RU2644329C1 - Method of correction of distribution of time to representation of visual training information - Google Patents

Method of correction of distribution of time to representation of visual training information Download PDF

Info

Publication number
RU2644329C1
RU2644329C1 RU2017113578A RU2017113578A RU2644329C1 RU 2644329 C1 RU2644329 C1 RU 2644329C1 RU 2017113578 A RU2017113578 A RU 2017113578A RU 2017113578 A RU2017113578 A RU 2017113578A RU 2644329 C1 RU2644329 C1 RU 2644329C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semantic
fact
time
semantic block
information
Prior art date
Application number
RU2017113578A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Маргарита Леонидовна Алексеева
Юрий Иванович Стародубцев
Елена Валерьевна Вершенник
Татьяна Семеновна Хныкина
Дарья Анатольевна Шапова
Original Assignee
Татьяна Семеновна Хныкина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Татьяна Семеновна Хныкина filed Critical Татьяна Семеновна Хныкина
Priority to RU2017113578A priority Critical patent/RU2644329C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2644329C1 publication Critical patent/RU2644329C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00Electrically-operated educational appliances

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

FIELD: pedagogics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of pedagogy, in particular to methods for correcting the distribution of time for the presentation of visual training information on the basis of contactless monitoring of psychophysical characteristics of students during the educational process. Result is achieved by forming several independent semantic blocks from visual information, presenting them on the demonstration screen, registering the positions of the eyes, movements, trajectory of movement and duration of fixations. Method is characterized in that it is technically equipped with an auditorium by means of remote determination of parameters of trainees, data collection and processing, set the value of the coefficient – Kbackside, characterizing the proportion of students whose position of view corresponds to the position of the element of the semantic block at the time of attracting attention, marking on the demonstration screen of a 2-dimensional grid, construct the circumscribed circle around the graphic image of each element of the semantic block, consistently show on the demonstration screen a group of students pre-formed independent blocks of visual training information, register the positions of the eyes, movements, the trajectory of motion and the duration of fixations of the sight of each i-th trainee for each j-th semantic block, calculate R described around each element of the semantic block of the circle to fix the area of the zone of attracting attention, calculate Li – the distance from the center of the circle described around the element of the semantic block, to the coordinates of the point of view of each i-th trainee, calculating Kthe fact that ti – the actual coefficient for each element of the semantic block, characterizing the proportion of students, The position of the view at the time of attraction of attention satisfies the condition Li≤R, the values of Kthe fact that ti, compare Kthe fact that ti and Kbackside, in the case when the value of Kthe fact that ti= Kbackside, then the distribution of the a priori heuristically given time for demonstration and perception of the element of the semantic block of visual training information is left unchanged, when the value of Kthe fact that ti > Kbackside, increase the a priori heuristically given time for drawing attention to the element of the semantic block in proportion to the change in Kthe fact that ti, when, when the value of Kthe fact that ti < Kbackside, reduce the aprioristic heuristically given time for drawing attention to the element of the semantic block in proportion to the change in Kthe fact that ti, write the corrected time values in the database to represent the visual training information.
EFFECT: technical result consists in correcting the distribution of time for the presentation of visual training information on the basis of the formation of a database of objective statistical information on the dynamics of attracting the attention of students to the displayed semantic blocks of visual learning information.
1 cl, 7 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области педагогики, в частности к способам коррекции распределения времени на представление визуальной обучающей информации на основе бесконтактного мониторинга психофизических особенностей обучающихся во время учебного процесса.The present invention relates to the field of pedagogy, in particular to methods for correcting the distribution of time for the presentation of visual educational information based on non-contact monitoring of the psychophysical characteristics of students during the educational process.

В современных образовательных подходах к обучению все шире используются информационные технологии, активно внедряются наработки нейролингвистического программирования, охватывающие репрезентативные системы человека. Каждая система - это совокупность элементов, позволяющих представлять информацию. По характеру доминирующей модальности представления информации репрезентативные системы делятся на визуальную - в которой доминирует зрение; аудиальную - доминирует слух; кинестическую - доминируют двигательные ощущения; полимодальную - преобладают обобщенные представления и мыслительные процессы. Через зрительные органы в мозг человека поступает визуальная информация, которая составляет около 70% всей воспринимаемой информации, поэтому визуальная репрезентативная система является у человека доминирующей.In modern educational approaches to learning, information technologies are increasingly being used, and the achievements of neurolinguistic programming, covering representative human systems, are being actively introduced. Each system is a collection of elements that allow the presentation of information. By the nature of the dominant modality of the presentation of information, representative systems are divided into visual - in which vision dominates; auditory - hearing dominates; kinesthetic - motor sensations dominate; polymodal - generalized ideas and thought processes predominate. Through the visual organs, visual information enters the human brain, which makes up about 70% of all perceived information, therefore the visual representative system is dominant in humans.

К визуальным компонентам подачи обучающих информационных материалов относят: демонстрационные экраны, световые проекторы, компьютеры, видеомониторы, цифровые изображения, анимационные эффекты, цвет, свет и т.п. Элементы носителей визуальной информации оказывают большой психологический эффект на обучающихся, а время, уделяемое для интеллектуального усвоения обучающей информации с носителей визуальной информации, в значительной мере влияет на общий уровень преподавания и успеваемости.The visual components of the training information materials include: demonstration screens, light projectors, computers, video monitors, digital images, animation effects, color, light, etc. Elements of visual information carriers have a great psychological effect on students, and the time taken for the intellectual assimilation of training information from visual information carriers significantly affects the overall level of teaching and performance.

Исследования показывают, что хорошо успевающие обучающиеся в процессе обучения активно владеют, кроме ведущей визуальной системы, другими системами обработки и хранения информации, а слабоуспевающие не используют дополнительных систем. Поэтому, если способ передачи знаний не соответствует индивидуальной репрезентативной визуальной системе обучающегося, то ему необходимо дополнительное время для «перевода» с помощью зрительных органов получаемой информации в привычную форму. Такие адаптированные к индивидуальным психофизическим особенностям обучающихся временные паузы на эффективное визуальное восприятие информации в реальном учебном процессе не предоставляются.Studies show that well-performing students in the learning process actively own, in addition to the leading visual system, other information processing and storage systems, while poorly-performing students do not use additional systems. Therefore, if the method of transferring knowledge does not correspond to the individual representative visual system of the student, then he needs additional time to “translate” the information received into the familiar form using the visual organs. Such temporary pauses for effective visual perception of information in the real educational process are not adapted to individual psychophysical characteristics of students.

Таким образом, в сложившейся ситуации необходимо уметь проводить коррекцию распределения времени на представление визуальной обучающей информации на основе собранных объективных данных о психофизическом состоянии обучающихся. Такие действия приведут к повышению объективности определения корректного времени на представление обучающей информации.Thus, in this situation, it is necessary to be able to carry out the correction of the distribution of time for the presentation of visual training information based on the collected objective data on the psychophysical state of students. Such actions will increase the objectivity of determining the correct time for the presentation of training information.

Одним из важнейших элементов управления представлением обучающих материалов и повышения уровня восприятия является коррекция распределения времени на представление обучающей информацией с учетом психофизических особенностей обучающихся.One of the most important elements in controlling the presentation of educational materials and increasing the level of perception is the correction of the distribution of time for the presentation of educational information, taking into account the psychophysical characteristics of students.

Согласно ГОСТ Р ИСО 5492-2005 (утв. Приказом Ростехрегулирования от 29.12.2005 N491-ст), психофизика (англ. psychophysics) - наука, изучающая отношения между стимулами и ответными сенсорными реакциями. Другими словами, психофизика - наука, изучающая взаимодействие между объективно измеримыми физическими процессами и субъективными мысленными переживаниями.According to GOST R ISO 5492-2005 (approved by Order of the Russian Technical Regulation of December 29, 2005 N491-ст), psychophysics ( English psychophysics) is a science that studies the relationship between stimuli and sensory responses. In other words, psychophysics is a science that studies the interaction between objectively measurable physical processes and subjective mental experiences.

