Удобство использования виртуальной образовательной среды в обучении людей с синдромом Дауна

Для того, чтобы доказать, что виртуальные образовательные среды эффективны в процессе обучения, они должны быть хорошо спроектированы как с педагогической, так и технологической точки зрения. Наиболее эффективные ВОС включают в себя обратную связь от пользователя, которая позволяет получить информацию об успехах и неудачах, об его прогрессе. Кроме того, используется интерактивный материал в многоканальном формате: аудио, видео, тексты и другое. ВОС обычно предполагает помощника, который сопровождает ученика в процессе обучения, особенно в ходе выполнения задач, включающих элементы игры. Использование современных ВОС позволяет сохранять взаимодействие ученика с учителем и с другими учениками. Исследование с помощью методов интеллектуального анализа данных в образовании[1] (АДО) позволяет точно определить модели обучения каждого ученика, что позволяет учителям получить информацию, необходимую для адаптации учебного материала, с целью персонализировать обучение и сделать его максимально эффективным для каждого ученика. Более того, использование ВОС помогает выявить прокрастинацию учеников с самого начала процесса обучения и исправить такое поведение, предотвратив последующую неуспеваемость. Исследования по вопросам использования ВОС развивались в течение последнего десятилетия и были сосредоточены на студентах университетов и на обучении взрослых людей, одним из примеров такого исследования является изучение массовых открытых онлайн-курсов[2]. Однако следует отметить, что количество исследований в области образования взрослых людей с особыми образовательными потребностями было минимальным.

Рассмотрим кратко уже имеющиеся выводы, сделанные на основе проведенных исследований в этой области. В недавней работе С. Гурвиц и коллеги сообщили, что разработка материалов в виртуальных образовательных средах является ключом к достижению персонализированного обучения. В материалах 11-й Международной конференции по информационным и образовательным технологиям (ICIET), проходившей в Японии в 2023, отмечена важность использования ВОС и цифровых ресурсов для пользователей — в частности, для людей с расстройством аутистического спектра — и их семей. Ученые выделили два существенных аспекта: адаптацию материала к особенностям конкретных особенностей учеников, и необходимость обучения эффективному использованию виртуальных инструментов и сред всех участников процесса обучения - учителей, самих пользователей и их близких. В другом исследовании Д. Дос Сантос Доурадо с коллегами работали с людьми с синдромом Дауна, применяя технологию дополненной реальности «Sandplay». В их исследовании приняли участие 28 человек в возрасте от 6 до 51 года. Результаты показали, что использование цифровых ресурсов в ВОС повысило сенсорную интеграцию и регуляцию поведения участников и привело к снижению затрат на обучение.

Еще одно исследование под руководством Л. Ма сообщается, что технология виртуальной реальности с игровыми элементами продемонстрировала огромный потенциал в сфере обучения лиц с ограниченными возможностями, поскольку способствовала развитию визуальных и слуховых навыков.

В исследовании М. Бонилья-дель-Рио и М. Санчес Калеро участвовали 39 человек в возрасте от 21 до 72 лет с различными особенностями. Выводы, сделанные на основе этого исследования, показали, что использование в обучающем центре цифровых технологий повысило социальную и образовательную интеграцию пользователей. Авторы также подчеркнули, что использование ВОС продемонстрировало значительный потенциал для обучения лиц с ограниченными возможностями, хотя эти технологические ресурсы необходимо адаптировать к конкретным потребностям каждого пользователя. Авторы также отметили, что для того, чтобы добиться надлежащего внедрения технологических ресурсов в образование лиц с ограниченными возможностями, предстоит сделать еще очень многое.

Следующая исследовательская работа группы под руководством Р. Дхармаратне связана с разработкой образовательной среды «STEP-UP», состоящей из четырех модулей, основанных на геймификации, которая предназначена для людей с расстройствами аутистического спектра, синдромом Дауна и другими интеллектуальными особенностями. Основной целью было стимулирование мотивации пользователей к обучению.

