Cyfrowe mapy myśli wspomagane sztuczną inteligencją jako narzędzie stymulujące twórcze myślenie w edukacji włączającej uczniów z zaburzeniami neurorozwojowymi Psychologia BMC

Edukacja włączająca jest obecnie dość popularną metodą szkolenia osób z różnymi rodzajami niepełnosprawności. Ta metodologia szkolenia pozwala osobom z niepełnosprawnością fizyczną lub poznawczą na pełne uczestnictwo w życiu szkoły lub innych instytucji edukacyjnych na równych zasadach z ich pełnosprawnymi rówieśnikami. [1]. Kształcenie kompleksowe odpowiada na potrzeby tych uczniów i zapewnia im specjalistyczne warunki i wsparcie [2]Obecnie osoby z różnymi rodzajami niepełnosprawności mogą kształcić się w dowolnej niespecjalistycznej placówce oświatowej. Wyzwaniem pozostaje jednak zapewnienie wszechstronnego zrozumienia przedmiotów i zapobieganie powstawaniu przepaści między uczniami niepełnosprawnymi i pełnosprawnych. [3].

Istnieją duże możliwości zbadania możliwości przezwyciężenia takich luk za pomocą różnych technologii i narzędzi wspomagających w celu dostosowania technologii do potrzeb osób niepełnosprawnych. Czytniki ekranu, urządzenia do skanowania tekstu, aplikacje do rozpoznawania głosu, czytniki alfabetu Braille’a i wiele innych technologii wspomagających mają bardziej konkretny cel, jakim jest pokonanie określonych barier w postrzeganiu informacji, podczas gdy technologie o szerszym zastosowaniu, takie jak rzeczywistość wirtualna, platformy do immersyjnego uczenia się, sieci społecznościowe, itp., mogą sprawić, że edukacja stanie się bardziej dostępna dzięki łatwiejszym do zrozumienia i atrakcyjniejszym formom przedstawiania informacji. [4]Istnieją również różne dodatkowe aplikacje rozwijające zdolności poznawcze uczniów niepełnosprawnych umysłowo [5]Przykładami mogą być aplikacje dla osób z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD), które pomagają im w komunikacji społecznej. Na przykład Speech Blubs, Story Builder dla iPada, Easy Dyslexia Aid – Dysgraphia Spelling & Literacy Helper, Otsimo i inne. Takie aplikacje pomagają im wyrazić swoje uczucia, co przyczynia się do rozwoju potencjału twórczego. [6, 7]Jednak skuteczność wykorzystania takich technologii jest różna w zależności od biegłości w ich posługiwaniu się przez nauczycieli, zrozumienia ich złożoności i ograniczeń, a także różnorodnych, specyficznych potrzeb uczniów. [8].

Ważnym trendem we współczesnej edukacji jest podkreślanie znaczenia rozwijania kreatywności. Umiejętność ta cieszy się dużym zainteresowaniem jako jeden z istotnych elementów rozwoju przedsiębiorczości, rozwiązywania problemów i zapewniania zrównoważonego rozwoju. [9]. Udowodniono również, że ujawnienie potencjału twórczego myślenia zwiększa motywację uczniów do nauki i pozwala na rozwiązywanie bardziej złożonych problemów poprzez kreatywne podejście [10]. W odniesieniu do uczniów ze specjalnymi potrzebami edukacyjnymi wciąż toczy się dyskusja, czy różnym formom zaburzeń rozwoju psychicznego lub fizycznego towarzyszy jednocześnie wyższy poziom kreatywności. Jednak jego rozwój jest w stanie pomóc tym uczniom znaleźć własne miejsce w społeczeństwie, generując unikalne pomysły lub produkty. [11].

Zaproponowano szeroką gamę technik rozwijania umiejętności twórczych, a ich użyteczność jest bardzo zróżnicowana. Wśród proponowanych technologii znajdują się aplikacje do gier, cyfrowe platformy do opowiadania historii, oprogramowanie do modelowania 3D i obrazowania cyfrowego, różne symulacje w rzeczywistości wirtualnej, wirtualne laboratoria i wiele innych narzędzi. [12]Chociaż jednak wiele technologii jest testowanych pod kątem przydatności w przedszkolach i szkołach dla dzieci ze specjalnymi potrzebami, niewiele z nich zostało przetestowanych pod kątem zastosowania w włączającym szkolnictwie wyższym. Ten etap stanowi krytyczne wyzwanie dla wielu osób ze specjalnymi potrzebami, znacznie ograniczając ich przyszłą ścieżkę kariery.

przegląd literatury

Pojęcie edukacji twórczej i rozwoju umiejętności z nią związanych jest w dużej mierze wieloaspektowe. Najpowszechniejszą definicją kreatywności jest zdolność do generowania pomysłów, które są zarówno nowe i oryginalne, jak i skuteczne lub istotne praktycznie [13]. Kreatywność oznacza zaangażowanie nie tylko jednej umiejętności, ale wielu umiejętności i elementów, takich jak motywacja, wiedza, umiejętność łączenia pomysłów itp. [14]Należy jednak zauważyć, że wśród nauczycieli często brakuje jasnego zrozumienia co do kreatywności i jej potencjału rozwojowego. [13].

