Педагогический агент

Педагогический агент — это концепция, заимствованная из информатики и искусственного интеллекта и применяемая в образовании, обычно как часть интеллектуальной системы обучения (ИТС) . Это смоделированный человекоподобный интерфейс между учащимся и контентом в образовательной среде. Педагогический агент предназначен для моделирования типа взаимодействия студента и другого человека. Мабанза и де Вет определяют его как «персонажа, созданного компьютером, который взаимодействует с пользователем социально привлекательным образом». ^[1] Педагогическому агенту могут быть отведены различные роли в среде обучения , например, наставник или соученик. ^[2] в зависимости от желаемой цели агента. «Агент-наставник играет роль учителя, а агент-соученик играет роль компаньона в обучении». ^[1]

История

История педагогических агентов тесно связана с историей компьютерной анимации . По мере развития компьютерной анимации преподаватели стали использовать ее для улучшения компьютеризированного обучения за счет включения реалистичного интерфейса между программой и учеником. Первые версии педагогического агента были скорее мультяшными, чем человеческими, как, например, Microsoft Clippy , который помогал пользователям Microsoft Office загружать и использовать функции программы в 1997 году. Однако с развитием компьютерной анимации педагогические агенты теперь могут выглядеть как живые. К 2006 году появился призыв к разработке модульных агентов многократного использования, чтобы сократить время и знания, необходимые для создания педагогического агента. ^[3] В 2009 году также прозвучал призыв принять агентские стандарты. ^[4] Стандартизация и возможность повторного использования педагогических агентов не являются проблемой, поскольку инструменты анимации снизились и стали широко доступны. ^[5]^[6] Индивидуализированных педагогических агентов можно найти в различных дисциплинах, включая медицину, математику, право, изучение языков, автомобилестроение и вооруженные силы. ^[1] Они используются в приложениях, предназначенных для любого возраста, от дошкольного до взрослого. ^[1]

Теории обучения, связанные с разработкой педагогических агентов

Теория распределенного познания

Теория распределенного познания — это метод, в котором познание развивается в контексте сотрудничества с другими. Педагогические агенты могут быть спроектированы так, чтобы способствовать передаче когнитивных знаний учащемуся, действуя как артефакты или партнеры, выполняющие совместную роль в обучении. Для поддержки выполнения действия пользователем педагогический агент может выступать в качестве когнитивного инструмента, пока агент оснащен знаниями, которых не хватает пользователю. Взаимодействие между пользователем и педагогическим агентом может облегчить социальные отношения. Педагогический агент может выполнять роль рабочего партнера. ^[7]

Теория социокультурного обучения

Теория социокультурного обучения – это то, как развивается пользователь, когда он участвует в учебной деятельности, в которой происходит взаимодействие с другими агентами. Педагогический агент может: вмешиваться по запросу пользователя, обеспечивать поддержку задач, которые пользователь не может решить, и потенциально расширять когнитивные возможности учащихся. Взаимодействие с педагогическим агентом может вызвать у обучающегося разнообразные эмоции. Учащийся может стать взволнованным, растерянным, разочарованным и/или обескураженным. Эти эмоции влияют на мотивацию учащихся. ^[7]

Посторонняя когнитивная нагрузка

Посторонняя когнитивная нагрузка — это дополнительные усилия, прилагаемые рабочей памятью человека из-за способа представления информации. Педагогический агент может увеличить когнитивную нагрузку пользователя, отвлекая его и становясь центром его внимания, вызывая разделение внимания между учебным материалом и агентом. Агенты могут снизить воспринимаемую когнитивную нагрузку, предоставляя повествование и персонализацию, которые также могут способствовать интересу и мотивации пользователя. ^[8] Хотя исследования по снижению когнитивной нагрузки с помощью педагогических агентов минимальны, дополнительные исследования показали, что агенты ее не увеличивают. ^[9]^[10]

