Способ компьютеризированного развития навыков скорочтения пользователя Российский патент 2021 года по МПК G09B17/00 

Область техники

Изобретение относится к области компьютерных технологий обучения и может быть использовано в деятельности образовательных организаций для предоставления пользователям онлайн-тренажеров для развития навыков скорочтения.

Уровень техники

Известен способ развития навыка скорочтения с использованием информационных технологий, раскрытый в патенте США № 7594873 (опубл. 21.06.2007). В известном способе пользователю отображают текст, который прочитывается им несколько раз на разных скоростях, начиная с первой скорости чтения, комфортной для пользователя, продолжая на второй скорости чтения, которая выше текущей способности пользователя, и заканчивая цикл на третьей скорости чтения, которая выше, чем первая, но медленнее, чем вторая. На последующих циклах развития навыка скорочтения повторяют способ, принимая третью скорость в качестве комфортной для пользователя, делая ее первой скоростью чтения в цикле.

Известен способ тренировки периферического зрения для развития навыков быстрого чтения с использованием технологии отслеживания движения взгляда, раскрытый в патенте РФ № 2647144 (опубл. 14.03.2018). В известном способе на протяжении 1-15 минут пользователь выполняет упражнения с таблицей Шульте, расположенной на экране компьютера. Сложность упражнения повышается поэтапно. Выполнение упражнения осуществляется под контролем оборудования, реализующего бесконтактную оптическую регистрацию взгляда. В случае если направление взгляда пользователя отклоняется от разрешенной области в центре таблицы Шульте, то символы таблицы автоматически исчезают или пользователю выдают аудиовизуальный сигнал.

Известен способ обучения чтению и быстрому чтению с помощью компьютерной игры на онлайн-тренажере, раскрытый в патенте РФ № 2717739 (опубл. 25.03.2020). В известном способе показывают пользователю выбранную в настройках текстовую информацию, в зависимости от его уровня чтения, через временной интервал, выбранный в настройках. Онлайн-тренажер постепенно увеличивает знаковую емкость строк текстовой информации. Временной интервал показа информации может составлять от 200 до 0,1 секунды. Общее время тренировки – от 3 до 1 минуты.

Однако общим недостатком всех представленных выше аналогов является отсутствие возможности разностороннего развития навыков скорочтения (быстрого чтения), поскольку в известных аналогах используют только отдельные типы упражнений, направленных на развитие навыков, без применения их в рамках единой комплексной методики. К тому же, раскрытые режимы осуществления операций в способе не учитывают индивидуальные особенности способностей пользователей, не обеспечивают оптимальной надстройки для индивидуализации учебного процесса. Помимо этого, отсутствие возможностей интеграции обучения, управления обучением и цифровых технологий, а также адаптации образовательного процесса к индивидуальным потребностям пользователя или заказчика обучения делает невозможным эффективный перенос комплексных авторских методик обучения скорочтению из учебной аудитории на онлайн-платформы.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая задача, положенная в основу настоящего изобретения, заключается в создании онлайн-тренажера, способного реализовать авторские методики развития навыков скорочтения.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в обеспечении разностороннего развития навыков скорочтения у пользователя онлайн-тренажеров.

Настоящее изобретение раскрывает способ компьютеризированного развития навыков скорочтения пользователя, предполагающего использование пользовательского устройства и сервера.

Способ включает в себя операции, на которых:

побуждают пользователя с использованием пользовательского устройства выполнить упражнения для развития навыков скорочтения, при этом каждое упражнение сгенерировано автоматически на основе принятых с сервера шаблона построения упражнения и конфигурации упражнения, установленной для пользователя;

с использованием сервера:

– сохраняют результаты выполнения пользователем каждого упражнения;

– сопоставляют сохраненные результаты с критериями успешности развития навыков;

– проводят коррекцию конфигурации каждого упражнения с учетом достижения критериев успешности развития навыков таким образом, чтобы скорректированные конфигурации упражнений были направлены на усиление тех навыков пользователя, которые оказались менее развитыми при сопоставлении сохраненных результатов;

затем повторно выполняют операции способа, начиная с побуждения пользователя выполнить упражнения для развития навыков скорочтения, при этом в качестве конфигураций упражнений используют скорректированные конфигурации для этих упражнений.

Упражнения для развития навыков скорочтения включают упражнения, типы которых направлены на развитие зрительной, слуховой, смысловой, наглядно-образной и моторной памяти, на укрепление зрительных мышц, развитие периферического зрения, индуктивности мышления, вербального интеллекта, навыков запоминания массивов тематически не связанной информации, гармонизацию работы полушарий головного мозга человека.

