Учебное устройство для отработки навыков при изучении языков

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для обучения иностранным языкам посредством тренировки и развития способности восприятия иностранной речи на слух, в частности для отработки навыка аудирования иностранной речи. Технический результат, объективно проявляющийся при использовании настоящим устройством, заключается в повышении эффективности обучения иностранному языку любых категорий пользователей с учетом их индивидуальных способностей за счет формирования навыка аудирования и развития способности восприятия иностранной речи на слух. Технический результат достигается тем, что учебное устройство для отработки навыков при изучении языков, включающее средство воспроизведения обучающих записей с дисплеем и средством ввода, содержащее хранилище данных 2, блок выбора контента 3, блок управления типом и объемом задания 6, блок ввода ответа 7, блок проверки и коррекции ошибок 8, блок статистических данных и оценки 9 дополнительно снабжен блоком обработки и подготовки аудио и видео объектов 1, выполненный с возможностью нарезки выбранного объекта на фрагменты, содержащие аудиофразы, их распознания с последующей записью текста аудиофразы, блоком навигации по аудиофразам выбранного объекта 4, который содержит бар прокрутки, позволяющий осуществлять переход к выбранной аудиофразе объекта и блок воспроизведения 5, при этом блок обработки и подготовки данных аудио и видео объектов 1 связан с хранилищем данных 2 и блоком выбора контента 3, блок навигации 4 имеет четыре выхода для соединения с блоком воспроизведения 5, блоком управления типом и объемом задания 6, блоком проверки и коррекции ошибок 8 и блоком хранения избранного и работы с ним 11, а блок воспроизведения 5 одним из трех выходов связан с блоком управления типом и объемом задания 6.

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для обучения иностранным языкам посредством тренировки и развития способности восприятия иностранной речи на слух, в частности для отработки навыка аудирования иностранной речи.

Для обучающегося мотивирующим фактором для изучения иностранного языка является непосредственный интерес к контенту обучения (к реальной песне, книге, аудио-фильму), а не абстрактный учебный материал.

В настоящее время уже существуют системы просмотра видео с одновременной демонстрацией текста: караоке, видеофильмы с титрами, аудиокниги с текстами и другие системы, в которых есть возможность смотреть, слушать и одновременно читать произносимый текст.

Существуют традиционные методы обучения иностранному языку, которые учат произносить слова, проговаривать фразы. Один из таких методов описан в патенте 2148276 (дата публикации 27.04.2000 г, G09B 19/06). Суть его заключается в том, что обучение иностранному языку осуществляют путем звукозаписи на аудионоситель связок слов, состоящих из иностранного слова и его перевода с интервалом между ними 0,7-2,5 с. Интервал между иностранным словом и его переводом составляет не более 0,5 с. При записи интервал между связками слов увеличивают относительно интервала между иностранным словом и его переводом более чем в два раза. Затем запись многократно прослушивают. Развитие навыков аудирования в предлагаемом решении происходит через развитие навыка говорения. Главным способом проверки развития навыка аудирования являются контрольные вопросы. Все контрольные вопросы всегда заранее подготовлены и заложены в программу. Таким образом, и вопросы, и ответы всегда заранее запрограммированы. Кроме того, запись производится без учета психологических особенностей обучаемого, его интересов. Все указанные недостатки снижают эффективность обучения иностранным языкам.

Известны средства обучения иностранным языкам с использованием звукового воспроизведения языковых фрагментов с прослушиванием. Такие средства используются для отработки правильного произношения. Например, известно средство отработки правильного произношения, осуществляющее анализ произносимых фрагментом, разделение речи на фонемы и анализ их частотного спектра (WO 2004049283 (A1) публикация 2004-06-10). Следует отметить, что данное технического средство имеет узкое применение и предназначено для пользователей, владеющими иностранным языком, для дальнейшего совершенствования их знаний и не может быть использовано для развития навыков аудирования, т.е. дословного повторения.