Эффективность

Исследователи предположили, что педагогические агенты могут брать на себя разные роли в учебной среде. ^[11] Примерами этих ролей являются: замена, поддержка, обучение, тестирование, демонстрация или моделирование процедуры. Педагогический агент в качестве репетитора не продемонстрировал никакой пользы для образовательной стратегии на эквивалентных уроках с педагогическим агентом и без него. ^[12] По словам Ричарда Майера, есть некоторая поддержка в исследованиях педагогического агента, способствующего обучению, но только как источника социальных сигналов. ^[13] Считается, что педагогический агент-соученик повышает самоэффективность учащегося. Указывая на важные особенности содержания обучения, педагогический агент может выполнять сигнальную функцию, которая, как показали исследования в области мультимедийного обучения, способствует улучшению обучения. Исследования показали, что взаимодействие человека с человеком не может быть полностью заменено педагогическими агентами, но учащиеся могут предпочесть агентов неагентным мультимедийным системам. ^[11] Этот вывод подтверждается теорией социальных агентов .

Подобно разной эффективности ролей педагогического агента в среде обучения, агенты, учитывающие влияние пользователя, дали неоднозначные результаты. Исследования показали, что педагогические агенты, использующие аффект пользователей, повышают сохранение знаний, мотивацию и воспринимаемую самоэффективность пользователей. ^[14]^[15] Однако при таком широком диапазоне модальностей аффективных выражений их часто бывает трудно использовать. ^[16] Кроме того, заставить агентов точно определять аффективное состояние пользователя остается сложной задачей, поскольку проявления аффекта у разных людей различны. ^[17]

Дизайн

Привлекательность

Внешний вид педагогического агента можно манипулировать в соответствии с требованиями обучения. Привлекательность педагогического агента может улучшить обучение учащихся, если пользователи были противоположным полу педагогического агента. Студенты-мужчины предпочитают сексуальную внешность женщин-педагогических агентов и не любят сексуальную внешность агентов-мужчин. Студенток не привлекала сексуальная внешность ни мужчин, ни женщин-педагогических агентов. ^[18]

Аффективный ответ

Педагогические агенты достигли точки, когда они могут передавать и вызывать эмоции, а также рассуждать о них и реагировать на них. Эти агенты часто предназначены для того, чтобы вызывать аффективные действия пользователей и реагировать на них с помощью различных модальностей, таких как речь, мимика и жесты тела. ^[19] Они реагируют на аффективное состояние данного пользователя и используют эти модальности, используя широкий набор датчиков, встроенных в конструкцию агента. ^[20] В частности, в приложениях для образования и обучения педагогические агенты часто проектируются так, чтобы лучше распознавать, когда пользователи или учащиеся проявляют разочарование, скуку, замешательство и состояние потока. ^[21] Дополнительная узнаваемость этих агентов — это шаг к тому, чтобы сделать их более эмоционально интеллектуальными, успокаивающими и мотивирующими пользователей во время их взаимодействия.

Цифровое представительство

Проектирование педагогического агента часто начинается с его цифрового представления, будь оно 2D или 3D , статическим или анимированным. В нескольких исследованиях были разработаны педагогические агенты, которые были как статичными, так и анимированными, а затем оценены их относительные преимущества. Как и в случае с другими соображениями проектирования, улучшение обучения статических или анимированных агентов остается под вопросом. Одно исследование показало, что внешний вид агента, изображенный с использованием статического изображения, может повлиять на запоминаемость пользователя в зависимости от внешнего вида. Другое исследование показало результаты, которые предполагают, что статические изображения агентов улучшают результаты обучения. Однако несколько других исследований показали, что пользователи усваивают больше информации, когда педагогический агент был анимирован, а не статичен. ^[22]^[23] Недавно метаанализ таких исследований выявил незначительное улучшение в обучении с помощью педагогических агентов, что позволяет предположить, что необходимо провести дополнительную работу в этой области, чтобы подтвердить любые утверждения. ^[24]