Шаблон для построения упражнения включает правила автоматического формирования возвращаемого пользователю образовательного контента, состоящего из текстовой, графической, аудиовизуальной, мультимедийной информации, в зависимости от типа упражнения.

Конфигурация упражнения, установленная для пользователя, характеризует степень сложности упражнения и включает время для выполнения упражнения, количество и сложность информации.

Коррекция конфигураций упражнений может быть проведена вручную или автоматически. При автоматической коррекции конфигураций упражнений может быть использован заданный в образовательной программе алгоритм повышения степени сложности упражнений. Также при автоматической коррекции конфигураций упражнений может быть использован алгоритм градиентного бустинга для более точного выявления навыков пользователя, которые оказались менее развиты.

Результаты выполнения упражнений могут быть определены на основе пользовательского ввода с клавиатуры и/или нажатий клавиш мыши для выполнения упражнения и/или сенсорного ввода.

Критерии успешности развития навыков могут включать критерии для оценивания скорости чтения, памяти и воспроизведения, скорость усвоения методики обучения, соблюдения рекомендуемых нормативов, затратности процесса обучения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение проиллюстрировано для более ясного его понимания блок-схемами.

ФИГ. 1 иллюстрирует блок-схему компьютерной системы для реализации способа компьютеризированного развития навыков скорочтения.

ФИГ. 2 иллюстрирует блок-схему примерного осуществления способа компьютеризированного развития навыков скорочтения.

Осуществление изобретения

В соответствии с ФИГ. 1, пользователь обращается к пользовательскому устройству 101, снабженному программным и аппаратным обеспечением для обеспечения связи с сервером 102 через канал связи 103. В качестве пользователя понимается любой человек, выполняющий упражнения на онлайн-тренажере. Пользователем может являться как ребенок, так и взрослый и иметь какую-либо функциональную роль, например, «обучаемый» или «администратор». В качестве пользовательского устройства 101 может быть использован персональный или портативный компьютер (ноутбук), смартфон или планшет. Если обобщать, сервер 102 может быть представлен высокопроизводительным компьютером, снабженным программным и аппаратным обеспечением для разделения вычислительных ресурсов между несколькими пользовательскими устройствами 101. В частности, сервер может быть представлен несколькими физическими или виртуальными связанными между собой устройствами, разделяющими функции сервера: сервер базы данных, сервер приложения, веб-сервер. Веб-сервер способен отправлять на пользовательское устройство программные инструкции по протоколу HTTP для формирования графического пользовательского интерфейса (англ «GUI» – Graphic User Interface) на пользовательском устройстве 101 и генерации упражнений из шаблонов и конфигураций для взаимодействия с ними через GUI. Сервер базы данных может содержать базу данных, в которой ведется учет результатов выполнения пользователем упражнений. Сервер приложений хранит и выполняет по запросу пользователя программные инструкции, необходимые для выполнения упражнений. Канал связи 103 может быть представлен проводными или беспроводными устройствами, всеми необходимыми промежуточными серверами, маршрутизаторами и коммутаторами, кабельными линиями, обеспечивающими связь пользовательского устройства 101 и сервера 102 посредством протоколов сетевой передачи данных.

В соответствии с ФИГ. 2, на этапе 210 пользователя побуждают выполнить упражнения для развития навыков скорочтения. При этом следует понимать, что термин «побуждать» использован в широком смысле и под ним предпочтительно понимается обеспечить мотивацию к началу процесса обучения на онлайн-тренажере. Для этого вариант осуществления изобретения может включать возврат пользователю задания к упражнению и инструкции к его выполнению через GUI на пользовательском устройстве 101. Каждое предназначенное для выполнения пользователем упражнение автоматически генерируются на основе принятых с сервера 102 шаблона 211 построения упражнений и конфигурации 212 упражнений, установленной для пользователя.

Шаблоны 211 могут быть реализованы в виде запрограммированных правил автоматического формирования образовательного контента, состоящего из текстовой, графической, аудиовизуальной, мультимедийной информации, в зависимости от типа упражнения. Типы упражнений могут быть направлены на развитие зрительной, слуховой, смысловой, наглядно-образной и моторной памяти, на укрепление зрительных мышц, развитие периферического зрения, индуктивности мышления, вербального интеллекта, навыков запоминания массивов тематически не связанной информации, гармонизацию работы полушарий головного мозга человека.