Wśród warunków, jakie muszą zaistnieć w środowisku edukacyjnym, aby pobudzić kreatywność, badacze wymieniają obecność specyficznego „wydarzenia krytycznego”, które wskazuje na czynności znacząco odbiegające od codziennych zajęć uczniów, a także obecność swobody organizowania się i wykorzystywania otaczającą przestrzeń, zapewnienie wystarczającej ilości czasu i dostępność szerokiej gamy narzędzi kreatywnych i zachęcanie do przekazywania informacji zwrotnych. [15, 16]Stąd różnorodne kursy dodatkowe, projekty otwarte i wydarzenia mogą stać się zachętą do rozwoju twórczego myślenia. [17]Podkreślono także znaczenie współpracy społecznej dla stymulowania procesu twórczego [14]. Sprzyjająca atmosfera w zespole przyczynia się do osiągania lepszych wyników w zakresie twórczego myślenia. W tym przypadku nauczyciele mają bezpośredni wpływ na ten proces. Zespoły, które łączą nauczyciela z uczniami na zaufaniu, przyczyniają się do podniesienia poziomu twórczego myślenia wśród uczniów. Jest to szczególnie widoczne, gdy podczas szkoleń nacisk położony jest na wyrażanie indywidualnych opinii, a nie na standaryzowaną ocenę. [18].

Z kolei technologia komputerowa może pełnić rolę wspierającego i komfortowego środowiska („komputer w roli niani”), narzędzia poszerzającego możliwości realizacji pomysłów („komputer jako korespondencyjny kumpel”), a nawet trenera zapewniającego krok po kroku plan etapowy i zadania mające na celu wspieranie rozwoju kreatywności („komputer jako trener”). [19]Technologie cyfrowe mogą zapewnić wygodne narzędzia przyspieszające realizację kreatywnych pomysłów, globalne możliwości wprowadzania różnych form kreatywności (np. sieci społecznościowe, platformy wideo), możliwości współpracy w czasie rzeczywistym oraz umożliwiają praktykowanie odważnych i ryzykownych pomysłów w bezpieczne środowisko. [20].

W jednym z ostatnich przeglądów badań [14]Udokumentowano wykorzystanie różnych narzędzi cyfrowych do pobudzania kreatywności, w tym technologii internetowych, blogów, prezentacji multimedialnych i forów, na których uczniowie mieli za zadanie tworzyć treści; korzystanie z robotów (szczególnie tych, dla których uczniowie zostali poproszeni o stworzenie programów), tworzenie gier cyfrowych, rysowanie map koncepcyjnych, praca z urządzeniami przedmiotowymi (takimi jak mierniki pH) i uczestnictwo w doświadczeniach w wirtualnej rzeczywistości. Każdy rodzaj wykorzystania technologii niesie ze sobą swoją specyfikę.

Jedno z podejść obejmuje cyfrowe opowiadanie historii, które zachęca uczniów do swobodnego wyrażania swoich myśli i opinii na określone tematy; W tym kontekście technologie cyfrowe pełnią rolę narzędzi pozwalających na bardziej wyraziste i różnorodne występy [21, 22]Działania takie można połączyć z wykorzystaniem mediów społecznościowych oraz elementami rywalizacji [23]Podejście to zostało przetestowane w placówkach włączających, łącznie z propozycją podniesienia jakości nauki języków obcych w edukacji włączającej poprzez stymulowanie kreatywności uczniów. [24]Co więcej, wykorzystanie narzędzi komunikacji cyfrowej może poprawić jakość komunikacji i zmniejszyć lęk społeczny u osób cierpiących na takie schorzenia, jak zaburzenia ze spektrum autyzmu.

W edukacji STEM proponuje się różnorodne zajęcia rozwijające kreatywność, m.in. tworzenie gier komputerowych, programowanie robotów czy uczestnictwo w wirtualnych laboratoriach. [25,26,27,28]Naukowcy badający opanowanie umiejętności programowania komputerów u uczniów z niepełnosprawnością intelektualną osiągnęli pozytywne wyniki, stosując jasne instrukcje i intuicyjny interfejs. [29]Badacze wykorzystali także techniki modelowania wideo w nauczaniu nauk ścisłych, aby uczyć umiejętności rozwiązywania problemów [30]Techniki te czynią złożone dyscypliny bardziej realistycznymi, a jednocześnie zachęcają do eksperymentowania, ponieważ możliwość szybkiego zobaczenia wyników sprzyja eksperymentowaniu. Studenci angażują się w rozwiązywanie konkretnych zadań wymagających eksperymentowania i łączenia dostępnych materiałów, stymulując w ten sposób twórcze myślenie. Skuteczność tych technik może być różna. Na przykład przegląd badań empirycznych Wanga i in. [31] W badaniu wykazano, że rzeczywistość wirtualna wpływa umiarkowanie pozytywnie na kreatywność uczniów, nie wpływa jednak na praktyczne umiejętności twórcze. Stwierdzono także, że skuteczniej pobudza kreatywność w zdobywaniu wiedzy deklaratywnej w porównaniu z wiedzą proceduralną.

