Date of Award

10-2023

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Software Engineering

Department

Computer Science and Software Engineering

First Advisor

Jose Berengueres

Abstract

This research focuses on enhancing autism education by integrating interactive videos and AI solutions to improve teacher training. As the number of autistic students rises, it becomes crucial for special education teachers to employ effective teaching strategies tailored to individual needs. The most effective teaching methods for autistic students involve understanding the condition and incorporating customized instruction strategies, such as adapting assignments to suit the student's needs, assisting those with difficulty speaking, and employing visual aids for better organization. The proposed solution involves utilizing interactive video technology to train teachers, bridging the gap between research and practical implementation of educational interventions. Additionally, an AI Chatbot is integrated to provide real-time guidance and personalized assistance, fostering a more responsive and adaptive educational environment. Traditional teacher training methods can be both expensive and time-consuming. In contrast, interactive videos provide a proactive and flexible way to access training content, empowering teachers to engage with the material dynamically and take control of their learning experiences. The main objective of this thesis is to improve teacher training in teaching autistic children through the innovative use of interactive videos and AI solutions. Three research questions guide this study: (RQ1) What is the impact of creating interactive videos to assist individuals in understanding autistic behaviors? (RQ2) What are the benefits of using interactive videos for effectively managing and supporting autistic students? (RQ3) How does integrating an AI Chatbot contribute to improving support systems and understanding in the education of autistic students? The research methodology employs the Lean UX product cycle, utilizing Canva for interactive video model development, Mindstamp for enhanced iteration, and Microsoft Forms for survey implementation. The study explores the integration of an AI Chatbot within the interactive learning environment, specifically tailored to support shadow teachers, and is executed in Google Colaboratory. Results indicate that using interactive videos in teacher training positively impacts the education and support provided to autistic children. The comparison of training methods, including current teaching practices, interactive videos, and AI teacher (Chatbot), reveals the effectiveness of the proposed innovative approaches. The questionnaire results affirm the utility and positive impact of interactive videos and AI Chatbots on training individuals. This research contributes to the advancement of autism education by showcasing the potential of interactive videos and AI solutions in teacher training. Training using interactive videos provides a better understanding of how to teach autistic children efficiently.

Arabic Abstract


تعزيز تعليم التوحد: استكشاف مقاطع الفيديو التفاعلية وتكامل الذكاء الاصطناعي للتدريس الفعال

يركز هذا البحث على تعزيز تعليم التوحد من خلال دمج مقاطع الفيديو التفاعلية وحلول الذكاء الاصطناعي لتحسين تدريب المعلمين. مع ارتفاع عدد الطلاب المصابين بالتوحد، يصبح من الضروري لمدرسي التعليم الخاص أن يستخدموا استراتيجيات تعليمية فعالة مصممة خصيصاً لتلبية الاحتياجات الفردية. تتضمن طرق التدريس الأكثر فعالية للطلاب المصابين بالتوحد فهم الحالة ودمج استراتيجيات التدريس المخصصة، مثل تكييف الواجبات لتناسب احتياجات الطالب، ومساعدة أولئك الذين يعانون صعوبة في التحدث، واستخدام الوسائل البصرية لتحسين التنظيم. يتضمن الحل المقترح استخدام تكنولوجيا الفيديو التفاعلية لتدريب المعلمين، وسد الفجوة بين البحث والتنفيذ العملي للتدخلات التعليمية. بالإضافة إلى ذلك، تم دمج Chatbot المدعم بالذكاء الاصطناعي لتوفير التوجيه في الوقت الفعلي والمساعدة الشخصية، مما يعزز بيئة تعليمية أكثر استجابة وتكيفاً. يمكن أن تكون أساليب تدريب المعلمين التقليدية باهظة الثمن وتستغرق وقتاً طويلاً. في المقابل، توفر مقاطع الفيديو التفاعلية طريقة استباقية ومرنة للوصول إلى محتوى التدريب، مما يمكن المعلمين من التفاعل مع المادة بشكل ديناميكي والتحكم في تجارب التعلم الخاصة بهم. الهدف الرئيسي من هذه الأطروحة هو تحسين تدريب المعلمين على تعليم الأطفال المصابين بالتوحد من خلال الاستخدام المبتكر لمقاطع الفيديو التفاعلية وحلول الذكاء الاصطناعي. هناك ثلاتة أسئلة بحثية توجه هذه الدراسة: (س1) ما هو تأثير إنشاء مقاطع فيديو تفاعلية لمساعدة الأفراد في فهم سلوكيات التوحد؟ (س2) ما هي فوائد استخدام مقاطع الفيديو التفاعلية لإدارة ودعم الطلاب المصابين بالتوحد بشكل فعال؟ (س3) كيف يساهم دمج Chatbot بالذكاء الاصطناعي في تحسين أنظمة الدعم والفهم في تعليم الطلاب المصابين بالتوحد؟ تستخدم منهجية البحث دورة منتج Lean UX،‏ باستخدام Canva لتصميم نماذج الفيديو التفاعلية، و Mindstamp للتكرار المحسن، و Microsoft Forms‏ لتنفيذ الاستطلاع. تستكشف الدراسة تكامل Chatbot AI في بيئة التعلم التفاعلية، المصممة خصيصاً لدعم معلمي الظل، ويتم تنفيذها في Google Colaboratory. تشير النتائج إلى أن استخدام مقاطع الفيديو التفاعلية في تدريب المعلمين يؤثر بشكل إيجابي على التعليم والدعم المقدم للأطفال المصابين بالتوحد. وتكشف مقارنة طرق التدريب، بما في ذلك ممارسات التدريس الحالية ومقاطع الفيديو التفاعلية ومعلم الذكاء الاصطناعي Chatbot، عن فعالية الأساليب المبتكرة المقترحة. تؤكد نتائج الاستبيان فائدة وتأثير مقاطع الفيديو التفاعلية وروبوتات الدردشة المدعمة بالذكاء الاصطناعي في تدريب الأفراد. يساهم هذا البحث في تطوير تعليم التوحد من خلال عرض إمكانات مقاطع الفيديو التفاعلية وحلول الذكاء الاصطناعي في تدريب المعلمين. يوفر التدريب باستخدام مقاطع الفيديو التفاعلية فهماً أفضل لكيفية تعليم الأطفال المصابين بالتوحد بكفاءة.

Download
COinS