Партнеры: CDO Global

Переход к цифровым форматам обучения трансформировал образовательную среду, а также выявил ключевые ограничения стандартных онлайн-курсов. Основными барьерами для их эффективности остаются пассивный характер потребления контента и высокая «транзакционная дистанция» (по теории М. Мура) — психологический и коммуникационный разрыв между обучающимся и преподавателем, который ведет к снижению вовлеченности и когнитивной активности. В качестве решения этих проблем разрабатываются адаптивные системы на основе искусственного интеллекта. Тем не менее, оценка реальной эффективности подобных технологий зачастую ограничивается субъективными опросными методами. 

Целью исследования стала объективная оценка влияния образовательной технологии DeepTalk на когнитивное и эмоциональное состояние студентов, определение её эффективности в сравнении с традиционным онлайн-курсом и выявление оптимальных параметров её применения.

Для объективной оценки был проведен эксперимент с использованием профессионального нейрофизиологического оборудования, включая электроэнцефалограф (ЭЭГ), айтрекер и датчики кожно-гальванической реакции (КГР). Участниками стали 40 студентов ТГУ, разделенные на контрольную (традиционный курс) и экспериментальную (курс с ИИ-лектором) группы, что позволило напрямую сравнить когнитивную нагрузку, эмоциональную вовлеченность и динамику распределения внимания.

В результате нейрофизиологического анализа были получены следующие выводы: 

Значительное повышение когнитивной нагрузки: Интерактивный формат с ИИ-лектором показал значительно более высокие уровни когнитивной нагрузки и эмоциональной вовлеченности. Даже в моменты пассивного прослушивания студенты экспериментальной группы оставались более сконцентрированными, ожидая взаимодействия, в то время как у контрольной группы наблюдалась низкая когнитивная нагрузка. 

Увеличение продолжительности концентрации: Оптимальная продолжительность эффективного восприятия материала для курса с ИИ-лектором составила 27–35 минут, что существенно превышает показатель контрольной группы (20–23 минуты). Это доказывает, что интерактивные механики позволяют удерживать внимание студентов дольше. 

Неоднозначность персонализации: Компонент персонализации, включающий использование личных данных и похвалу от ИИ, вызвал разнородную реакцию. Использование личных примеров повышало вовлеченность, однако похвала от ИИ в ряде случаев воспринималась как неестественная и вызывала когнитивный диссонанс, что приводило к кратковременному негативному эмоциональному отклику.

Продуктивный стресс как маркер обучения: Более низкий эмоциональный фон (валентность) в экспериментальной группе связан не с негативным восприятием курса, а с продуктивным стрессом, характерным для активного процесса обучения и оценивания, в отличие от пассивного потребления контента в контрольной группе. 

Фокус внимания на динамических элементах: Данные айтрекинга показали, что в обеих группах внимание было преимущественно сконцентрировано на чате с лектором (45-48%), как на наиболее информативном и динамичном элементе интерфейса. 

Результаты исследования свидетельствуют о высоком потенциале диалоговых ИИ-технологий для повышения эффективности онлайн-обучения за счет поддержания когнитивной и эмоциональной вовлеченности студентов на протяжении более длительного времени.

ОТЧЕТ по результатам исследования

Внедрение технологии виртуальной реальности (VR) в образовательный процесс становится все более актуальным, и этому есть несколько весомых причин. Виртуальная реальность значительно увеличивает вовлеченность учащихся, создавая погружающие среды, которые делают учебный материал более интерактивным и захватывающим. Это, в свою очередь, способствует лучшему усвоению информации и повышает интерес и мотивацию студентов. Исследователи Института образования и передовой инженерной школы “Агробиотек”, однако, задаются вопросом, является ли такая технология эффективной и безопасной для образовательных целей. 

Цель исследования – оценить динамику состояния студентов в виртуальной среде как в рамках одного занятия, так и на протяжении всего курса, определить оптимальную продолжительность занятий в VR-формате и оценить влияние приложения на иностранном языке на когнитивную нагрузку студентов.

Изучение ограничений метода, а также возможных рисков и влияния VR-технологии на самочувствие, эмоциональное и когнитивное состояние студентов осуществлялось с использованием нейрофизиологического оборудования. Участниками исследования стали слушатели курса неорганической химии разных факультетов ТГУ.