Например, упражнения на развитие зрительной памяти могут заключаться в том, что пользователю предлагают набор изображений, которые необходимо запомнить за ограниченный промежуток времени, а затем по памяти описать с максимальной степенью детализации. Соответственно, шаблон 211 может включать в себя правила показа графических материалов пользователю, систематизированных каким-либо образом, подходящим для выполнения упражнения. Графические материалы в виде изображений могут быть также частью шаблона 211 или быть доступными по ссылкам на сторонних ресурсах, указанным в шаблоне 211.

Шаблоны 211 для других примеров упражнений могут быть реализованы аналогичным образом, но ссылаться или включать в себя другие виды информации для образовательного контента. Так, для упражнений на развитие слуховой памяти могут быть предусмотрены шаблоны 211 с аудиозаписями, на которых пользователь может услышать текст заданного объема, который ему необходимо запомнить, а затем воспроизвести с максимальной точностью. Для упражнений на развитие смысловой памяти могут быть предусмотрены шаблоны 211 с аудиозаписями, на которых пользователь может услышать текст и вопросы по этому тексту, на которые пользователь должен предложить ответ в тех терминах, которые были употреблены в прочитанном тексте, не употребляя, например, синонимы. Для упражнений на развитие наглядно-образной и моторной памяти могут быть предусмотрены шаблоны 211 с изображениями, которые пользователю необходимо запомнить за ограниченный промежуток времени, заданный в конфигурации 212 упражнения для пользователя, и затем воспроизвести их. Для упражнений на развитие периферического зрения могут быть предусмотрены текстовые материалы, представленные в виде таблиц Шульте.

Конфигурация 212 каждого упражнения, установленная для пользователя, характеризует степень сложности упражнения и включает время для выполнения упражнения, количество и сложность информации. Степень сложности упражнений на развитие зрительной памяти повышается за счет сокращения промежутка времени на выполнение, увеличения количества и усложнения изображений, которые необходимо запомнить. Степень сложности упражнения на развитие слуховой памяти может быть повышена, например, за счет увеличения объема текста, увеличения количества событий, персонажей, усложнения лексики, использования логически не связанных предложений. Степень сложности упражнения на развитие смысловой памяти может быть повышена, например, за счет увеличения объема и сложности текста. Степень сложности упражнений на развитие наглядно-образной и моторной памяти повышается за счет увеличения количества и усложнения изображений, которые необходимо запомнить.

Для пользователя, который впервые работает с упражнениями и для которого еще не выявлен индивидуальный уровень навыков, могут быть использованы стандартные шаблоны упражнений, характеризующие степень сложности упражнений, которая является обычной для возрастной группы пользователя.

На этапе 220 сохраняют результаты выполнения пользователем каждого упражнения. Результаты выполнения упражнений могут быть определены на основе пользовательского ввода с клавиатуры и/или нажатий клавиш мыши для выполнения упражнений. В зависимости от вида пользовательского устройства 101, клавиатура может являться виртуальной клавиатурой планшета или смартфона. Вместо нажатий клавиши мыши могут быть использованы результаты сенсорного ввода пользователем. Данными для ввода могут являться пользовательские текстовые данные, являющиеся ответами при выполнении упражнений, графические данные, сформированные пользователем, звуковые данные, записанные при помощи микрофона пользовательского устройства 101, журнал записей манипуляций мышью или сенсорного ввода. Результаты могут включать в себя скорость выполнения упражнений, корректность их выполнения, скорость воспроизведения, объем запомненной пользователем информации, не ограничиваясь этими результатами. Результаты пользователя могут быть записаны в базу данных для их последующих хранения и агрегации.

На этапе 230 сопоставляют сохраненные результаты с критериями успешности развития навыков. Эти критерии могут включать критерии для оценивания скорости чтения, памяти и воспроизведения, скорость освоения программы обучения, соблюдения рекомендуемых нормативов, затратности процесса обучения.

Критериальная модель может иметь следующий вид:

где I – интегральный критерий качества обучения,

I₁, I₂ – критерии качества результата и процесса обучения, соответственно,

α₁, α₂ – весовые коэффициенты.

где I_1i – показатели качества частных результатов обучения, например:

I₁₁ – скорость чтения, I₁₂ – память, I₁₃ – воспроизведение

где I₂₁ – скорость освоения программы обучения, I₂₂ – соблюдение рекомендуемых нормативов, I₂₃ –затратность процесса обучения.

