Μοντέλα προσαρμογής σε εποικοδομικά περιβάλλοντα μάθησης

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ στην ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Δελλιόπουλος Ιωάννης Μοντέλα προσαρμογής σε εποικοδομικά περιβάλλοντα μάθησης (Adaptive Models for constructivist learning environments) Επιβλέπων: ΣΤΑΥΡΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΑΔΗΣ Λέκτορας Διπλωματική Εργασία που υποβάλλεται στο πλαίσιο της μερικής εκπλήρωσης των απαιτήσεων για την απόκτηση Μεταπτυχιακού Διπλώματος στην Πληροφορική με εξειδίκευση στη Κατεύθυνση «Τεχνολογίες Πληροφορίας & Επικοινωνιών στην Εκπαίδευση» ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, 2007

2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ <ΣΤΑΥΡΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΑΔΗΣ>, Λέκτορας <ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΚΑΡΑΝΙΚΑΣ>, Καθηγητής <ΘΡΑΣΥΒΟΥΛΟΣ ΤΣΙΑΤΣΟΣ>, Λέκτορας Η έγκριση της Διπλωματικής αυτής Εργασίας από το Τμήμα Πληροφορικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσσαλονίκης δεν υποδηλώνει την αποδοχή των γνωμών του συγγραφέα. (Νόμος 5343/32, άρθρο 202, παρ. 2) 2

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η εργασία αυτή παρουσιάζει τη σχεδίαση της αρχιτεκτονικής ενός εποικοδομικού περιβάλλοντος μάθησης στο οποίο εφαρμόζονται μοντέλα προσαρμογής. Στα αρχικά κεφάλαια γίνεται μια ιστορική ανασκόπηση των εννοιών του εποικοδομισμού και της προσαρμοστικότητας καθώς και υπαρχόντων εκπαιδευτικών συστημάτων που ανήκουν είτε στην κατηγορία των εποικοδομικών είτε στην κατηγορία των προσαρμοστικών. Καταλήγει στο τελευταίο κεφάλαιο με τη δική μας σχεδιαστική πρόταση. Μια πρόταση που προσπαθεί να ενσωματώσει, όσο πιο ορθά μπορεί, όλες τις θεωρητικές αρχές που πρέπει να διέπουν ένα σύγχρονο εκπαιδευτικό περιβάλλον μάθησης. Η σχεδίαση της παρούσας αρχιτεκτονικής είναι ένα πρώτο βήμα για τη σχεδίαση και ανάπτυξη μελλοντικά εποικοδομικών προσαρμοστικών συστημάτων. 3

4 SUMMARY This work presents the designing of an architecture of a constructivist learning environment which uses adaptive models to goal adaptivity. In the beginning of the work we make a reference to the past to remember the meanings of constructivism and adaptivity. We consider learning systems that are constructivist or adaptive. Finally, at the last chapter we present our architecture. This architecture tries to embody all the theoretical principals that should have a modern educational system and trying to be this architecture a first step for the future development of such a system. 4

5 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Με την ολοκλήρωση της παρούσας διπλωματικής εργασίας κλείνει ένας μεγάλος κύκλος σπουδών. Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον επιβλέποντα της διπλωματικής εργασίας, κ. Σταύρο Δημητριάδη, Λέκτορα του Τμήματος Πληροφορικής Α.Π.Θ., για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε αναθέτοντάς μου την εκπόνηση της συγκεκριμένης εργασίας και για την άψογη συνεργασία και πολύτιμη καθοδήγησή του κατά τη διάρκεια της εκπόνησής της. Έπειτα θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους καθηγητές μου από το προπτυχιακό και μεταπτυχιακό τμήμα των σπουδών μου, γιατί ο καθένας συνέβαλε με το δικό του τρόπο στη μέχρι σήμερα εξέλιξη μου. Θα ήθελα ακόμη να ευχαριστήσω τους πολύ καλούς μου φίλους Τσακιρίδη Παύλο και Πάλλα Γιώργο για τη στήριξη και τη συμπαράσταση τους σε μια δύσκολη για μένα περίοδο. Τέλος, θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου προς την οικογένεια μου, για τη συνεχή ηθική υποστήριξη τους. 5

