NR. 5·2016 | FORSKNING / RESEARCH | 9 Vis mig din hjerne og få bedre undervisning UNDERVISNINGSTEKNOLOGI Med de nyeste hjerneskanningsmetoder og eyetracking kan undervisningen tilpasses den enkelte studerende og dermed blive langt mere effektiv. Af Marianne Vang Ryde I den ideelle verden ville de studerende have hver deres personlige lærer, som kunne målrette undervisningen til netop deres niveau og optimale indlæringsmønster. Sådan er virkeligheden kun meget sjældent; men man kan komme et langt stykke af vejen med big data og teknologiske hjælpemidler. Forskere på DTU Compute er godt i gang med at udvikle fremtidens undervisningsredskaber. Ser man ud over et auditorium fyldt med unge mennesker, virker de måske som en nogenlunde ensartet masse. Men fokuserer man på hver enkelt, opdager man et mylder af individuelle udtryk. Og kunne man se forbi frisuren og helt ind i hjernen, ville der vise sig endnu flere forskelle. Dem tager den normale undervisning slet ikke højde for, men hvis den gjorde, ville den blive langt mere effektiv og producere bedre kandidater. Normalt forbinder man hjerneskanning med store, dyre apparater, hvor en person skal ligge helt stille, mens der måles. Men det er faktisk muligt at opfange hjernens elektriske impulser med sensorer placeret i en hætte. Sådan en hætte har man udviklet på DTU Compute, og den er blandt andet blevet brugt til forsøg med at måle hjerneaktiviteten hos flere testpersoner, mens de så forskellige film. I et nyt projekt vil forskerne forsøge at komme endnu tættere på den enkelte studerende. Her har de allieret sig med en tidligere studerende, nu professor på Aarhus Universitet, som har udviklet en lille skanner, der kan sidde inde i øregangen og sende målinger til en computer. Professor og sektionsleder Lars Kai Hansen fortæller: „Men sådan en skanner vil man systematisk kunne opsamle data om de studerendes aktivitet, og dermed tilbyde dem en mere personaliseret undervisning. Det kræver selvfølgelig, at de selv er med på at videregive de personlige data. Men det er der også meget, som tyder på, at de fleste er. Jo mere man ved om sig selv, jo mere kan man optimere på sine funktioner og få maksimalt udbytte af sin studietid.“ „Det er selvfølgelig meget vigtigt, at man har etikken helt på plads og er sikker på, at de private data ikke slipper ud,“ tilføjer professor og institutdirektør Rasmus Larsen. „Man kan sammenligne det med et medicinsk forsøg eller en fortrolig samtale mellem læge og patient. Målet Hjernens impulser kan opfanges af sensorer, og de indsamlede data kan bruges til at forbedre undervisningen. Brain impulses can be captured by sensors and the collected data are used to improve teaching. om den skræddersyede undervisning er så indlysende godt, og så må vi bare løse de tekniske problemer med sikkerheden.“ Øjnene sladrer Mens hjerneskanning er et ret nyt instrument, fordi teknologien endnu er i sin vorden, er eyetracking en meget brugt teknologi, for eksempel i forbindelse med flysimulatorer. „Øjnene viser, hvad du er interesseret i, og i et vist omfang også din personlige tilstand; pupilstørrelse og blinkfrekvens siger nemlig noget om din følelsesmæssige tilstand,“ fortæller Rasmus Larsen og tilføjer, at teknologien slet ikke er uden for rækkevidde. Noget af det nyeste udstyr kan faktisk sidde på telefonen, som jo allerede har kamera til at tage en selfie, så den vil også kunne registrere øjenbevægelserne. Og inden længe, mener han, vil eyetracking-systemer blive et helt almindeligt udstyr til computeren. Rasmus Larsen er ikke i tvivl om, at digitaliseringen er på vej til fuldstændig at forandre undervisningsbranchen. „Vi er allerede langt med det digitaliserede indhold. Bøgerne er e-bøger, forelæsningerne kan være videooptaget, så man kan se dem igen. Næste skridt er, at det er computeren, der retter opgaverne, både de simple multiple choice og de mere komplicerede. Men vi skal videre til, at underviseren via de opsamlede data reagerer på den enkelte studerendes input. Hvis der svares rigtigt, kan man gå videre til næste emne, og ellers skal der flere træningsopgaver til. De systemer findes allerede - vi bruger dem blandt andet i den indledende matematikundervisning her på DTU - og det er et stærkt og motiverende læringsværktøj.“ Personaliseret læring Men der kan fødes meget mere information ind i det loop. Den studerende sidder måske og løser en bestemt opgave, og underviseren kan se, at den studerende slår op i bogen på den forkerte side. Når der ikke har været fremdrift et stykke tid, kan han bede eleven om at kigge på en anden side eller se et bestemt videoklip fra en tidligere forelæsning. „Dét er personaliseret læring eller målrettet hjælp til selvhjælp. Den fysiske kontakt mellem lærer og elev kan selvfølgelig ikke undværes, men med teknologiens hjælp kan læreren sætte ind de helt rigtige steder i forhold til den enkelte. På den måde kan kvaliteten højnes betydeligt med de samme ressourcer,“ slutter Rasmus Larsen. ILLUSTRATION ALL OVER PRESS Show me your brain—and open the door to better teaching TEACHING TECHNOLOGY In an ideal world, all students would have their own personal teacher, who could design the teaching to accommodate their personal level and optimal learning patterns. Unfortunately, that is seldom the case in reality, but you can actually come quite close to it using big data and technological aids. Researchers at DTU are well on their way to developing the teaching tools of the future. If you take a look at an auditorium packed with young people, they may look like a relatively uniform bunch. But if you focus on each and every one of them, you will soon discover a host of individual expressions. Furthermore, if you look behind the haircut and deep into the brain, you will spot even more differences. These are the differences that ordinary teaching cannot take into account, but if it could, it would become much more efficient and produce even better-qualified graduates. If you mention ‘brain scanning’, people generally tend to envisage large, expensive machines in which the subject has to lie motionless ■■Få mere at vide Rasmus Larsen, insitutdirektør, DTU Compute, rlar@imm.dtu.dk Lars Kai Hansen, professor og sektionsleder, lkai@imm.dtu.dk SCAN TO READ FULL ARTICLES dtu.dk/1605 while the scan is performed. However, it is actually possible to capture the brain’s electrical impulses using sensors positioned in a cap. It is a cap of precisely this kind that researchers at DTU Compute have developed, and their invention has been used in experiments to measure brain activities in several test subjects while they were watching different films.
DTUavisen1605_1
To see the actual publication please follow the link above