Прогнозирование индивидуального опыта научения в терминах этапности решения арифметических задач

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена исследованию научения в решении арифметических задач в условиях онлайн обучения. Научение решению задач определенного типа рассматривается как функциональная система, уровень дифференциации которой может быть связан с этапностью решения задач. Цель работы — найти статистическую дескриптивную модель, которая будет описывать связь этапности решения и типов задач на данных по Сложению и прогнозировать этапность решения задач в данных Умножения. Гипотеза состояла в том, что существует связь между этапностью выполнения задач на сложение и умножение. Участники исследования (25 женщин и 15 мужчин в возрасте 18–35 лет (М = 24), имеющих нематематическую специальность) проходили два экспериментальных курса “Сложение” и “Умножение”, обучаясь оптимальным методам вычисления. Курсы имели одинаковую структуру и относились к общему домену арифметических задач, что являлось условием сходства обучения. Была обнаружена прямая корреляционная связь (p < 0.001) между этапностью выполнения задач на сложение и умножение в среднем по выборке. Мы использовали классификацию на основе регрессии. Модели данного типа, построенные для каждого индивида персонально, обученные на данных Сложения и примененные к данным Умножения, позволяют прогнозировать этапность решения этих задач. Наилучшие из них предсказывают этапность выполнения в среднем с точностью 33–40% задач (SD = 17–22%, max = 88%), в остальных задачах модели дают прогноз с небольшой ошибкой в 1–2 единицы, что говорит об их средней прогностической способности.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. В. Дятлова

НИИ Развития мозга и высших достижений РУДН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dyatlovaolga@gmail.com

кандидат экономических наук, исследователь Лаборатории нейропсихологии

Россия, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 11

Р. И. Кривоногов

OOO “Техкомпания Хуавэй”

