа всех компонентов сервиса.
Ключевые слова: веб-разработка, образовательный сервис, распознавание речи, синтез речи, база данных.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 61 странице компьютерного текста, включает 11 рисунков, 4 таблицы, 1 приложение и 21 источник литературы.
В современном мире знание иностранных языков является если не жизненной необходимостью, то навыком, важность владения которым сложно недооценить. Знание иностранных языков увеличивает шансы человека найти более высокооплачиваемую работу, открывает новые возможности для обучения и саморазвития, ведь множество образовательной, научной и художественной литературы, учебных пособий и обучающих курсов зачастую сначала выпускается на международном языке, и лишь спустя некоторое время может быть переведено на другие языки. Также открывается возможность путешествий, культурного обмена, расширения кругозора.
Кроме очевидной практической пользы в повседневной жизни, изучение иностранного языка развивает нейронные связи мозга [1] и улучшает его работу, что позитивно влияет на общий интеллектуальный уровень человека и сохранность интеллекта в более позднем возрасте.
Для изучения лучше выбирать язык мирового значения. Этот термин означает, что такой язык используется для коммуникации значительным количеством людей по всему миру - таким образом, его знание открывает для человека максимально широкий круг возможностей.
Крупнейшим языком мирового значения является китайский, сразу после него - английский. Английский язык считается относительно простым для изучения, поэтому большинство людей, для которых он не является родным, среди международных языков выбирают для изучения именно его. На английском языке выпускается множество научных трудов и учебных пособий, что делает его знание необходимым для любого специалиста, желающего поддерживать актуальность своих знаний и развивать навыки в своей сфере деятельности.
В плане реализации задумки современный мир предоставляет множество возможностей человеку, желающему выучить новый язык - начиная от очных занятий с репетиторами и заканчивая интерактивными онлайн-сервисами. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки.
Интернет-сервисы могут быть выбраны по множеству причин: широта предлагаемых услуг и их доступность, разнообразие и возможность подобрать что- то подходящее под индивидуальные потребности и предпочтения.
Запланированный к разработке голосовой интерактивный сервис будет доступным и полезным инструментом, помогающим в изучении иностранного языка. Его преимущества будут заключаться в:
• доступности - для занятий потребуется только смартфон, нет необходимости в дополнительной технике и приложениях;
• формате обучения;
• возможности персональных настроек;
• простоте использования.
Отдельного рассмотрения достоин пункт “формат обучения”. Как известно, уровень владения иностранным языком может быть оценен по четырем пунктам [2]:
• Reading (навыки чтения);
• Listening (навыки восприятия на слух);
• Writing (навыки письменного английского);
• Speaking (навыки разговорного английского)
Мой голосовой образовательный сервис будет направлен на развитие навыков разговорного английского и восприятия на слух за счет использования диалоговой формы занятия. У людей, не имеющих в повседневной жизни возможности общения с англоговорящими людьми, могут возникать различные препятствия в освоении этого навыка - начиная от отсутствия возможности практики и заканчивая психологическими трудностями в преодолении неловкости, в отсутствии привычки.
Развитие навыка восприятия на слух более доступно для современного человека — это могут быть разнообразные видео- и аудиоматериалы, выложенные в интернете, в образовательных целях могут быть использованы стриминговые сервисы. Но практически все эти способы не создают диалога и являются менее эффективными в сравнении с общением на иностранном языке.
В настоящее время существуют образовательные сервисы со схожим функционалом, помогающие людям повысить уровни навыков говорения, восприятия иностранной речи на слух. Основные недостатки этих приложений заключаются в:
• Отсутствии реализации технологии распознавания речи;
• Отсутствии возможности ведения диалогового занятия.