6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Μοντέλο σχεδίασης εποικοδομικών περιβαλλόντων Πρόβλημα Σχετικές περιπτώσεις Πηγές πληροφόρησης Γνωστικά εργαλεία Εργαλεία συζήτησης και συνεργασίας Κοινωνική συναφής υποστήριξη Υποστήριξη της μάθησης σε εποικοδομικά περιβάλλοντα μάθησης Modeling Coaching Scaffolding Μελέτη Περίπτωσης: Το σύστημα «Αλληλεπιδράσεις Σωμάτων» Εισαγωγή Διαμορφωτική αξιολόγηση του λογισμικού Η τελική έρευνα και η συνολική αξιολόγηση του λογισμικού Συμπεράσματα...18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ITS (Intelligent Tutorial System) Adaptive Hypermedia System (AHS) Προσαρμοστικά συστήματα Επίπεδα προσαρμογών Επίπεδα προσαρμογής κατά τον De Bra Επίπεδα προσαρμογής κατά τον Brusilovsky Τεχνολογίες υλοποίησης προσαρμοστικών συστημάτων Τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα προσαρμοστικά συστήματα Διαδοχή γνωστικών μονάδων (Adaptive sequencing curriculum) Ευφυής ανάλυση λύσεων (Intelligent solution analysis) Αλληλεπιδραστική υποστήριξη λύσεων (Interactive problem solving support) Λύση προβλημάτων βασισμένη σε προβλήματα (Example Based Problem) Προσαρμοστική παρουσίαση (Adaptive presentation) Υποστήριξη συνεργασίας (Support collaboration) Προσαρμοστική πλοήγηση (Adaptive navigation support) Αρχιτεκτονική σχεδίαση προσαρμοστικών συστημάτων Πως γίνεται η προσαρμογή; Μοντέλο Εκπαιδευόμενου/Χρήστη (User Model) Overlay Model Μοντέλο στερεοτύπων Μοντέλα αβεβαιότητας

7 2.9.4 Μαθησιακός Τύπος στα προσαρμοζόμενα εκπαιδευτικά υπερμέσα Βασικές Θεωρίες Μαθησιακών Τύπων Μοντέλο Γνωσιακής Βάσης ( Domain model ) Μελέτη Περίπτωσης: Το σύστημα AES-CS AES-CS: Προσαρμοστικό σύστημα Υπερμέσων με Βάση το Γνωστικό Στυλ του εκπαιδευόμενου Σχεδιαστική Προσέγγιση Αρχιτεκτονική Συστήματος...42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΥ ΕΦΑΡΜΟΖΟΥΝ ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗ Εισαγωγή Παρουσίαση των συστημάτων KBS-Hyperbook AESOM ProSys...52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Εισαγωγή Εκπαιδευτικά Προβλήματα Παράγοντες Εκπαιδευτικών Προβλημάτων (Problem Variations) Κατηγορίες προβλημάτων Group Model Μεταβλητές Χρήστη Εκπαιδευόμενου Scaffolding Model Script Model Αρχιτεκτονική Εποικοδομικού Προσαρμοστικού Συστήματος (ΑΕΠΣ) Μεταβλητές Χρήστη Εκπαιδευόμενου Group Model Domain Problem Model Scaffolding Model και Script Model Κυρίως Σύστημα Στόχος...69 ΑΝΑΦΟΡΕΣ