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Мабанза, Н; де Вет, Л. (2014). «Определение влияния удобства использования агентов педагогического интерфейса на обучение компьютерной грамотности взрослых». Парадигмы и приложения электронного обучения . Исследования в области вычислительного интеллекта. Том. 528. стр. 145–183. дои : 10.1007/978-3-642-41965-2_6 . ISBN 978-3-642-41964-5 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
^ Чин, Дорис Б.; Домен, Ильза М.; Ченг, Бритт Х.; Оппеццо, Мэрили А.; Чейз, Кэтрин С.; Шварц, Дэниел Л. (2010). «Подготовка студентов к будущему обучению с помощью обучаемых агентов». Разработчик образовательных технологий . 58 (6): 649–669. дои : 10.1007/s11423-010-9154-5 . S2CID 54686518 .
^ Сильвейра, РА; Гомес, скорая помощь; Викари, Р. (2006). «Интеллектуальные объекты обучения: агентный подход к созданию совместимых объектов обучения». Ин Кумар, Д; Тернер, Дж. (ред.). Образование для XXI века: влияние CIT и цифровых ресурсов . Бостон: Спрингер. стр. 411–415.
^ Велецианос, Джордж; Миллер, Чарльз; Деринг, Аарон (2009). «ЭНАЛИ: основа исследования и проектирования виртуальных персонажей и педагогических агентов» (PDF) . Образовательные компьютерные исследования . 41 (2): 171–194. дои : 10.2190/EC.41.2.c . hdl : 10613/5076 . S2CID 145034418 .
^ Говиндасами, Маллига К. (2014). «Анимированные педагогические агенты: обзор программного обеспечения агентских технологий в среде электронного обучения». Журнал образовательных мультимедиа и гипермедиа . 23 (2): 163–188.
^ Шредер, Ной Л.; Адесоп, Олусола О. (2012). «Аргументы в пользу использования педагогических агентов в среде онлайн-обучения». Журнал преподавания и обучения с использованием технологий . 1 (2): 43–47.
^ Перейти обратно: ^а ^б Апостол, Айлвиу; Шойка, Оана; Манасия, Лорендана; Штефан, Кэтэлин (2013). «Виртуальные педагогические агенты в контексте виртуальной среды обучения: структура и теоретические модели». Электронное обучение и программное обеспечение для образования (2): 531–536. дои : 10.12753/2066-026X-13-194 . S2CID 257202012 .
^ Юнг, Синь I (2011). «Снижение посторонней когнитивной нагрузки в мультимедийной среде: эффекты педагогического агента». Компьютеры и передовые технологии в образовании . Калгари, AB, Канада: ACTAPRESS. дои : 10.2316/стр.2011.734-055 . ISBN 9780889868885 .
^ Шредер, Н.Л. (2017). «Влияние педагогического агента на когнитивную нагрузку учащихся» (PDF) . Журнал образовательных технологий и общества . 20 (4): 138–147.
^ Дэвис, Роберт О. (2018). «Влияние жестов педагогического агента в мультимедийной среде обучения: метаанализ». Обзор образовательных исследований . 24 : 193–209. дои : 10.1016/j.edurev.2018.05.002 . S2CID 149837782 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Шредер, Ной Л.; Адесоп, Олусола О. (весна 2014 г.). «Систематический обзор личности, мотивации и когнитивной нагрузки педагогических агентов для учащихся». Журнал исследований технологий в образовании . 46 (3): 229. дои : 10.1080/15391523.2014.888265 . S2CID 144689960 .
^ Кларк, Ричард Э.; Фледон, Дэвид Ф. (2014). «Десять распространенных, но сомнительных принципов мультимедийного обучения». В Майер, Ричард (ред.). Кембриджский справочник по мультимедийному обучению . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-61031-6 .