Однако, возможна попытка создания сервиса для самостоятельного изучения иностранного языка, сохраняющего конкретные достоинства существующих разработок, и стремящегося избежать или нивелировать их недостатки.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка голосового образовательного сервиса для самостоятельного изучения иностранного языка, объектом исследования - изучение иностранных языков с использованием технологий дистанционного обучения, предметом исследования - современные технологии разработки веб-сервисов, обеспечивающие взаимодействие пользователя с сервисом, и методика обучения. Таким образом, можно будет разделить задачу на несколько подзадач, каждая из которых будет направлена на реализацию небольшой части сервиса:
• проектирование базы данных и обеспечение взаимодействия с ней
• реализация веб-интерфейса (клиентской и серверной частей, которые вместе образуют веб-приложение)
• интеграция со сторонним сервисом распознавания и синтеза речи
• интеграция со сторонним сервисом IP-телефонии
Также в ходе выполнения необходимо будет провести изучение предметной области для выбора наиболее эффективной стратегии разработки.
Тема выпускной квалификационной работы: «Разработка голосового образовательного сервиса для самостоятельного изучения иностранного языка».
Цель исследования - разработка голосового образовательного сервиса с возможностью проведения интерактивного занятия (диалога).
Объект исследования - изучение иностранных языков с использованием технологий дистанционного обучения.
Предмет исследования - технологии разработки веб-сервисов и методика обучения.
В результате работы решены следующие задачи: отобраны и рассмотрены существующие продукты-аналоги; выработаны требования к проекту; выбраны оптимальные инструменты для разработки; спроектирована и создана база данных на основе оформленных требований; реализованы клиентская и серверная части сервиса; протестирована работа всех компонентов сервиса.
Ключевые слова: веб-разработка, образовательный сервис, распознавание речи, синтез речи, база данных.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 61 странице компьютерного текста, включает 11 рисунков, 4 таблицы, 1 приложение и 21 источник литературы.
В современном мире знание иностранных языков является если не жизненной необходимостью, то навыком, важность владения которым сложно недооценить. Знание иностранных языков увеличивает шансы человека найти более высокооплачиваемую работу, открывает новые возможности для обучения и саморазвития, ведь множество образовательной, научной и художественной литературы, учебных пособий и обучающих курсов зачастую сначала выпускается на международном языке, и лишь спустя некоторое время может быть переведено на другие языки. Также открывается возможность путешествий, культурного обмена, расширения кругозора.
Кроме очевидной практической пользы в повседневной жизни, изучение иностранного языка развивает нейронные связи мозга [1] и улучшает его работу, что позитивно влияет на общий интеллектуальный уровень человека и сохранность интеллекта в более позднем возрасте.
Для изучения лучше выбирать язык мирового значения. Этот термин означает, что такой язык используется для коммуникации значительным количеством людей по всему миру - таким образом, его знание открывает для человека максимально широкий круг возможностей.
Крупнейшим языком мирового значения является китайский, сразу после него - английский. Английский язык считается относительно простым для изучения, поэтому большинство людей, для которых он не является родным, среди международных языков выбирают для изучения именно его. На английском языке выпускается множество научных трудов и учебных пособий, что делает его знание необходимым для любого специалиста, желающего поддерживать актуальность своих знаний и развивать навыки в своей сфере деятельности.
В плане реализации задумки современный мир предоставляет множество возможностей человеку, желающему выучить новый язык - начиная от очных занятий с репетиторами и заканчивая интерактивными онлайн-сервисами. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки.
Интернет-сервисы могут быть выбраны по множеству причин: широта предлагаемых услуг и их доступность, разнообразие и возможность подобрать что- то подходящее под индивидуальные потребности и предпочтения.
Запланированный к разработке голосовой интерактивный сервис будет доступным и полезным инструментом, помогающим в изучении иностранного языка. Его преимущества будут заключаться в:
• доступности - для занятий потребуется только смартфон, нет необходимости в дополнительной технике и приложениях;
• формате обучения;
• возможности персональных настроек;
• простоте использования.
