तकनीकी विश्वविद्यालय म्यूनिख (TUM) और कोलोन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक एआई-आधारित शिक्षण प्रणाली विकसित की है जो समस्या को सुलझाने के संकेत उत्पन्न करने के लिए एक वेबकैम के साथ आंखों के आंदोलनों को ट्रैक करके गणित में ताकत और कमजोरियों को पहचानता है। यह शिक्षकों को व्यक्तिगत सहायता के साथ काफी अधिक बच्चों को प्रदान करने में सक्षम बनाता है।
एक अप-टू-डेट पीसी, एक अच्छा ग्राफिक्स कार्ड और एक मानक वेबकैम: प्रो। अचिम लिलिएंटल के शोध के अनुसार, आपको गणित में विद्यार्थियों की ताकत और कमजोरियों की पहचान करने की आवश्यकता है। सिद्धांत: एक वेबकैम नेत्र आंदोलनों को ट्रैक करता है। कार्य के आधार पर, विशिष्ट पैटर्न उभरते हैं जो एक हीटमैप पर डिजिटल रूप से प्रदर्शित किए जा सकते हैं, लाल रंग के उन क्षेत्रों के साथ जहां बच्चे अक्सर देखते हैं और उन क्षेत्रों को हरा देते हैं जहां वे केवल संक्षेप में देखते हैं। यह शोधकर्ताओं को डेटा का विश्लेषण करने में मदद करता है। “एआई प्रणाली पैटर्न को वर्गीकृत करती है,” टूम रोबोटिक्स प्रोफेसर कहते हैं। इस आधार पर, सॉफ्टवेयर पुतली के लिए वीडियो और अभ्यास सीखने का चयन करता है।
हीट मैप्स के माध्यम से सीखने की रणनीतियों की पहचान करें
माइक शिंडलर कहते हैं, “एक वेबकैम का उपयोग करके एक सिस्टम में नेत्र आंदोलनों को ट्रैक करना, पैटर्न के माध्यम से सीखने की रणनीतियों को पहचानना और व्यक्तिगत समर्थन की पेशकश करना, और अंत में शिक्षकों के लिए स्वचालित समर्थन रिपोर्ट बनाना पूरी तरह से नया है।” कोलोन विश्वविद्यालय में समावेशी और विशेष शिक्षा संदर्भों में गणित के प्रोफेसर ने दस साल तक ट्यूमर प्रोफेसर लिलिएंटल के साथ काम किया है। वह हाल ही में पूरी की गई की-अल्फ रिसर्च प्रोजेक्ट की प्रमुख हैं, जिसे जर्मन फेडरल एजुकेशन एंड रिसर्च (BMBF) द्वारा वित्त पोषित किया गया था और जिसमें वेबकैम-आधारित नेत्र-ट्रैकिंग सिस्टम विकसित किया गया था। उनका शोध उन विद्यार्थियों पर केंद्रित है “जिन्हें गणित सीखने में बहुत कठिनाइयाँ हैं।” प्रो। लिलिएंटल का मानना है कि उच्च-प्राप्त बच्चों के लिए “व्यक्तिगत रूप से अनुकूलित सबक” भविष्य में भी संभव हैं।
प्रो। शिंडलर – जो एक शिक्षण की डिग्री रखता है – और उसकी टीम ने सैकड़ों कार्यों को परिभाषित किया है जिसमें बच्चे जोड़ते हैं, घटाते हैं, गुणा करते हैं और संख्याओं को विभाजित करते हैं, या उन्हें पहचानना या उनका प्रतिनिधित्व करना है। “नेत्रहीन रूप से प्रस्तुत किए गए कार्य, डिजिटल शिक्षण सामग्री इस दृष्टिकोण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं,” शिंडलर कहते हैं। उदाहरण के लिए, बच्चों को दस-पंक्ति की मेज में डॉट्स को गिनने के लिए कहा जाता है, जिसमें कुछ डॉट्स केवल नीचे की पंक्ति में गायब होते हैं।
