Путь к мозгу: проект ТГУ поможет улучшить онлайн-образование

Ученые Томского госуниверситета (ТГУ) изучают, как сделать онлайн-образование качественным и полезным: с помощью нейрооборудования они замеряют различные реакции обучающихся во время просмотра видео-лекций и выполнения заданий, а полученные данные используют для разработки рекомендаций о том, каким должно быть онлайн-образование и как именно составлять программы для "дистанта".

Проект реализуют специалисты Центра когнитивных исследований и нейронаук ТГУ "НейроТомск". Подробнее об этом и других исследованиях центра РИА Томск рассказала его директор Мария Толстова.

Нейроточка

"НейроТомск" начал работу в 2023 году. Открыть и оснастить центр удалось благодаря реализации в ТГУ программы стратегического и академического лидерства "Приоритет 2030", которая "прокачивает" университеты, в том числе как научно-технические центры.

Центр работает в рамках одного из главных направлений исследований "Приоритета" – "Социогуманитарный инжиниринг: исследование и проектирование человека и общества". Его основная цель – изучение взаимодействия биологического и технологического, а также возможностей человека в новом цифровом мире.

© с сайта Томского госуниверситета
Директор Центра когнитивных исследований и нейронаук "НейроТомск" ТГУ Мария Толстова

Индустриальным партнером томского центра стала компания "Нейротренд" (Москва), разрабатывающая оборудование для замеров психофизиологических показателей. Это, по сути, инструменты, открывающие прямой путь к человеческому мозгу, к пониманию того, как мы воспринимаем различную информацию.

С помощью таких устройств можно отследить направление взгляда человека, узнать, положительные или отрицательные эмоции он испытывает, определить силу этих эмоций, проанализировать когнитивную нагрузку за счет измерения биоэлектрической активности в разных областях головного мозга. 

"НейроТомск" работает как центр коллективного пользования: сюда приходят исследователи из разных вузов и компаний для проведения так называемых нейрозамеров. Например, в настоящее время сотрудники центра проводят коммерческое исследование для новосибирской компании – изучают эффективность ее рекламы для потребителей на основе данных, полученных с помощью нейротехнологий.

"Замерители", то есть сотрудники центра, – это команда из лингвистов и психологов, которыми руководит кандидат филологических наук Мария Толстова. Научный сотрудник "НейроТомска", направляющий сложные исследования в нужное русло, – Михаил Мягков, профессор Университета штата Орегон (США).

"Мы проводим междисциплинарные эксперименты в области когнитивных наук, нейронаук. По сути все наши проекты сосредоточены вокруг одной задачи – разработка новой модели прогнозирования поведения человека, которая основана на нейроданных его восприятия", – рассказывает Толстова.

В поиске объективных данных

Один из проектов "НейроТомска" посвящен образовательным продуктам – ученые изучают восприятие человеком различных форматов онлайн-обучения. Ранее сообщалось, что ТГУ развивает дистанционное образование на протяжении 25 лет, и за последние годы выпустил более 130 онлайн-курсов. Количество слушателей за последние десять лет составило более 1,5 миллиона, из них в 2023 году – более 130 тысяч человек.

"Пандемия оказала большое влияние на образование. Онлайн-формат стал привычным для каждого человека.  Сейчас в интернете можно учиться практически по любой программе. При этом нет закрепленных норм, по которым такое образование должно строиться и оцениваться. Но как узнать, эффективен ли такой формат?" – говорит Толстова.

Ответить на этот вопрос ученым помогут психофизиологические данные, показывающие, как обучающиеся воспринимают информацию.

© РИА Томск. Павел Стефанский
В Центре нейронаук ТГУ

В частности, в центре проводятся эксперименты, в которых участвуют слушатели нескольких образовательных курсов. На них надевают нейрооборудование, после чего студенты приступают к просмотру видео-лекций и выполнению заданий. Перед замерами участники заполняют анкету, после – проходят опрос. Затем все данные сопоставляются и анализируются.   

В проекте участвуют сотрудники "НейроТомска", представители Института образования ТГУ, а также Института дистанционного образования.

"Мы анализируем разные курсы: те, которые оказались успешными, – у них высокие оценки, их прошло большое количество людей, и те, которые оказались менее популярными. Нам важно понять, что именно цепляет, что заставляет человека остаться на курсе, а что раздражает, не нравится, провоцирует остановить обучение", – объясняет директор центра.

По словам Толстовой, к декабрю исследователи завершат сбор данных и приступят к аналитике. Результатом станет разработка подробных рекомендаций для создателей онлайн-курсов.

