Komputerowa diagnostyka i

terapia pedagogiczna jako

wspomaganie procesu

kształcenia

Prof. zw. dr hab. Bronisław

Siemieniecki

Tezy

Komputerowa diagnostyka i terapia

pedagogiczna z perspektywy

kognitywistycznej.

Tendencje w programach badawczych

z zakresu komputerowej diagnostyki i

terapii pedagogicznej.

Wybrane programy badawcze

Cele i treść przedmiotu „Komputerowa

diagnostyka i terapia pedagogiczna

Komputerowa diagnostyka i terapia

pedagogiczna z perspektywy

kognitywistycznej

• Neurobiologia – psychologia - media

• 1. Badania nad macierzystymi komórkami

• - regeneracja uszkodzonego mózgu i rdzenia kręgowego (pomoc

osobom sparaliżowanym oraz do leczenia chorób degeneracyjnych

mózgu

• - 2004 r. opracowanie nieinwazyjnego interface mózg-komputer,

który umożliwia sparaliżowanym osobom komunikowanie się z

otoczeniem oraz poruszanie się przy pomocy protez (wykorzystanie

aktywności elektrycznej mózgu – zapis elektroencefalograficzny,

EEG).

• - Wytrenowani chorzy, posługując się wyłącznie własnymi myślami,

mogą korzystać z Internetu, pisać na komputerze oraz wykonywać

wiele innych czynności koniecznych do codziennego życia.

• 2. Problem medytacji (np. wzmaga zdolności twórcze i poprawia

pamięć).

• 3. Przyczyny biologiczne patologii np. infekcja wirusowa w życiu

płodowym prowadzi do zaburzeń rozwoju mózgu, powstawania

antyspołecznej osobowości.

Tendencje w programach badawczych

z zakresu komputerowej diagnostyki i

terapii pedagogicznej

• Badania prowadzone wśród studentów dotyczące

poglądów na komputerowa diagnostykę i terapię

pedagogiczną

• Badania w zakresie możliwości i ograniczeń

wykorzystania komputerów (TI) w diagnozowaniu i

prowadzeniu terapii pedagogicznej.

• Badania nad wykorzystaniem TI do pracy z

dziećmi z różnymi deficytami.

• Badania nad wykorzystaniem Internetu i

kształcenia na odległość do propagowania

różnych form wykorzystania komputerów (TI) do

diagnozy i terapii pedagogicznej.

Wybrane programy

badawcze

• Angielski projekt badawczy CoPS  Cognitive Profiling

System (System Zarysu Poznawczego)

• Angielski projekt badawczy CoPS powstał w Instytucie

Psychologii na University of Hull. Stanowi on zupełnie nowe,

oparte na technologii informacyjnej podejście postrzegania

dysleksji i specjalnych potrzeb edukacyjnych dzieci.

• Projekt zakłada wczesną interwencję u dzieci z rozpoznaną lub

spodziewaną (gdy występują symptomy objawy) dysleksją.

• Do diagnozy wykorzystano możliwości jakie stwarza komputer,

min.: łatwość przystosowania go do potrzeb dziecka, wysoką

precyzję analiz i obiektywność uzyskanych wyników.

• Duże możliwości dokonywania oceny umiejętności

poznawczych przez komputer sprawiają, że w trakcie realizacji

projektu wykorzystano testy diagnozujące umiejętności

wzrokowe, słowno-skojarzeniowe, możliwości wzrokowego

przetwarzania, i inne językowe i percepcyjne zdolności.

• Testy realizowane są w formie „gier” przeprowadzonych na

kilku krótkich spotkaniach z dzieckiem.

Program do nadrobienia

opóźnienia rozwoju mowy

• Zespół amerykańskich naukowców pod kierunkiem psycholog Pauli

Tallal i z udziałem neurologa Michaela M. Merzenicha opracował

specjalny program komputerowy, który umożliwia w okresie

czterech tygodni nadrobienie jedno-dwuletniego opóźnienia

rozwoju mowy.

• Opóźnienie to u 85% dzieci poprzedza i zapowiada dysleksję

• Wysunięta przez Paule Tallal hipoteza zakłada, że przyczyną

problemów jest niezdolność dostatecznie szybkiego przetwarzania

danych słuchowych. Hipoteza ta opierała się na spostrzeżeniu

występowania zależności pomiędzy czasem radzenia sobie z

fonemami przez dziecko a zaburzeniami mowy.