К методам психофизических исследований можно отнести: анализ движений глаз (Eye-tracking), электроэнцефалография (ЭЭГ), оценка эмоционального состояния по мимике лица, контентный лингвистический и когнитивно-психологический анализы текстов, измерение вариабельности сердечного ритма. Все эти методы помогают в изучении качества восприятия обучающей информации обучающимися. Их дальнейшее изучение и использование будет способствовать новому толчку развития обучающих технологий в области образования и педагогики.The methods of psychophysical research include: analysis of eye movements (Eye-tracking), electroencephalography (EEG), assessment of the emotional state by facial expressions, content linguistic and cognitive psychological analysis of texts, measurement of heart rate variability. All these methods help in studying the quality of perception of educational information by students. Their further study and use will contribute to a new impetus for the development of educational technologies in the field of education and pedagogy.

Известен способ определения времени обучения, оценки времени восприятия зрительной информации по патенту RU 2405409 C1 [А61В 3/10, 10.12.2010, Бюл. №34]. Способ заключается в том, что испытуемому предъявляют последовательность двух световых импульсов заданной длительности, разделенных заданной паузой, повторяющихся через постоянный временной интервал, измерения продолжаются до тех пор, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в один. При каждом последующем проводимом этапе измерений уменьшается скорость длительности паузы между двумя световыми импульсами, строится график зависимости значений времени восприятия зрительной информации, позволяющий определить время обучения по числу измерений, выполненных во время переходного процесса.A known method of determining learning time, estimating the time of perception of visual information according to patent RU 2405409 C1 [АВВ 3/10, 12/10/2010, Bull. No. 34]. The method consists in the fact that the subject is presented with a sequence of two light pulses of a given duration, separated by a predetermined pause, repeated at a constant time interval, the measurement continues until the subject determines the moment of subjective fusion of two light pulses into one. At each subsequent measurement step, the speed of the pause duration between two light pulses decreases, a graph of the dependence of the time of perception of visual information is constructed, which allows one to determine the learning time from the number of measurements performed during the transient process.

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

- испытуемому предъявляется последовательность из 2-х световых импульсов, являющихся примитивными видами визуальной информации, не предполагающих дополнительной интеллектуальной обработки представляемой визуальной информации испытуемым, необходимой для обучающего процесса;- the subject is presented with a sequence of 2 light pulses, which are primitive types of visual information that do not imply additional intellectual processing of the visual information presented to the subjects, necessary for the learning process;

- способ предполагает проведение испытания на одном испытуемом, т.е. не учитывает данные о восприятии информации группой;- the method involves testing on one subject, i.e. does not take into account data on the perception of information by a group;

- способ основан на проведении измерений до момента, пока испытуемый сам не определит момент слияния импульсов, т.е. способ не учитывает объективные психофизические параметры испытуемых, которые могут преднамеренно исказить результаты.- the method is based on taking measurements until the subject himself determines the moment of confluence of the pulses, i.e. the method does not take into account the objective psychophysical parameters of the subjects, which can intentionally distort the results.

Известен способ диагностики интеллектуальной потенции обучаемого (группы обучаемых) и последующей коррекции обучающего воздействия [RU 2523132 С2, А61В 5/00, 20.07.2014]. Способ заключается в том, что группе обучаемых предъявляют обучающую информацию с максимальным и минимальным уровнем сложности, затем измеряют неконтролируемые сознательно физиологические параметры для обоих уровней сложности и определяют по полученным значениям текущие обобщенные групповые показатели физиологических параметров. Если данные значения параметров выходят за границы эталонного коридора, производится коррекция обучающего воздействия выбором одного из уровней сложности информации.A known method for diagnosing the intellectual potency of a learner (group of trainees) and the subsequent correction of the learning effect [RU 2523132 C2, A61B 5/00, 07/20/2014]. The method consists in the fact that the group of trainees is presented with educational information with a maximum and minimum level of complexity, then consciously physiological parameters are monitored for both levels of complexity and the current generalized group indicators of physiological parameters are determined from the obtained values. If these parameter values go beyond the boundaries of the reference corridor, the training effect is corrected by selecting one of the information complexity levels.

Описанный способ имеет следующие недостатки:The described method has the following disadvantages:

- не позволяет распределить время на демонстрацию и восприятие обучающей информации на основе психофизических особенностей обучающихся;- does not allow to allocate time for demonstration and perception of educational information based on the psychophysical characteristics of students;

- не учитывает изменение психофизических параметров обучающихся, контролируемых сознательно в течение обучающего процесса - перемещение взглядов обучающихся по смысловым блокам визуальной обучающей информации;- does not take into account the change in the psychophysical parameters of students controlled consciously during the learning process - the movement of students' views on the semantic blocks of visual educational information;

- является трудоемким, т.к. проводят установку индивидуальных датчиков для осуществления измерений физиологических параметров каждого обучающегося, что неприемлемо в процессе группового обучения.- is time consuming, as individual sensors are installed to measure the physiological parameters of each student, which is unacceptable in the process of group training.

Известен способ мониторинга информационной безопасности автоматизированных систем [RU 2481620 C1, G06F 15/00, 10.05.2013]. Способ заключается в том, что предварительно задают множество контролируемых параметров, характеризующих психофизиологическое состояние оператора, после воздействия на оператора с помощью тестовых информационно-психологических воздействий, измеряют значения контролируемых параметров в заданный интервал времени, сравнивают измеренные значения контролируемых параметров с эталонными, и по результатам сравнения формируют отчет.A known method of monitoring information security of automated systems [RU 2481620 C1, G06F 15/00, 05/10/2013]. The method consists in preliminarily setting a plurality of controlled parameters characterizing the psychophysiological state of the operator after exposure to the operator using test information-psychological effects, measuring the values of the controlled parameters in a given time interval, comparing the measured values of the controlled parameters with the reference ones, and according to the comparison results form a report.

Способ является трудоемким, так как предполагает установку индивидуальных систем мониторинга для контроля параметров состояния каждого оператора, что неприемлемо в процессе группового обучения.The method is time-consuming, since it involves the installation of individual monitoring systems to control the status parameters of each operator, which is unacceptable in the process of group training.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки восприятия информации [RU 2529482 С2, А61В 5/16, 27.09.2014, Бюл. №27]. В данном способе-прототипе формируют несколько самостоятельных смысловых блоков из визуальной информации, одновременно предъявляют их испытуемому на демонстрационном экране устройства регистрации движения глаз, регистрируют положения глаз, траекторию движения и продолжительность фиксаций, проводят анализ полученных данных, производят оценку физиологических параметров путем отклонения их от фоновых значений, после чего распределяют элементы визуальной информации по заданным параметрам.The closest in technical essence to the proposed method is a method for assessing the perception of information [RU 2529482 C2, A61B 5/16, 09/27/2014, Bull. No. 27]. In this prototype method, several independent semantic blocks are formed from visual information, at the same time they are presented to the test subject on the demonstration screen of the eye movement recording device, eye positions, the trajectory of movement and the duration of fixations are recorded, the obtained data are analyzed, and physiological parameters are evaluated by deviating from the background values, after which the elements of visual information are distributed according to the specified parameters.

К недостаткам способа-прототипа относится следующее:The disadvantages of the prototype method include the following:

- не реализуется возможность одновременного получения данных о восприятии визуальной информации группой испытуемых;- the possibility of simultaneously obtaining data on the perception of visual information by a group of subjects is not realized;

- отсутствует возможность в результате оценки откорректированно распределить время на демонстрацию визуальной информации с учетом психофизического состояния заданной доли обучающихся;- there is no possibility, as a result of the assessment, to appropriately allocate time for the demonstration of visual information, taking into account the psychophysical state of a given proportion of students;

- не предполагается занесение собранной информации в базу данных (далее - БД), что увеличивает время на ручной ввод и снижает достоверность и своевременность обработки данных;- it is not supposed to enter the collected information into the database (hereinafter referred to as the DB), which increases the time for manual entry and reduces the reliability and timeliness of data processing;

- трудоемкость в связи с использованием полиграфа и контактных датчиков измерения физиологических параметров, что неприемлемо в процессе группового обучения.- the complexity in connection with the use of a polygraph and contact sensors for measuring physiological parameters, which is unacceptable in the process of group training.