Отдельного рассмотрения достоин пункт “формат обучения”. Как известно, уровень владения иностранным языком может быть оценен по четырем пунктам [2]:
• Reading (навыки чтения);
• Listening (навыки восприятия на слух);
• Writing (навыки письменного английского);
• Speaking (навыки разговорного английского)
Мой голосовой образовательный сервис будет направлен на развитие навыков разговорного английского и восприятия на слух за счет использования диалоговой формы занятия. У людей, не имеющих в повседневной жизни возможности общения с англоговорящими людьми, могут возникать различные препятствия в освоении этого навыка - начиная от отсутствия возможности практики и заканчивая психологическими трудностями в преодолении неловкости, в отсутствии привычки.
Развитие навыка восприятия на слух более доступно для современного человека — это могут быть разнообразные видео- и аудиоматериалы, выложенные в интернете, в образовательных целях могут быть использованы стриминговые сервисы. Но практически все эти способы не создают диалога и являются менее эффективными в сравнении с общением на иностранном языке.
В настоящее время существуют образовательные сервисы со схожим функционалом, помогающие людям повысить уровни навыков говорения, восприятия иностранной речи на слух. Основные недостатки этих приложений заключаются в:
• Отсутствии реализации технологии распознавания речи;
• Отсутствии возможности ведения диалогового занятия.
Однако, возможна попытка создания сервиса для самостоятельного изучения иностранного языка, сохраняющего конкретные достоинства существующих разработок, и стремящегося избежать или нивелировать их недостатки.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка голосового образовательного сервиса для самостоятельного изучения иностранного языка, объектом исследования - изучение иностранных языков с использованием технологий дистанционного обучения, предметом исследования - современные технологии разработки веб-сервисов, обеспечивающие взаимодействие пользователя с сервисом, и методика обучения. Таким образом, можно будет разделить задачу на несколько подзадач, каждая из которых будет направлена на реализацию небольшой части сервиса:
• проектирование базы данных и обеспечение взаимодействия с ней
• реализация веб-интерфейса (клиентской и серверной частей, которые вместе образуют веб-приложение)
• интеграция со сторонним сервисом распознавания и синтеза речи
• интеграция со сторонним сервисом IP-телефонии
Также в ходе выполнения необходимо будет провести изучение предметной области для выбора наиболее эффективной стратегии разработки.
Для управления базой данных была выбрана СУБД PostgreSQL, использующая реляционную модель данных и стандартный язык запросов SQL. Для создания веб-приложения использовался минималистичный фреймворк Flask. Для разработки клиентской части веб-интерфейса использовались HTML (язык разметки) и CSS (формальный язык описания внешнего вида веб¬страницы), серверная часть реализована на высокоуровневом языке программирования Python (версия 3.7 и выше), интегрированная среда разработки - PyCharm Community Edition. В качестве сервиса по распознаванию и синтезу речи использовался Aimylogic, IP-телефония для сервиса доступна также посредством Aimylogic.
Разработанный в ходе ВКР образовательный сервис позволяет пользователям попробовать новую методику обучения, основанную на диалоговом голосовом занятии. Такой подход обеспечивает высокую вовлеченность в процесс занятия, помогает развивать навыки слушания и говорения на иностранном языке и в конечном счете повышает уровень владения английским языком.
В ходе выполнения ВКР был проведен обзор существующих аналогов, на основе которого были выделены ключевые особенности для создаваемого сервиса, позволяющие получить продукт, выделяющийся среди остальных в своем сегменте - а именно доступность, простота, интерактивный формат и возможность персональных настроек.
Исходя из полученных данных, были сформулированы и формализованы требования для голосового образовательного сервиса, рассмотрены потребности потенциальных пользователей, созданы схемы, объясняющие общий принцип работы и отдельно взаимодействие между компонентами.
Были рассмотрены модели данных в базах данных, их отличительные особенности и в целом строение баз данных, необходимых для хранения данных, используемых в голосовом сервисе. Исходя из полученной информации, была выбрана реляционная модель.
Была проведена работа по проектированию сервиса - систематизация и анализ данных, определение конкретной структуры базы данных (отражено как в текстовом описании, так и в схемах и таблицах), взаимосвязей между элементами. Выбраны подходящие инструменты для создания клиентской и серверной части, а также сторонний сервис, предоставляющий услуги синтеза, анализа речи и телефонии.