^ Майер, Ричард (2014). «Принципы, основанные на социальных сигналах». В Майер, Ричард (ред.). Кембриджский справочник по мультимедийному обучению . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-61031-6 .
^ Конати, Кристина ; Чжао, Сяохун (2004). «Построение и оценка интеллектуального педагогического агента для повышения эффективности обучающей игры». Материалы 9-й международной конференции по интеллектуальному пользовательскому интерфейсу - IUI '04 . Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM Press. стр. 6–13. CiteSeerX 10.1.1.67.6798 . дои : 10.1145/964445.964446 . ISBN 978-1581138153 .
^ Мумм, Джонатан; Мутлу, Бильге (2011). «Разработка мотивационных агентов: роль похвалы, социального сравнения и воплощения в компьютерной обратной связи». Компьютеры в поведении человека . 27 (5): 1643–1650. дои : 10.1016/j.chb.2011.02.002 . ISSN 0747-5632 .
^ Паттерсон, Кэтлин (2011). «Демистифицирующий Справочник по эмоциям, третье издание. Майкл Льюис, Жаннет М. Хэвиленд-Джонс и Лиза Фельдман Барретт (ред.). (2008). Нью-Йорк: The Guilford Press, 848 стр., 95 долларов США (HB)». Журнал Международного нейропсихологического общества . 17 (3): 566–569. дои : 10.1017/s1355617711000506 . ISSN 1355-6177 . S2CID 143971132 .
^ Пикард, RW (2000). «Аффективные вычисления». Анализ шаблонов и приложения . 1 : 71–73. дои : 10.1007/bf01238028 . S2CID 26564332 .
^ Ван, Чи-Чиен; Да, Вэй-Джых (2013). «Аватары с сексуальной привлекательностью как педагогические агенты: привлекательность, надежность, опыт и гендерные различия». Журнал образовательных компьютерных исследований . 48 (4): 403–429. дои : 10.2190/EC.48.4.a . S2CID 147595253 .
^ Джонсон, В. Льюис; Лестер, Джеймс С. (2016). «Личное взаимодействие с педагогическими агентами, двадцать лет спустя» . Международный журнал искусственного интеллекта в образовании . 26 (1): 25–36. дои : 10.1007/s40593-015-0065-9 . ISSN 1560-4292 .
^ Графсгаард, Йозеф; Виггинс, Джозеф; Бойер, Кристи Элизабет; Вибе, Эрик; Лестер, Джеймс (2014). «Прогнозирование обучения и воздействия мультимодальных потоков данных в ориентированном на задачи диалоге обучения». Образовательный анализ данных 2014 .
^ Свортаут, Уильям; Артштейн, Рон; Форбелл, Эрик; Фаутц, Сьюзен; Лейн, Х. Чад; Ланге, Белинда; Мори, Жаклин Форд; Риццо, Альберт Скип; Траум, Дэвид (15 декабря 2013 г.). «Виртуальные люди для обучения» . Журнал ИИ . 34 (4): 13. дои : 10.1609/aimag.v34i4.2487 . ISSN 0738-4602 .
^ Влияние голоса и анимации педагогического агента на обучение, мотивацию и воспринимаемую личность . Материалы ED-MEDIA 2003 — Всемирная конференция по образовательным мультимедиа, гипермедиа и телекоммуникациям: AACE. 2003. ISBN 9781880094488 . OCLC 1008947184 . {{cite book}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
^ Майер, Ричард Э.; ДаПра, К. Скотт (2012). «Эффект воплощения в компьютерном обучении с анимированными педагогическими агентами». Журнал экспериментальной психологии: прикладной . 18 (3): 239–252. дои : 10.1037/a0028616 . ISSN 1939-2192 . ПМИД 22642688 .
^ Майер, Ричард Э. (2014), «Принципы, основанные на социальных сигналах в мультимедийном обучении: принципы персонализации, голоса, изображения и воплощения», в книге Майер, Ричард (ред.), Кембриджский справочник по мультимедийному обучению , Cambridge University Press, стр. 345–368, doi : 10.1017/cbo9781139547369.017 , ISBN. 9781139547369