В другой работе Т. Баррон со своими коллегами обнаружили, что использование ВОС на очных занятиях помогает учителям, поскольку обеспечивают более эффективное и действенное обучение для небольших групп студентов с ограниченными возможностями.

Коллектив исследователей под руководством Д. Рейес также провел систематическое обзорное исследование обучения с помощью ВОС для лиц с ограниченными возможностями. Специалисты пришли к выводу, что использование ВОС способствовало успешному включению учащихся с ограниченными возможностями в процесс обучения и, следовательно, их социальной интеграции.

И наконец, на 18-й Иберийской конференции по информационным системам и технологиям был представлен доклад о высокой эффективности образовательной работы с использованием виртуальных обучающих платформ в ходе обучения людей с синдромом Дауна. Однако, все специалисты подчеркнули необходимость дальнейших исследований для более глубокого изучения методов обучения и развития обучения в виртуальной среде в реальных ситуациях.

Остановимся подробнее на исследовании испанских специалистов, целью которого был анализ удобства использования виртуальной обучающей среды по экологии и устойчивому развитию при обучении взрослых с синдромом Дауна, а также оценка ее влияния на уровень их обучения. Исследование проводилось посредством АДО.

С учетом уже упомянутых исследований, в данной работе выделялись следующие задачи.

• Существуют ли значимые различия в результатах обучения концепциям устойчивого развития до и после использования ВОС?

• Проявятся ли существенные различия в результатах обучения концепциям устойчивого развития в зависимости от того, насколько часто студенты использовали виртуальную среду обучения?

• Есть ли существенные различия в результатах обучения концепциям устойчивого развития в зависимости от времени, которое учащиеся проводят, используя виртуальную среду обучения?

• Какова будет предполагаемая удовлетворенность студентов тематическим содержанием и виртуальной средой обучения в целом?

В этом исследовании специалисты работали с выборкой из 34 человек в возрасте от 16 до 44 лет (14 женщин и 20 мужчин) с синдромом Дауна. Обучение проводилось в течение одного учебного года, и на него выделялось примерно два часа в неделю. На рисунке 1 показана методика проведения исследования.

Рисунок 1. Методика проведения исследования.

Виртуальная образовательная среда «SusKids»

Виртуальная образовательная среда «SusKids» с открытым доступом https://suskids.bjaland.c/en/courses/ была разработана в рамках проекта «SusKids», софинансируемого Европейской комиссией. Она включает в себя работу с концепциями, связанными с экологией и устойчивым развитием, и состоит из четырех курсов.

Курс 1. «Окружающая среда», который содержит пять тематических блоков: Окружающая среда; Воздух; Земля и горы; Вода и океаны; Животные и растения.

Курс 2. «Отходы», в который входят три блока: Описание отходов; Отходы — это проблема; Что делать с отходами.

Курс 3. «Что делать с отходами?» содержит семь тематических блоков: Куда идут отходы; Мусоросжигательные заводы; Свалки; Утилизация; Переработка; Пересмотр существующих установок.

Курс 4. «Строительство и окружающая среда», который включает в себя восемь блоков: Здания; Камни; Кирпичи, Плитка и керамика; Цемент; Бетон; Раствор; Строительство и окружающая среда; Оценка.

Визуальное представление виртуальной образовательной среды проекта «SusKids» можно увидеть на рисунке 2. Каждый курс имеет шкалу прогресса. Платформа содержит индикатор прогресса, который предлагает учащимся обратную связь в течение года. Кроме того, предлагается отображение правильных и неправильных ответов, выбранных при выполнении  упражнений. Пример функций обучающей среды можно увидеть на рисунке 3.

Рисунок 2. Тематический контент в ВОС «SusKids».

Рисунок 3. Обратная связь и отображение прогресса ученика в ВОС «SusKids».

Прогресс участников исследования измерялся следующими методами.

