Нейрообразовательный программный рекомендательный сервис как инструмент персонализации образовательного процесса
https://doi.org/10.32517/0234-0453-2024-39-5-50-62
Аннотация
Проблема недостаточного когнитивного развития школьников может быть решена через организацию персонализированной внеучебной деятельности с помощью рекомендательного сервиса, созданного с опорой на нейронаучные исследования и современные знания о работе мозга. Основой для составления персонализированного списка рекомендуемых видов внеучебной деятельности становятся данные, полученные с помощью технологии нейровизуализации в процессе тестирования когнитивных и личностных характеристик учащегося, вкупе с информацией о его интересах и предпочтениях. Регулярное тестирование, проводимое каждые три—шесть месяцев, позволяет определить эффективность выбранных видов деятельности и скорректировать образовательный маршрут. Предполагается, что регулярное использование рекомендательного сервиса позволит стимулировать развитие когнитивных функций ребенка, тем самым способствуя повышению его академической успеваемости. В статье представлены схема и принципы работы сервиса в целом, а также его оценивающего и рекомендательного модулей. Определены возможности применения рекомендательного сервиса в образовательном процессе, приведено описание практической реализации. Предлагаемый сервис может быть полезен всем участникам образовательного процесса: классным руководителям, методистам, тьюторам, родителям и учащимся. Педагоги смогут индивидуализировать подход к каждому ученику, используя сервис в качестве дополнительного источника информации о структурном и функциональном развитии ребенка. Родителям рекомендательный сервис поможет лучше понять сильные и слабые стороны своих детей, а также отслеживать результативность включения той или иной деятельности в их образовательный маршрут. Ученикам станут доступны персонализированные рекомендации по развивающим внеучебным активностям.
Ключевые слова
Об авторах
Т. В. БукинаРоссия
Букина Татьяна Викторовна, аспирант Высшей школы образования и психологии, ОНК «Институт образования и гуманитарных наук»; младший научный сотрудник Балтийского центра нейротехнологий и искусственного интеллекта
М. В. Храмова
Россия
Храмова Марина Викторовна, канд. пед. наук, директор Высшей школы образования и психологии, ОНК «Институт образования и гуманитарных наук»; старший научный сотрудник Балтийского центра нейротехнологий и искусственного интеллекта
С. А. Куркин
Россия
Куркин Семен Андреевич, доктор физ.-мат. наук, доцент, ведущий научный сотрудник Балтийского центра нейротехнологий и искусственного интеллекта
Д. А. Андриков
Россия
Андриков Денис Анатольевич, канд. тех. наук, доцент, доцент кафедры «Системы автоматического управления», факультет «Информатика и системы управления»; научный руководитель
С. С. Гоман
Россия
Гоман Сергей Станиславович, директор
Калининград
А. Е. Дедков
Россия
Дедков Александр Евгеньевич, аспирант кафедры механики и процессов управления; Инженерная академия
А. Е. Храмов
Россия
Храмов Александр Евгеньевич, доктор физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник Балтийского центра нейротехнологий и искусственного интеллекта
Список литературы
1. Филатова М. Н. Индивидуализация и персонификация дополнительного образования детей как педагогическая проблема. Инновационные проекты и программы в образовании. 2015;(6):13–21. EDN: WJCLYL.
2. Федоров А. А., Куркин С. А., Храмова М. В., Храмов А. Е. Нейротехнологии и искусственный интеллект как ключевые факторы кастомизации жизненно-образовательного маршрута. Информатика и образование. 2023;38(3):5–15. EDN: SAOKSA. DOI: 10.32517/0234-0453-2023-38-3-5-15.
3. Гилева К. В., Гайнутдинова Ю. Ю. Реализация субъект-субъектного подхода в концепции цифрового образования в высшей школе. Цифровые трансформации в образовании (E-Digital Siberia’2021): Материалы V Международной научно-практической конференции. Новосибирск: Сибирский государственный университет путей сообщения; 2021:57–64. EDN: HMLNLB.
4. Уваров А. Ю., Водопьян Г. М. О двух индикаторах процесса цифрового обновления школы. Информатика и образование. 2023;38(5):5–15. EDN: VBQKKW. DOI: 10.32517/0234-0453-2023-38-5-5-15.
5. Эльконин Д. Б. Избранные психологические труды. М.: Педагогика; 1989. 560 с.
6. Выготский Л. С. Педагогическая психология. М.: Педагогика; 1991. 480 с.
7. Леонтьев А. Н. Проблемы развития психики: моно графия. М.: Издательство Московского университета; 1981. 584 с.
8. Давыдов В. В. Виды обобщения в обучении: логико-психологические проблемы построения учебных предметов. М.: Педагогика; 1972. 424 с.
