Блог

Мы разрабатываем и предлагаем методы обучения, которые могут помочь вовлечь в учебный процесс студентов с нарушениями слуха.

Данил Динцис, Доктор технических наук Москва, РФ consult@dintsis.org

Александр Бредихин, ITFORYOU Москва, РФ ringo@itforyou.pro

1. Введение

По данным ВОЗ примерно 10% населения Земли в разной степени страдают от нарушений слуха. Учащиеся с проблемами слуха зачастую испытывают определенные трудности во время обучения в классе, особенно если они не пользуются слуховым аппаратом. Многие учащиеся не пользуются специальным оборудованием либо по медицинским показаниям, либо из-за стеснения (последняя причина больше всего характерна для молодежи).

Наша команда ученых, инженеров, программистов и специалистов по обучению представляет особую технологию (под названием Petralex), которая улучшает жизнь слабослышащих людей. Petralex - это линейка мобильных приложений и драйверов для Windows, которая служит в качестве персонального слухового помощника [1]. Учащийся проходит простой слуховой тест “in situ hearing”. Можно пройти несколько тестов в разной окружающей обстановке: в классе, дома, на рабочем месте и т.д. Затем приложение создает персональный профиль пользователя в соответствии с окружающей обстановкой. Драйвер Petralex создает виртуальное аудио устройство (VAD), которое реализует соответствующий слуховой профиль пользователя.

Виртуальное обучение (как определено в [2]) может быть синхронным, асинхронным или смешанным. Все методы включают в себя онлайн или оффлайн прослушивание обучающих материалов (видео, подкасты), и онлайн обучение предоставляет возможность обсуждения материала в режиме реального времени с преподавателем и другими учащимися. Во всех этих случаях, учащийся особенно нуждается в аудио коммуникативных способностях. Он должен сконцентрировать свое внимание на обучении, а не на слухе.

2. Синхронные способы обучения

Для начала, давайте обсудим инструменты синхронного обучения: как пример, онлайн вэбинары. Студент с нарушениями слуха может чувствовать себя некомфортно во время обучения в классе, если он недостаточно хорошо слышит преподавателя или своих одноклассников. Как результат, студент концентрируется на том, чтобы услышать, вместо того, чтобы обучаться.

Синхронные инструменты виртуального обучения предоставляют обучающий контент в режиме онлайн: тренер, класс, видео и аудио, обмен учебными материалами, тесты и т. д. На Рис. 1 показано как студент получает доступ к мультимедийным материалам в реальном времени. Главной особенностью для студентов с нарушением слуха является то, что Виртуальное Аудио Устройство (VAD) преображает звук (речь тренера или одноклассников, аудио материал) в режиме онлайн с задержкой 10-50 мс (задержка зависит от технических особенностей компьютера или смартфона). Студент способен учиться дольше за счет улучшения слуховой восприимчивости, снижения утомляемости от длительного прослушивания и ослабления чрезмерного звукового давления [1]. Во время обучения мы рекомендуем студентам активно взаимодействовать как с преподавателем и одноклассниками, так и с другими коллегами по вэбинару.

Рис. 1. Схема синхронного обучения. Преображение голоса преподавателя на устройстве студента.

Как показано на Рис. 1 во время онлайн обучения студент активирует Petralex Windows драйвер или Приложение, выбирает подходящий профиль (дом, улица, рабочее место, пляж или любой другой). Petralex обрабатывает входящий аудио поток онлайн и адаптирует его под индивидуальные особенности слуха пользователя. Это приводит к более комфортному и безопасному обучению.

Типичные случаи обучения на онлайн тренингах:

• Преподаватель объясняет учебный материал, например, теорию. Студент изучает это дома. Он активирует профиль «Дом» и может четко слышать преподавателя. В случае недопонимания, студент задает вопросы, так же как и его одноклассники, и таким образом не отстает от класса.
• Бизнес или другая ролевая игра. Например, наш студент играет роль виртуального члена команды. Он взаимодействует как с товарищами в классе так и/или в режиме онлайн, используя Виртуальное Аудио Устройство (VAD), чтобы лучше слышать своих товарищей. Виртуальная команда выполняет свою роль и все студенты получают практические навыки.
• Демонстрация индивидуальной работы, упражнения. Студент может представить свою работу с помощью соответствующих программных инструментов (например, Skype, Citrix, WebEx и т. д.) и обсудить это с преподавателем и одноклассниками.