• Первоначальное тестирование их знаний об экологии и устойчивом развитии.

• Тест прогрессивных матриц Равена. В частности, была применена «Шкала цветных прогрессивных матриц Равена», которая предназначена для измерения общего интеллекта и способности к абстрактному мышлению детей в возрасте от четырех до девяти лет или людей с интеллектуальным нарушениями.

• Система оценки адаптивного поведения II (ABAS-II). Эта шкала оценивает развитие функциональных навыков, необходимых для повседневной жизни. Она анализирует коммуникацию, использование общественных ресурсов, функциональные академические навыки, жизнь дома или жизнь в школе, здоровье и безопасность, досуг, самообслуживание, социальные отношения, трудоустройство.

• Опрос об удовлетворенности пользователей ВОС. Была разработана специальная анкета, состоящая из 12 пунктов с закрытыми вопросами, измеряемых по шкале от 1 до 3 (от 1 = совсем не доволен до 3 = очень доволен), и открытых вопросов, касающихся сильных и слабых сторон ВОС (см. Приложение A ).

Различия в прогрессе учеников до и после обучения в виртуальной образовательной среде

Существенные различия были обнаружены между периодами до и после занятий по программе обучения концепциям устойчивого развития на платформе «SusKids», ​​результаты свидетельствуют в пользу этапа «после использования ВОС» (см. Таблицу 1 ).

Таблица №1. Различия в прогрессе учеников до и после обучения в ВОС

Влияние частоты использования ВОС на результаты обучения

В ходе исследования были выделены три группы по частоте использования платформы «SusKids»: Группа 1 — низкий интервал доступа (1–22 раза); Группа 2 — средний интервал доступа (136–728 раз); Группа 3 — высокий интервал доступа (1660–9368 раз). Существенные различия были обнаружены по частоте использования в результатах обучения на Курсе 4 ( См Таблицу №2).

Таблица №2. Анализ влияния частоты использования ВОС на результаты обучения

Влияние времени, проведенного на платформе ВОС, на результаты обучения

На основе времени, которое участники проводили на платформе «SusKids» были сформированы три группы: Группа 1 — небольшое количество времени (4–11 ч); Группа 2 — среднее количество времени (12–20 ч); Группа 3 — большое количество времени (21–32 ч). Значительные различия были обнаружены только в результатах обучения, полученных на Курсе 4. В частности, эти различия были обнаружены между Группами 1 и 2  (см. Таблицу 3).

Таблица №3. Влияние времени, проведенного на платформе ВОС, на результаты обучения

Удовлетворенность учеников использованием ВОС

Таблица 4 показывает результаты исследования ответов участников относительно их удовлетворенности использованием ВОС. Высокая степень удовлетворенности содержанием и удобством использования очевидна (интервал 2,45–2,88 из 3). Студенты также указали, что внешний вид и интерфейс ВОС не нуждались в изменении (1,74 из 3). Низкий разброс величины показателей указывает, также, на достаточно высокий уровень «согласия» среди участников.

Таблица 4. Оценка удовлетворенности учащихся использованием ВОС

Таким образом, авторы исследования обнаружили различия в результатах участников до и после обучения с использованием ВОС. Было отмечено, что частота и время, проведенное в ВОС, не оказывают большого влияния на результаты обучения. Также было выявлено, что удовлетворенность пользователей ВОС была достаточно высокой.