На этапе 240 проводят коррекцию конфигурации каждого упражнения с учетом достижения критериев успешности развития навыков таким образом, чтобы скорректированные конфигурации упражнений были направлены на усиление тех навыков пользователя, которые оказались менее развитыми при сопоставлении сохраненных результатов с критериями. Критерии успешности могут быть заранее установлены для различных групп пользователей или индивидуализированы для пользователей. Значения критериев и весовых значений для критериев могут быть определены автоматически на основе доступных исторических данных, полученных от пользователей, или на основе экспертных оценок сотрудников образовательной организации.

Коррекция конфигурации для упражнения может быть осуществлена вручную пользователем с функциональной ролью администратора образовательного курса. Также коррекция может быть осуществлена автоматически в соответствии с программой обучения, предполагающей постепенное увеличение степеней сложности для упражнений. Также коррекция может быть осуществлена с использованием какой-либо технологии машинного обучения, например, алгоритма градиентного бустинга, позволяющего более точно учесть индивидуальные особенности пользователя.

Коррекция конфигурации для конкретного упражнения может быть осуществлена с учетом выполненных пользователем других упражнений. Например, степень сложности для некоторых упражнений, с которыми пользователь справляется хуже, может быть снижена, в то время как степень сложности для других упражнений может быть оставлена без изменений или увеличена для того, чтобы обеспечить равномерное развитие различных навыков скорочтения.

После коррекции конфигураций упражнений, операции способа выполняют повторно, начиная с этапа 210, при этом в качестве конфигураций упражнений используют скорректированные конфигурации для этих упражнений. Таким образом, при повторном обращении пользователя к онлайн-тренажеру, для него будут выведены упражнения определенных типов в таких конфигурациях, которые адаптированы к его текущим способностям.

В качестве примера показателей и степени их достижения рассмотрим данные, представленные в таблице 1. Представленные данные были собраны в ходе апробации заявленного изобретения в образовательной организации. Пользователем онлайн-тренажера являлась женщина, 34 года, с высшим экономическим образованием, проходила занятия сначала в офлайн-режиме, а затем в совмещенном офлайн и онлайн-режимах с использованием онлайн-тренажера, в котором осуществлено заявленное изобретение.

Таблица 1

Показатели Результаты диагностики на конец 4 месяца обучения в офлайн- режиме Результаты диагностики на конец 6 месяца обучения в офлайн- режиме с домашними заданиями в онлайн. 1 Чтение вслух / про себя Вслух – 167
Про себя - 235 Вслух - 215
Про себя - 465 2 Слуховая память 10-6, 10-7 3 Текст. Виды чтения углубленное Углубленное, просмотровое, сканирование 4 Текст. Антиципация Фрагментарное усвоение. Видит структуру текста. 5 Тексты. Информативный блок 15-20% 60-75% 6 Наглядно-образная память 5-3, 5-4, 5-4 10-10, 10-9, 10-10 7 Распределение, переключаемость, устойчивость внимания 200-167 200-200 8 Вариативность и гибкость мышления 45-27, 45-34 140-121, 140-118 9 Мнемотехника- таблицы 9-7, 9-9 25-18, 25-21 10 Мнемотехника- столбики 10-8, 10-7 50-43, 50-46 11 Зрительная память 5-4, 5-5, 5-5 25-21, 25-23 12 Таблицы Логические 6-4 Логические 6+6 13 Пространство, логика 10-4, 10-6, 10-6 30-28, 48-42 14 Арифм-практическое мышление 5-1, 3-1, 4-3 34-3, 4-4, 5- 15 Табл.- нарушение ритма 25-23, 25-25, 25-24 16 Индуктивность + ассоциац. 25-18, 25-21, 25-24 17 Индуктивн., ритм мысли 9-8, 9-7, 9-9, 9-9, 9-8 49-49, , 64-63, 64-64 18 Гармонизация. Картины 5-4, 5-4 5-5, 5-5 19 Гармонизация. Тексты 20 Точность. Столбики 10-7, 10-8, 10-10 25-23, , 25-25, 25-25 21 Точность. Афоризмы 6-6. 6-5, 6-6 12-10, 13-12, 13-13, 22 Точность. Стихи 4-2, 4-3, 4-2 4-4, 4-4, 4-4 23 Точность. Тексты 5-3, 5-3 5-5, 5-5 24 Вербальный интеллект Средний уровень Высокий уровень 25 Тестовые задания:
-понимание слов и значений;
-понимание слов и значений в их взаимосвязи;
-умение мыслить по аналогии;
-индуктивное речевое мышление;
-выявлений существенных признаков предметов;
-арифметико-практическое мышление, логика;
-пространственное воображение, логика;
-наглядно-образная память;
-зрительная память;
-смысловая память;
-индуктивность, ритм мысли;
-оперативность мышления;
-скорость мыслительных процессов;
-комбинаторные способности. 110-73 110-101 26 Тезирование 10-3, 10-5 10-8, 10-8 27 Активизация лексикона 15-9, 15-12 15-13, 15-14