9. Truong H. M. Integrating learning styles and adaptive e-learning system: Current developments, problems and opportunities. Computers in Human Behavior. 2016;55:1185– 1193. DOI: 10.1016/j.chb.2015.02.014.
10. Храмова М. В., Храмов А. Е., Федоров А. А. Со временные тренды развития нейронаучных исследований в образовании. Вопросы образования. 2023;(4):275–316. EDN: CQUIJK. DOI: 10.17323/vo-2023-16701.
11. Feiler J. B., Stabio M. E. Three pillars of educational neuroscience from three decades of literature. Trends in Neuroscience and Education. 2018;13:17–25. DOI: 10.1016/j.tine.2018.11.001.
12. Palghat K., Horvath J. C., Lodge J. M. The hard problem of “educational neuroscience”. Trends in Neuroscience and Education. 2017;6:204–210. DOI: 10.1016/j.tine.2017.02.001.
13. Bowers J. S. The practical and principled problems with educational neuroscience. Psychological Review. 2016;123(5):600–612. DOI: 10.1037/rev0000025
14. Turner D. Which part of “two way street” did you not understand? Redressing the balance of neuroscience and education. Educational Research Review. 2011;6:223–231. DOI: 10.1016/j.edurev.2011.10.002.
15. Gabrieli J. D. E. The promise of educational neuroscience: Comment on Bowers (2016). Psychological Review. 2016;123(5):613–619. DOI: 10.1037/rev0000034.
16. Howard-Jones P. A., Varma S., Ansari D., Butterworth B., DeSmedt B., Goswami U., Laurillard D., Thomas M. S. The principles and practices of educational neuroscience: Comment on Bowers (2016). Psychological Review. 2016;123(5):620–627. DOI: 10.1037/rev0000036.
17. Зеер Э. Ф. Нейродидактика — инновационный тренд персонализированного образования. Профессиональное образование и рынок труда. 2021;(4(47)):30–38. EDN: CSPPYE. DOI: 10.52944/PORT.2021.47.4.002.
18. Mammarella I. C., Lucangeli D., Cornoldi C. Spatial working memory and arithmetic deficits in children with non-verbal learning difficulties. Journal of Learning Disabilities. 2010;43(5):455–468. DOI: 10.1177/0022219409355482.
19. Mabbott D. J., Bisanz J. Computational skills, working memory, and conceptual knowledge in older children with mathematics learning disabilities. Jour nal of Learning Disabilities. 2008;41(1):15–28. DOI: 10.1177/0022219407311003.
20. Zhou H., Geng F., Wang T., Wang C., Xie Y., Hu Y., Chen F. Training on abacus-based mental calculation en hances resting state functional connectivity of bilateral superior parietal lobules. Neuroscience. 2020;432:115–125. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2020.02.033.
21. Lu Yu., Ma M., Chen G., Zhou X. Can abacus course eradicate developmental dyscalculia. Psychology in the Schools. 2021;58(2):235–251. DOI: 10.1002/pits.22441.
22. Alesi M., Bianco A., Padulo J., Vella F. P., Petrucci M., Paoli A., Palma A., Pepi A. Motor and cognitive development: The role of karate. Muscles, Ligaments and Tendons Journal. 2014;4(2):114–120. DOI: 10.11138/mltj/2014.4.2.114.
23. Xu J., Zhong B. Review on portable EEG technology in educational research. Computers in Human Behavior. 2018;81:340–349. DOI: 10.1016/j.chb.2017.12.037.
24. Dębska A., Chyl K., Dzięgiel G., Kacprzak A., Łuniewska M., Plewko J., Marchewka A., Grabowska A., Jed noróg K. Reading and spelling skills are differentially related to phonological processing: Behavioral and fMRI study. Developmental Cognitive Neuroscience. 2019;39:100683. DOI: 10.1016/j.dcn.2019.100683.
25. Mogadam A., Keller A. E., Taylor M. J., Lerch J. P., Anagnostou E., Pang E. W. Mental flexibility: An MEG in vestigation in typically developing children. Brain and Cognition. 2018;120:58–66. DOI: 10.1016/j.bandc.2017.10.001.
26. Cycowicz Y. M. Orienting and memory to unexpected and/or unfamiliar visual events in children and adults. De velopmental Cognitive Neuroscience. 2019;36:100615. DOI: 10.1016/j.dcn.2019.100615.
27. Вострокнутов И. Е., Григорьев С. Г., Сурат Л. И. Современные вызовы России и поиск новой парадигмы образования. Информатизация образования и методика электронного обучения: цифровые технологии в образовании. Материалы IV Международной научной конференции. Красноярск: Сибирский федеральный университет; 2020;2:396–403. EDN: CNYIFZ.
28. Сысоев П. В., Филатов Е. М. Чат-боты в обучении иностранному языку: преимущества и спорные вопросы. Вестник Тамбовского университета. Серия: Гуманитарные науки. 2023;28(1):66–72. EDN: PXGZTJ. DOI: 10.20310/1810-0201-2023-28-1-66-72.