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΣΜΟΣ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το διδακτικό μοντέλο που χρησιμοποιείται στις περισσότερες χώρες του κόσμου από την αρχαιότητα έως και σήμερα είναι αυτό που αντιμετωπίζει τη διδασκαλία ως μεταβίβαση της γνώσης από τον εκπαιδευτή στον εκπαιδευόμενο. Ως καινοτόμος εκπαιδευτική θεωρία που έρχεται να αντισταθμίσει τα παλιά εκπαιδευτικά μοντέλα παρουσιάζεται ο εποικοδομισμός (constructivism). Ο εποικοδομισμός αποτελεί μια διαφορετική προσέγγιση του φαινόμενου της μάθησης. Σύμφωνα με τις θεωρίες των Piaget και Vygotsky (20 ος αιώνας) (Gros 2002) ο εποικοδομισμός προσπαθεί να θέσει τον εκπαιδευόμενο στο κέντρο της εκπαιδευτικής διαδικασίας και να του επιτρέψει να οικοδομήσει μόνος του τη γνώση. Το πετυχαίνει αυτό, εμπλέκοντας τον εκπαιδευόμενο στην επίλυση ρεαλιστικών αυθεντικών προβλημάτων, παρέχοντας του το κατάλληλο πλαίσιο εργασίας. Σύμφωνα με τον εποικοδομισμό, η μάθηση προέρχεται κυρίως από αυτά που ήδη ξέρουμε και μόνο ένα μέρος της μάθησης συντελείται με την απόκτηση καινούριων γνώσεων. Το μεγαλύτερο όμως μέρος από αυτά που μαθαίνουμε στη ζωή είτε περικλείεται σε αυτά που ήδη ξέρουμε, είτε τροποποιούνται οι προϋπάρχουσες γνώσεις. Τρεις είναι οι πιθανοί τρόποι αλλαγής των νοητικών μοντέλων των εκπαιδευόμενων που μπορεί να θεωρηθούν ως τρόποι εποικοδομικής μάθησης: η επαύξηση, η εναρμόνιση και η αναδιοργάνωση. Η επαύξηση είναι η προσθήκη νέων στοιχείων στις υπάρχουσες γνωστικές δομές χωρίς ουσιώδεις αλλαγές στο υπάρχον νοητικό μοντέλο. Η εναρμόνιση αλλάζει τις σταθερές και μεταβλητές του αρχικού μοντέλου, παραμένοντας σταθερή η βάση γνώσης και οδηγώντας σε γενίκευση ή εξειδίκευση της εφαρμοσιμότητας του τροποποιημένου μοντέλου. Η εναρμόνιση αναφέρεται στην εξελικτική αλλαγή των κατηγοριών που χρησιμοποιούνται για την ερμηνεία των πληροφοριών. Η αναδιοργάνωση αναφέρεται στη δημιουργία νέων γνωστικών δομών για την ερμηνεία νέων πληροφοριών ή για την εκ νέου ερμηνεία υπαρχουσών πληροφοριών. Η αναδιοργάνωση μπορεί να είναι ολική ή μερική (Βοσνιάδου 1998). Η ολική συνδέεται με τα στάδια της νοητικής ανάπτυξης του Piaget. Στις απόψεις του Piaget η εξελικτική αλλαγή αποδίδεται σε ολικές αναδιοργανώσεις που είναι γνωστές ως στάδια ή περίοδοι. Αυτός ο τύπος της αναδιοργάνωσης περιορίζει την ικανότητα των εκπαιδευόμενων να αποκτήσουν γνώσεις σε όλους τους τομείς. Η μερική αναδιοργάνωση δεν αποδίδεται στην ανάπτυξη της σκέψης αλλά στην επαύξηση της γνώσης πάνω σε ειδικά θέματα, προϊόν της εμπειρίας ή της διδασκαλίας. Οι εκπαιδευόμενοι αρχίζουν με λίγες εννοιολογικές δομές (απλές θεωρίες) οι οποίες τροποποιούνται και διαφοροποιούνται κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης σε άλλες. Βέβαια η διαδικασία αυτή μπορεί να μην είναι απλή πρόσθεση πληροφοριών σε μια ήδη υπάρχουσα αλλά περιορισμένη βάση, αλλά και διαμόρφωση καινούριων μοντέλων και θεωριών, δηλαδή αυτό που ονομάζεται «γενεσιουργός μάθηση». Η μερική αναδιοργάνωση μπορεί να είναι είτε ασθενής, με την πρόσθεση καινούριων στοιχείων στις υπάρχουσες δομές, είτε ριζοσπαστική με θεμελιακή αλλαγή των γνωστικών σχημάτων. 8

9 Μια εποικοδομική προσέγγιση στη μάθηση και στη διδασκαλία (Driver et al 1998) περιλαμβάνει: τη φάση του προσανατολισμού όπου προκαλείται το ενδιαφέρον των εκπαιδευόμενων τη φάση της ανάδειξης των ιδεών των εκπαιδευόμενων όπου ο εκπαιδευτής ανακαλύπτει με γραπτό η προφορικό τρόπο τις ιδέες τους τη φάση της αναδόμησης των ιδεών όπου επιδιώκεται μέσα από ενδοπροσωπικές συγκρούσεις των εκπαιδευόμενων, η αυτόβουλη και οικιοθελής μετατόπισή τους από τις δικές τους ιδέες σε άλλες πλησιέστερες στο επιστημονικό πρότυπο τη φάση της εφαρμογής των νέων ιδεών όπου συσχετίζεται η νέα γνώση με τις εμπειρίες τις καθημερινής ζωής και τέλος τη φάση της ανασκόπησης όπου γίνεται σύγκριση των αρχικών και των νέων απόψεων. 1.2 Μοντέλο σχεδίασης εποικοδομικών περιβαλλόντων Ακολουθώντας τη θεωρία του εποικοδομισμού ο Jonassen προχώρησε παραπέρα αναπτύσσοντας ένα μοντέλο για τη σχεδίαση εποικοδομικών περιβαλλόντων. Με βάση το μοντέλο του Jonassen τα κύρια χαρακτηριστικά που θα πρέπει να έχει η αρχιτεκτονική ενός εποικοδομικού εκπαιδευτικού συστήματος είναι τα ακόλουθα: Πρόβλημα Σχετικές περιπτώσεις Πηγές πληροφόρησης Γνωστικά εργαλεία Εργαλεία συζήτησης και συνεργασίας Κοινωνική/συναφής υποστήριξη Πρόβλημα Το πρόβλημα, εργασία, ερώτηση ή θέμα, που αποτελεί την εστία του μοντέλου. Τελικός στόχος του εκπαιδευόμενου είναι η επίλυση του προβλήματος ή η ολοκλήρωση της εργασίας ή η απάντηση της ερώτησης ή η επίλυση εκ νέου ενός θέματος. Η διαφορά ανάμεσα σε ένα Εποικοδομικό Περιβάλλον Μάθησης και στα υπόλοιπα συστήματα μάθησης είναι ότι εδώ το πρόβλημα οδηγεί τη μάθηση. Ο χώρος του προβλήματος χωρίζεται σε τρία τμήματα, το Πλαίσιο του προβλήματος (problem context), την Αναπαράσταση του προβλήματος (problem representation) και τον Επιδέξιο Χειρισμό του προβλήματος (manipulation space). Πλαίσιο προβλήματος: αποτελεί ουσιώδες ζήτημα ο χώρος που τοποθετείται το πρόβλημα. Πρέπει είναι ρεαλιστικός αυθεντικός και αυτό γιατί το ίδιο πρόβλημα αν τοποθετηθεί σε διαφορετικό κοινωνικό ή εργασιακό περιβάλλον είναι διαφορετικό πρόβλημα. 9