Из уровня техники также известно устройство для изучения иностранного языка, где голосовая информация ученика и данные изображений его формы рта зарегистрированы в пользовательской памяти данных с использованием микрофона и камеры. Голосовая информация говорящего, для которого язык является родными, записана в памяти образцов. Далее голосовые информации анализируются в сегментах произношения, акцента, ритма. Результаты анализа представляются в виде диаграммы (JP 2001318592, дата публикации 16.11.2001). Обучение обеспечивается за счет предоставления примеров речи, произносимых человеком, для которого изучаемый язык является родным, регистрации произношения обучаемого, последующего сравнения частотных характеристик их голосовых сигналов, получения результатов анализа характерных особенностей и ритма сравнением огибающих голосовых сигналов, сопоставляемых с динамикой изменения формы рта в процессе произнесения речи. Однако данное техническое средство, по существу, направлено на механическую отработку произношения, при которой творческая инициатива обучаемых сведена к минимуму, не учитываются индивидуальные особенности обучаемых, что отрицательно влияет на эффективность обучения.

Известен тренажер для отработки навыков при изучении языков, содержащий хранилище данных, связанное с блоком выбора задания и блоком обработки данных и подготовки заданий, блок ввода ответа, связанный с блоком обнаружения ошибки, подключенным к входу блока хранения статистических данных и оценки прогресса обучения (патент TW 521219, публикация 21.02.2003). Работа тренажера осуществляется следующим образом: средство управления произвольно извлекает множество английских слов, фонетических символов, фраз, типовых предложений, и соответствующие им оригинальные лексические единицы (в данном случае - на китайском языке) и генерирует множество испытательных задач и множество испытательных ответов. После этого, пользователь может ввести множество ответов, решая множество испытательных задач. Блок управления индивидуально сравнивает множество ответов, введенных пользователем, чтобы видеть, являются ли они тем же самым множеством испытательных ответов, и генерирует испытательное достижение от результата сравнения; после чего генерирует прогрессивную диаграмму всего испытательного достижения.

Общими признаками данного технического средства и предлагаемой полезной модели являются: наличие средств формирования тестовых заданий на иностранном языке, средств ввода пользователем ответа, оценки правильности ответа, а также средств хранение статистических данных и оценки прогресса обучения. Однако в данном тренажере не учитываются индивидуальные особенности пользователей, что в свою очередь не позволяет сформировать у обучаемого навыка дословного повторения. Задания формируются автоматически путем произвольного выбора составляющих. Кроме того, при обучении акцент делается на работу со зрительным образом, в то время, как при изучении языка психологическая работа со зрительным образом слова и звуковым образом слова принципиально отличается. Так, например, зрительный образ слова трудно спутать с другими словами. В то же время, как аудиообраз может быть легко смешан с образами таких слов, например, как: "a" или "the"; hear (слышать) или here (здесь) или hair (волосы) или hare (заяц). В английской речи и в других языках значение слов меняется в зависимости от того, рядом с какими словами они стоят. Так, например, лексическая единица «was» может быть как под ударением, так и нет и в зависимости от этого иметь разный звуковой образ. Некоторые гласные могут проговариваться или не проговариваться. Так же, если в тексте каждое слово отделено от другого пробелом, то в речи каждое слово ничем от соседнего не отделено и слова просто сливаются.

Как показывает практика и исследования автора, эффективность обучения иностранным языкам обеспечивается за счет формирования у обучаемых навыка аудирования, т.е. дословного повторения аудиофраз на иностранном языке. При этом под аудиофразой понимается любая лексическая единица языка: слово, словосочетание, предложение, текст. Анализ уровня техники показал отсутствие технических решений, позволяющих реализовать задачу по формированию у обучаемых навыка аудирования. Предложенное решение позволяет устранить описанные выше недостатки и обеспечить достижение технического результата, заключающегося повышении эффективности обучения иностранному языку любых категорий пользователей с учетом их индивидуальных способностей за счет формирования навыка аудирования и развития способности восприятия иностранной речи на слух.