Как видно из таблицы, полученный эффект в результате обучения по программам офлайн и онлайн превосходит эффект, полученный только при обучении на офлайн-курсе, что свидетельствует об обеспечении разностороннего развития навыков скорочтения пользователя.

Изобретение относится к области компьютерных технологий обучения и может быть использовано в деятельности образовательных организаций для предоставления пользователям онлайн-тренажеров для развития навыков скорочтения. Раскрыт способ компьютеризированного развития навыков скорочтения пользователя. Способ включает в себя операции, на которых побуждают пользователя с использованием пользовательского устройства выполнить упражнения, при этом каждое упражнение сгенерировано автоматически на основе принятых с сервера шаблона построения упражнения и конфигурации упражнения, установленной для пользователя. С использованием сервера сопоставляют сохраненные результаты с критериями успешности развития навыков; проводят коррекцию конфигурации каждого упражнения с учетом достижения критериев успешности развития навыков таким образом, чтобы скорректированные конфигурации упражнений были направлены на усиление тех навыков пользователя, которые оказались менее развитыми при сопоставлении сохраненных результатов. Затем повторно выполняют операции способа, начиная с побуждения пользователя выполнить упражнения для развития навыков скорочтения, при этом в качестве конфигураций упражнений используют скорректированные конфигурации для этих упражнений. Технический результат – обеспечение разностороннего развития навыков скорочтения у пользователя онлайн-тренажеров. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ компьютеризированного развития навыков скорочтения пользователя, предполагающего использование пользовательского устройства и сервера, в котором

побуждают пользователя с использованием пользовательского устройства выполнить упражнения для развития навыков скорочтения, при этом каждое упражнение сгенерировано автоматически на основе принятых с сервера шаблона построения упражнения и конфигурации упражнения, установленной для пользователя;

с использованием сервера:

– сохраняют результаты выполнения пользователем каждого упражнения;

– сопоставляют сохраненные результаты с критериями успешности развития навыков;

– проводят коррекцию конфигурации каждого упражнения с учетом достижения критериев успешности развития навыков таким образом, чтобы скорректированные конфигурации упражнений были направлены на усиление тех навыков пользователя, которые оказались менее развитыми при сопоставлении сохраненных результатов;

затем повторно выполняют операции способа, начиная с побуждения пользователя выполнить упражнения для развития навыков скорочтения, при этом в качестве конфигураций упражнений используют скорректированные конфигурации для этих упражнений.

2. Способ по п.1, в котором упражнения для развития навыков скорочтения включают упражнения, типы которых направлены на развитие зрительной, слуховой, смысловой, наглядно-образной и моторной памяти, на укрепление зрительных мышц, развитие периферического зрения, индуктивности мышления, вербального интеллекта, навыков запоминания массивов тематически не связанной информации, гармонизацию работы полушарий головного мозга человека.

3. Способ по п.1, в котором шаблон для построения упражнений включает правила автоматического формирования возвращаемого пользователю образовательного контента, состоящего из текстовой, графической, аудиовизуальной, мультимедийной информации, в зависимости от типа упражнения.

4. Способ по п.1, в котором конфигурация упражнения, установленная для пользователя, характеризует степень сложности упражнения и включает время для выполнения упражнения, количество и сложность информации.

5. Способ по п.1, в котором коррекцию конфигураций упражнений проводят вручную или автоматически.

6. Способ по п.5, в котором при автоматической коррекции конфигураций упражнений используют заданный в образовательной программе алгоритм повышения степени сложности упражнений.

7. Способ по п.5, в котором при автоматической коррекции конфигураций упражнений используют алгоритм градиентного бустинга.

8. Способ по п.1, в котором результаты выполнения упражнений определяются на основе пользовательского ввода с клавиатуры и/или нажатий клавиш мыши для выполнения упражнения и/или сенсорного ввода.

9. Способ по п.1, в котором критерии успешности развития навыков включают критерии для оценивания скорости чтения, памяти и воспроизведения, скорость освоения программы обучения, соблюдения рекомендуемых нормативов, затратности процесса обучения.