В БФУ разработали интеллектуальную систему персонализации обучения с учетом когнитивных способностей

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».

БФУ

7 статей

Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта – один из ведущих вузов России, расположенный в самом западном регионе страны. БФУ является крупнейшим образовательным, научным, культурным и просветительским центром Калининградской области. Университет предлагает более 180 образовательных программ и объединяет 13 высших школ и университетский колледж. В БФУ обучаются более 12 000 студентов, в том числе из 51 страны мира, и работают более 1400 сотрудников, среди которых 740 научно-педагогических кадров и 430 аспирантов. Научная деятельность БФУ охватывает 30 направлений и осуществляется 236 исследователями, средний возраст которых составляет 38 лет. Университет гордится высоким уровнем "остепененности" научных и педагогических кадров (74,8%), наличием 10 диссертационных советов и 11 научных журналов, 4 из которых индексируются в базе данных Scopus. БФУ располагает современным оборудованием на сумму более 2,6 млрд рублей и инновационным научно-технологическим парком "Фабрика". В настоящее время университет реализует амбициозный проект создания кампуса мирового уровня на территории 29 га, где будут размещены новые учебно-лабораторные корпуса и общежития на 2500 мест. Завершение строительства запланировано на сентябрь 2025 года.

Показать больше