Техническим результатом, достигаемым при применении способа, является коррекция распределения времени на представление визуальной обучающей информации на основе формирования БД объективной статистической информации о динамике привлечения внимания обучающихся к демонстрируемым смысловым блокам визуальной обучающей информации.The technical result achieved by the application of the method is the correction of the distribution of time for the presentation of visual training information based on the formation of a database of objective statistical information on the dynamics of attracting students' attention to the demonstrated semantic blocks of visual training information.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, заключающемся в том, что формируют несколько самостоятельных смысловых блоков из визуальной информации, предъявляют их на демонстрационном экране, регистрируют положения глаз, перемещения, траекторию движения и продолжительность фиксаций, отличающемся тем, что предварительно технически оснащают аудиторное помещение средствами дистанционного определения параметров обучающихся, сбора и обработки данных, задают значение коэффициента - Кзад, характеризующего долю обучающихся, положение взгляда которых соответствует положению элемента смыслового блока в момент привлечения внимания, проводят разметку на демонстрационном экране 2-мерной координатной сетки, строят описанную окружность вокруг графического изображения каждого элемента смыслового блока, последовательно показывают на демонстрационном экране группе обучающихся предварительно сформированные самостоятельные блоки визуальной обучающей информации, регистрируют положения глаз, перемещения, траекторию движения и продолжительность фиксаций взгляда каждого i-го обучающегося на каждый j-й смысловой блок, рассчитывают R описанной вокруг каждого элемента смыслового блока окружности для фиксации области зоны привлечения внимания, вычисляют Li - расстояния от центра окружности, описанной вокруг элемента смыслового блока, до координат точки взгляда каждого i-го обучающегося, вычисляют Кфакт ti - фактический коэффициент для каждого элемента смыслового блока, характеризующий долю обучающихся, положение взгляда в момент привлечения внимания которых удовлетворяет условию Li≤R, записывают в БД значения Кфакт ti, сравнивают Кфакт ti и Кзад, в случае, когда значение Кфакт tiзад, то распределение априорного эвристически заданного времени на демонстрацию и восприятие элемента смыслового блока визуальной обучающей информации оставляют неизменным, в случае, когда значение Кфакт tiзад, увеличивают априорное эвристически заданное время на привлечение внимания к элементу смыслового блока пропорционально изменению Кфакт ti, в случае, когда значение Кфакт tiзад, уменьшают априорное эвристически заданное время на привлечение внимания к элементу смыслового блока пропорционально изменению Кфакт ti, записывают в БД откорректированное значения времени на представление визуальной обучающей информации.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method, which consists in the formation of several independent semantic blocks from visual information, present them on a demo screen, register the position of the eyes, movements, trajectory and duration of fixations, characterized in that they are previously technically equipped Audience premises remote means of determining the parameters enrolled, data collection and processing, set the value of the coefficient - K ass characterizing d For students whose gaze position corresponds to the position of an element of a semantic block at the moment of attracting attention, they mark out a 2-dimensional coordinate grid on the demonstration screen, construct the circumscribed circle around the graphic image of each element of a semantic block, and consistently show pre-formed independent blocks of visual training information, register the position of the eyes, movement, trajectory and duration fixations each i-th learning for each j-th semantic unit, calculate R circumscribed around each item of semantic unit circle for fixing the area to attract attention area calculated L i - distance from the center of the circle circumscribing the sense block element, to coordinate gaze point each i-th student, calculated to the fact ti - the actual value for each element of the semantic unit, describing the share of students, the situation of view at the time of attracting attention which satisfies the condition of Li R, is recorded in the database values K fact ti, compared to the fact ti and K ass, in the case where the value of K fact ti = K ass, the a priori heuristically predetermined timing to the demonstration and the perception element semantic unit visual training information is left unchanged, in the case when the value of K fact ti > K ass , increase the a priori heuristically specified time to draw attention to the element of the semantic block in proportion to the change in K fact ti , in the case when the value of K fact ti <K ass , reduce the a priori heuristic time In order to attract attention to the element of the semantic block in proportion to the change in K fact ti , the corrected time values for the presentation of visual training information are recorded in the database.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed method is illustrated by drawings, which show:

фиг. 1 - алгоритм способа коррекции времени на представление визуальной обучающей информации;FIG. 1 is an algorithm for a method of correcting time for the presentation of visual training information;

фиг. 2 - иллюстрация к примеру - первый смысловой блок визуальной обучающей информации, состоящий из 2-х элементов;FIG. 2 - illustration for example - the first semantic block of visual training information, consisting of 2 elements;

фиг. 3 - иллюстрация к примеру - расчет радиуса окружности, описанной вокруг элемента смыслового блока;FIG. 3 - illustration for example - calculation of the radius of a circle described around an element of a semantic block;

фиг. 4 - иллюстрация к примеру - второй смысловой блок визуальной обучающей информации, состоящий из 2-х элементов;FIG. 4 - illustration for example - the second semantic block of visual training information, consisting of 2 elements;

фиг. 5 - пример БД, содержащей сведения (условный номер обучающегося, координаты взгляда каждого i-го обучающегося, время демонстрации визуальной информации и т.д.);FIG. 5 - an example of a database containing information (conditional number of the student, the coordinates of the gaze of each i-student, the time of demonstration of visual information, etc.);

фиг. 6 - пример разделения смысловых блоков визуальной обучающей информации на элементы, данные о которых введены в БД;FIG. 6 is an example of dividing semantic blocks of visual training information into elements whose data are entered into the database;

фиг. 7 - пример распределения времени в БД, сформированной после n-проведенных занятий.FIG. 7 is an example of the distribution of time in a database formed after n-conducted lessons.

Заявленный способ может быть реализован при помощи алгоритма, блок-схема которого представлена на фиг. 1. Действия способа осуществляются в любом аудиторном помещении, предназначенном для проведения обучающего процесса с применением средств технического оснащения.The claimed method can be implemented using an algorithm, a block diagram of which is presented in FIG. 1. The actions of the method are carried out in any classroom designed for the training process using technical equipment.

1. Формируют несколько самостоятельных смысловых блоков из визуальной информации (бл. 2, фиг. 1).1. Form several independent semantic blocks from visual information (bl. 2, Fig. 1).

2. Технически оснащают аудиторное помещение, предназначенное для проведения обучающего процесса, средствами дистанционного определения параметров обучающихся, сбора и обработки данных, а именно устанавливают (бл. 3, фиг. 1):2. Technically equip the classroom intended for conducting the learning process with the means of remote determination of the students' parameters, data collection and processing, namely, they are installed (bl. 3, Fig. 1):

- не менее 2-х поворотных видеокамер, последовательно регистрирующих взгляд каждого i-го обучающегося во время учебного процесса;- at least 2 rotary cameras, sequentially recording the view of each i-th student during the educational process;

- 1 видеокамеру, первично идентифицирующую обучающихся при входе в аудиторию и выходе из нее по любому внешнему параметру, регистрируемых с помощью телевизионных средств (например, характеристики глаза);- 1 video camera, which initially identifies students at the entrance to and exit from the audience by any external parameter recorded using television means (for example, eye characteristics);

- видеосервер с функциями управления поворотными устройствами видеокамер, программного обеспечения для создания, ведения и доступа к БД, принимающий объективные данные о фиксации положений взглядов обучающихся во время привлечения внимания, которые используют в дальнейшем для откорректированного распределения времени на демонстрацию смысловых блоков визуальной обучающей информации;- a video server with control functions for rotary devices of video cameras, software for creating, maintaining and accessing a database that receives objective data on fixing the positions of students' views while attracting attention, which are used in the future for correct distribution of time for demonstration of semantic blocks of visual training information;

- инфракрасного излучателя, контрастирующего данные о перемещении направленности взгляда обучающихся по смысловым блокам визуальной обучающей информации на демонстрационном экране;- an infrared emitter, contrasting data on the movement of the directivity of the gaze of students on the semantic blocks of visual educational information on a demo screen;

- устройства ввода (мышь, клавиатура) и вывода (дисплей для обучающего), соединенные с видеосервером;- input devices (mouse, keyboard) and output devices (display for the teacher) connected to the video server;

- видеопроектора и демонстрационного экрана для показа смысловых блоков визуальной обучающей информации, данные о которых введены в БД.- a video projector and a demonstration screen for displaying semantic blocks of visual training information, data on which are entered into the database.