Email: romansdidnotcrucify@gmail.com

старший инженер

Россия, 121614, г. Москва, ул. Крылатская, д. 17, к. 2

А. И. Комаровская

ФГБУ Национальный медицинский центр реабилитации и курортологии Минздрав РФ

Email: komarovskaya_a@mail.ru

нейропсихолог

Россия, 121099, г. Москва, ул. Новый Арбат, д. 32

М. И. Кунашенко

МГУ имени М.В. Ломоносова

Email: lanaya.croft@mail.ru

факультет психологии, аспирантка кафедры общей психологии, инженер 2-й категории

Россия, 125009, г. Москва, ул. Моховая, д. 11, стр. 9

А. А. Девятерикова

НИИ Развития мозга и высших достижений РУДН

Email: alena.deviaterikova@gmail.com

кандидат психологических наук, научный сотрудник Лаборатории нейропсихологии

Россия, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 11

Список литературы

  1. Александров И.О. Формирование структуры индивидуального знания. М.: Изд-во “Институт психологии РАН”, 2006.
  2. Александров Ю.И. Дифференциация и развитие // Теория развития: Дифференционно-интеграционная парадигма / Сост. Н.И. Чуприкова. М.: Языки славянских культур, 2009. С. 17–28.
  3. Александров Ю.И. Психофизиологические закономерности научения и методы обучения // Психологический журнал. 2012. Т. 33. № 6. С. 5–19.
  4. Александров Ю.И., Брушлинский А.В., Судаков К.В., Умрюхин Е.А. Системные аспекты психической деятельности. М.: Эдиториал УРСС, 1999.
  5. Александров Ю.И., Сварник О.Е., Знаменская И.И., Колбенева М.Г., Арутюнова К.Р., Крылов А.К., Булава А.И. Регрессия как этап развития. М.: Изд-во “Институт психологии РАН”, 2017.
  6. Бернштейн Н.А. О построении движений. М.: Медгиз, 1947.
  7. Гибсон Дж. Экологический подход к зрительному восприятию. М.: Прогресс, 1988.
  8. Каропа Г.Н. Системная дифференциация как закономерность и принцип обучения // Вестник Тамбовского университета. Серия: Гуманитарные науки. Тамбов. 2017. Т. 22. № 6 (170). С. 107–116.
  9. Кузина Е.А., Александров Ю.И. Особенности нейронного обеспечения инструментального поведения, сформированного одно- и многоэтапным способами // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2019. Т. 69. № 5. С. 601–617.
  10. Чуприкова Н.И. Психология умственного развития: принцип дифференциации. М.: Столетие, 1997.
  11. Barria-Pineda J., Guerra-Hollstein J., Brusilovsky P. A fine-grained open learner model for an introductory programming course // Proceedings of the 26th conference on user modeling, adaptation and personalization, 2018. P. 53–61.
  12. Björklund C., Marton F., Kullberg A. What is to be learnt? Critical aspects of elementary arithmetic skills // Educational Studies in Mathematics. 2021. V. 107. P. 261–284.
  13. Chimoni M., Pitta-Pantazi D., Christou C. Unfolding algebraic thinking from a cognitive perspective // Educational Studies in Mathematics. 2023. V. 114. P. 89–108.
  14. Eaves J., Attridge N., Gilmore C. The role of domain-general and domain-specific skills in the identification of arithmetic strategies // Journal of Numerical Cognition. 2022. V. 8. № 3. P. 335–350.
  15. Hickendorff M. Flexibility and adaptivity in arithmetic strategy use: What children know and what they show // Journal of Numerical Cognition. 2022. V. 8. № 3. P. 367–381.
  16. Molenaar I. Personalisation of learning: Towards hybrid human-AI learning technologies // OECD digital education outlook. 2021. P. 57–77.
  17. Molenaar I. Towards hybrid human-AI learning technologies // European Journal of Education. Special Issue: Futures of artificial intelligence in education. 2022. V. 57. № 4. P. 632–645.
  18. Orbach L., Fritz A. Patterns of attention and anxiety in predicting arithmetic fluency among school-aged children // Brain sciences. 2022. V. 12. № 3. P. 376.
  19. Pizzie R.G., Raman N., Kraemer D.J.M. Math anxiety and executive function: Neural influences of task switching on arithmetic processing // Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 2020. V. 20. P. 309–325.
  20. Rietveld E., Denys D., Van Westen M. Ecological-enactive cognition as engaging with a field of relevant affordances: The skilled intentionality framework (SIF) // Eds. A. Newen, L. De Bruin, S. Gallagher. The Oxford Handbook of 4E Cognition. 2018. P. 41–70.
  21. Träff U., Skagerlund K., Östergren R., Skagenholt M. The importance of domain‐specific number abilities and domain‐general cognitive abilities for early arithmetic achievement and development // British Journal of Educational Psychology. 2023. V. 93. № 3. P. 825–841.
  22. Turvey M.T. Preliminaries to a theory of action with reference to vision // Eds. R. Shaw, J. Bransford. Perceiving, acting, and knowing: Toward an ecological psychology. Erlbaum, 1977. P. 211–265.
  23. Shvarts A., Alberto R., Bakker A., Doorman M., Drijvers P. Embodied instrumentation in learning mathematics as the genesis of a body-artifact functional system // Educational Studies in Mathematics. 2021. V. 107. № 3. P. 447–469.
  24. Shvarts A., van Helden G. Embodied learning at a distance: From sensory-motor experience to constructing and understanding a sine graph // Mathematical Thinking and Learning. 2023. V. 25. № 4. P. 409– 437.
  25. https://www.youtube.com/watch?v=Kbq_4bNXew8& ab_channel=EATEL

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Курсы по Сложению и Умножению. Пример выполнения задач участником исследования

Скачать (96KB)
3. Рис. 2. Алгоритм анализа данных

Скачать (116KB)
4. Рис. 3. Распределение средних абсолютных ошибок MAE персональных регрессионно-классификационных моделей по данным курсов по Сложению и Умножению

Скачать (78KB)
5. Рис. 4. Распределение точности персональных регрессионно-классификационных моделей по данным курсов по Сложению и Умножению

Скачать (87KB)

© Российская академия наук, 2024