• Przeciętnie dzieci radzą sobie z fonemami trwającymi nie dłużej

niż 40 ms, natomiast u dzieci z zaburzeniami mowy rozpoznanie

ich zabiera aż 500 ms. Słowa „bat” i „pat” są nierozróżnialne.

• Hipoteza zaproponowana przez Tallal zaowocowała stworzeniem

metody ćwiczeń polegającej na wydłużonym czasie wypowiadania

dźwięku podawanego przez program komputerowy, tak aby

dziecko było w stanie go zrozumieć. Następnie dokonywane jest

stopniowe skracanie czasu emitowanego dźwięku. Dzieci mają

możliwość ćwiczenia wypowiadania nie tylko dźwięków ale całych

słów i prostych tekstów z książeczek.

Polski projekt badań dzieci o

podwyższonym ryzyku

dysleksji – OBER2

• J. Ober i współpracownicy skonstruowali urządzenie OBER2 rejestrujące

ruchy oka w dwóch osiach z maksymalną częstotliwością do 2000

pomiarów/s. Działa to na zasadzie pomiaru strumienia promieniowania

podczerwonego odbitego od powierzchni gałki ocznej.

• Urządzenie jest podłączone do komputera, który służy do generowania

pobudzeń, a także do zbierania i analizy danych pomiarowych

dostarczanych przez urządzenie. Wykorzystano możliwości urządzenia w

detekcji dysleksji. Zbadano dzieci o podwyższonym ryzyku dysleksji w

grupie przedszkolnej (ok. 6 lat).

• Przeprowadzono trzy testy wykorzystując oprogramowanie do generacji

wymuszeń i zbierania pomiarów:

• Pierwszy test polegał na skupieniu wzroku na jednym punkcie przez 16

sekund

• Drugi test był testem refleksu, polegał na nadążaniu za poruszającym się

przypadkowo po ekranie punktem.

• Trzeci test symulował układ paru zdań tekstu, gdzie wyrazy zostały

zastąpione dwoma rodzajami bloczków całych i wyszczerbionych.

Zadaniem dziecka było policzyć, ile jest bloczków każdego rodzaju. Badania

były powtórzone parokrotnie w odstępach ok. 3 miesięcy.

• Pod koniec roku szkolnego badania uwzględniały także prosty tekst

składający się z kilkunastu wyrazów opartych na materiale literowym

obowiązującym w programie nauczania.

Polski projekt badań dzieci o

podwyższonym ryzyku

dysleksji – OBER2

• Analiza wyników badań przeprowadzonych na grupie dzieci

z ryzyka dysleksji i dzieci nie mających trudności

dyslektycznych, wykazała charakterystyczne, możliwe

cechy ruchu oka dla dzieci z ryzyka dysleksji.

• Są to: dominacja jednego oka, wyłączenie jednego oka,

skanowanie bloczków przód – tył – przód, ślizganie się po

bloczkach symulujących wyrazy – brak rozpoznania obrazu,

jednoczesne ruchy w pionie i poziomie – półkoliste ruchy w

osi Y lub ruch jednostajny w osi X i skokowe zmiany w osi Y

przy skanowaniu bloczków, długie czasy skanowania

cegiełki, ok. 300-400 ms oraz częste powroty, rzeczywisty

tekst – dobre skanowanie w tył na początku tekstu,

wielokrotnie powtarzana sekwencja: fiksacja – sakada -

fiksacja – zwrotna sakada, drobne skoki w osi X, wolniejsze

czasy reakcji o ok. 25% od średniej wieku, gubienie

poruszających się punktów przy teście refleksu, szybkie

męczenie wzroku, brak koncentracji uwagi i koordynacji

ruchów, skręcanie, przekrzywianie głowy, gwałtowne ruchy

głową, przysłanianie jednego oka, mrużenie oka.

Projekt Ekspertowego

systemu diagnozowania i

doboru terapii

• Projekt powstał w latach 1998 – 2003 roku w Zakładzie Technologii Kształcenia

UMK w Toruniu. Program ocenia poziom umiejętności czytania i pisania oraz

szereg funkcji poznawczych odpowiedzialnych za proces uczenia się, czytania i

pisania.