Пример разделения смысловых блоков визуальной обучающей информации на элементы, данные о которых введены в БД, представлен на фиг. 6.An example of the separation of semantic blocks of visual training information into elements, data about which are entered into the database, is presented in FIG. 6.

3. Задают значение коэффициента - Кзад, характеризующего долю обучающихся, положение взгляда которых соответствует положению элемента смыслового блока обучающей визуальной информации в момент привлечения внимания (бл. 1, фиг. 1).3. Set the value of the coefficient - K back , characterizing the proportion of students whose position of gaze corresponds to the position of an element of the semantic block of educational visual information at the time of attracting attention (bl. 1, Fig. 1).

В данном способе достаточным является Кзад, равный 70%.In this method, K ass equal to 70% is sufficient.

4. Проводят разметку на демонстрационном экране 2-мерной координатной сетки (бл. 4, фиг. 1);4. Mark up on the demo screen of the 2-dimensional coordinate grid (bl. 4, Fig. 1);

5. Строят описанную окружность вокруг графического изображения каждого элемента смыслового блока по правилу описанной окружности вокруг многоугольника [Выгодский, М.Я. Справочник по элементарной математике вписанные и описанные многоугольники / Выгодский М.Я. - М.: Наука, 1966 - 298-299 с] (бл. 5, фиг. 1).5. Build the circumscribed circle around the graphic image of each element of the semantic block according to the rule of the circumscribed circle around the polygon [Vygodsky, M.Ya. Handbook of elementary mathematics inscribed and described polygons / Vygodsky M.Ya. - M .: Nauka, 1966 - 298-299 s] (Bl. 5, Fig. 1).

6. Последовательно предъявляют самостоятельные смысловые блоки из визуальной информации обучающимся на демонстрационном экране в течение априорных эвристически заданных временных интервалов на демонстрацию каждого смыслового блока (бл. 6, фиг. 1);6. Consistently present independent semantic blocks from visual information to students on the demo screen during a priori heuristically specified time intervals for the demonstration of each semantic block (bl. 6, Fig. 1);

7. Регистрируют положения глаз, перемещения, траекторию движения и продолжительность фиксаций взгляда каждого i-го обучающегося на каждый j-й смысловой блок (бл. 7, фиг. 1). Определение и регистрация в БД последовательно собранной информации о направленности и продолжительности времени фиксаций взгляда каждого i-го обучающегося требует более подробного пояснения действий.7. Register the position of the eyes, movements, the trajectory of movement and the duration of fixation of the gaze of each i- th student on each j- th semantic block (bl. 7, Fig. 1). The definition and registration in the database of consistently collected information about the direction and duration of time of fixing the gaze of each i- th student requires a more detailed explanation of the actions.

Механизмы восприятия и активной обработки визуальной информации широко изучаются в рамках прикладных когнитивных наук. Известны системы, осуществляющие слежение за динамикой и направлением движения глаз ETS (Eye Tracking Systems). Известные ETS-системы можно подразделить на следующие основные классы в зависимости от характера решаемых с их помощью задач:The mechanisms of perception and active processing of visual information are widely studied in the framework of applied cognitive sciences. Known systems that track the dynamics and direction of eye movement ETS (Eye Tracking Systems). Known ETS-systems can be divided into the following main classes, depending on the nature of the tasks solved with their help:

- лабораторные стационарные инструментальные системы;- laboratory stationary instrumental systems;

- переносные устройства для игр и систем виртуальной реальности;- portable devices for games and virtual reality systems;

- встраиваемые системы для человеко-машинного интерфейса.- Embedded systems for the human-machine interface.

В предлагаемом способе действие по определению траектории взгляда обучающегося может быть реализовано в соответствии с известным техническим решением - патентом РФ №2444275 [А61В 3/00, А61В 3/113, 10.03.2012] «Способ и устройство определения пространственного положения глаз для вычисления линии взгляда», состоящим в задании взаимного расположения синхронизованных между собой по времени детектирующих изображений объекта в пространстве.In the proposed method, the action to determine the trajectory of the student’s gaze can be implemented in accordance with the well-known technical solution - RF patent No. 2444275 [А61В 3/00, А61В 3/113, 03/10/2012] "Method and device for determining the spatial position of the eyes to calculate the line of sight "Consisting in setting the relative position of the time-synchronized detecting images of an object in space.

Способ определения пространственного положения глаз для вычисления линии взгляда состоит в том, что задают взаимное расположение синхронизованных между собой по времени более чем одного детектирующего изображения объекта в пространстве, средств, получают изображения сегментов объекта с разных ракурсов, каждый из которых соответствует определенному пространственному положению детектирующего изображения объекта средства, оценивают, регистрируют пространственное положение, ориентацию сегментов объекта, воспроизводят из полученных изображений сегментов объекта изображение объекта в целом, при воспроизведении передают изображение объекта на визуально воспринимаемый носитель, причем каждое детектирующее изображения объекта средство ориентируют на заданный сегмент объекта автономно, обработку поступающих изображений ведут для тех из них, параметры которых удовлетворяют предварительно заданным сегментам, формируют систему координат, привязанную непосредственно к детектирующим изображения средствам, определяют и регистрируют координаты области расположения сегментов объекта в пространстве относительно сформированной системы координат, воспроизведение изображения объекта в целом осуществляют не менее чем по трем различным изображениям заданных сегментов, при этомThe method for determining the spatial position of the eyes for calculating the line of sight consists in setting the relative position of more than one detecting image of an object in space synchronized with each other in time, means, obtaining images of object segments from different angles, each of which corresponds to a certain spatial position of the detecting image object means, evaluate, record the spatial position, the orientation of the segments of the object, reproduce from the received images of object segments, the image of the object as a whole, during playback, the image of the object is transferred to a visually perceptible medium, and each detecting image of the object is oriented autonomously onto a given segment of the object, incoming images are processed for those whose parameters satisfy predefined segments and form a coordinate system tied directly to the means detecting the image, determine and record the coordinates of the location region with The object’s segments in space relative to the generated coordinate system, the image of the object as a whole is reproduced in at least three different images of the given segments, while

- детектируемый объект - изображения глаз обучающихся;- detectable object - images of the eyes of students;

- сегменты объекта - изображения области зрачка глаза обучающихся;- object segments - images of the pupil’s eye area of students;

- сегменты объекта - изображения области радужной оболочки глаза обучающихся;- object segments - images of the area of the iris of students;

- в качестве сегментов объекта задают изображения области глазного яблока глаза обучающихся;- as segments of the object, images of the eyeball region of the student’s eyes are set;

- при воспроизведении полученных изображений глаз обучающихся выделяют положение области радужной оболочки и зрачка относительно оптической оси объектива каждого из детектирующих изображения средств и определяют линию взгляда.- when reproducing the obtained images of the students' eyes, the position of the iris and pupil area relative to the optical axis of the lens of each of the detecting image means is distinguished and the line of sight is determined.

8. Рассчитывают R описанной вокруг каждого элемента смыслового блока окружности для фиксации области зоны привлечения внимания каждого i-го обучающегося к каждому j-му смысловому блоку (бл. 8, фиг. 1).8. Calculate the R described around each element of the semantic block of the circle to fix the area of the zone of attracting the attention of each i-th student to each j-th semantic block (bl. 8, Fig. 1).

