US Ads

пятница

Компьютер обучает и отвечает на эмоции студентов

Новая компьютерная программа реагирует на скуку и другие эмоции студентов.

В марте 2012 года пресс-служба католического частного элитного университета Нотр Дам, расположенного в городе Саут-Бенд, штат Индиана, США, опубликовала сообщение о разработке новой компьютерной программы, которая моделирует и реагирует на познавательные (когнитивные) и эмоциональные состояния человека. Компьютерная программа эмоционального зондирования была разработана совместно доцентом кафедры психологии Сидни Д'Мелло (Sidney D'Mello), профессором психологии Артуром Грэссером (Art Graesser) из института интеллектуальных систем при Университете Мемфиса (штат Теннесси) и их коллегами из Массачусетского технологического института. Также, Д'Мелло одновременно является доцентом кафедры компьютерной науки и техники.

Особенность новой технологии заключается в том, что она сопоставляет взаимодействие людей-руководителей групп студентов и предлагает огромные возможности для обучения студентов. Кроме этого, новая технология переопределяет характер взаимодействия между человеком и компьютером.

Согласно публикации, новая интеллектуальная обучающая система AutoTutor и ее разновидность Affect Sensitive AutoTutor помогает студентам изучать основы компьютерной грамотности, физику Ньютона и критические формы мышления через учебный диалог на естественном языке. AutoTutor моделирует рассуждения на основе модели человека-преподавателя, а также включает в себя ряд идеальных стратегий для обучения студентов. 

Перечень возможностей новой американской интеллектуальной обучающей системы включает в себя следующие параметры:
  • может оценить уровень знаний студента, задавая ему/ей наводящие вопросы;
  • может анализировать ответы студента на заданные вопросы;
  • может выявлять и исправлять заблуждения студента в режиме упреждения;
  • может отвечать на вопросы, нарекания и замечания со стороны студента;
  • может чувствовать разочарование или скуку студента через его/ее выражение лица и положение тела;
  • может динамично менять стратегию обучения, чтобы помочь студенту побороть эти негативные эмоции.
Д'Мелло, который специализируется на взаимодействии человека с компьютером и роли искусственного интеллекта в образовании, сказал в публикации, что большинство компьютерных систем 20-го века предусматривают связь человека с компьютером через дисплейные окна, иконки, меню и другие устройства. Но люди всегда общались друг с другом с помощью речи и множества невербальных сигналов, таких как выражение лица, зрительный контакт, поза и жест. Новая американская технология не только повышает содержание сообщения (передаваемых сигналов), но также обеспечивает информацию о когнитивном (познавательном) состоянии, уровне мотивации и социальной динамике студентов.

Как уже было сказано, AutoTutor является базовой интеллектуальной образовательной системой или ИОС (Intelligent Tutoring System, ITS), которая помогает студентам учить сложное техническое содержание в ньютоновской физике, основу компьютерной грамотности и критического мышления, удерживая разговор в русле естественного языка. Основные возможности ИОС:
  • имитирование преподавания и мотивационной стратегии преподавателя-человека; 
  • моделирование когнитивного (познавательного) состояния учащихся;
  • использование студенческих моделей и динамическое адаптирование взаимодействия с отдельными студентами;
  • ответы на вопросы студентов;
  • выявление и исправление заблуждений студентов;
  • поддерживание участия студентов с помощью изображений, анимации и моделирования. 
В дополнение к этим базовым возможностям, система Affective AutoTutor добавляет в процесс обучения эмоционально-чувствительные возможности путем мониторинга мимики лица, языка тела и разговорных сигналов. Дополнительная обучающая система регулирует негативные состояния студентов, такие как разочарование и скука, и синтезирует ответные эмоции виртуального преподавателя через содержание словесных ответов, речевой интонации и мимики анимационного учителя на мониторе компьютера.

YouTube Видео

Название: Демонстрационная версия Auto Tutor 2008 (по-английски)
Канал: Andrew Olney
Инфо: Интерактивная сессия с Интеллектуальной Обучающей Системой с разговорным диалогом на естественном языке.

Как сказано в пресс-релизе, уже на протяжении нескольких лет Д'Мелло занимается разработкой новой технологии разговорного обучения на основе познавательного и эмоционального интеллекта компьютера, способного разговаривать и поддерживать диалог "преподаватель-студент". Исследование Д'Мелло под названием "AutoTutor and Affective AutoTutor: Learning by Talking with Cognitively and Emotionally Intelligent Computers that Talk Back" должно было быть опубликовано в специальном издании американской Ассоциации вычислительной техники (Association for Computing Machinery, ACM), посвященном инновационным технологиям за последнее десятилетие.

Значительное эмпирические данные в США показали, что человеческое обучение один-на-дин является чрезвычайно эффективным по сравнению с типичным обучением в среде многочисленного классного помещения. Компьютерные системы AutoTutor и Affective AutoTutor в тесном контакте моделируют педагогические стили, шаблоны диалога, язык и жесты человека-преподавателя. Они также являются одними из немногих ИОС, которые помогают учиться, вовлекая студентов в естественно-языковые диалоги, которые непосредственно отражают учебные диалоги человек-человек.

ИОС AutoTutor была испытана на более чем 1000 американских студентах и принесла существенную пользу в обучении, повысив уровень знаний студентов на одну букву*. Такое повышение качества обучения позволило студентам превзойти уровень знаний начинающего человека-преподавателя и почти достичь планки опытного человека-преподавателя.

* Академическая классификация в Соединенных Штатах имеет форму пяти уровней оценок на основе букв латинского алфавита. Традиционно это уровни A, B, C, D и F, где A - самый высокий уровень знаний, а F обозначает самый низкий уровень знаний.

Ссылки

Эта история составлена на основе новостного материала, предоставленного пресс-службой Университета Нотр-Дам (University of Notre Dame). Материал мог быть изменен при переводе с английского для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

New Computers Respond to Students' Emotions, Boredom
http://news.nd.edu/news/29235-new-computers-respond-to-students-emotions-boredom/

AutoTutor http://www.autotutor.org/