Чтение "под микроскопом"

Как мы  воспринимаем текст на родном языке, а как на иностранном – этому вопросу посвящено исследование сотрудников "НейроТомска" и университетского Центра чтения. Ранее сообщалось, что они провели эксперимент: 10 студентов из России и столько же из Китая читали два текста – официальный, то есть сухое изложение фактов, и более живой, с эмоционально насыщенными фразами. Затем они отвечали на вопросы.

Ученые выяснили с помощью нейрооборудования, что обучающиеся-билингвы – носители другого языка, изучающие русский, – читают текст более последовательно, не отрываясь.

Кроме того, билингвы активнее реагируют на эмоциональное содержание текста, тогда как русскоговорящим студентам важнее уловить его целостное содержание. Так, ответы русских участников получились примерно одинаковые по обоим текстам – они проигнорировали эмоциональные детали, пересказывая содержание прочитанного. А вот китайцы, напротив, упоминали в своих ответах эмоциональные фразы из второго текста.

Наиболее успешные результаты усвоения информации у китайских студентов были отмечены в случаях применения ими стратегий чтения, сходных со стратегиями носителей русского языка. Еще один вывод: иностранным учащимся, даже при высоком уровне владения русским языком, сложно уловить структуру русскоязычного текста и сформировать его целостный концепт.

Если знать, как формируется стратегия чтения, что на нее влияет и на какие элементы текста говорящий на конкретном языке обращает внимание в первую очередь, можно значительно улучшить визуальное оформление учебников, художественных произведений, газет, сайтов и так далее. Это поможет студентам-иностранцам быстрее усваивать информацию.

Нейро для железнодорожников

Минувшей весной "НейроТомск" учувствовал в исследованиях, организованных "Нейротрендом" для "Российских железных дорог" (РЖД). Ученые изучали, как сотрудники РЖД читают многостраничные нормативные документы и как работают за компьютером. Это исследование поможет улучшить условия работы коллектива железнодорожников и увеличить производительность труда. 

В рамках исследования проводились два типа эксперимента. Во время первого томские ученые замеряли реакции и анализировали, как сотрудники читают нормативные документы. "Частые возвраты к конкретному слову или абзацу во время чтения, долгая фиксация на одном месте говорят о сложности текста", – рассказывает Толстова.

В рамках второго эксперимента исследователи работали с диспетчерами и операторами – сотрудниками, от которых зависит безопасность людей. Они делали замеры во время их привычной работы за компьютером, даже ночью. "Датчики отследили моменты, когда участники эксперимента были особо напряжены, раздражались, теряли внимание, уставали", – объясняет директор центра.

По словам Толстовой, полученные результаты РЖД учтет при корректировке рабочих графиков для своего коллектива, а также для составления нормативных документов "на понятном языке".

© с сайта Томского госуниверситета
На таком дисплее отображаются нейрофизиологические показатели

Что выбирает абитура

Летом 2023 года "НейроТомск" запустил проект "Нейроабитуриент". Как сообщалось ранее, его цель – повысить эффективность коммуникации вуза с будущими студентами, что, в свою очередь, сделает приемную кампанию более результативной. Для этого ученые изучают, как абитуриенты воспринимают промо-материалы об университете.

Проект начали в двух томских вузах – ТГУ и Томском политехе. Сотрудники центра исследовали реакции абитуриентов во время просмотра сайтов вузов, видеороликов и рекламных буклетов.

"По итогам проекта мы получили данные с детализацией вплоть до секунды – на что абитуриент смотрит, какие элементы вызывают положительные реакции, а какие отрицательные, и другую информацию. Так, результаты исследования подтвердили, что одни и те же материалы совершенно по-разному воспринимаются гуманитариями и "технарями", людьми разного возраста и пола", – рассказывает Толстова.

Нейрооборудование позволило выяснить, что зрители роликов про университет обращают мало внимания на отрисованные элементы, больше реагируя на героев видео, при этом логотип вуза на футболке героя имеет минимальное значение для зрителя, а показ архитектуры – максимальное. Зная это, можно упростить создание таких промо.

"Мы хотим глубже заглянуть в сознание абитуриента, понять, как он выбирает и воспринимает университет на основе различных промо, а также помочь вузам найти своего абитуриента, учесть его интересы и выстроить с ним диалог на понятном ему языке", – подчеркивает Толстова.

Ранее сообщалось, что ТГУ планирует увеличить количество вузов, участвующих в проекте "Нейроабитуриент", – к концу года это число может вырасти с двух до десяти.

Подробнее на сайте новости РИА Томск