Соответствие 2-х признаков - направленности и продолжительности фиксаций взглядов обучающихся и момента привлечения внимания к обучающей информации - определяется путем расчета уравнения радиуса описанной вокруг графического изображения каждого элемента смыслового блока окружности по теореме Пифагора (1) [Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. / Выгодский М.Я. - М.: Наука, 1977 - с. 53], расчета расстояния между двумя точками: центром описанной окружности и точкой фиксации взгляда i-го обучающегося (2) [Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. (12-е изд.) / Выгодский М.Я. - М.: Наука, 1977 - с. 23], определения принадлежности положения координат точки фиксации взгляда i-го обучающегося к описанной окружности вокруг зоны привлечения внимания:The correspondence of 2 signs — the orientation and duration of fixing the views of students and the moment of drawing attention to the training information — is determined by calculating the radius equation described around the graphic image of each element of the semantic block of the circle according to the Pythagorean theorem (1) [M. Vygodsky Handbook of Higher Mathematics. / Vygodsky M.Ya. - M .: Nauka, 1977 - p. 53], calculating the distance between two points: the center of the circumscribed circle and the point of fixation of the gaze of the i- th student (2) [Vygodsky M.Ya. Handbook of Higher Mathematics. (12th ed.) / Vygodsky M.Ya. - M .: Nauka, 1977 - p. 23], determining the location of the coordinates of the point of fixation of the gaze of the i- th student to the circumscribed circle around the zone of attention:

Figure 00000001
Figure 00000001

х - значение любой точки на окружности по координате х;x is the value of any point on the circle along the x coordinate;

х0 - значение точки центра окружности по координате х;x 0 is the value of the point of the center of the circle along the x coordinate;

у - значение любой точки на окружности по координате у;y is the value of any point on the circle along the y coordinate;

у0 - значение точки центра окружности по координате у;y 0 is the value of the point of the center of the circle along the coordinate y;

R2 - значение квадрата радиуса описанной окружности;R 2 is the value of the square of the radius of the circumscribed circle;

R - значение радиуса описанной окружности.R is the radius value of the circumscribed circle.

Figure 00000002
Figure 00000002

х - значение точки фиксации взгляда i-го обучающегося по координате х;x is the value of the point of fixation of the gaze of the i- th student along the x coordinate;

х0 - значение точки центра окружности по координате х;x 0 is the value of the point of the center of the circle along the x coordinate;

у - значение точки фиксации взгляда i-го обучающегося по координате у;y is the value of the point of fixation of the gaze of the i- th student in the coordinate y;

у0 - значение точки центра окружности по координате у;y 0 is the value of the point of the center of the circle along the coordinate y;

L - значение расстояния между центром описанной окружности и точкой фиксации взгляда i-го обучающегося.L is the distance between the center of the circumscribed circle and the point of fixation of the gaze of the i-th student.

Значение радиуса для зоны привлечения внимания, т.е. для смыслового блока визуальной обучающей информации, рассчитывается по окружности, описанной вокруг графического изображения элемента смыслового блока, к которому привлекается внимание. Окружность можно описать вокруг любого треугольника и правильного выпуклого многоугольника [Выгодский, М.Я. Справочник по элементарной математике вписанные и описанные многоугольники / Выгодский М.Я. - М.: Наука, 1966 - с. 298-299].The value of the radius for the zone of attracting attention, i.e. for the semantic block of visual training information, it is calculated along the circle described around the graphic image of the element of the semantic block to which attention is drawn. The circle can be described around any triangle and a regular convex polygon [Vygodsky, M.Ya. Handbook of elementary mathematics inscribed and described polygons / Vygodsky M.Ya. - M .: Nauka, 1966 - p. 298-299].

9. Вычисляют Li - расстояния от центра окружности, описанной вокруг элемента смыслового блока, до координат точки взгляда каждого i-го обучающегося (бл. 9, фиг. 1).9. Calculate L i - the distance from the center of the circle described around the element of the semantic block, to the coordinates of the point of view of each i- th student (bl. 9, Fig. 1).

Соответствие взглядов обучающихся зоне привлечения внимания определяется путем определения принадлежности координат точки положения фиксации взгляда i-го обучающегося к описанной окружности вокруг каждого элемента смыслового блока (3) [ГлавСправ. Глоссарий. Алгебра и геометрия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://edu.glavsprav.ru/info/okruzhnost. - (Дата обращения: 18.01.2017).].The correspondence of the views of learners to the attention-grabbing zone is determined by determining the coordinates of the point of fixation of the gaze of the i- th student to the circumscribed circle around each element of the semantic block (3) [GlavSprav. Glossary. Algebra and geometry [Electronic resource]. - Access mode: http://edu.glavsprav.ru/info/okruzhnost. - (Date of treatment: 01/18/2017).].

Figure 00000003
Figure 00000003

R - значение радиуса описанной окружности;R is the value of the radius of the circumscribed circle;

Li - расстояние от координат фиксации взгляда i-го обучающегося до центра описанной окружности.Li is the distance from the coordinates of fixing the gaze of the i-th student to the center of the circumscribed circle.

Если Li≥R, - взгляд i-го обучающегося принадлежит элементу смыслового блока. В противном случае взгляд не принадлежит элементу смыслового блока.If Li≥R, - the view of the i- th student belongs to the element of the semantic block. Otherwise, the view does not belong to the element of the semantic block.

Продолжительность фиксаций взглядов на элемент смыслового блока визуальной обучающей информации в единицу времени определяется за счет соблюдения условия: продолжительность фиксации взглядов всех обучающихся в единицу времени должна быть меньше, чем время изложения обучающего материала, приходящегося на каждый смысловой блок визуальной обучающей информации.The duration of fixing the views on the element of the semantic block of visual educational information per unit time is determined by observing the condition: the duration of fixing the views of all students per unit time should be less than the time of presentation of the training material per each semantic block of visual educational information.

Определение координат точки направленности взгляда производятся относительно центра описанной окружности и рассчитывают по формуле (4) [Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. (12-е изд.) / Выгодский М.Я. - М.: Наука, 1977 - с. 53].The coordinates of the gaze point are made relative to the center of the circumscribed circle and calculated by the formula (4) [Vygodsky M.Ya. Handbook of Higher Mathematics. (12th ed.) / Vygodsky M.Ya. - M .: Nauka, 1977 - p. 53].

Figure 00000004
Figure 00000004

Вх - координата точки фиксации взгляда обучающегося по оси абсцисс;Вх - coordinate of the point of fixation of the student’s gaze along the abscissa axis;

Ах - координата центра окружности по оси абсцисс;Ah is the coordinate of the center of the circle along the abscissa;

By - координата точки фиксации взгляда обучающегося по оси ординат;By - coordinate of the student’s gaze fixation point along the ordinate axis;

Ау - координата центра окружности по оси ординат.Au is the coordinate of the center of the circle along the ordinate axis.

Способ позволяет получить N фиксаций взглядов и число обучающихся, направленность и продолжительность взгляда которых соответствует моменту привлечения внимания к элементу смыслового блока визуальной обучающей информации, и на основе этого откорректировано распределить время на представление каждого элемента смыслового блока.The method allows to obtain N fixations of views and the number of students, the orientation and duration of the look of which corresponds to the moment of drawing attention to the element of the semantic block of visual educational information, and based on this, it is corrected to allocate time for the presentation of each element of the semantic block.

10. Вычисляют Кфакт ti - фактический коэффициент для каждого элемента смыслового блока, характеризующий долю обучающихся, положение взгляда в момент привлечения внимания которых удовлетворяет условию Li≤R (5) (бл. 10, фиг. 1).10. K fact ti is calculated - the actual coefficient for each element of the semantic block characterizing the proportion of students whose position of sight at the moment of attention attracting satisfies the condition Li≤R (5) (bl. 10, Fig. 1).