Технический результат достигается тем, что учебное устройство для отработки навыков при изучении языков, включающее средство воспроизведения обучающих записей с дисплеем и средством ввода, содержащее хранилище данных 2, блок выбора контента 3, блок управления типом и объемом задания 6, блок ввода ответа 7, блок проверки и коррекции ошибок 8, блок статистических данных и оценки 9 дополнительно снабжен блоком обработки и подготовки аудио и видео объектов 1, выполненный с возможностью нарезки выбранного объекта на фрагменты, содержащие аудиофразы, их распознания с последующей записью текста аудиофразы, блоком навигации по аудиофразам выбранного объекта 4, который содержит бар прокрутки, позволяющий осуществлять переход к выбранной аудиофразе объекта и блок воспроизведения 5, при этом блок обработки и подготовки данных аудио и видео объектов 1 связан с хранилищем данных 2 и блоком выбора контента 3, блок навигации 4 имеет четыре выхода для соединения с блоком воспроизведения 5, блоком управления типом и объемом задания 6, блоком проверки и коррекции ошибок 8 и блоком хранения избранного и работы с ним 11, а блок воспроизведения 5 одним из трех выходов связан с блоком управления типом и объемом задания 6.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг.1 - представлена схема предлагаемого учебного устройства;

На фиг.2 - схема блока обработки и подготовки аудио и видео объектов.

Учебное устройство для отработки навыков при изучении языков содержит средство воспроизведения обучающих записей с дисплеем и средством ввода. В качестве средства воспроизведения обучающих записей может быть компьютер, или иное мобильное устройство типа смартфона, планшета. Реализовать назначение учебного устройства и обеспечить выполнение заявленного технического результата позволяют следующие блоки, связанные нижеуказанными способами.

Блок обработки и подготовки аудио и видео объектов 1 для занесения их в хранилище данных 2. В отличие от прототипа данный блок позволяет пользователю практически любой аудио или видео объект использовать в качестве обучающего и тестового языкового материала по собственному желанию. Для этого необходимо выбранный объект предварительно нарезать на отдельные фрагменты, содержащие аудиофразы, затем распознать сказанное, и далее записать текст аудиофразы.

Аудио и видео объекты по отношению к тому содержат ли они временную разметку текста можно разделить на два типа. К первой группе относятся, например, фильмы с субтитрами, песни типа караоке, т.е. видео или аудио материалы, имеющие временную разметку текста. Во вторую группу входят видео или аудио материалы, к которым имеется текст, не имеющий временной разметки, например, аудиокниги, подкасты, радиопередачи, специальный учебный материал.

Обработка и подготовка аудио и видео объектов осуществляет в зависимости от принадлежности объектов к первой или второй группе следующим образом. Для первого типа объектов задачу подготовки их для занесения в базу выполняют следующие блоки:

1. Блок проверки ошибок в файлах субтитров и видео(аудио), конвертор файлов в необходимый вид и перераспределения слишком коротких временных отрезков субтитров для аудирования.

2. Блок-редактор, который позволяет администратору проверить и скорректировать возможные ошибки временной разметки субтитров

3. Блок нарезки аудио (видео) файлов на АФ-ы по скорректированной временной разметке

Для второго типа объектов необходимо разбить текст на предложения, разбить аудио (видео) на аудиофразы, определить аудиофразы, соответствующие предложениям, определить текст, соответствующий аудиофразам. Эти действия выполняют следующие блоки:

1. Блок парсер текста, разделения текста на предложения.

2. Блок парсер аудио файлов, выделяющий в аудио (видео) файле минимальные части, содержащие аудиофразы.

3. Блок нарезки аудио (видео) файлов на аудиофразы.

4. Блок распознавания, который в полученных аудиофразах распознает речь, записывает текст, распознанный в каждой аудиофразе.

5. Блок распределения, который сравнивает полученный распознанный текст с текстом каждого предложения и распределяет аудиофразы по предложениям, а так же далее он сопоставляет каждой аудиофразе соответствующие словосочетания и распределяет слова предложения по аудиофразам, входящим в данное предложение.

6. Блок-редактор, который позволяет проверить и скорректировать возможные ошибки.

Хранилище данных 2 содержит аудио и видео объекты, каждый из которых разбит на аудиофразы и соответствующие им текстовые отрезки, их перевод на другие языки, а также данные пользователя, результаты его работы.