29. Киреева Н. А., Родионов А. С., Фархутдинов Р. И., Хусаинов И. Р. Разработка чат-бота по истории для применения в техническом вузе. Электротехнические и ин формационные комплексы и системы. 2018;14(3):73–79. EDN: YSAZOP.
30. Karrenbauer Ch., Brauner T., König C. M., Breit ner M. H. Design, development, and evaluation of an individual digital study assistant for higher education students. Educational Technology Research and Development. 2023;71:2047–2071. DOI: 10.1007/s11423-023-10255-8.
31. Fuller J. K., Glendening J. G. The neuroeducator: Professional of the future. Theory into Practice. 1985;24(2):135– 137. DOI: 10.1080/00405848509543161.
32. Grubov V. V., Khramova M. V., Goman S., Bada rin A. A., Kurkin S. A., Andrikov D. A., Pitsik E., Antipov V., Petushok E., Brusinskii N., Bukina T., Fedorov A. A., Hramov A. E. Open-loop neuroadaptive system for enhanc ing student’s cognitive abilities in learning. IEEE Access. 2024;12:49034–49049. EDN: RRTMXU. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3383847.
33. Kurkin S. A., Grubov V. V., Maksimenko V. A., Pitsik E. N., Khramova M. V., Hramov A. E. System for monitoring and adjusting the learning process of primary schoolchildren based on the EEG data analysis. Information and Control Systems. 2020;(5(108)):50–61. EDN: IYJJLE. DOI: 10.31799/1684-8853-2020-5-50-61.
34. Fuentes-Martinez V. J., Romero S., Lopez-Gordo M. A., Minguillon J., Rodríguez-Álvarez M. Low-cost EEG multisubject recording platform for the assessment of students’ attention and the estimation of academic performance in secondary school. Sensors. 2023;23(23):9361. DOI: 10.3390/s23239361.
35. Page M. J., Mckenzie J. E., Bossuyt P. M., Boutron I., Hoffmann T. C., Mulrow C. D., Shamseer L., Tetzlaff J. M., Akl E. A., Brennan S. E., Chou R., Glanville Ju., Grimshaw J. M., Hróbjartsson A., Lalu M. M., Li T., Loder E. W., Mayo-Wilson E., McDonald S., McGuinness L. A., Stewart L. A., Thomas Ja., Tricco A. C., Welch V. A., Whiting P., Moher D. The PRISMA 2020 statement: An updated guideline for reporting systematic reviews. Systematic Reviews. 2021;10(1):1–11. EDN: LZOATG. DOI: 10.1186/s13643021-01626-4.
36. Починкова П. А., Горбатова М. А., Наркевич А. Н., Гржибовский А. М. Обновленные краткие рекомендации по подготовке и представлению систематических обзоров: что нового в PRISMA-2020? Морская медицина. 2022;8(2):88–101. EDN: WHNGXL. DOI: 10.22328/24135747-2022-8-2-88-101.
37. Frischen U., Schwarzer G., Degé F. Music lessons enhance executive functions in 6- to 7-year-old children. Learning and Instruction. 2021;74:101442. DOI: 10.1016/j.learninstruc.2021.101442.
38. Семенова В. В., Сухаревская И. А. История возникновения тьюторского сопровождения как педагогического феномена. Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2019;(V6):69–75. EDN: TCEHDK.
39. Ковалева Т. М., Теров А. А., Хачатрян Э. В., Грачева Н. Ю., Дудчик С. В., Карастелёв В. Е. Тьюторское сопровождение в современном образовании: от теории к практике. М.: Московский городской педагогический университет; 2023. 212 с. EDN: SXMFKK.
40. Максакова В. И. Педагогическая антропология: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по педагогическим специальностям. М.: Academia; 2004. 205 с. EDN: QTMSIV.
41. Бим-Бад Б. М. Педагогическая антропология: учебное пособие. М.: УРАО; 1998. 576 с.
Рецензия
Для цитирования:
Букина Т.В., Храмова М.В., Куркин С.А., Андриков Д.А., Гоман С.С., Дедков А.Е., Храмов А.Е. Нейрообразовательный программный рекомендательный сервис как инструмент персонализации образовательного процесса. Информатика и образование. 2024;39(5):50-62. https://doi.org/10.32517/0234-0453-2024-39-5-50-62
For citation:
Bukina T.V., Khramova M.V., Kurkin S.A., Andrikov D.A., Goman S.S., Dedkov A.E., Hramov A.E. Neuroeducational software recommendational service as a tool for personalizing the educational process. Informatics and education. 2024;39(5):50-62. (In Russ.) https://doi.org/10.32517/0234-0453-2024-39-5-50-62