Figure 00000005
Figure 00000005

m - число обучающихся, положение взгляда в момент привлечения внимания которых удовлетворяет условию Li≤R;m - the number of students, the position of the gaze at the time of attracting attention which satisfies the condition Li≤R;

n - общее число обучающихся.n is the total number of students.

Общее число обучающихся n фиксируется в БД в результате последовательной идентификации обучающихся при входе в аудиторию и выходе из нее по любому внешнему параметру посредством видеокамеры.The total number of students n is fixed in the database as a result of sequential identification of students at the entrance to the audience and exit from it according to any external parameter using a video camera.

11. Записывают в БД значения Кфакт ti - объективной информации о соответствии взглядов обучающихся положению элементов смысловых блоков в момент привлечения внимания (бл. 11, фиг. 1).11. Write to the database the values of K fact ti - objective information about the correspondence of the views of the students with the position of the elements of semantic blocks at the time of attracting attention (bl. 11, Fig. 1).

12. Сравнивают Кфакт ti и Кзад (бл. 12, фиг. 1).12. Compare the fact of ti and K ass (bl. 12, Fig. 1).

Цель - определение временных интервалов, распределяемых на демонстрацию обучающей информации каждого элемента смыслового блока с учетом психофизических особенностей обучающихся.The goal is to determine the time intervals allocated for the demonstration of the training information of each element of the semantic block, taking into account the psychophysical characteristics of the students.

13. В случае, если значение Кфакх tiзад, то распределение априорного эвристически заданного времени на демонстрацию и восприятие элемента смыслового блока визуальной обучающей информации оставляют неизменным (бл. 13, фиг. 1), записывают в БД значение времени на представление обучающей информации13. In the case where the value of K fach ti = K ass , then the distribution of the a priori heuristically specified time for demonstration and perception of the element of the semantic block of visual training information is left unchanged (bl. 13, Fig. 1), the time value for the training presentation is recorded in the database of information

14. В случае, когда значение Кфакт tjзад, увеличивают априорное эвристически заданное время на привлечение внимания к элементу смыслового блока на откорректированное время пропорционально изменению Кфакт ti (бл. 15, фиг. 1) по формуле (6):14. In the case when the value of K fact tj > K ass , increase the a priori heuristically specified time to draw attention to the element of the semantic block for the adjusted time in proportion to the change in K fact ti (bl. 15, Fig. 1) according to formula (6):

Figure 00000006
Figure 00000006

tаприор - априорно эвристически заданное время на n смысловой элемент;t a priori - a priori heuristically given time for n semantic element;

Кзад - коэффициент, характеризующий долю обучающихся, взгляд которых соответствует элементу смыслового блока визуальной обучающей информации в момент привлечения внимания, %.To ass - a coefficient characterizing the proportion of students whose look corresponds to the element of the semantic block of visual training information at the time of attention,%.

15. В случае, когда значение Кфакт tiзад, уменьшают априорное эвристически заданное время на привлечение внимания к элементу смыслового блока на откорректированное время пропорционально изменению Кфакт ti (бл. 16, фиг. 1) по формуле (7):15. In the case when the value of K fact ti <K ass , reduce the a priori heuristically specified time to draw attention to the element of the semantic block for the adjusted time is proportional to the change in K fact ti (bl. 16, Fig. 1) by the formula (7):

Figure 00000007
Figure 00000007

tаприор - априорно эвристически заданное время на n-смысловой элемент;t a priori - a priori heuristically given time for an n-semantic element;

Кзад - коэффициент, характеризующий долю обучающихся, взгляд которых соответствует элементу смыслового блока визуальной обучающей информации в момент привлечения внимания, %.To ass - a coefficient characterizing the proportion of students whose look corresponds to the element of the semantic block of visual training information at the time of attention,%.

16. Записывают в БД откорректированное значения времени на представление визуальной обучающей информации (бл. 13, фиг. 1).16. The corrected time values for the presentation of visual training information are recorded in the database (bl. 13, Fig. 1).

Достоверность данных по откорректированному распределению времени на демонстрацию смысловых блоков может быть повышена путем проведения n аналогичных обучающих занятий (пример представлен на фиг. 7).The reliability of the data on the adjusted distribution of time for the demonstration of semantic blocks can be improved by conducting n similar training sessions (an example is presented in Fig. 7).

Пример реализации предлагаемого способаAn example implementation of the proposed method

Продолжительность одного обучающего процесса 90 мин. За один процесс аудиторию посетило 10 обучающихся. Обучающая визуальная информация состоит из 10 смысловых блоков, обучающий самостоятельно распределил время на демонстрацию смысловых блоков равномерно - по 9 мин на блок. Каждый смысловой блок содержит смысловые элементы, обучающий самостоятельно распределяет время на привлечение внимания обучающихся к каждому смысловому элементу. На 1 смысловом блоке обучающий определил, что время привлечения внимания обучающихся к 1 смысловому элементу - 2 минуты, ко 2 - 7 минут.The duration of one training process is 90 minutes. In one process, 10 students visited the audience. Educational visual information consists of 10 semantic blocks, the educator independently distributed the time for demonstration of semantic blocks evenly - 9 minutes per block. Each semantic block contains semantic elements, the teacher independently allocates time to attract the attention of students to each semantic element. On the 1 semantic block, the teacher determined that the time to attract the attention of students to 1 semantic element is 2 minutes, to 2 - 7 minutes.

На фиг. 2 представлен первый смысловой блок из визуальной информации, состоящий из 2-х элементов. В данном примере рассмотрено, когда обучающий привлекает внимание обучающихся на смысловой элементIn FIG. 2 presents the first semantic block of visual information, consisting of 2 elements. In this example, it is considered when a student draws the attention of students to a semantic element

1. Камеры со скоростью 1 раз/мин поочередно замеряют область фиксации взгляда каждого обучающегося. Место фиксации обозначено на фиг.1. Cameras at a speed of 1 time / min alternately measure the area of fixation of the gaze of each student. The fixing location is indicated in FIG.

2. 2 точками a1-a10 (первая минута); b1-b10 (вторая минута).2.2 points a1-a10 (first minute); b1-b10 (second minute).

На координатной плоскости построена описанная вокруг смыслового элемента окружность радиуса R. Центром окружности является точка А с координатами (х=18,75; у=7,75), точка В - это произвольная точка на окружности с координатами (х=10; у=10,75).A circle of radius R described around a semantic element is constructed on the coordinate plane. The center of the circle is point A with coordinates (x = 18.75; y = 7.75), point B is an arbitrary point on the circle with coordinates (x = 10; y = 10.75).

Радиус окружности является гипотенузой в прямоугольном треугольнике с катетами равными Вх - Ах и By - Ay (фиг. 3).The radius of the circle is the hypotenuse in a right-angled triangle with legs equal to Bx - Ax and By - Ay (Fig. 3).

Система рассчитывает радиус окружности в квадрате по теореме Пифагора (4):The system calculates the radius of the circle squared by the Pythagorean theorem (4):

Figure 00000008
Figure 00000008

По данной формуле система рассчитывает расстояние от центра описанной вокруг смыслового блока окружности до каждой точки фиксации взгляда каждого обучающегося и сравнивает полученные результаты.According to this formula, the system calculates the distance from the center of the circle circumscribed around the semantic block to each point of fixing the gaze of each student and compares the results.

Если расстояние от центра окружности до точки фиксации взгляда каждого обучающегося ≤R, обучающийся смотрит в описанную окружность.If the distance from the center of the circle to the point of fixation of the gaze of each student is ≤R, the student looks into the circumscribed circle.

Если расстояние от центра окружности до точки фиксации взгляда каждого обучающегося >R, обучающийся не смотрит в описанную окружность.If the distance from the center of the circle to the point of fixation of the gaze of each student is> R, the student does not look into the circumscribed circle.