Ciekawe podejście do pobudzania kreatywności wykorzystuje obiektywnie nieistotne bodźce. Na przykład w badaniu przeprowadzonym przez [32] Wykazano, że podawanie niezwiązanych tematycznie bodźców werbalnych projektantom tworzącym projekty wizualne skutkowało większą kreatywnością w porównaniu do projektantów otrzymujących bodźce powiązane tematycznie. Niektóre programy dla artystów działają na podobnej zasadzie, prezentując dla inspiracji losowo wybrane obrazy z Internetu. Techniki takie zaliczają się do kategorii aktywizacji wiedzy, która stymuluje aktywne wykorzystanie różnorodnej wiedzy zapisanej w pamięci długotrwałej [33].

Innym powszechnym rodzajem aktywności sugerowanym w celu pobudzenia kreatywności jest tworzenie map myśli, szczególnie przy użyciu narzędzi cyfrowych [34,35,36,37]Mapy myśli umożliwiają wizualne przedstawienie pomysłów i relacji między nimi w wygodnym formacie, a nowe pomysły można łatwo dodawać. Ułatwia także lepsze zapamiętywanie pomysłów i sprawia, że ​​dyskusja w grupie jest wygodna. [37]Z kolei narzędzia cyfrowe usuwają ograniczenia, oferując możliwości nieograniczonej edycji i różnorodnego formatowania. Naukowcy Malisha i Mayer twierdzą [33] Badacze posunęli się dalej i postanowili połączyć techniki tworzenia map myśli z losowymi danymi wejściowymi, więc uczniowie musieli stworzyć mapy myśli na określony temat, podczas gdy inny uczeń podał losowe słowo z książki lub innego źródła. Stwierdzono, że wpływ połączonej metodologii na kreatywność był większy niż wpływ samego mapowania myśli lub samych bodźców losowych.

Jeśli chodzi o rolę sztucznej inteligencji we wzmacnianiu kreatywności, sztuczną inteligencję postrzega się głównie w kontekście współpracy z ludźmi i wzmacniania ludzkich umiejętności twórczych, chociaż istnieją poważne obawy dotyczące wypierania ludzkich wysiłków twórczych przez sztuczną inteligencję. [38, 39]Naukowcy podkreślają potencjalne wykorzystanie sztucznej inteligencji jako narzędzia do prostszych aspektów zadań twórczych, uwalniającego czas na twórcze poszukiwania człowieka. [40]W edukacji sztuczna inteligencja stała się ostatnio ważnym graczem, niezależnie od tego, czy twórcy oprogramowania edukacyjnego aktywnie ją integrują, ponieważ uczniowie często korzystają z tej technologii niezależnie. [41, 42]Istniejące badania wskazują na pozytywny związek pomiędzy wykorzystaniem sztucznej inteligencji w edukacji a różnymi umiejętnościami uczniów, w tym umiejętnościami kreatywnymi [31]Zagadnienie to wymaga jednak bardziej dogłębnych i szczegółowych badań, aby wykazać, w jaki sposób sztuczna inteligencja wpływa na proces edukacyjny w różnych formach, warunkach i celach zastosowań. Ważne jest zbadanie potencjalnych zastosowań sztucznej inteligencji do stymulowania rozwoju różnych umiejętności w edukacji włączającej.

Cele

Celem tego badania jest zbadanie, w jaki sposób angażowanie uczniów w sesje praktyczne z wykorzystaniem technik cyfrowego mapowania myśli opartych na współpracy, z podpowiedziami zapewnianymi przez sztuczną inteligencję lub bez, wpływa na umiejętności twórcze uczniów objętych edukacją włączającą, szczególnie tych z zaburzeniami neurorozwojowymi. Cele bieżących badań to:

1. 1.

   Opracowanie zadań edukacyjnych mających na celu doskonalenie zdolności twórczych uczniów, z wykorzystaniem technik cyfrowych map myśli z wykorzystaniem podpowiedzi sztucznej inteligencji lub bez niej, odpowiednich do warunków wszechstronnego kształcenia uczniów z zaburzeniami neurorozwojowymi.

2. 2.

   Określenie i porównanie poziomu umiejętności twórczych uczniów zdrowych i uczniów z zaburzeniami neurorozwojowymi przed i po zastosowaniu zaawansowanego programu edukacyjnego.

3. 3.

   Identyfikacja niuansów postrzegania metodologii stosowanej przez uczniów z zaburzeniami neurorozwojowymi, z uwzględnieniem takich aspektów jak jakość interakcji społecznych podczas realizacji zadań, postrzeganie obciążenia poznawczego, postrzeganie przez uczniów przydatności takich technik w rozwijaniu umiejętności twórczych, a także samoocena Skorzystanie z podpowiedzi dostarczanych przez uczniów przez sztuczną inteligencję.