जो छात्र जल्दी से पकड़ते हैं, वे नीचे की पंक्ति में कूदते हैं और केवल पीछे की ओर गिनते हैं। जो लोग व्यक्तिगत रूप से पंक्तियों और डॉट्स की गिनती करते हैं, वे उन लोगों में से हैं जिन्हें समर्थन की आवश्यकता है। डिजिटल सिस्टम यह दिखाने के लिए एक हीट मैप का उपयोग करता है कि बच्चे कहां दिखते हैं और एआई पैटर्न को व्यक्तिगत अभ्यास कार्यक्रमों में अनुवाद करता है।
सरलीकृत, उच्च-सटीक आंख ट्रैकिंग
सरलीकृत आई ट्रैकिंग सिस्टम को विकसित करने के लिए, जो अब आंखों के आंदोलनों को पंजीकृत करता है, टूम के प्रोफेसर लिलिएंटल को इस तथ्य से लाभ होता है कि वह रोबोटिक्स अनुसंधान में इसी प्रणालियों के साथ भी काम करता है। उस काम में, वह वर्तमान में छोटे ह्यूमनॉइड रोबोट नाओ के साथ नेत्र ट्रैकर्स का उपयोग करता है। यह इसे मनुष्यों के साथ बेहतर संवाद करने में सक्षम बनाता है। हालांकि, इन बहुत ही सटीक प्रणालियों में कई हजारों यूरो खर्च होते हैं।
स्कूलों के लिए अधिक लागत प्रभावी समाधान खोजने के लिए, शोधकर्ताओं ने चतुराई से तकनीकी विशेषज्ञता को गणितीय उपदेशात्मक से ज्ञान के साथ जोड़ा। जबकि उन्नत सिस्टम एक डिग्री के अधिकतम विचलन के साथ काम करते हैं, वेबकैम में तीन से चार डिग्री की कम सटीकता होती है। समाधान: “एआई-अल्फ मैथ कार्यों के साथ, हम जानते हैं कि छात्र अंततः समस्याओं के ऑन-स्क्रीन प्रदर्शन को देख रहे हैं,” लिलिएंटल कहते हैं। “हम इसका उपयोग वेबकैम के साथ आंख पर नज़र रखने के लिए स्वचालित रूप से पढ़ने के लिए करते हैं।” सिस्टम ने धीरे -धीरे अशुद्धि से निपटने के लिए सीखा है। “आज यह हमारे एप्लिकेशन पर कोई फर्क नहीं पड़ता है कि क्या हम अपने वेबकैम या हाई-एंड आई ट्रैकर्स के साथ काम करते हैं,” प्रोफेसर कहते हैं। यह AI सिस्टम को प्रो Maike Schindler के साथ विकसित करता है और इसलिए, स्कूल के उपयोग के लिए तेजी से महत्वपूर्ण है।
वुल्फेन कॉम्प्रिहेंसिव स्कूल: सिस्टम का उपयोग करने के लिए जर्मनी में पहला स्कूल
यह एक कारण है कि एआई-आधारित शिक्षण प्रणाली का उपयोग करने वाला पहला स्कूल डोरस्टेन, नॉर्थ राइन-वेस्टफेलिया में वुल्फेन कॉम्प्रिहेंसिव स्कूल है। यहां, एक मानकीकृत गणित परीक्षण से पता चला कि वर्ष 5 की शुरुआत में 180 बच्चों में से एक-तिहाई को “अंकगणितीय कठिनाइयाँ” थीं। “हमें खुशी है कि अब हम एआई-आधारित शिक्षण प्रणाली की मदद से अपने मूल गणित कौशल में काफी अधिक बच्चों का समर्थन कर सकते हैं। इसका मतलब है कि हम शिक्षकों की कमी के कारण अतीत की तुलना में अधिक शिक्षार्थियों को उनके गणित के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में मदद कर सकते हैं।”
व्यापक स्कूल में, पांच छात्र व्यक्तिगत उपचारात्मक पाठों में एक साथ की-अल्फ सिस्टम के साथ काम कर सकते हैं और एक गणित शिक्षक के साथ समर्थित और समर्थन किया जाता है। आम तौर पर शिक्षक एक समय में केवल एक बच्चे को व्यक्तिगत समर्थन दे सकते हैं। “विशेष रूप से दुर्लभ संसाधनों और शिक्षक की कमी के समय में, बुनियादी गणित कौशल को बढ़ावा देने के लिए हमारी प्रणाली स्कूलों के लिए बस एक उत्कृष्ट समर्थन है,” शिंडलर कहते हैं।