Использование виртуальной образовательной среды «SusKids», ​​которая применяет методы саморегулируемого обучения и обратной связи, помогло при освоении курсов людьми с синдромом Дауна. Использование ВОС вместе с применением методов АДО позволило осуществлять персонализированное наблюдение за учащимися и продвинуло понимание их поведения  в процессе обучения. Удалось, также выяснить, что наилучшие результаты обучения не всегда были связаны с более интенсивным использованием виртуального материала или с большим количеством времени, проведенным в ВОС, а также то, что применение не всегда было одинаково эффективным (заметные различия были обнаружены на курсе 4, как в отношении частоты использования, так и продолжительности времени, проведенного в ВОС), и это может быть связано с улучшением навыков пользования ВОС с течением времени. Однако нельзя не учитывать, что эта работа проводилась с очень специфическими группами, в которых экспериментальный контроль всех задействованных переменных бывает весьма сложным, а также следует иметь в виду, что несмотря на удовлетворенность пользователей, к результатам следует относиться с осторожностью из-за особенностей выборки и отсутствия контрольной группы

Основная значимость этой работы сосредоточена на использовании специально разработанной виртуальной платформы, в рамках которой появилась программа обучения, предназначенная для людей с ограниченными возможностями здоровья. Результаты исследования указывают на высокую степень вовлечённости группы и улучшение результатов обучения, поэтому в будущем можно было бы адаптировать этот инструмент для людей с другими особенностями, например, расстройствами аутистического спектра, сенсорными расстройствами и т.п.

В будущих исследованиях предполагается изучение того, какое влияние оказывает использование этих методов обучения на социальную интеграцию студентов и интеграцию на рабочем месте. Кроме того, будет изучаться восприятие учителями использования ВОС в качестве вспомогательного ресурса для преподавания в очных классах. Будет проведён анализ того, как семьи воспринимают функциональность ВОС в обучении своих детей, а также анализ поведения учащихся при выполнении заданий на платформе в отношении каждого вида деятельности, что позволит преподавателю узнать особенности обучения каждого учащегося и персонализировать обучение. Предполагается, также, увеличение размера выборки и применение лонгитюдного дизайна исследования.

Приложение А.

Приложение Б. Анализ восприятия студентами сильных и слабых сторон виртуальной образовательной среды с помощью интеллектуального анализа текста.

Ответы на открытый вопрос 13: Что вам больше всего понравилось на платформе?

-Видеоролики

-Простота навигации и интуитивно понятный интерфейс.

-Мне понравилось узнавать больше о компосте, окружающей среде и строительстве.

-Больше всего мне понравилась последняя тема, потому что я интересуюсь ею и собираюсь работать с этими вещами.

-Мне понравилось всё.

-Всё.

-Несколько упражнений с мусором, потому что мне не нравится, куда он попадает, и я могу это заблокировать.

-Ничего.

-Ничего.

-Ничего.

-Очень хорошо, очень весело. Мне очень понравилось.

-Всё.

-Всё.

-Мне очень понравились обучающие видео.

-Упражнения.

-Мне очень понравились кирпичи, плитка и глина.

-Окружающая среда.

-Всё.

-Всё содержимое: мусор, загрязнение, воздух, вода, строительство.

-Мне всё понравилось в этом новом опыте».

Ответы на открытый вопрос 14: Что вам меньше всего понравилось на платформе?

-Ничего.

-Всё хорошо.

-Мне всё понравилось, но не понравился последний этап. Он был сложным, и я не понял задания.

-Все было прекрасно.

-Ничего.

-Я все понял.

-Упражнение в правом нижнем углу было слишком сложным.

-Ничего.

-Ничего.

-Ничего.

-Ничего.

-Ничего.

-Ошибки.

-Ничего.

-Я не знаю.

-Я думаю, все это было интересно, но в "мусоре" и первых двух темах могло бы быть больше информации.

-Чушь

-Мне не нравилось читать.

-Ничего.

-Ошибки. И еще то, что интернет не работал, и что я хочу, чтоб

[1] Анализ данных в образовании (АДО) — исследовательская область, связанная с применением анализа данных, машинного обучения и статистики к информации из образовательных учреждений (например, университетов и онлайн-платформ обучения).

[2] Qaffas, A.A.; Kaabi, K.; Shadiev, R.; Essalmi, F. Towards an Optimal Personalization Strategy in MOOCs. Smart Learn. Environ. 2020, 7, 14.