02.04.2024

В БФУ разработали интеллектуальную систему персонализации обучения с учетом когнитивных способностей

Коллектив учёных Балтийского федерального университета имени И. Канта в сотрудничестве с компанией «Инскултех», резидентом инновационного центра «Сколково», разработал экспериментальный образец нейроадаптивной системы для мониторинга когнитивных способностей школьников и индивидуализации образовательного процесса. Данная разработка позволит повысить эффективность усвоения учебного материала и продвинуть исследования в области самопознания, приблизив нас к пониманию функционирования мозга.

Исследование принято в печать ведущим международным мультидисциплинарным журналом IEEE Access. «Наша разработка — это универсальный инструмент для мониторинга активности мозга и настройки маршрута обучения под индивидуальные особенности и потребности человека, – рассказывает Семен Куркин, ведущий научный сотрудник Балтийского центра нейротехнологий и искусственного интеллекта БФУ.

- Система собирает множество разнородных данных об учащемся: успеваемость, психологический профиль, поведенческие характеристики, показатели мозговой активности и многое другое, на базе чего оценивает когнитивные способности обучающегося. Искусственный интеллект анализирует эту информацию и строит цифровую модель обучающегося. На ее основе подбираются оптимальные стратегии, форматы, интенсивность обучения. По сути, для каждого человека выстраивается персональный образовательный маршрут и постоянно корректируется с учетом изменений».

Предложенная система работает по принципу адаптивного цикла. Ученик проходит специально разработанные когнитивные тесты, измеряющие скорость реакции, точность ответов, показатели активности мозга (ЭЭГ) и другие. Искусственный интеллект анализирует эти разнородные мультимодальные данные, оценивает уровень развития когнитивных способностей и формирует персональные рекомендации по их развитию — например, какие внеклассные занятия помогут подтянуть отстающие функции. Выбор активностей основан на специально разработанной базе знаний, учитывающей научные данные о влиянии разных видов деятельности на когнитивное развитие детей. Спустя определенное время цикл повторяется для отслеживания прогресса.

Ученые провели пилотное исследование системы с участием 60 школьников 9-12 лет из калининградского лицея №23 и московской экспериментальной школы «Новый взгляд». По словам разработчиков, система показала высокую эффективность в выявлении индивидуальных особенностей развития когнитивных способностей детей.

«Уникальность нашего подхода в том, что мы даем комплексную оценку сразу по нескольким ключевым когнитивным функциям на основе сочетания поведенческих данных и показателей работы мозга. Большинство существующих исследований в этой области более узконаправленны», – подчеркивает Семен Куркин.

При этом наша система, фактически, представляет собой систему поддержки принятия образовательных решений. Рекомендации по развивающим активностям генерируются автоматически на основе данных, но могут адаптироваться педагогом или психологом с учетом особенностей конкретного ребенка.

По словам ректора БФУ Александра Федорова, разработка вписывается в стратегию университета по созданию персонализированной цифровой экосистемы для непрерывного образования – от школы до вуза и дополнительного обучения. «Наша цель – помочь каждому человеку выстроить индивидуальную траекторию развития на протяжении всей жизни. Технологии, подобные развиваемой системе, позволяют уже со школьной скамьи выявлять склонности и таланты ребенка и помогать с выбором жизненного пути», – резюмирует ректор.

Научный коллектив БФУ готовится к более широкому внедрению системы в образовательных учреждениях региона и страны. Ожидается, что персонализация обучения на базе объективных данных о когнитивном развитии учеников поможет существенно повысить эффективность образования и полнее раскрывать потенциал каждого ребенка. Напомним, что в новом кампусе Балтийского федерального университета будет построено здание образовательно-научного кластера «Институт высоких технологий».

Источники:

1. naked-science.ru