10 Αναπαράσταση του προβλήματος: η αναπαράσταση του προβλήματος πρέπει να είναι ενδιαφέρουσα και ευχάριστη. Πρέπει να κινήσει το ενδιαφέρον του εκπαιδευόμενου. Για παράδειγμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια εικονική αναπαράσταση του κόσμου του προβλήματος. Ουσιαστικά η αναπαράσταση του προβλήματος προσομοιώνει το πρόβλημα σε ένα φυσικό πλαίσιο. Χώρος για τον επιδέξιο χειρισμό του προβλήματος: με σκοπό οι εκπαιδευόμενοι να αποκτήσουν ουσιώδη μάθηση, πρέπει να εμπλακούν ενεργά στον χειρισμό της λύσης του προβλήματος. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί κατασκευάζοντας ένα προϊόν ή με τη διαχείριση παραμέτρων ή με τη λήψη αποφάσεων Σχετικές περιπτώσεις Η κατανόηση ενός προβλήματος απαιτεί εμπειρία και μάλιστα εμπειρία σε παρόμοια προβλήματα ή καταστάσεις. Οπότε κρίνεται σκόπιμο ένα εποικοδομικό εκπαιδευτικό σύστημα να παρέχει σχετικές περιπτώσεις προβλημάτων με το πρόβλημα που επιλύει ο εκπαιδευόμενος εκείνη τη στιγμή. Ουσιαστικά αποτελούν ένα πλαίσιο στήριξης της μνήμης παρέχοντας αναπαραστάσεις από εμπειρίες που οι εκπαιδευόμενοι δεν είχαν. Με τη σειρά τους οι χρήστες μπορούν να ελέγξουν τις σχετικές περιπτώσεις που τους παρέχονται, να κάνουν τις συγκρίσεις τους και να κατανοήσουν τι έχουν κάνει ως εκείνη τη στιγμή, αν είναι στη σωστή κατεύθυνση για την επίλυση του προβλήματος, να ανιχνεύσουν πιθανές μελλοντικές παγίδες ή να διορθώσουν λάθη που ήδη έχουν κάνει Πηγές πληροφόρησης Με σκοπό να ερευνήσουν τα προβλήματα, οι εκπαιδευόμενοι χρειάζονται πηγές πληροφοριών. Αυτές οι πηγές πληροφοριών θα τους βοηθήσουν να οικοδομήσουν τα νοητικά τους μοντέλα και να σχεδιάσουν υποθέσεις που θα οδηγήσουν στο χειρισμό του χώρου του προβλήματος. Την πιο σημαντική πηγή πληροφοριών σήμερα αποτελεί το WWW (World Wide Web) Γνωστικά εργαλεία Ποιες είναι οι ιδιαιτερότητες και οι ικανότητες των χρηστών που θα θέλαμε να έχουν για να λύσουν ένα πρόβλημα; Τις έχουν όντως; Είναι δυο ερωτήσεις που θα πρέπει να απασχολούν ένα σχεδιαστή εποικοδομικού εκπαιδευτικού περιβάλλοντος. Στην περίπτωση που δεν έχει ο εκπαιδευόμενος κάποιες ικανότητες έτσι ώστε να οδηγηθεί σε ώριμα και ασφαλή συμπεράσματα, πρέπει το σύστημα να του παρέχει αυτές τις ικανότητες και να υποστηρίξει τις ήδη υπάρχουσες. Αυτό το πετυχαίνει με τα γνωστικά εργαλεία τα οποία είναι ουσιαστικά υπολογιστικά εργαλεία, εφαρμογές που βοηθούν στη σωστή εξαγωγή συμπερασμάτων Εργαλεία συζήτησης και συνεργασίας Η συνεργατική μάθηση μπορεί να οριστεί ως η από κοινού εργασία πάνω σε ένα συγκεκριμένο θέμα με τρόπο τέτοιο ώστε να προωθείται η ατομική μάθηση μέσω των συνεργατικών διεργασιών. Η συνεργατική 10