• Program ocenia percepcję słuchową, wzrokową, koordynację wzrokowo-

ruchową, system językowy a także funkcje poznawcze (pamięć, uwagę,

myślenie i mowę). System doradczy określa również rodzaj trudności

dyslektycznych, uwarunkowanych zaburzeniami funkcji percepcyjno-

motorycznych, które wpływają bezpośrednio na wybór rodzaju terapii. Istotne

jest w nim odpowiednie rozpoznanie zaburzeń tych funkcji, ponieważ z jednej

strony bezpośrednio wpływają one na wybór konkretnych metod i ćwiczeń,

stanowiących terapię pedagogiczną, z drugiej zaś są podstawą do określenia

rodzaju terapii, będącej wynikiem rozpoznania występowania odpowiednich

trudności.

• Na podstawie zebranych informacji  wyników testów, ćwiczeń, obserwacji, itd.

 zostaje postawiona diagnoza, pozwalająca na dobór odpowiedniej terapii.

Polega ona na wyborze zbiorów ćwiczeń terapeutycznych do nauki czytania i

pisania, optymalizujących efekt terapeutyczny. Następnie dziecko poddawane

jest terapii. Ważnym elementem prezentowanego modelu jest konieczność

zapamiętywania wcześniejszych diagnoz, terapii i innych informacji o dziecku.

Przy kolejnym diagnozowaniu i doborze terapii uwzględniamy zapamiętane

dane, które mogą mieć wpływ na bieżący wybór ćwiczeń terapeutycznych.

Projekt Ekspertowego

systemu diagnozowania i

doboru terapii

• W proponowanym systemie wyróżnimy dwa moduły: moduł

diagnoza i moduł terapia, które dotyczą odpowiednio diagnozy i

terapii pedagogicznej.

• Reprezentacja wiedzy na temat diagnozowania specyficznych

trudności w czytaniu i pisaniu, pozyskana od eksperta, zostaje

zapisana w bazie wiedzy modułu - diagnoza. Został on

zaprojektowany zgodnie z metodologią opracowaną dla

dwupoziomowych, ekspertowych systemów rozpoznawania z

logiczną reprezentacją wiedzy.

• Baza wiedzy, w module - terapia, zawiera zestawy ćwiczeń

terapeutycznych wraz ze stopniami zaufania eksperta do wpływu

terapeutycznego danego ćwiczenia na zaburzenia każdej z funkcji

poznawczych. Ponadto, ekspert podaje, które z ćwiczeń powinno

być wykorzystane na odpowiednim poziomie umiejętności czytania i

pisania.

• W module – terapia, uwzględnione są ćwiczenia metodami

tradycyjnymi wzbogacone oczywiście ćwiczeniami komputerowymi.

Dzięki możliwości modyfikacji parametrów ćwiczeń, nauczyciel

wpływa na propozycje programu terapeutycznego, uwzględniając

przy tym indywidualne potrzeby dziecka.

Projekt Komputerowego

Testu Dojrzałości Szkolnej

•

Pierwszy projekt powstał na przełomie 1992/1993 roku w Zakładzie Technologii Kształcenia

IP UMK w Toruniu. Początkowo do eksperymentalnego programu oceny dojrzałości szkolnej

wykorzystywano przede wszystkim gotowe programy komputerowe. W kolejnych

badaniach wykorzystywano oryginalne opracowania stworzone w Zakładzie. W pierwszej

wersji opierano się na opracowanych przez B. Wilgocką – Okoń (1972) zadaniach.

Następnie uzyskane w licznych eksperymentach doświadczenie pozwoliło zaprojektować

zadania do nowego testu. Składa się on z dwóch części: teoretycznej i praktycznej.

•

W części teoretycznej zaprezentowany został opis techniki badawczej, założenia

metodologiczne doboru metody badawczej, struktura testu, wykorzystane do jego

skonstruowania programy, opis poszczególnych zadań testu, oraz arkusze diagnostyczne

do oceny umiejętności: przygotowania do nauki czytania i pisania, znajomości pojęć

matematycznych i rozwoju mowy.

