#ИИвОбразовании

Пожалуй, самый горячий вопрос на сегодняшний день: сможет ли ИИ когда-нибудь заменить человека (и в какой перспективе, если сможет). Как Вы сами отвечаете на этот вопрос?

🧠 ИИ против студентов-медиков 🧠

Исследование ученых из Саудовской Аравии сравнило, как крупные языковые модели (Claude 3.5, GPT-3.5, GPT-4-1106, Copilot, Gemini 1.5) справляются с вопросами квалификационного экзамена по нейронаукам. Результаты ИИ сопоставлялись с результатами студентов.

🔬 Что и как делали?🔬

Чат-ботам и студентам был предложен один и тот же набор вопросов с множественным выбором (вопросы формулировались на базе United States Medical Licensing Examination (USMLE)).
Вопросы были разделены на 12 категорий: нейроцитология, нейроэмбриология, соматическая и вегетативная нервные системы, спинной мозг, ствол мозга, мозжечок, диэнцефалон, телэнцефалон, высшие корковые функции, мозговые оболочки, органы чувств и кровеносные сосуды.
Каждый чат-бот отвечал на вопросы пять раз, а результаты оценивались по точности и количеству повторений правильных ответов, формируя единую оценку.

📊 Какие получили результаты?📊

В среднем, выбранные чат-боты ответили правильно на 67.2% вопросов, что на 7.4% ниже среднего результата студентов (74.6%).

Наилучшие результаты показали: Claude - 83% правильных ответов, GPT-4 - 81.7% правильных ответов. Как можно видеть, эти две модели
превзошли средний результат студентов-медиков. Результаты остальных моделей были существенно ниже: Copilot (59.5%), GPT-3.5 (58.3%) и Gemini (53.6%).

Самыми "удобными" категориями вопросов для чат-ботов оказались нейроцитология, нейроэмбриология и диэнцефалон (~78.1-86.7% правильных ответов. А самыми сложными категориями - ствол мозга, органы чувств и мозжечок (54.4-57.7%).

🚀 Что эти результаты значат для образования? 🚀

С одной стороны, результаты указывают на то, что нейросети уже догоняют среднего студента. Разумеется, это может звучать тревожно.

В то же время, эти результаты показывают необходимость сдвига оценочной деятельности в образовании с простых тестовых форм на более творческие задачи. Звучит очевидно, но лично мой опыт обучения в университете показывает, что в течение последних 10 лет происходил обратный перекос: вместо устных экзаменов (с субъективным фактором преподавателя) повсеместно внедрялись тесты и только тесты.

В некоторой степени смещение в сторону более творческих задач, требующих не просто воспроизведения фактов, а их критической оценки - это подъем по таксономии Блума на вышестоящие уровни. Вместе с этим несомненно будет меняться и роль преподавателя, который перейдет от традиционного обучения к наставничеству, направляя студентов в эффективном взаимодействии с ресурсами ИИ.

#Нейрогаджеты

🧩Гиперсканинг🧩
Мы привыкли изучать мозг в максимально «чистых» условиях. Один испытуемый, экранированная комната, когнитивный тест, аккуратно выделенные ритмы ЭЭГ. Такой подход дал нам колоссальный, правда не всегда однозначный массив знаний. Но есть ощущение, что мы исследуем обучение так же, как биолог изучает сердце вне организма: точно, разбирая по клеточкам, но не совсем экологично.

Любой когнитивный тест – это стерильный срез реальности, своего рода проекция. В реальной жизни, например, в классе, обучение почти никогда не происходит в изоляции. Всегда присутствует взаимодействие, взгляд, речь, шум, жесты, паузы, социальное напряжение или давление, конкуренция, поддержка и много всего. И вполне возможно, что препарирование обучения на отдельные клеточки (например, рабочую память) отдельного человека упускает нечто принципиально важное.

Сейчас всё большую популярность набирает идея гиперсканинга – одновременной записи активности мозга у нескольких людей вовремя реального взаимодействия. Чаще всего для этого используют fNIRS. Однако особый интерес представляет гиперсканинг в ЭЭГ: исследователей волнует не только синхронизация ритмов внутри мозга, но и синхронизация между мозгами разных людей.

💡Что могут сказать исследования с гиперсканингом?💡

В 2022 году был опубликован интересный мета-анализ, посвящённый межличностной нейронной синхронизации (МНС) в процессе обучения. Авторы задались простым, но амбициозным вопросом: можно ли использовать МНС в качестве биомаркера успешности обучения?