11 μάθηση σημαίνει ότι τόσο οι εκπαιδευτές όσο και οι εκπαιδευόμενοι είναι ενεργοί συμμέτοχοι στη μαθησιακή διαδικασία - η γνώση δεν είναι κάτι που παραδίδεται στους εκπαιδευόμενους, αλλά κάτι που προκύπτει από τον ενεργό διάλογο μεταξύ αυτών που προσπαθούν να κατανοήσουν και να χρησιμοποιήσουν έννοιες και τεχνικές. Η συνεργασία έχει ως αποτέλεσμα ένα επίπεδο γνώσης της κοινότητας μάθησης που είναι μεγαλύτερη από το άθροισμα των γνώσεων του κάθε μέλους ξεχωριστά: «οι συνεργατικές δραστηριότητες οδηγούν στην ανερχόμενη γνώση, που είναι το αποτέλεσμα της διάδρασης μεταξύ (όχι της συνάθροισης) των γνώσεων και απόψεων όλων όσων συμμετέχουν στο σχηματισμό της» (Whipple 1987). Ο McConnell (1994) ισχυρίζεται ότι η συνεργατική μάθηση αποτελεί πηγή πολύτιμων αποτελεσμάτων: αυξημένη ικανότητα στην ομαδική εργασία, αυτοπεποίθηση, κτλ. Ο Sharan (1990) συμφωνεί: η συνεργατική μάθηση μπορεί να προσφέρει καλύτερη κατανόηση της μαθησιακής διαδικασίας. Δεδομένων των πλεονεκτημάτων που προκύπτουν από τη χρήση της συνεργατικής μάθησης στην εκπαιδευτική διαδικασία, τα περισσότερα σύγχρονα εκπαιδευτικά συστήματα με χρήση υπολογιστή υποστηρίζουν τη συνεργατική μάθηση. Η συνεργατική μάθηση με την υποστήριξη υπολογιστή βασίζεται στο γεγονός ότι οι ΤΠΕ είναι σε θέση να υποστηρίξουν και να διευκολύνουν ομαδικές διαδικασίες και δυναμικές, τέτοιες που δεν μπορούν να επιτευχθούν πρόσωπο με πρόσωπο (κατά τη διάρκεια της δια ζώσης επικοινωνίας και συνεργασίας), χωρίς όμως αυτό να συνεπάγεται την αντικατάσταση της ανθρώπινης επικοινωνίας. Τέτοια εργαλεία που υποστηρίζουν τη συνεργατική μάθηση και τη συζήτηση είναι κάποια από τα παρακάτω: Forum Chat Whiteboard Video service Κοινωνική συναφής υποστήριξη Είναι σημαντικό να λαμβάνονται υπόψη οι φυσικές, οργανωτικές και πολιτιστικές όψεις του περιβάλλοντος στο οποίο η καινοτομία τίθεται σε εφαρμογή. 1.3 Υποστήριξη της μάθησης σε εποικοδομικά περιβάλλοντα μάθησης Για να υποστηριχθεί η μάθηση σε εποικοδομικά εκπαιδευτικά περιβάλλοντα πρέπει να υποστηριχτούν οι χρήστες με συγκεκριμένες δραστηριότητες. Αυτές είναι: Modeling Coaching Scaffolding 11