Внешние ссылки

[one-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Мабанза, Н; де Вет, Л. (2014). «Определение влияния удобства использования агентов педагогического интерфейса на обучение компьютерной грамотности взрослых». Парадигмы и приложения электронного обучения . Исследования в области вычислительного интеллекта. Том. 528. стр. 145–183. дои : 10.1007/978-3-642-41965-2_6 . ISBN 978-3-642-41964-5 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

[2] Чин, Дорис Б.; Домен, Ильза М.; Ченг, Бритт Х.; Оппеццо, Мэрили А.; Чейз, Кэтрин С.; Шварц, Дэниел Л. (2010). «Подготовка студентов к будущему обучению с помощью обучаемых агентов». Разработчик образовательных технологий . 58 (6): 649–669. дои : 10.1007/s11423-010-9154-5 . S2CID 54686518 .

[3] Сильвейра, РА; Гомес, скорая помощь; Викари, Р. (2006). «Интеллектуальные объекты обучения: агентный подход к созданию совместимых объектов обучения». Ин Кумар, Д; Тернер, Дж. (ред.). Образование для XXI века: влияние CIT и цифровых ресурсов . Бостон: Спрингер. стр. 411–415.

[4] Велецианос, Джордж; Миллер, Чарльз; Деринг, Аарон (2009). «ЭНАЛИ: основа исследования и проектирования виртуальных персонажей и педагогических агентов» (PDF) . Образовательные компьютерные исследования . 41 (2): 171–194. дои : 10.2190/EC.41.2.c . hdl : 10613/5076 . S2CID 145034418 .

[5] Говиндасами, Маллига К. (2014). «Анимированные педагогические агенты: обзор программного обеспечения агентских технологий в среде электронного обучения». Журнал образовательных мультимедиа и гипермедиа . 23 (2): 163–188.

[6] Шредер, Ной Л.; Адесоп, Олусола О. (2012). «Аргументы в пользу использования педагогических агентов в среде онлайн-обучения». Журнал преподавания и обучения с использованием технологий . 1 (2): 43–47.

[five-7] Перейти обратно: ^а ^б Апостол, Айлвиу; Шойка, Оана; Манасия, Лорендана; Штефан, Кэтэлин (2013). «Виртуальные педагогические агенты в контексте виртуальной среды обучения: структура и теоретические модели». Электронное обучение и программное обеспечение для образования (2): 531–536. дои : 10.12753/2066-026X-13-194 . S2CID 257202012 .

[8] Юнг, Синь I (2011). «Снижение посторонней когнитивной нагрузки в мультимедийной среде: эффекты педагогического агента». Компьютеры и передовые технологии в образовании . Калгари, AB, Канада: ACTAPRESS. дои : 10.2316/стр.2011.734-055 . ISBN 9780889868885 .

[9] Шредер, Н.Л. (2017). «Влияние педагогического агента на когнитивную нагрузку учащихся» (PDF) . Журнал образовательных технологий и общества . 20 (4): 138–147.

[10] Дэвис, Роберт О. (2018). «Влияние жестов педагогического агента в мультимедийной среде обучения: метаанализ». Обзор образовательных исследований . 24 : 193–209. дои : 10.1016/j.edurev.2018.05.002 . S2CID 149837782 .

[two-11] Перейти обратно: ^а ^б Шредер, Ной Л.; Адесоп, Олусола О. (весна 2014 г.). «Систематический обзор личности, мотивации и когнитивной нагрузки педагогических агентов для учащихся». Журнал исследований технологий в образовании . 46 (3): 229. дои : 10.1080/15391523.2014.888265 . S2CID 144689960 .

[12] Кларк, Ричард Э.; Фледон, Дэвид Ф. (2014). «Десять распространенных, но сомнительных принципов мультимедийного обучения». В Майер, Ричард (ред.). Кембриджский справочник по мультимедийному обучению . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-61031-6 .

[13] Майер, Ричард (2014). «Принципы, основанные на социальных сигналах». В Майер, Ричард (ред.). Кембриджский справочник по мультимедийному обучению . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-61031-6 .