В известных решениях системы содержат в базе аудио и видео объекты целиком, что затрудняет осуществлять оперативный доступ к любым отдельным аудиофразам, осуществлять их поиск, прослушивание, составлять из них произвольный список для работы и т.д.

Блок выбора контента 3 позволяет осуществлять навигацию, поиск по хранилищу 2, выбирать необходимый материал, используя такие персонально независимые критерии как: тип (видео, аудио), название, автор, жанр, уровень сложности, среднее количество слов в аудиофразе, общее количество уникальных слов, оценка популярности, длительность и др.; так и персонально зависимые оценки, важные для конкретного пользователя, такие, например, как количество новых слов в материале для данного пользователя.

По существу данный блок обеспечивает проведения поиска с учетом персонально зависимых оценок. Это возможно благодаря записям в базе успехов пользователя, его знаний, и сравнение этих оценок со статистиками конкретных объектов.

Блок навигации по аудиофразам, выбранного для работы объекта 4. Данный блок имеет принципиально важное значение при формировании навыка аудирования при изучении иностранного языка, поскольку позволяет осуществлять переход к любой аудиофразе объекта, видеть, что пройдено и сколько осталось прослушать, просмотреть, вернуться к пройденному. Каждая аудиофраза в навигаторе имеет оценку сложности.

В известных системах (тренажерах) либо не используется аудиофраза как единица задания, и тогда навигация возможна только по тексту, но он никак не связан со звуком, либо нет системы навигации и задание последовательно и неразрывно, либо нет системы тестирования, самотестирования и задача обучения не ставится вообще.

Данный блок состоит из двух элементов: бар прокрутки и список аудиофраз. Бар прокрутки является активной зоной, демонстрирующий визуально, где текущая рабочая выделенная в навигаторе фраза находится по отношению к началу и концу, общую информацию о количестве аудиофраз, сколько из них пройдено, оценку.

Список аудиофраз включает тестируемые и нетестируемые аудиофразы. Тестируемые аудиофразы являются активными элементами, проигрываемыми в блоке 5. До тестирования поле каждой аудиофразы содержит порядковый номер, статус, а также дополнительную информацию об аудиофразе (длительность, сложность, количество уникальных слов, и др.), миниатюрное представление фрагмента. После тестирования поле аудиофразы дополняется текстом, введенным учащимся, статус прохождения данной фразы в конкретном режиме, информацией об оценке.

Блок воспроизведения 5 позволяет проигрывать аудиофразы необходимое количество раз, останавливаться в любом месте, выделять необходимый отрывок аудиофразы для отдельного прослушивания. Данный блок позволяет формировать у обучаемого навык дословного повторения аудиофраз на иностранном языке.

Блок управления типом и объемом задания 6 позволяет выбирать разные типы заданий в зависимости от индивидуального желания обучаемого: ввести всю услышанную аудиофразу; вставить только пропущенные слова; ввести только главные члены предложения и др.

Блок позволяет выбрать один из режимов:

- аудирование, повторение услышанной фразы;

- перевод услышанной фразы на родной язык;

- перевод фразы с родного на изучаемый язык;

- комбинированный режим, включающий в себя последовательную работу с фразами в трех вышеперечисленных режимах.

Блок 6 позволяет регулировать длину прослушиваемого куска, количества аудиофраз в одном задании, общее количество прослушиваемых слов, предложений, тем самым позволяет регулировать оптимальный уровень сложности текущего задания. Оперативность в управлении уровнем сложности задания позволяет поддерживать оптимальный уровень мотивации в процессе аудирования.

Блок ввода ответа 7 содержит:

- средства ввода и редактирования через клавиатуру;

- средства проверки орфографических ошибок и подсказки;

- системы ввода ответа через микрофон;

- системы выбора правильного варианта из предложенного списка;

- системы ввода и редактирования слов из конструктора фраз с помощью; технологии D&D.

При этом поле для ввода используется одно и возможен легкий переход от одной системы ввода к другой. Наличие одновременно нескольких типов ввода позволяет пользователю гибко настраиваться на оптимальный ввод ответа, регулировать уровень сложности и поддерживать лучший уровень мотивации.

