Record Details

USING THE STUDENTS' STATE INDICES FOR DESIGN OF ADAPTIVE LEARNING SYSTEMS

Інформаційні технології і засоби навчання

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title USING THE STUDENTS' STATE INDICES FOR DESIGN OF ADAPTIVE LEARNING SYSTEMS
ВИКОРИСТАННЯ ПОКАЗНИКІВ СТАНУ УЧНІВ ПІД ЧАС ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМ АДАПТИВНОГО НАВЧАННЯ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ УЧАЩИХСЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ АДАПТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ
 
Creator Burov, Oleksandr Yu.
Pinchuk, Olga P.
Pertsev, Mykhailo A.
Vasylchenko, Yaroslav V.
 
Subject adaptive learning system; cognitive performance assessment; cognitive indices’ variability; high school students
адаптивна система навчання; оцінка пізнавальної діяльності; змінність когнітивних показників; старшокласники
адаптивная система обучения; оценка познавательной деятельности; изменчивость когнитивных показателей; старшеклассники.
 
Description The paper discusses what scientific ideas could be used to increase effectiveness of adaptive learning systems. Possibilities to use changes of learner's cognitive state indicators under influence of internal (heart rate and blood pressure) and external (speed and density of solar wind) factors are discussed. It is described experience of use of the learner's cognitive state assessment (accounting psychological, physiological and external parameters) to assess his/her cognitive changes over weeks. The experimental results demonstrated individual nature of subjects' psychological and physiological changes over observation time (1,5 month) and their relationship. The authors' approach is based on the model describing formation and functioning of the “functional system of cognitive activity”. The question discussed is: what indices of a human performance indicators (behavioral, internal and/or external) could be useful for model construction? A human cognitive load can be under influence of different external and internal factors that can provoke his/her performance degradation. The results demonstrated the similar tendency for studied groups of subjects in previous studies: individual nature of changes of cognitive and physiological indices in day-to-day performance, as well as potentially significant influence of parameters of solar wind on them. As a result, such type of measurements of internal (physiological) and external (solar physics) parameters in combination with test performance indices could be used for assessment and prediction of effectiveness of cognitive activity, and adaptation of learning process according to the particularly learner's readiness to learn on a particular day and time. Different approaches and methods were proposed to take into account a human state, abilities, individual features to plan a human activity. Looking at learning as a type of activity in human-system integration, it is possible to consider today’s learner as an operator-researcher who acts in digital environment. At the same time, a human and tools of activity need mutual adaptation in complex systems. Psychophysiological model of learning and cognitive abilities development could be a basis for more effective design of learning achievements, organization and process, their quality, namely for adaptive learning on the base of accounting a learner's current cognitive state indices. Those results could be applied in design of adaptive learning systems, as it was made for industry in the previous developments of the authors. Principles of use of student's state indices in adaptive learning systems are proposed.
У роботі обговорюється, які наукові ідеї можуть бути використані для підвищення ефективності адаптивних систем навчання. Обговорюються можливості використання змін показників когнітивного стану учня під впливом внутрішніх (частота серцевих скорочень та артеріальний тиск) та зовнішніх (швидкість і щільність сонячного вітру) факторів на когнітивні показники. Описується досвід використання оцінювання когнітивного стану учня (з урахуванням психологічних, фізіологічних та зовнішніх параметрів) для оцінки та прогнозування його когнітивних змін для індивідуалізації навчання. Експериментальні результати продемонстрували індивідуальну природу психологічних та фізіологічних змін випробувачів протягом часу спостереження (1,5 місяця) та їх взаємозв’язок. Автори підходу ґрунтуються на моделі формування та функціонування «функціональної системи пізнавальної діяльності». Обговорюється питання: які показники діяльності людини (поведінкові, внутрішні та/або зовнішні) можуть бути корисними для побудови моделі? Пізнавальне навантаження людини може знаходитись під впливом різних зовнішніх та внутрішніх факторів, які можуть спровокувати погіршення продуктивності діяльності. Отримані результати показали, що загальна тенденція була однаковою для всіх спостережуваних осіб, як і в дорослих у попередніх дослідженнях: індивідуальний характер змін когнітивних та фізіологічних показників у повсякденній роботі, а також потенційно