Расчет относительно области заданной описанной окружностью вокруг смыслового элемента 1:Calculation relative to the area given by the described circle around the semantic element 1:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Взгляд обучающегося сконцентрирован на смысловом блоке согласованно пространству и времени с обучающим:The learner’s view is concentrated on the semantic block in coordination with space and time with the learner:

Точка a1 (х=11; у=6,5)Point a1 (x = 11; y = 6.5)

Figure 00000011
Figure 00000011

Точка а2 (х=12,5; у=8)Point a2 (x = 12.5; y = 8)

Figure 00000012
Figure 00000012

Точка а3 (х=12,25; у=11,25)Point a3 (x = 12.25; y = 11.25)

Figure 00000013
Figure 00000013

Точка а4 (х=15; у=11)Point a4 (x = 15; y = 11)

Figure 00000014
Figure 00000014

Точка а5 (х=16,5=; у=6,5)Point a5 (x = 16.5 =; y = 6.5)

Figure 00000015
Figure 00000015

Точка а6 (х=12,75; у=5,25)Point a6 (x = 12.75; y = 5.25)

Figure 00000016
Figure 00000016

Точка а7 (х=11,25; у=8)Point a7 (x = 11.25; y = 8)

Figure 00000017
Figure 00000017

Точка а8 (х=16; у=10)Point a8 (x = 16; y = 10)

Figure 00000018
Figure 00000018

Точка а9 (х=13,25; у=11)Point a9 (x = 13.25; y = 11)

Figure 00000019
Figure 00000019

Точка а10 (х=14,25; у=4,75)Point a10 (x = 14.25; y = 4.75)

Figure 00000020
Figure 00000020

Точка b1 (х=11; у=10)Point b1 (x = 11; y = 10)

Figure 00000021
Figure 00000021

Точка b2 (х=13; у=10)Point b2 (x = 13; y = 10)

Figure 00000022
Figure 00000022

Точка b3 (х=13; у=6,5)Point b3 (x = 13; y = 6.5)

Figure 00000023
Figure 00000023

Точка b4 (х=15; у=5,75)Point b4 (x = 15; y = 5.75)

Figure 00000024
Figure 00000024

Точка b5 (х=16; у=5)Point b5 (x = 16; y = 5)

Figure 00000025
Figure 00000025

Точка b7 (х=11,5; у=5)Point b7 (x = 11.5; y = 5)

Figure 00000026
Figure 00000026

Взгляд обучающегося не сконцентрирован на смысловом блоке согласованно зоне и времени с обучающим:The student’s view is not concentrated on the semantic block in a coordinated area and time with the student:

Точка b6 (х=7,5; у=5)Point b6 (x = 7.5; y = 5)

Figure 00000027
Figure 00000027

Точка b8 - направленность взгляда обучающегося выходит за границы смыслового блока.Point b8 - the direction of the learner’s gaze goes beyond the boundaries of the semantic block.

Точка b9 - направленность взгляда обучающегося выходит за границы смыслового блока.Point b9 - the direction of the learner’s gaze goes beyond the boundaries of the semantic block.

Точка b10 (х=16,5; у=13)Point b10 (x = 16.5; y = 13)

Figure 00000028
Figure 00000028

За 2 минуты 16 из 20 замеров взгляда обучающихся попали в область привлечения внимания обучающим. (80%) => обучающему нет необходимости изменять темп (фиг. 5).In 2 minutes, 16 out of 20 measurements of students' gaze fell into the field of attracting attention to students. (80%) => the student does not need to change the pace (Fig. 5).

На фиг. 4 представлен аналогичный 2-й смысловой блок.In FIG. 4 presents a similar 2nd semantic block.

Камеры со скоростью 1 раз/мин поочередно замеряют область фиксации взгляда каждого обучающегося. Место фиксации обозначено на рисунке точками a1-a10 (первая минута); b1-b10 (вторая минута).Cameras with a speed of 1 time / min alternately measure the area of fixation of the gaze of each student. The fixation point is indicated in the figure by dots a1-a10 (first minute); b1-b10 (second minute).

Расчет относительно области заданной описанной окружностью вокруг смыслового элемента 1:Calculation relative to the area given by the described circle around the semantic element 1:

Figure 00000029
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

Взгляд обучающегося сконцентрирован на смысловом блоке согласованно пространству и времени с обучающим:The learner’s view is concentrated on the semantic block in coordination with space and time with the learner:

Точка a1 (х=11; у=6,5)Point a1 (x = 11; y = 6.5)

Figure 00000031
Figure 00000031

Точка а2 (х=12,5; у=8)Point a2 (x = 12.5; y = 8)

Figure 00000032
Figure 00000032

Точка а3 (х=12,25; у=11,25)Point a3 (x = 12.25; y = 11.25)

Figure 00000033
Figure 00000033

Точка а4 (х=15; у=11)Point a4 (x = 15; y = 11)

Figure 00000034
Figure 00000034

Точка а5 (х=16,5=; у=6,5)Point a5 (x = 16.5 =; y = 6.5)

Figure 00000035
Figure 00000035

Точка а6 (х=12,75; у=5,25)Point a6 (x = 12.75; y = 5.25)

Figure 00000036
Figure 00000036

Точка а7 (х=11,25; у=8)Point a7 (x = 11.25; y = 8)

Figure 00000037
Figure 00000037

Точка а8 (х=16; у=10)Point a8 (x = 16; y = 10)

Figure 00000038
Figure 00000038

Точка а9 (х=13,25; у=11)Point a9 (x = 13.25; y = 11)

Figure 00000039
Figure 00000039

Точка а10 (х=14,25; у=4,75)Point a10 (x = 14.25; y = 4.75)

Figure 00000040
Figure 00000040

Точка b1 (х=15,75; у=5)Point b1 (x = 15.75; y = 5)

Figure 00000041
Figure 00000041

Взгляд обучающегося не сконцентрирован на смысловом блоке согласованно пространству и времени с обучающим:The learner’s view is not concentrated on the semantic block in coordination with space and time with the learner:

Точка b2 (х=25,5; у=13,5)Point b2 (x = 25.5; y = 13.5)

Figure 00000042
Figure 00000042

Точка b3 (х=8,5; у=5)Point b3 (x = 8.5; y = 5)

Figure 00000043
Figure 00000043

Точка b4 (х=5,5; у=8,25)Point b4 (x = 5.5; y = 8.25)

Figure 00000044
Figure 00000044

Точка b5 (х=20,5; у=7,25)Point b5 (x = 20.5; y = 7.25)

Figure 00000045
Figure 00000045

Точка b6 - направленность взгляда обучающегося выходит за границы смыслового блока.Point b6 - the direction of the learner’s gaze goes beyond the boundaries of the semantic block.

Точка b7 - направленность взгляда обучающегося выходит за границы смыслового блока.Point b7 - the direction of the learner’s gaze goes beyond the boundaries of the semantic block.

Точка b8 (х=13; у=14)Point b8 (x = 13; y = 14)

Figure 00000046
Figure 00000046

Точка b9 - направленность взгляда обучающегося выходит за границы смыслового блока.Point b9 - the direction of the learner’s gaze goes beyond the boundaries of the semantic block.

Точка b10 (х=20; у=4,75)Point b10 (x = 20; y = 4.75)

Figure 00000047
Figure 00000047

За 2 минуты 11 из 20 замеров взгляда обучающихся попали в область привлечения внимания обучающим. (55%) => 55% < 70% => обучающему необходимо уменьшить априорно эвристически заданное время на данный элемент смыслового блока.For 2 minutes, 11 out of 20 measurements of students' gaze fell into the field of attracting attention to students. (55%) => 55% <70% => the student needs to reduce the a priori heuristically given time by this element of the semantic block.

По формуле (5): 2 - ((1-0,55)*2) = 2 - 0,9 = 1,1 => обучающему необходимо уменьшить время привлечения внимания обучающихся к смысловому элементу 1 на 0,9 минуты.According to the formula (5): 2 - ((1-0.55) * 2) = 2 - 0.9 = 1.1 => the student needs to reduce the time to attract students to the semantic element 1 by 0.9 minutes.