Блок проверки и коррекции ошибок 8 позволяет сверить введенный ответ с текстом, который произносится в аудиофразе. Блок 8 выводит результат сравнения в зависимости от уровня сложности в одном из вариантов:

- ответ "правильно/не правильно";

- ответ с указанием мест ошибок;

- ответ с указанием мест ошибок и правильного варианта.

Вариативность коррекции ошибок в введенном пользователем ответе зависит от необходимого уровня сложности.

Блок хранения статистических данных и оценки прогресса 9. Результаты выполнения каждого задания записываются персональную историю в виде таких показателей как:

- количество правильно воспроизведенных аудиофраз с первого раза;

- средний процент правильно воспроизведенных слов;

- режим работы;

- среднее время на АФ и общее время работы с материалом;

- количество слов и АФ, по которым потребовалась помощь и др.

Эти данные позволяют выбирать оптимальный уровень сложности для дальнейшей работы и корректно оценивать прогресс занятий.

Блок контекстной помощи 10 позволяет по АФ, выделенному слову или словосочетанию перейти в зависимости от выбора пользователя к словарям, грамматическим справочникам, помощи тьютора или сообщества, осуществлять поиск по базе других АФ, содержащих подобные слова, альтернативное озвучивание.

Блок хранения избранного и работы с ним 11 позволяет пользователю добавлять в актуальный персональный список избранных понравившиеся аудиофразы и/или проблемные на данный момент для пользователя аудиофразы. Блок позволяет работать с полным списком избранного или частью избранных аудиофраз. Работа может быть организована на тренажере или, при необходимости, аудиофразы могут быть записаны через блок на внешний аудиоплеер.

Как показано на фиг.1 хранилище данных 2 связано с блоком обработки и подготовки данных аудио и видео объектов 1 и блоком выбора контента 3. Блок 6 выбора уровня сложности задания, первым, вторым, третьим и четвертым выходами связан соответственно с входом блока 4 навигации по аудиофразам, одним из входов блока 7 ввода ответа, одним из входов блока 8 обнаружения ошибок, и одним из входов блока 5 воспроизведения. Второй вход блока 5 соединен с одним из выходов блока 4 навигации по аудиофразам, а третий вход - с выходом блока 10 выбора средства контекстной помощи, подключенным также к второму входу блока 8 обнаружения ошибки, третий вход которого подключен к выходу блока 7 ввода ответа, четвертый вход - к другому выходу блока 4 навигации по аудиофразам. Выход блока 8 обнаружения ошибок подключен к входу блока 9 хранения статистических данных и оценки прогресса обучения. Выход последнего связан с входом блока 6 выбора уровня сложности задания. При этом хранилище 2 данных включает в себя блок хранения контента, представляющего собой набор аудиофраз и соответствующих им видео- и текстовые фрагментов, блок хранения результатов работы и блок хранения данных пользователя, выходом подключенный к входу блока хранения результатов работы и одному из входов блока хранения контента. Другим входом последнего образован вход хранилища 2 данных, связанный с выходом блока 1 обработки и подготовки аудио и видео объектов для занесения их в хранилище данных. Вход хранилища 2 данных, связанный с выходом блока 3 выбора контента, образован входом блока хранения данных пользователя и третьим входом блока хранения контента. Блок 7 ввода ответа пользователя, включает в себя средство ввода и редактирования ответа, вводимого через клавиатуру, системы ввода ответа, вводимого через микрофон, системы выбора правильного варианта из предложенного списка, системы ввода и редактирования ответа, вводимого с использованием конструктора фраз. Указанные средства имеют вход, которым образован вход блока 7 ввода ответа пользователя, связанный с выходом блока 6 выбора уровня сложности задания, а выходы указанных средств связаны со средством выбора процедуры ввода, выходом которого образован выход блока 7 ввода ответа пользователя. Блок 10 выбора средств контекстной помощи связан также с блоком выбора контента хранилища 2 данных. Блоки 4, 9, 10 связаны с блоком хранения избранного и работы с ним 11.