•

Część praktyczna, to 3-częściowy test obejmujący diagnozowanie różnego rodzaju

umiejętności. Każda część składa się z zestawu slajdów, które prezentują zadania do

wykonania przez dziecko. Do pracy dołączony jest aneks zawierający wydrukowane grafiki

poszczególnych slajdów, oraz karty oceny.

•

Kwestionariusz obrazkowy obejmuje piętnaście slajdów, które służą do badania poziomu

rozwoju mowy (wszystkie fonemy systemu fonologicznego języka polskiego). Za pomocą

testu oceniającego przygotowanie dziecka do nauki pisania i czytania w szkole badane i

ocenione są umiejętności stanowiące podstawę dalszej edukacji dziecka w klasie 1. To 15

slajdów dotyczących badania: analizy i syntezy słuchowej, słuchowo-wzrokowej,

spostrzegawczości i pamięci wzrokowej, lateralizacji i znajomości liter, elementarnej

umiejętności czytania i pisania.

•

Test oceniający znajomość pojęć matematycznych składa się z 13 slajdów. Poszczególne

zadania mają na celu ocenę stopnia opanowania pojęć związanych ze stosunkami

przestrzennymi, cechami wielkościowymi, figurami geometrycznymi, klasyfikowaniem

przedmiotów wg cech jakościowych i ilościowych, liczbami w zakresie do 10, znakami

matematycznymi, dodawaniem i odejmowaniem w zakresie liczby 10.

Projekty programów

komputerowych do

diagnozowania i terapii

pedagogicznej

• Pierwsze programy zostały opracowane w Zakładzie

Technologii Kształcenia w IP UMK w Toruniu w okresie 1991-

1992.

• Początkowo obejmowały obszary: koordynacji wzrokowo –

ruchowej, eliminacje wad rozwoju mowy oraz zmniejszenie

opóźnień w rozwoju intelektualnym.

• Programy przygotowywane były początkowo dla

komputerów PC a po otrzymaniu przez Zakład Technologii

Kształcenia UMK w Toruniu pracowni ufundowanych przez

firmę Apple także dla komputerów Macintosh.

• Obecnie prowadzone są badania nad zintegrowanymi

pakietami oprogramowania do diagnozy i procesu

terapeutycznego. Obszarem szczególnego zainteresowania

jest wykorzystanie sztucznej inteligencji w eliminacji

trudności w czytaniu i pisaniu dzieci z różnymi deficytami.

Cele i treść przedmiotu „Komputerowa

diagnostyka i terapia pedagogiczna

• Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z

możliwościami:

• - zastosowania komputerów w diagnostyce i terapii

pedagogicznej,

• - ukazanie tendencji w zakresie nowych rozwiązań w

wykorzystaniu technologii informacyjnej w procesie

rewalidacji;

• - dokonania przeglądu oprogramowania

profesjonalnego oraz nauczycielskiego do terapii dzieci

z różnymi deficytami przy tym w przypadku trudności

w czytaniu i pisaniu;

• - poznania zasad projektowania procesu diagnozowania

i terapii z wykorzystaniem technologii informacyjnej;

• - nabycia kompetencji w radzeniu sobie z uczniami

uzależnionymi oraz z różnego typu fobiami np.:

komputerofobią.

Program przedmiotu Komputer

w diagnostyce i terapii

pedagogicznej

• Program przedmiotu Komputer w diagnostyce i terapii pedagogicznej

• 1. Podstawowe problemy komputerowej diagnostyki i terapii

pedagogicznej

• 2. Komputerowe programy edukacyjne a diagnostyka i terapia

pedagogiczna

• 3. Technologia informacyjna w zaburzeniach komunikowania - zarys

problemów

• 4. Zaburzenia koordynacji wzrokowo – ruchowej

• 5. Eliminowanie wad rozwoju wymowy

• 6. Technologia informacyjna w pracy z dziećmi mającymi trudności w

czytaniu i pisaniu.

• 7. Technologia informacyjna w pracy osób niewidzących i

niedowidzących 8. Komputer w pracy z dziećmi z deficytami w

rozwoju intelektualnym

• 9. Uzależnienie dziecka od technologii informacyjnej

• 10. Komputerofobia – zarys problemów

• 11. Komputer w rewalidacji

• 12. Systemy inteligentne w diagnostyce i terapii pedagogicznej