12 1.3.1 Modeling Είναι η πιο κοινά χρησιμοποιούμενη στρατηγική σε ένα εποικοδομικό περιβάλλον μάθησης. Υπάρχουν δύο τύποι modeling: Behavioral modeling Cognitive modeling Το Behavioral Modeling φανερώνει την απόδοση. Το Cognitive modeling φανερώνει τις γνωστικές διαδικασίες, δηλώνει δηλαδή πώς να εκτελεστούν οι δραστηριότητες από την activity structure. Για παράδειγμα ένα κουμπί με την ένδειξη «ΔΕΙΞΕ ΜΟΥ» ή ένα κουμπί με την ένδειξη «ΠΩΣ ΘΑ ΤΟ ΚΑΝΩ ΑΥΤΟ;» μπορεί να φανερώσει ένα παράδειγμα στο εκπαιδευόμενο που θα του δείχνει ποια είναι η επιθυμητή απόδοση. Η πιο διαδεδομένη μέθοδος για modeling είναι τα worked examples, τα οποία δείχνουν στο εκπαιδευόμενο πως λύνονται τα προβλήματα από ένα πρόβλημα στο οποίο έχουμε εμπειρία, ενώ παρέχουν συγκλίνουσες εναλλακτικές οπτικές αναπαραστάσεις για να τον βοηθήσουν Coaching Ο ρόλος του coach είναι σύνθετος και ανακριβής. Ένας καλός coach κινητροδοτεί τους εκπαιδευόμενους, αναλύει τις αποδόσεις τους, παρέχει ανατροφοδότηση (feedback), συμβουλεύει πώς να μάθουν για το πώς πρέπει να δράσουν και παρακινεί σε στοχασμό (reflection) και άρθρωση του τι έχουν μάθει έως τώρα. Το coaching μπορεί να προκληθεί από το εκπαιδευόμενο με ένα κουμπί: «ΠΩΣ ΘΑ ΤΟ ΚΑΝΩ;». Επίσης μπορεί να προκληθεί και χωρίς να το ζητήσει ο εκπαιδευόμενος, αν το ίδιο το σύστημα παρατηρήσει την απόδοση του εκπαιδευόμενου και παρέχει ενθάρρυνση, διάγνωση, οδηγίες και ανατροφοδότηση. Είναι σημαντικό να μπορεί ο coach να αυξάνει τα επίπεδα αυτοπεποίθησης του εκπαιδευόμενου, ιδίως στα αρχικά στάδια του προβλήματος ή της εργασίας. Τα υποκινούμενα κίνητρα μπορούν να εξαφανιστούν μόλις οι εκπαιδευόμενοι εμπλακούν στο πρόβλημα, δηλαδή όταν το κατανοήσουν και δράσουν μέσα σε αυτό. Ωστόσο κάποιες φορές, επιπρόσθετα, ασυνεχείς προτροπές παρέχονται σε στιγμές δύσκολων σημείων τις εργασίας. Ο πιο σημαντικός ρόλος του coach είναι να παρακολουθεί και ελέγχει, αναλύει και ρυθμίζει την ανάπτυξη σημαντικών ικανοτήτων των εκπαιδευόμενων. Οι τρόποι για να το πετύχει αυτό είναι είτε με υποδείξεις (hints) είτε με βοήθειες (helps). Επίσης μπορεί να υπενθυμίζει γεγονότα και καταστάσεις που ίσως ξέχασαν ή παρέβλεψαν, να παρέχει σκέψεις και προτάσεις, να εξάγει συμπεράσματα, να γενικοποιεί ιδέες, να χρησιμοποιεί αναλογίες, να δημιουργεί μια ιστορία ή ερωτήσεις, να συγκεντρώνει ή να αθροίζει τα αποτελέσματα ή να σχεδιάζει μια εμπλοκή του εκπαιδευόμενου. Ακόμη να παρέχει αναστοχασμό από σχετικές περιπτώσεις, να δίνει πηγές πληροφοριών που μπορεί να βοηθήσουν τους εκπαιδευόμενους και τέλος να προτρέπει στη χρήση γνωστικών εργαλείων Scaffolding 12