значний вплив на них параметрів сонячного вітру. Як результат, вимірювання внутрішніх (фізіологічних) і зовнішніх (геліофізичних) параметрів такого типу у поєднанні з показниками ефективності тесту можуть бути використані для оцінки та прогнозування ефективності пізнавальної діяльності та адаптації навчального процесу відповідно до індивідуальної готовності до навчання конкретного учня. Запропоновано підходи та методи з метою уникнення цього явища враховують стан людини, здібності, індивідуальні особливості. Розглядаючи навчання як тип діяльності в системі «людина-техніка-середовище», можна вважати, що сьогоднішній учень може вважатися оператором-дослідником, який діє в цифровому середовищі, причому як людина, так і інструменти діяльності потребують взаємної адаптації в складних системах. Психофізіологічна модель навчання та розвитку когнітивних здібностей може бути основою для більш ефективного проектування навчання, організації та процесу, їх якості, а саме для адаптивного навчання на основі врахування поточних когнітивних можливостей учнів. Ці результати можуть бути застосовані в ІКТ, які включають адаптивні системи навчання, використовуючи досвід попередніх промислових розробок авторів. Запропоновані принципи використання показників стану учня в адаптивних навчальних системах.
В работе обсуждается, какие научные идеи могут быть использованы для повышения эффективности адаптивных систем обучения. Обсуждаются возможности использования изменений показателей когнитивного состояния ученика под влиянием внутренних (частота сердечных сокращений и артериальное давление) и внешних (скорость и плотность солнечного ветра) факторов на когнитивные показатели. Описывается опыт использования оценки когнитивного состояния учащегося (с учетом психологических, физиологических и внешних параметров) для оценки и прогнозирования его когнитивных изменений для индивидуализации обучения. Экспериментальные результаты продемонстрировали индивидуальную природу изменений психологических и физиологических показателей испытуемых в течение времени наблюдения (1,5 месяца) и их взаимосвязи. Авторы подхода основываются на модели формирования и функционирования «функциональной системы познавательной деятельности». Обсуждается вопрос: какие показатели деятельности человека (поведенческие, внутренние и/или внешние) могут быть полезными для построения модели? Когнитивная нагрузка человека может находиться под влиянием различных внешних и внутренних факторов, которые могут спровоцировать ухудшение продуктивности деятельности. Полученные результаты продемонстрировали, что общая тенденция была одинаковой для всех наблюдаемых лиц, как и у взрослых в предыдущих исследованиях: индивидуальный характер изменений когнитивных и физиологических показателей в повседневной работе, а также потенциально значительное влияние на них параметров солнечного ветра. Как результат, измерения внутренних (физиологических) и внешних (гелиофизических) параметров такого типа в сочетании с показателями эффективности теста могут быть использованы для оценки и прогнозирования эффективности познавательной деятельности и адаптации учебного процесса в соответствии с индивидуальной готовностью к обучению конкретного ученика. Предложены подходы и методы, учитывающие состояние человека, способности, индивидуальные особенности. Рассматривая обучение как тип деятельности в системе «человек-техника-среда», можно считать, что сегодняшний ученик может считаться оператором-исследователем, который действует в цифровой среде, причем как человек, так и инструменты деятельности требуют взаимной адаптации в сложных системах. Психофизиологическая модель обучения и развития когнитивных способностей может быть основой для более эффективного проектирования, организации и процесса обучения, их качества, а именно для адаптивного обучения на основе учета текущих когнитивных возможностей учащихся. Эти результаты могут быть применены в ИКТ, включающие адаптивные системы обучения, как это следует из опыта предыдущих промышленных разработок авторов. Предложены принципы использования показателей состояния учащегося в адаптивных обучающих системах.
 
Publisher Institute of Information Technologies and Learning Tools of NAES of Ukraine
 
Contributor —
—
—
 
Date 2018-12-27
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
рецензована стаття
—
рецензируемая статья
—
Peer-reviewed Article
Методологія; Результати експерименту;
 
Format application/pdf
 
Identifier https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/2715
 
Source Information Technologies and Learning Tools; Vol 68, No 6 (2018); 20-32
Информационные технологии и средства обучения; Vol 68, No 6 (2018); 20-32
Інформаційні технології і засоби навчання; Vol 68, No 6 (2018); 20-32
Інформаційні технології і засоби навчання; Vol 68, No 6 (2018); 20-32
2076-8184
 
Language eng
 
Relation https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/2715/1431
 
Rights Copyright (c) 2018 Oleksandr Yu. Burov, Olga P. Pinchuk, Mykhailo A. Pertsev, Yaroslav V. Vasylchenko
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0