Роботы помогут учителям и школьникам в изучении латиницы

Переход казахского языка с кириллицы к латинскому алфавиту в Казахстане создает проблемы в обучении всего населения письму и чтению новым шрифтом.  Проект NU CRP “CoWriting Kazakh” (2020-2022 гг.) предлагает междисциплинарный подход, объединяющий в себе интеллектуальные решения из области робототехники, компьютерного зрения и педагогических стратегий из области образования, лингвистики и когнитивных наук

Исследовательский проект возглавляет д-р Анара Сандыгулова, Ассистент профессор Школы инженерии и цифровых наук Назарбаев Университета, в сотрудничестве с д-ром Анной КоэнМиллер из Высшей школы образования НУ, д-ром Вафа Джохал из Университета Нового Южного Уэльса, д-ром Тибо Ассельборн, д-ром Пьером Дилленбургом из Федеральной политехнической школы в Лозанне, а также д-ром Данной Саммерс из Баишев Университета (Актобе).

 В качестве первого этапа проекта команда исследователей разработала автономное поведение робота. Разработка ученых  предназначена для того, чтобы помочь детям младшего школьного возраста выучить как недавно принятый алфавит, так и систему почерка. Эта разработка интегрирует управляемое искусственным интеллектом распознавание детского почерка на кириллице для его конвертации в латинские буквы с помощью цифрового планшета со стилусом и человекоподобного робота. Демонстрация системы получила награду «Лучшая демонстрация» на конференции 2020 ACM/IEEE Human-Robot Interaction.

 «Приложение для взаимодействия человека и робота предназначено для того, чтобы помочь детям младшего школьного возраста выучить как недавно принятый алфавит, так и систему почерка. За основу системы взята парадигма — обучение через обучение — то есть дети сами обучали робота казахскому языку. Таким образом, дети вовлекаются, вступают во взаимодействие с роботом и бессознательно чувствуют, что несут ответственность за его успех, так называемый «эффект протеже». В свою очередь, робот играет уникальную социальную роль, так как незаметно заставляет детей отрабатывать навыки латинского алфавита. В итоге, система обучения с роботом  оказалась, более привлекательной для детей, в сравнении с традиционным подходом учителя или только с помощью планшета», —  поясняет д-р Сандыгулова.

 Ученые апробировали роботизированную систему среди детей младшего школьного возраста.

 «Сначала мы исследовали, какой сценарий (кириллица/  латиница) для обучения робота казахским словам должны использовать дети. Результаты показали, что девочки выучили больше букв, когда они непосредственно учили робота написанию казахских слов с использованием латинского алфавита. В то время как мальчики выучили значительно больше букв при написании слов с использованием кириллицы, а затем наблюдали за правильным написанием роботом казахских слов с использованием латинского алфавита. Эти данные показывают, что система должна адаптироваться к индивидуальным сильным и слабым сторонам ученика. Эта работа была опубликована в сборнике материалов конференции 2020 ACM/IEEE Human-Robot Interaction», — объясняет д-р Сандыгулова.

 Следует отметить, что в проект также вовлечены молодые ученые и ассистенты исследователей.

 «Результаты исследования показали, что дети получили одинаковый объем знаний во всех трех сценариях  вне зависимости от пола. Кроме того, ученые отметили положительные изменения настроения и детских симпатий в отношении обучения с роботом в сравнении с традиционным учителем или только с планшетом», — говорит Жанель Жексенова,  ассистент исследователя Назарбаев Университета.

 Как это выглядит на практике, исследователи описали в своей публикации в  Frontiers in Robotics and AI. Неотъемлемой частью исследования является инклюзивное образование и осведомленность о потребностях всех учащихся.

 «Помимо мотивации и помощи казахстанским детям, можем ли мы оценить влияние этого политического решения на детей с нарушениями обучаемости, такими как дисграфия или дислексия? Мы должны понять, будет ли введение нового сценария вызывать у детей негативные побочные эффекты для их почерка и навыков чтения. Чтобы понять это, мы проанализировали  результаты перехода с кириллицы на латиницу у 200 казахстанских детей. Мы изучили динамические данные, полученные с помощью стилуса цифровых планшетов, такие как наклон, давление, высота и другие динамические особенности, отвечающие за диагностику дисграфии. Результаты показали, что казахстанские дети младшего школьного возраста смогли успешно перейти с кириллицы на латиницу. Эти результаты будут опубликованы в журнале npj Science of Learning», — говорит д-р Сандыгулова.

 «Это исследование дает важное понимание вопросов равенства и инклюзивности в образовании. Мы надеемся решить некоторые проблемы, с которыми люди могут столкнуться в процессе изменения алфавита, например, в отношении социально-экономического положения, географического региона, этнической принадлежности, возраста и пола. Для эффективного преподавания и изучения казахского алфавита на основе латинского алфавита центральной целью является разработка различных инновационных педагогических инструментов в режиме онлайн и офлайн, основанных на дифференцированных стратегиях обучения, имеющих отношение к различным сценариям обучения и отдельным лицам», — говорит д-р Анна КоэнМиллер.

 Ученые планируют адаптировать казахстанскую систему CoWriting для дистанционного и онлайн-обучения в виде веб-приложений и чат-бота. Кроме этого, в планах также и интеграция  педагогической практики и равенства с учетом различных сценариев обучения и отдельных лиц, таких как пожилые люди и учителя, и проведение исследований по оценке результативности среди конечных пользователей.