Действия способа с п. 5 по п. 11 повторяются идентично для каждого элемента смыслового блока.The actions of the method from p. 5 to p. 11 are repeated identically for each element of the semantic block.

Таким образом, достигается заявленный технический результат - коррекция распределения времени на представление визуальной обучающей информации на основе формирования БД объективной статистической информации о динамике характера привлечения внимания обучающихся к демонстрируемым смысловым блокам визуальной обучающей информации.Thus, the claimed technical result is achieved — the correction of the distribution of time for the presentation of visual training information based on the formation of a database of objective statistical information on the dynamics of the nature of attracting students' attention to the demonstrated semantic blocks of visual training information.

Claims (1)

Способ коррекции распределения времени на представление визуальной обучающей информации, заключающийся в том, что формируют несколько самостоятельных смысловых блоков из визуальной информации, предъявляют их на демонстрационном экране, регистрируют положения глаз, перемещения, траекторию движения и продолжительность фиксаций, отличающийся тем, что предварительно технически оснащают аудиторное помещение средствами дистанционного определения параметров обучающихся, сбора и обработки данных, задают значение коэффициента - Кзад, характеризующего долю обучающихся, положение взгляда которых соответствует положению элемента смыслового блока в момент привлечения внимания, проводят разметку на демонстрационном экране 2-мерной координатной сетки, строят описанную окружность вокруг графического изображения каждого элемента смыслового блока, последовательно показывают на демонстрационном экране группе обучающихся предварительно сформированные самостоятельные блоки визуальной обучающей информации, регистрируют положения глаз, перемещения, траекторию движения и продолжительность фиксаций взгляда каждого i-го обучающегося на каждый j-й смысловой блок, рассчитывают R описанной вокруг каждого элемента смыслового блока окружности для фиксации области зоны привлечения внимания, вычисляют Li - расстояния от центра окружности, описанной вокруг элемента смыслового блока, до координат точки взгляда каждого i-го обучающегося, вычисляют Кфакт ti - фактический коэффициент для каждого элемента смыслового блока, характеризующий долю обучающихся, положение взгляда в момент привлечения внимания которых удовлетворяет условию Li≤R, записывают в базу данных (БД) значения Кфакт ti, сравнивают Кфакт ti и Кзад, в случае, когда значение Кфакт tiзад, то распределение априорного эвристически заданного времени на демонстрацию и восприятие элемента смыслового блока визуальной обучающей информации оставляют неизменным, в случае, когда значение Кфакт tiзад, увеличивают априорное эвристически заданное время на привлечение внимания к элементу смыслового блока пропорционально изменению Кфакт ti, в случае, когда значение Кфакт tiзад, уменьшают априорное эвристически заданное время на привлечение внимания к элементу смыслового блока пропорционально изменению Кфакт ti, записывают в БД откорректированные значения времени на представление визуальной обучающей информации.A method for correcting the distribution of time for the presentation of visual training information, which consists in the fact that they form several independent semantic blocks from visual information, present them on a demo screen, register the positions of the eyes, movements, the trajectory of movement and the duration of fixations, characterized in that they are technically equipped with classroom information means room enrolled remote determination parameters, data collection and processing, set the value of the coefficient - K ass ha characterizing the proportion of students whose gaze position corresponds to the position of the element of the semantic block at the time of attracting attention, carry out marking on the demonstration screen of a 2-dimensional coordinate grid, construct the circumscribed circle around the graphic image of each element of the semantic block, consistently show pre-formed independent blocks on the demo screen visual training information, register the position of the eyes, displacements, the trajectory of movement, and the duration of the fixations of the gaze of each i-th student to each j-th semantic block, calculate R described around each element of the semantic block of the circle to fix the area of the zone of attention, calculate L i - the distance from the center of the circle described around the element of the semantic block to the coordinates of the point each i-th student’s gaze, K fact ti is calculated - the actual coefficient for each element of the semantic block, characterizing the proportion of students whose gaze position is satisfactory breaks the condition Li≤R, writes the K fact ti values to the database (DB), compares the K fact ti and K ass , in the case when the K value is ti = K ass , then the distribution of the a priori heuristically specified time for demonstration and perception of the semantic element block visual training information is left unchanged, in the case when the value of K fact ti > K ass , increase the a priori heuristic time to draw attention to the element of the semantic block in proportion to the change in K fact ti , in the case when the value of K fact ti <K ass , reduce a priori The new heuristically specified time for drawing attention to the element of the semantic block is proportional to the change in K fact ti , the corrected time values for the presentation of visual training information are recorded in the database.
RU2017113578A 2017-04-19 2017-04-19 Method of correction of distribution of time to representation of visual training information RU2644329C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113578A RU2644329C1 (en) 2017-04-19 2017-04-19 Method of correction of distribution of time to representation of visual training information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113578A RU2644329C1 (en) 2017-04-19 2017-04-19 Method of correction of distribution of time to representation of visual training information

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2644329C1 true RU2644329C1 (en) 2018-02-08

Family

ID=61173825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017113578A RU2644329C1 (en) 2017-04-19 2017-04-19 Method of correction of distribution of time to representation of visual training information

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2644329C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090216092A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Acunetx, Inc. System for analyzing eye responses to accurately detect deception
RU2481620C1 (en) * 2011-10-17 2013-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский торгово-экономический институт" Method to monitor information safety of automated systems
US20130242262A1 (en) * 2005-10-07 2013-09-19 Percept Technologies Inc. Enhanced optical and perceptual digital eyewear
RU2529482C2 (en) * 2012-12-20 2014-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "МедиаЛаборатория" Method for assessing information perception

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130242262A1 (en) * 2005-10-07 2013-09-19 Percept Technologies Inc. Enhanced optical and perceptual digital eyewear
US20090216092A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Acunetx, Inc. System for analyzing eye responses to accurately detect deception
RU2481620C1 (en) * 2011-10-17 2013-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский торгово-экономический институт" Method to monitor information safety of automated systems
RU2529482C2 (en) * 2012-12-20 2014-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "МедиаЛаборатория" Method for assessing information perception

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8531354B2 (en) Image generation system
Stoffregen et al. Postural stabilization of perceptual but not cognitive performance
US10474793B2 (en) Systems, apparatus and methods for delivery and augmentation of behavior modification therapy and teaching
Lamb et al. Virtual reality: A tool for preservice science teachers to put theory into practice
US20170150907A1 (en) Method and system for quantitative assessment of visual motor response
Mano et al. Using emotion recognition to assess simulation-based learning
Bennett et al. Assessing visual search performance in ocular compared to cerebral visual impairment using a virtual reality simulation of human dynamic movement
AU2016410178A1 (en) Method and system for quantitative assessment of visual motor response
Edwards et al. Sensor-based methodological observations for studying online learning
Kassner et al. PUPIL: constructing the space of visual attention
Chukoskie et al. Quantifying gaze behavior during real-world interactions using automated object, face, and fixation detection
Herbelin Virtual reality exposure therapy for social phobia
Banire et al. The effects of visual stimuli on attention in children with autism spectrum disorder: an eye-tracking study
Bourguet et al. The impact of a social robot public speaker on audience attention
RU2644329C1 (en) Method of correction of distribution of time to representation of visual training information
WO2009022924A1 (en) Image generation system
Kuklick et al. Developing physical educators’ knowledge of opaque and transparent technologies and its implications for student learning
El Haddioui Eye Tracking Applications for E-Learning Purposes: An Overview and Perspectives
Bennett et al. Looking at faces: autonomous perspective invariant facial gaze analysis
Doan et al. Smart Desk in Hybrid Classroom: Research and Implement a System to detect Inattentive Students
Peterson et al. Differential visual and auditory effects in a crossmodal induced Roelofs illusion.
Ito et al. Detecting Concentration of Students Using Kinect in E-learning
Liu et al. Applying AI analysis-based IoT system control to the individualized learning field
KR102625583B1 (en) Virtual reality based visual perseption analysis system, virtual reality based visual perseption analysis method and computer program stored in a recording medium to execute the method thereof
Kassner et al. Pupil