[14] Конати, Кристина ; Чжао, Сяохун (2004). «Построение и оценка интеллектуального педагогического агента для повышения эффективности обучающей игры». Материалы 9-й международной конференции по интеллектуальному пользовательскому интерфейсу - IUI '04 . Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM Press. стр. 6–13. CiteSeerX 10.1.1.67.6798 . дои : 10.1145/964445.964446 . ISBN 978-1581138153 .

[15] Мумм, Джонатан; Мутлу, Бильге (2011). «Разработка мотивационных агентов: роль похвалы, социального сравнения и воплощения в компьютерной обратной связи». Компьютеры в поведении человека . 27 (5): 1643–1650. дои : 10.1016/j.chb.2011.02.002 . ISSN 0747-5632 .

[16] Паттерсон, Кэтлин (2011). «Демистифицирующий Справочник по эмоциям, третье издание. Майкл Льюис, Жаннет М. Хэвиленд-Джонс и Лиза Фельдман Барретт (ред.). (2008). Нью-Йорк: The Guilford Press, 848 стр., 95 долларов США (HB)». Журнал Международного нейропсихологического общества . 17 (3): 566–569. дои : 10.1017/s1355617711000506 . ISSN 1355-6177 . S2CID 143971132 .

[17] Пикард, RW (2000). «Аффективные вычисления». Анализ шаблонов и приложения . 1 : 71–73. дои : 10.1007/bf01238028 . S2CID 26564332 .

[18] Ван, Чи-Чиен; Да, Вэй-Джых (2013). «Аватары с сексуальной привлекательностью как педагогические агенты: привлекательность, надежность, опыт и гендерные различия». Журнал образовательных компьютерных исследований . 48 (4): 403–429. дои : 10.2190/EC.48.4.a . S2CID 147595253 .

[19] Джонсон, В. Льюис; Лестер, Джеймс С. (2016). «Личное взаимодействие с педагогическими агентами, двадцать лет спустя» . Международный журнал искусственного интеллекта в образовании . 26 (1): 25–36. дои : 10.1007/s40593-015-0065-9 . ISSN 1560-4292 .

[20] Графсгаард, Йозеф; Виггинс, Джозеф; Бойер, Кристи Элизабет; Вибе, Эрик; Лестер, Джеймс (2014). «Прогнозирование обучения и воздействия мультимодальных потоков данных в ориентированном на задачи диалоге обучения». Образовательный анализ данных 2014 .

[21] Свортаут, Уильям; Артштейн, Рон; Форбелл, Эрик; Фаутц, Сьюзен; Лейн, Х. Чад; Ланге, Белинда; Мори, Жаклин Форд; Риццо, Альберт Скип; Траум, Дэвид (15 декабря 2013 г.). «Виртуальные люди для обучения» . Журнал ИИ . 34 (4): 13. дои : 10.1609/aimag.v34i4.2487 . ISSN 0738-4602 .

[22] Влияние голоса и анимации педагогического агента на обучение, мотивацию и воспринимаемую личность . Материалы ED-MEDIA 2003 — Всемирная конференция по образовательным мультимедиа, гипермедиа и телекоммуникациям: AACE. 2003. ISBN 9781880094488 . OCLC 1008947184 . {{cite book}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )

[23] Майер, Ричард Э.; ДаПра, К. Скотт (2012). «Эффект воплощения в компьютерном обучении с анимированными педагогическими агентами». Журнал экспериментальной психологии: прикладной . 18 (3): 239–252. дои : 10.1037/a0028616 . ISSN 1939-2192 . ПМИД 22642688 .

[24] Майер, Ричард Э. (2014), «Принципы, основанные на социальных сигналах в мультимедийном обучении: принципы персонализации, голоса, изображения и воплощения», в книге Майер, Ричард (ред.), Кембриджский справочник по мультимедийному обучению , Cambridge University Press, стр. 345–368, doi : 10.1017/cbo9781139547369.017 , ISBN. 9781139547369

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]