13 Το scaffolding παρέχει προσωρινά πλαίσια εργασίας για να υποστηρίξει τη μάθηση και την απόδοση του εκπαιδευόμενου, ανεξάρτητα από τις ικανότητες του. Όπως για παράδειγμα όταν παρέχεται βοήθεια από έναν ενήλικο σε έναν ανήλικο όταν εκτελούν μαζί μια εργασία. Όταν δρα στο σύστημα το scaffolding, το σύστημα επιλύει/υλοποιεί μέρος της εργασίας προβλήματος αντί για το εκπαιδευόμενο, αντικαθιστώντας την ικανότητα του χρήστη να εκτελέσει ένα μέρος από την εργασία, αλλάζοντας τη φύση της εργασίας ή επιβάλλοντας τη χρήση γνωστικών εργαλείων, που βοηθούν το εκπαιδευόμενο να δράσει αποδώσει ή ρυθμίζουν το βαθμό της δυσκολίας της εργασίας. Αν και το coaching επικεντρώνεται στην απόδοση ενός ατόμου σε μια εργασία, το scaffolding επικεντρώνεται στην έμφυτη φύση της εργασίας που εκτελείται. Το scaffolding μπορεί να ενεργοποιηθεί με τη χρήση ενός κουμπιού: «ΒΟΗΘΗΣΕ ΜΕ ΝΑ ΚΑΝΩ ΑΥΤΟ». 1.4 Μελέτη Περίπτωσης: Το σύστημα «Αλληλεπιδράσεις Σωμάτων» Εισαγωγή Παρακάτω ακολουθεί η παρουσίαση ενός αντιπροσωπευτικού εποικοδομικού εκπαιδευτικού περιβάλλοντος. Το περιβάλλον επιλέχθηκε με βάση το αν πληρεί τα κριτήρια του εποικοδομισμού και το πολύ σημαντικό στοιχείο του ότι τέθηκε σε εφαρμογή και αξιολόγηση από τους σχεδιαστές του. Παρουσιάστηκε στην ερευνητική εργασία «Μια ερευνητική μεθοδολογία για τη σχεδίαση, ανάπτυξη και αξιολόγηση εκπαιδευτικού λογισμικού εποικοδομητικού τύπου» των Κολοκοτρώνη και Σολομωνίδου (2004). Στην εργασία περιγράφεται η διαδικασία σχεδίασης, ανάπτυξης και αξιολόγησης του εκπαιδευτικού λογισμικού «Αλληλεπιδράσεις Σωμάτων» που πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του κοινωνικού εποικοδομισμού, με στόχο να βοηθήσει μαθητές/ριες ετών να οικοδομήσουν έννοιες σχετικά με τον 3ο νόμο του Νεύτωνα και τη σχέση δύναμης και κίνησης. Ως βάση για τη σχεδίαση και ανάπτυξη του λογισμικού χρησιμοποιήθηκαν τόσο τα αποτελέσματα από αρχική έρευνα που ανίχνευσε τις αρχικές ιδέες 451 μαθητών/ριών, όσο και κατάλληλη διδακτική μεθοδολογία για τις έννοιες δράσης και αντίδρασης. Ακολούθησε ένα εκτεταμένο στάδιο αξιολόγησης, διαμορφωτικής και συνολικής, του λογισμικού μέσα σε τάξεις, με 226 μαθητές/ριες και 28 εκπαιδευτικούς. Στόχος των διδασκαλιών με τη χρήση του λογισμικού ήταν ο μετασχηματισμός των αρχικών εναλλακτικών ιδεών των μαθητών/ριών και η οικοδόμηση από μέρους τους αποδεκτών αντιλήψεων για τη νευτώνεια δυναμική. Διαπιστώθηκε ότι η διδασκαλία με χρήση του εκπαιδευτικού αυτού λογισμικού είχε ιδιαίτερα θετική προσφορά στην εννοιολογική κατανόηση (μάθηση και εφαρμογή) του θέματος από τους/ις μαθητές/ριες, γεγονός που έδωσε τη δυνατότητα διατύπωσης μιας πρότασης για μια μεθοδολογία ανάπτυξης και σχεδίασης εκπαιδευτικού λογισμικού εποικοδομητικού τύπου με βάση τις εναλλακτικές ιδέες των μαθητών/ριών, το οποίο στη συνέχεια αξιολογείται με την ενεργό συμμετοχή μαθητών/ριών και εκπαιδευτικών και που ενσωματώνει κατάλληλη διδακτική μεθοδολογία. Η ερευνητική προσέγγιση που ακολουθήθηκε αποτελείται από τρία στάδια: 13