📚Они проанализировали 16 исследований с 23 независимыми выборками из баз PubMed и Web of Science. Их интересовала корреляция между уровнем МНС и результатами обучения. Дополнительно рассматривались 4 модерирующих фактора:

1⃣стиль взаимодействия («лицом-к-лицу», предполагающий наличие зрительного контакта между участниками взаимодействия)
2⃣режим взаимодействия (диалог или монолог)
3⃣ Содержание взаимодействия
4⃣ Метод оценки результатов обучения.

🎓Результаты показали очень значимую положительную связь между МНС и успешностью обучения: r = 0.444, p < 0.001.

Но дальше становится интереснее. Эта связь оказалась не универсальной, а зависящей от контекста. Если быть более конкретным, то значимая корреляция между МНС и результатами обучения наблюдалась только в условиях «лицом-к-лицу»: r = 0.455, p < 0.001. Авторы предполагают, что взаимодействие «лицом к лицу» облегчает интеграцию мультимодальной информации.
Грубая интерпретация этого результата указывает на более высокую эффективность оффлайн взаимодействия. 

Более того, корреляция была значимой только при диалоге: r =0.598, p < 0.001. Активное чередование ролей делает взаимодействие более динамичным, усиливает взаимное понимание и, как следствие, повышает эффективность обучения.

❗Если упростить результат до одной фразы: обучение происходит лучше, когда оптимально и активно взаимодействуют несколько людей. Маркером оптимальности такого взаимодействия может служить межличностная нейронная синхронизация, исследуемая с помощью гиперсканинга.

Снова рубрика #нейрогаджеты

Что, если, вместо сомнительного измерения «уровня внимания» отдельного ученика с помощью ЭЭГ, рассматривать общую вовлечённость группы и динамику взаимодействия в классе?

В исследовании 2023 года ученые одновременно записывали ЭЭГ учителя и группы учеников во время лекции. Их интересовал не индивидуальный показатель внимания, а синхронизация активности мозга между участниками, так называемая brain-to-brain synchrony.

Оказалось, что чем выше эта синхронизация между учениками и между учениками и учителем во время объяснения материала, тем лучше усваивался именно этот материал, в том числе при проверке через неделю.

В отличие от китайского эксперимента, здесь технология не используется для оценки отдельных детей и не предполагает выводов в реальном времени. После обработки, данные ЭЭГ могут стать способом увидеть отражение собственного преподавания: какие объяснения, примеры или фрагменты урока действительно вовлекали класс. Речь идёт не о мониторинге поведения, а об анализе методов преподавания и общей динамике взаимодействия.

В перспективе такие технологии могут помогать улучшать обучение, а не контролировать учеников, делая образовательный процесс более осмысленным и человечным.

#Исследования
#EEF

Сегодня мы продолжаем разбор проектов инициативы EEF и рассказываем о втором исследовании. В нём исследователи решили проверить можно ли увеличить мотивацию учеников, если изменить подход к тому, как они получают "вознаграждение" в процессе учебы.

🧠 Sci-napse: engaging the Brain’s Reward System

Что изучали?
Проект "Sci-napse: uncertain rewards", реализованный исследовательской группой из Университета Бристоля и Manchester Metropolitan University при поддержке инициативы EEF и Wellcome, проверял гипотезу о том, что неопределённое вознаграждение (элемент случайности в получении награды) может активнее вовлекать учеников и улучшать учебные результаты.

Теоретической основой послужили представления о реакции мозга на награду: неопределённость её получения может усиливать мотивацию. Гипотеза состояла в том, что это позволит учиться эффективнее, чем при применении фиксированных вознаграждений.

Пилотная фаза в нескольких школах Юго-Запада Англии затем переросла в исследование с участием 44 школ.

Как проводили?
Чтобы проверить эту идею на практике, а не в лаборатории, EEF и Wellcome профинансировали рандомизированное контролируемое исследование на уроках естественных наук у школьников 12–13 лет.

Внутри каждой школы классы случайным образом разделили на три группы:

- Группа А (Game-based): На уроках будут использовать игру с «колесом фортуны».

- Группа B (Test-based): На уроках будут использовать обычные викторины с фиксированными баллами.

- Группа C (Контрольная): Уроки будут идти как обычно, без специальных викторин от исследователей.

В течение учебного года учителя в Группах А и Б встраивали в свои обычные уроки короткие викторины (около 6 вопросов за урок), задавая их в разных частях занятия.

В конце года учеников из каждой группы протестировали одним и тем же стандартным тестом, чтобы объективно сравнить, какая методика дала лучший результат.