3. Асинхронные способы обучения

Далее, давайте рассмотрим сценарии обучения для асинхронных способов обучения. Асинхронное обучение включает в себя такие инструменты, как Система Управления Учебной Деятельностью (LMS), потоковое и оффлайн видео, аудио, подкасты.

Как показано на Рис. 2, аудио сигнал входит через Виртуальное Аудио Устройство (VAD), которое преображает его в соответствии с активированным пользователем слуховым профилем. Студент может отследить свое обучение, находясь в разных местах, например, мы протестировали следующие сценарии:

Рис. 2. Сценарии посещаемости студента для асинхронного обучения.

• В специальном классе;
• Дома;
• На работе;
• На пляже.

Студент обучается в смешанном формате в специальном классе. Мы осуществляем метод обучения, называемый «открытые классы» [3]. Студенты в общем классе изучают различные курсы под присмотром преподавателя. Каждый студент может использовать Виртуальное Аудио Устройство (VAD) с драйвером Petralex, чтобы комфортно слушать видео и аудио записи, снижая окружающие шумы.

Дома студент может изучать учебные видео и аудио записи, комфортно используя наушники в течении длительного времени и не беспокоя при этом семью громкими звуками.

Другие случаи включают в себя оффлайн обучение на работе или на пляже. В действительности, наш пятилетний опыт показывает, что менеджеры часто берут краткосрочные курсы во время отпусков и могут прослушивать аудио и видео контент, находясь при этом в различных местах. В этом случае, приложение Petralex помогает адаптировать уровень звука и частотные характеристики для комфортного уровня прослушивания.

Один из наиболее впечатляющих случаев в нашей практике – это краткосрочное обучение для занятых людей во время отпусков или выходных. Взрослый студент может совмещать отдых и обучение. Например, студент создает профиль «Пляж» и может слушать обучающие записи в удобной для его слуха манере.

4. Перевернутая схема аудио трансформации

Третий случай реализует перевернутую схему аудио трансформации.

Рис. 3. Перевернутая схема аудио трансформации. Голос преподавателя преобразуется, чтобы стать более убедительным и выразительным.

На Рис. 3. показано, что аудио драйвер Petralex преобразует голос выступающего (преподавателя). Это преобразование позволяет достичь следующие цели:

• делает голос преподавателя более убедительным и/или выразительным в режиме онлайн;
• сокращает посторонние звуки в речи преподавателя, такие как причмокивания и/или придыхания;
• адаптирует речь учителя под определенный акцент для лучшего понимания местных студентов.

Данные функции представляют ценность как для онлайн обучения, так и для асинхронного доступа к обучающим видео и аудио подкастам. Студенты с нарушением слуха так же могут использовать наше Приложение или драйвер для коррекции аудио сигнала своего личного слуха и шумов окружающей среды.

Подводя итог этого обзора, мы хотели бы подчеркнуть, что сочетание современного технического оборудования, программного обеспечения и таких специализированных инструментов как Petralex, могут предоставить полный спектр синхронного, асинхронного, смешанного обучения для разных типов студентов: молодых, взрослых, занятых и людей с ограниченными возможностями.

Благодарность

Авторы благодарят Компанию Petralex.pro за поддержку.

References

[1] Elias Azarov, Maxim Vashkevich, Nick Petrovsky, Denis Likhachov, Alexander Petrovsky. Petralex: A multiplatform hearing aid application for real-life communications and listening to digital audio.

[2] Cindy Carbajal. Foundations of Virtual Instruction. Florida University. On-line course. 2015.

[3] Danil Dintsis. Implementing fuzzy logic approach to developing portfolio of combined learning methods. 10.13140/RG.2.1.1144.4643. 2015

Статья о виртуальном обучении слабослышащих официально размещена в программе конференции IEEE AEIT