В результате исследования были выявлены факторы, способствующие успешной адаптации и стабилизации эмоционального состояния в виртуальной реальности, такие как знание английского языка (при работе с зарубежными приложениями), частота занятий и активная позиция преподавателя. Определены технические и организационные рекомендации для эффективного проведения занятий в VR-формате. 

Принятие решений играет ключевую роль в повседневной жизни и включает в себя  сложный процесс оценки и взвешивания краткосрочных и долгосрочных затрат, выгод от конкурирующих действий, прошлый опыт, текущие потребности, будущие цели и т.д. Первой областью научного знания, описывающей принятие решений с точки зрения рациональности, связанной с поиском наиболее верного и оптимального решения и основанной на математическом анализе, является теория игр, которая рассматривала решения человека с точки зрения рационального подхода максимизации выгод. На сегодняшний день наиболее частыми инструментами для диагностики принятия решений являются экономические игры, которые основаны на социальных дилеммах. Для эмпирического исследования социальных дилемм были смоделированы  конфликтующие интересы в играх со смешанными мотивами, где люди  должны выбирать между некооперативными (характеризующиеся эгоистичным выбором)  и кооперативными (характеризующиеся просоциальным выбором) альтернативами. 

Цель исследования – изучение и верификация когнитивных, нейрофизиологических, социально-психологических факторов и механизмов коллективного взаимодействия.

Для достижения поставленной цели был проведен эксперимент, в ходе которого испытуемые играли в один из вариантов игры под названием «Дилемма заключенного» (Prisoner's Dilemma, PD). Игра рассчитана на 2-ух игроков. Участники имеют два варианта принятия решений: сотрудничество (кооперация) – или отказ от сотрудничества (дезертирство). Во время эксперимента осуществлялся сбор айтрекинговых данных, данных эмоциональной вовлеченности, а также ЭЭГ.

Проведенные исследования позволили зафиксировать и подтвердить влияние риска, когнитивной ограниченности и индивидуальных свойств на социальные механизмы в условиях коллективного взаимодействия. Несмотря на наличие весомых доказательств влияния эмоций на принятие решений, в ходе данного исследования значимость аффективных состояний не была обнаружена, что актуализирует продолжение исследований в данной области, однако полученные результаты мотивируют к дальнейшему исследованию роли эмоциональной регуляции при решении социальных дилемм в условиях коллективного взаимодействия.

Субклинический (повседневный, обыденный) садизм (англ. Subclinical (everyday) sadism) – относительно «новый» феномен, подтверждающий, что жестокость может быть присуща обычным людям. Результаты последних исследований в этой области носят противоречивый характер и не всегда соотносятся друг с другом, а некоторые характеристики повседневного садизма, например, эмоциональная сфера, малоизучены. Данное исследование включает комплексное изучение особенностей эмоциональных реакций посредством эксперимента с использованием опроса об испытываемых эмоциях и с фиксацией физиологических показателей изменения эмоциональной реакции с помощью датчика электродермальной активности (ЭАК) в рамках конструкта Темной тетрады. 

Цель исследования – выявить различия психофизиологических особенностей эмоциональной реакции у лиц с высоким и низким показателями субклинического садизма в ответ на эмоциогенные визуальные стимулы. 

Было выявлено влияние пола на взаимосвязь эмпатии и субклинического садизма. Так, на женской выборке взаимосвязи между садизмом и эмпатией не были обнаружены, в связи с чем был сделан вывод об эмпатичности женщин вне зависимости от уровня садизма. На мужской выборке были получены отрицательные связи когнитивной и аффективной эмпатии с садизмом, исходя из чего появилось  предположение, что мужчины с высокими показателями садизма не склонны к представлению и переживанию эмоций и чувств других, особенно малознакомых людей. 

Лица с высокими показателями садизма верно отмечали отрицательные визуальные стимулы как негативные, при этом знак физиологической реакции на стимулы в динамике был положительным.  

Высокий уровень садизма предсказывал зависимость полярности эмоциональной реакции в ответ на положительные и отрицательные эмоциогенные визуальные стимулы, зафиксированной с помощью метода самоотчета, и полярности эмоциональной реакции в ответ на отрицательные эмоциогенные визуальные стимулы, зафиксированной с помощью оборудования регистрации физиологических сигналов. При этом высокий уровень садизма не предсказывал интенсивность психофизиологических эмоциональных реакций в ответ на эмоциогенные визуальные стимулы, в связи с чем, было выдвинуто предположение о том, что сила испытываемых эмоциональных реакций, как при собственном отчете восприятия, так и при физиологическом ответе соответствует нормативным показателям, что может говорить об отсутствии аффективных нарушений, связанных с реактивной эмоциональностью.