Разработан визуально приятный и простой дизайн, позволяющий получить доступ к сервису. Внешний вид продемонстрирован в отдельной главе.
Разработана серверная часть, отвечающая за хранение и беспроблемное предоставление данных. Обеспечена передача данных между сайтом сервиса, базой данных и сторонним сервисом Aimylogic.
Содержание файлов с настройками, описаниями, скриптами и функциями подробно разобрано и объяснено в соответствующей главе выпускной квалификационной работы. Приведены примеры информации, сохраненной в базе данных. Настроен бот, ведущий адаптивные диалоги с пользователями.
Последним этапом, проведенным в рамках представленной работы, являлось тестирование, направленное на выявление ошибок, проверку соответствия сервиса предъявленным требованиям и общую оценку качества.
Разработанный голосовой сервис имеет большой потенциал развития и расширения функционала, а также усовершенствования текущих систем.
Таким образом, можно отметить, что, в ходе проделанной работы, была достигнута поставленная цель - разработка голосового образовательного сервиса для самостоятельного изучения иностранного языка.
Разработанный в ходе ВКР образовательный сервис позволяет пользователям попробовать новую методику обучения, основанную на диалоговом голосовом занятии. Такой подход обеспечивает высокую вовлеченность в процесс занятия, помогает развивать навыки слушания и говорения на иностранном языке и в конечном счете повышает уровень владения английским языком.
В ходе выполнения ВКР был проведен обзор существующих аналогов, на основе которого были выделены ключевые особенности для создаваемого сервиса, позволяющие получить продукт, выделяющийся среди остальных в своем сегменте - а именно доступность, простота, интерактивный формат и возможность персональных настроек.
Исходя из полученных данных, были сформулированы и формализованы требования для голосового образовательного сервиса, рассмотрены потребности потенциальных пользователей, созданы схемы, объясняющие общий принцип работы и отдельно взаимодействие между компонентами.
Были рассмотрены модели данных в базах данных, их отличительные особенности и в целом строение баз данных, необходимых для хранения данных, используемых в голосовом сервисе. Исходя из полученной информации, была выбрана реляционная модель.
Была проведена работа по проектированию сервиса - систематизация и анализ данных, определение конкретной структуры базы данных (отражено как в текстовом описании, так и в схемах и таблицах), взаимосвязей между элементами. Выбраны подходящие инструменты для создания клиентской и серверной части, а также сторонний сервис, предоставляющий услуги синтеза, анализа речи и телефонии.
Разработан визуально приятный и простой дизайн, позволяющий получить доступ к сервису. Внешний вид продемонстрирован в отдельной главе.
Разработана серверная часть, отвечающая за хранение и беспроблемное предоставление данных. Обеспечена передача данных между сайтом сервиса, базой данных и сторонним сервисом Aimylogic.
Содержание файлов с настройками, описаниями, скриптами и функциями подробно разобрано и объяснено в соответствующей главе выпускной квалификационной работы. Приведены примеры информации, сохраненной в базе данных. Настроен бот, ведущий адаптивные диалоги с пользователями.
Последним этапом, проведенным в рамках представленной работы, являлось тестирование, направленное на выявление ошибок, проверку соответствия сервиса предъявленным требованиям и общую оценку качества.
Разработанный голосовой сервис имеет большой потенциал развития и расширения функционала, а также усовершенствования текущих систем.
Таким образом, можно отметить, что, в ходе проделанной работы, была достигнута поставленная цель - разработка голосового образовательного сервиса для самостоятельного изучения иностранного языка.
Подобные работы
- Подходы к построению диалоговой системы о расстройствах аутистического спектра с помощью архитектуры Трансформер
Магистерская диссертация, лингвистика. Язык работы: Русский. Цена: 4875 р. Год сдачи: 2022 - МЕТОДИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ПРОЦЕССА ОВЛАДЕНИЯ МУЗЫКАЛЬНЫМ РУКОВОДИТЕЛЕМ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАТИВНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4850 р. Год сдачи: 2017