Контентом для тренировки навыков аудирования могут быть аудиокниги, видеофильмы, песни на иностранном языке и т.д. Весь контент аудио и видео-материалов разбит на фразы, слова или словосочетания. Каждая фраза может быть представлена в двух видах: в виде текста или в аудио режиме.

Аудио-фраза может быть прочитана диктором (голос живого человека) или синтезирована.

Обучение иностранному языку с помощью устройства происходит следующим образом: выбор аудио-фразы или аудио-фразы с видеоматериалами, при этом фильм или аудиокнига разбиты на фрагменты в виде аудиофраз или аудиофраз с некоторым видеорядом. Далее - ввод ответа, при этом обучающийся вводит в поле для ответа:

а) в режиме «аудирования» - текст фразы в соответствии с тем, что он услышал;

б) в режиме «перевод на родной язык» - перевод услышанной фразы на родной язык;

в) в режиме «перевод на изучаемый» - отложенное воспроизведение фразы на изучаемом языке с опорой на ранее сделанный им перевод ее на родной язык.

Ввод текста возможен клавиатурой, с помощью голоса или технологией D&D из соответствующего набора слов или словосочетаний. От обучающегося требуется ввести фразу частично или полностью. При частичном вводе в поле для ответа часть необходимой фразы уже присутствует. Ее нужно дополнить словами или окончаниями в соответствии с услышанным текстом.

Третий этап предполагает проверку. В режимах «аудирования» и «перевод на изучаемый» во введенной фразе показываются места, в которых допущены ошибки. Помимо этого демонстрируются собственно правильные ответы (как правильно должны быть написаны пропущенные слова, неправильно услышанные слова и т.д.).

В режиме «перевод на родной язык» предлагается сравнить введенный перевод с переводом из базы.

Таким образом, эффективность обучения любых категорий пользователей, выражающееся в формировании навыка аудирования, реализуется за счет предлагаемого устройства, характеризующееся совокупностью указанных существенных признаков. При этом при пользовании устройством пользователь может учитывать свои интересы и индивидуальные способности, поскольку каждый оборот речи, каждое словосочетание и слово, их звуковой образ могут быть проверены самим пользователем. Причем, если у пользователя возникают трудности с восприятием того или иного слова, словосочетания, он может самостоятельно подобрать из хранилища данных слова, словосочетания, фразы которые звучат в другом контексте, с другим голосом, чтобы выявить и отделить существенные характеристики звукового образа от несущественных.

1. Учебное устройство для отработки навыков при изучении языков, включающее средство воспроизведения обучающих записей с дисплеем и средством ввода, содержащее хранилище данных, блок выбора контента, блок управления типом и объемом задания, блок ввода ответа, блок проверки и коррекции ошибок 8, блок статистических данных и оценки, отличающееся тем, что снабжено блоком обработки и подготовки аудио- и видеообъектов 1, выполненным с возможностью нарезки выбранного объекта на фрагменты, содержащие аудиофразы, их распознания с последующей записью текста аудиофразы, блок навигации по аудиофразам выбранного объекта 4, содержащий бар прокрутки, позволяющий осуществлять переход к выбранной аудиофразе объекта, блок воспроизведения 5, при этом блок обработки и подготовки данных аудио- и видеообъектов 1 связан с хранилищем данных 2 и блоком выбора контента 3; блок навигации 4 имеет четыре выхода для соединения с блоком воспроизведения 5, блоком управления типом и объемом задания 6, блоком проверки и коррекции ошибок 8 и блоком хранения избранного и работы с ним 11, а блок воспроизведения 5 одним из трех выходов связан с блоком управления типом и объемом задания 6.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что воспроизведение обучающих записей представляет собой компьютер или мобильное устройство типа смартфон, планшет.

3. Устройство по п.1, отличающийся тем, что содержит блок контекстной помощи.

4. Устройство по п.1, отличающийся тем, что содержит блок хранения избранного и работы с ним.

5. Устройство по п.1, отличающийся тем, что блок обработки и подготовки аудио- и видеообъектов включает связанные между собой блок парсер текста, блок парсер аудиофайлов, блок нарезки аудио- или видеофайлов на аудиофразы, блок распознавания, блок распределения и блок-редактор.