Что нашли?
Выводы оказались… Противоречивыми. Если смотреть на результаты в целом, ни фиксированные, ни неопределённые награды не привели к статистически значимому улучшению академических показателей по сравнению с контролем.

Однако при более пристальном изучении выяснился ключевой момент: проблема реализации.

Минимальные требования протокола выполнили лишь 54% учителей в условии «test-based» и всего 29% — в «game-based».

Полное соблюдение всех ключевых компонентов методики наблюдалось лишь в 1–3% классов.

Большинство учителей по-прежнему использовали квизы в качестве короткого опроса в конце урока, что противоречило замыслу их распределённого включения в процесс обучения.

А вот в тех немногих классах, где протокол был действительно соблюдён, появились признаки положительного эффекта. В варианте «test-based» был зафиксирован прогресс примерно на три дополнительных месяца, а в «game-based» — небольшой, но положительный сдвиг. Сами авторы подчёркивают, что эти результаты следует интерпретировать с осторожностью и рассматривать как предварительные.

Почему это важно?
Этот проект — пример попытки перевести принципы нейронауки в реальную школьную практику, что крайне непросто. Он иллюстрирует ключевой вызов: найти баланс между теоретическими идеями и практическими реалиями школы. Даже если прямой эффект на учебные достижения остаётся неопределённым, такие исследования помогают понять, как и почему учащиеся вовлекаются, и какие элементы мотивации могут быть полезны в обучении.

Главный вывод: игровые подходы со "случайным" подкреплением действительно повышали вовлечённость и эмоциональный отклик учеников. Однако этого не хватило для повышения качества усвоения материала — эффект проявился лишь при условии безупречного соблюдения методики, чего удалось добиться в единичных случаях.

Разработанный подход оказался слишком новым и сложным для учителей. Он требует изменения не только структуры учебы, но и роли учителя, сильно отличной от общепринятой.

#полезный_термин

Плейотропия - способность одного гена влиять сразу на несколько признаков.

На заре развития генетики считалось, что один ген = одна функция. Но вскоре выяснилось, что многие гены поистине многозадачны. Во-первых, белок, кодируемый геном, может выполнять разные функции в организме. Во-вторых, один ген способен кодировать несколько разных белков (это явление называется альтернативным сплайсингом). В-третьих, ген может прямо влиять на признак, который потянет за собой другие.

Так, генетические варианты, предсказывающие более высокий уровень образования, также связаны с высокими когнитивными способностями, хорошим здоровьем (объективным и субъективным), полезными привычками (меньше алкоголя и сигарет), отсутствием лишнего веса и высоким ростом, низким риском сердечно-сосудистых заболеваний. В общем, стереотип о хилых и болезненных умниках совсем не выдерживает критики :)

Однако иногда бывает и так, что один и тот же генетический вариант оказывается связан одновременно с "хорошими" и "плохими" признаками. Например, полиморфизм в гене, кодирующим белок neuregulin1, с одной стороны связан с высокой креативностью, а с другой - с повышенной чувствительностью и высоким риском развития психических расстройств. Это не значит, что любой писатель или артист потенциальный пациент психоневрологического диспансера, но риск может быть чуть выше именно в этой группе людей.

Феномен плейотропии помогает по-новому взглянуть на корреляции между признаками, которые мы часто наблюдаем в психологии. Раньше мы полагали, что если признаки коррелируют, значит, один вызывает другой. Теперь мы знаем, что такие корреляции могут объясняться и общими генетическими механизмами — без прямой причинности, но с общими биологическими основаниями

#полезное

🗺Карта-навигатор нейронаучных лабораторий🗺

Команда Института когнитивных нейронаук запустила уникальный проект — интерактивную карту нейронаучных лабораторий в России.

Это агрегатор, где можно:
📌 найти лаборатории по направлениям исследований (от когнитивной психологии до образования) (потенциальная коллаборация);
📌 посмотреть, кто руководит, какие темы изучают и кто из известных учёных работает в команде (потенциальные научные руководители);
📌 настроить фильтры (тэги) под свои интересы и увидеть на карте, где находится подходящая вам лаборатория (потенциальное место работы).

❕Карта-навигатор поможет выстроить ваш путь в науке и создать продуктивные научные коллаборации.❕

На карте уже представлено более 250 лабораторий по всей стране, в том числе лаборатории нашего Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ, а также научные центры наших партнёров.

Если вы студент, аспирант или научный сотрудник, который ищет коллег для коллабораций — это тот самый инструмент, который может вам помочь.