Ниже представлен вариант дизайна эксперимента, разработанный с целью выявления эмоциональных реакций в ответ на эмоциогенные стимулы.

Исследование ценностей позволяет получить представление о том, как ценностно-смысловые ориентации личности влияют на поведение, принятие решений, общественно-социальные отношения. Наиболее частым методом определения ведущих ценностных ориентаций является использование различных психологических опросников, что имеет существенный недостаток ввиду своей ситуативности, т.к. на ответы может влиять социальная желательность и прочие факторы. 

Для того, чтобы рассмотреть доминирующие ценностно-смысловые ориентации, используется сочетание социально-психологических методов и нейрофизиологических показателей. С помощью психологических опросников выделяются доминирующие ценности, а с помощью методов нейрофизиологии учитывается решение дилемм – ситуаций, ограниченных в выборе между двумя решениями с противоположными ценностями. В процессе решения дилемм регистрируются нейрофизиологические реакции – когнитивная нагрузка, эмоциональная вовлеченности, особенности зрительного восприятия. 

Цель исследования – выявить доминирующие ценностные ориентации у студенческой молодежи посредством социально-психологических методов и нейрофизиологических показателей 

Данное исследование находится в статусе действующего проекта. Промежуточные результаты демонстрируют, что для студенческой молодежи важно отстоять свои принципы в противовес жертвенности кому-либо и чему-либо. Основной аргументацией решений студентов вне экспериментальных условий является умение принимать решения без давления и ультиматумов, способность «сглаживать» конфликты и уметь договариваться. В целом, наблюдается тенденция к самоценности и индивидуальности.

Ниже представлена тепловая карта, на которой продемонстрировано глазодвигательное поведение случайного респондента в условиях выбора. Построение тепловых карт способно помочь в наблюдении за процессом принятия решений.

Данное исследование посвящено изучению глазодвигательного поведения учебных билингвов в процессе чтения на русском языке как иностранном.

Чтение на иностранном языке считается более сложным процессом, чем чтение на родном языке, поскольку в первом случае происходит постоянное взаимодействие между двумя языками. И если в случае с родным языком освоение этого вида речевой деятельности начинается с раннего возраста, а освоение жанровых особенностей различных текстов носит естественный характер, то когда речь идет о чтении на иностранном языке, необходимо учесть множество факторов. Изучение стратегий чтения – важный ключ к пониманию того, как быстро и эффективно обучать иностранных студентов русскому языку.

Исследование состояло из серии экспериментов, в ходе которых происходил сбор айтрекинговых данных. Респонденты читали учебные тексты, соответствующие уровню их языковой подготовки, а также проходили тестирование. 

Результаты первого эксперимента продемонстрировали очевидные различия в том, как китайские студенты читают одни и те же тексты при одинаковой поведенческой задаче. Процесс чтения избирательных читателей характеризуется большим количеством регрессивных фиксаций, поскольку поисковое чтение требует возвратов к ранее прочитанному. Средняя продолжительность фиксаций у избирательных читателей небольшая, как и количество фиксаций в целом: им не свойственно читать текст целиком. Совершенно другим кажется неизбирательное чтение: большое количество фиксаций, увеличенная средняя продолжительность фиксаций и короткие регрессивные саккады позволяют сделать вывод о том, что таким читателям когнитивная обработка текста даётся гораздо сложнее, нежели избирательным.

Второй эксперимент был направлен на выявление того, могут ли изученные ранее стратегии меняться в зависимости от типа предъявляемых предтекстовых заданий. Отмеченные в рамках первого эксперимента различия сохранялись при чтении диагностического текста, что позволило определить, какую стратегию использовал каждый испытуемый. Анализ показателей чтения целевого текста показал, что ни структурные, ни коммуникативные упражнения в целом не влияют на стратегии чтения и, таким образом, они являются неизменными и не поддающимися осознаваемому контролю со стороны испытуемых.

Ниже представлен сканпасс – один из способов визуализации айтрекинговых данных. В настоящем исследовании анализ сканпассов позволил определить, на какие части текста респонденты обращали больше внимания, а также какие части перечитывались ими чаще всего.