✅Посмотреть карту лабораторий можно тут✅

Карта ещё будет совершенствоваться: информация о лабораториях будет уточняться, а интерфейс - улучшаться.

💬 Мы будем благодарны вашей обратной связи, а также если вы поделитесь картой с теми, для кого она может быть полезна и актуальна.

#Исследования
#EEF

Мы привыкли верить, что если образовательная идея опирается на прочную теоретическую базу, то она обязана работать. Если теория выверена, механизмы понятны, а дизайн грамотно реализует научные принципы — успех кажется неизбежным их следствием. Однако практика снова и снова показывает, что формальное соответствие правилам еще не гарантирует истину.

Прекрасным примером этого досадного противорчеия демонстриует один интересный проект инициативы "EEF". Это исследование, посвящённое обучению чтению в начальной школе. Идея креативная, вдохновленная геймификационными подходами к обучению в самом прямом смысле: создание компьютерной игры, основанной на прочной теоретической базе фонологического развития.

🧠 GraphoGame Rime: учимся читать через рифмы

Что изучали?
GraphoGame Rime — это компьютерная обучающая игра, разработанная для развития фонологической осознанности и навыков чтения у младших школьников. В её основе лежит принцип "обучение распознаванию rime-единиц" (общих звуковых окончаний слов, например c-at, m-at, s-at), который помогает детям эффективнее осваивать чтение.

Ранее разработчики игры уже сообщали о положительных эффектах, но эти исследования были небольшими и методологически ограниченными.

Поэтому EEF и Wellcome Trust профинансировали крупное независимое исследование, чтобы строго проверить: "даёт ли GraphoGame Rime дополнительный эффект по сравнению с обычной школьной поддержкой".

В фокусе — ученики второго класса школы, которые показали низкие результаты на проверке фонетических навыков в конце первого года обучения, в первом классе.

Как проводили?
Исследование прошло в 15 начальных школах Кембриджшира.

Ученики из экспериментальной группы регулярно играли в GraphoGame Rime по 10–15 минут в день, 5 дней в неделю, в течение 10–12 недель (весенний семестр) на индивидуальных устройствах. Игра автоматически подстраивала уровень сложности под ребёнка. Команда Кембриджского университета дистанционно отслеживала данные использования игры и контролировала соблюдение протокола.

По завершению семестра все участники проходили стандартизированные тесты по чтению и орфографии.

Что нашли?
Результаты оказались однозначными и... Отрицательными.

Игра не показала преимуществ по сравнению с обычной практикой.

По итогам исследования ученики, занимавшиеся с GraphoGame Rime, в среднем не показали улучшений в чтении по сравнению с обычной школьной поддержкой.
У детей из социально менее благополучных семей эффект также отсутствовал — их прогресс не отличался от контрольной группы.

Авторы подчёркивают:
это результат очень высокой надёжности. То есть эффект с большой вероятностью действительно отсутствует.

И само внедрение было осущественно методолгически корректно и не могло исказить эти результаты. В первый год дети играли меньше рекомендованного времени (в среднем около 6 часов), во второй — ближе к норме (около 9 часов). Однако анализ не выявил связи между тем, сколько времени ребёнок играл, и его результатами по чтению.

Более того, дети, которые играли дольше, в среднем показывали даже чуть меньший прогресс — но это объясняется тем, что у них изначально были более низкие навыки чтения и они продвигались по игре медленнее. То есть эффект отражал исходный уровень детей, а не влияние игры.

Почему это важно?
Это исследование — отличный пример того, как теоретически обоснованная концепция может не давать дополнительного эффекта в реальных условиях.

По сути, это пример ситуации, когда мы видим, что общепринятые подходы тоже могут быть эффективными и не всегда их замена не нечто новое приносит ожидаемый, "инновационный" результат.

Этот кейс — напоминание о том, насколько важно проверять даже «очевидно правильные» идеи в масштабных и честных исследованиях.

Приветствуем новых подписчиков! Надеюсь, вы найдете в нашем канале много нового и полезного!

А чтобы было проще сориентироваться в материале, мы ввели систему хэштегов

#нейрогаджеты - про использование нейротехнологий в образовании и не только

#нейронауки_об_образовании - про то, как концепции из нейронаук находят своё отражение в образовательной практике

#исследования - мы прочитали интересную статью и простым языком рассказали самое главное

#полезный_термин - понятно объясняем сложные слова, которые вы можете встретить, читая статьи самостоятельно

В процессе появления новых постов список будет пополняться :)

Читайте, ставьте реакции, обсуждайте и задавайте вопросы в комментариях!