14 Πραγματοποίηση μιας αρχικής (πριν τη διδακτική παρέμβαση) έρευνας για την ανίχνευση των αντιλήψεων των μαθητών/ριών σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ σωμάτων, η οποία περιλαμβάνει συμπλήρωση ερωτηματολογίων από τους/ις μαθητές/ριες. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν προσωπικές συνεντεύξεις με μαθητές/ριες που συμμετείχαν στην αρχική έρευνα, ώστε να διευκρινιστούν τυχόν μη ξεκάθαρες απαντήσεις τους στις ερωτήσεις του ερωτηματολογίου. Ακολούθησε ανάλυση και συζήτηση των αποτελεσμάτων. Σχεδίαση και ανάπτυξη του αλληλεπιδραστικού εκπαιδευτικού λογισμικού πολυμέσων εποικοδομητικού τύπου, με προσομοιώσεις καταστάσεων και πειραμάτων αλληλεπίδρασης μεταξύ σωμάτων, καθώς και διαμορφωτική αξιολόγηση (formative evaluation) με μαθητές/ριες και εκπαιδευτικούς κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του λογισμικού, ώστε αυτό να δοκιμαστεί στην πράξη και να γίνουν οι απαραίτητες βελτιώσεις. Διδασκαλίες σε πειραματικές τάξεις με τη βοήθεια του εκπαιδευτικού λογισμικού, πραγματοποίηση τελικής έρευνας με μαθητές/ριες και συνολική αξιολόγηση (summative evaluation) του λογισμικού με εκπαιδευτικούς, ώστε να εξαχθούν τα τελικά συμπεράσματα. Η εστίαση μας θα γίνει κυρίως στο δεύτερο αλλά και στο τρίτο στάδιο καθώς αυτά αποτελούν σημαντικό υλικό και της δικής μας έρευνας. Το λογισμικό «Αλληλεπιδράσεις Σωμάτων» είναι ένα αλληλεπιδραστικό λογισμικό πολυμέσων εποικοδομητικού τύπου, που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Εκπαιδευτικών Τεχνολογιών και Ανάπτυξης Εκπαιδευτικού Λογισμικού του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας. Η παιδαγωγική του προσέγγιση βασίζεται στην ανάγκη εννοιολογικής κατανόησης των αλληλεπιδράσεων μεταξύ σωμάτων και στο συνδυασμό μεταξύ της νέας πληροφορίας και των ήδη υπαρχουσών γνώσεων και αντιλήψεων που είναι ισχυρά ριζωμένες αυθόρμητες ερμηνείες της εξωτερικής πραγματικότητας (Solomonidou & Kolokotronis, 2001, Kolokotronis & Solomonidou, 2002). Η προσαρμογή του/ης εκπαιδευόμενο/ριας στη νέα γνώση χαρακτηρίζεται από τη δυνατότητα παρουσίας και της παλιάς γνώσης, οπότε η σύγκρισή τους είναι αναπόφευκτη και η σύγκρουσή τους οδηγεί στην επικράτηση της νέας γνώσης με γνωστική διάψευση (Dykstra, Boyle & Monarch, 1992). Στο λογισμικό γίνεται προσπάθεια να δομηθεί η διδασκόμενη γνώση μέσα από ποικίλες περιπτώσειςπειράματα που προσεγγίζουν το θεματικό πεδίο δράσης-αντίδρασης, προσομοιώνουν πραγματικές καταστάσεις της καθημερινής ζωής, χρησιμοποιούν κλιμακούμενο βαθμό δυσκολίας καθώς και τη μέθοδο των εκτεταμένων σχημάτων που εισήγαγε η Viennot (1979), και μπορούν να προκαλέσουν εννοιολογική αλλαγή με τη χρήση διαδικασιών γνωστικής σύγκρουσης (Dreyfus, Jungwirth & Eliovitch, 1990). Το τελευταίο είναι δυνατό μέσα από αλληλοσυσχέτιση των πειραμάτων και την ανάπτυξη από τους/ις μαθητές/ριες του δικού τους μοντέλου για τον πραγματικό κόσμο και τη διαπίστωση αν η λειτουργία του έρχεται σε αντίθεση ή όχι με τις προσωπικές τους ερμηνείες. Οι μαθητές/ριες εφαρμόζουν το δικό τους μοντέλο μέσα από μια επιλογή που είναι ανάλογη της διαδικασίας Run My Model (Hennessy et al., 1995a,b, Raghavan & Glaser, 1995). Τοποθετούν διανύσματα στα σώματα που αλληλεπιδρούν για να αναπαραστήσουν τις δυνάμεις που ασκούνται σε αυτά σε μια δεδομένη κατάσταση (π.χ. ισορροπίας ή κίνησης των σωμάτων αυτών). Το λογισμικό αποκρίνεται παραθέτοντας κατάλληλες ερωτήσεις και παρέχοντας άμεση ανάδραση (feedback) ώστε να αντιμετωπίσει τις ιδέες των παιδιών και 14

15 να μετασχηματίσει τις απόψεις τους για τις ασκούμενες δυνάμεις σε επιστημονικά αποδεκτές. Η ανάδραση αυτή σχεδιάστηκε με βάση τις απαντήσεις των μαθητών/ριών στην αρχική έρευνα που προηγήθηκε. Η εξέταση ποικίλων και μερικά πολύπλοκων περιπτώσεων αλληλεπίδραση σωμάτων που προσομοιώνονται στο λογισμικό στοχεύει να πειστεί ο/η μαθητής/ρια για την ορθότητα της νέας γνώσης, να την αποδεχθεί και να την αφομοιώσει ως αναπόφευκτη διέξοδο. Το λογισμικό αναπτύχθηκε με βάση το εργαλείο συγγραφής Toolbook II (το οποίο διαθέτει ενσωματωμένη μία ισχυρή γλώσσα προγραμματισμού), προγράμματα επεξεργασίας εικόνας, video, ήχου και δημιουργίας κινούμενων σκίτσων (animation). Ο κεντρικός κατάλογος επιλογών του λογισμικού όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα δείχνει κομμάτια από ένα παζλ από τα οποία τα 11 είναι αριθμημένα και αντιστοιχούν σε 10 συνολικά ομάδες πειραμάτων και ένα τμήμα αυτο-αξιολόγησης (που αποτελείται από ένα εκπαιδευτικό παιχνίδι και ένα τομέα «Συμπερασμάτων»). Πηγαίνοντας το δείκτη του ποντικιού πάνω από έναν αριθμό, το αντίστοιχο κομμάτι του παζλ μεγεθύνεται, δείχνοντας την κύρια οθόνη και τον τίτλο του αντίστοιχου πειράματος. Με αριστερό «κλικ» του ποντικιού ο/η μαθητής/ρια μεταβαίνει στο αντίστοιχο πείραμα (π.χ. στο πείραμα 9 «Διελκυστίνδα», όπως δείχνει η εικόνα 1). Οι μαθητές/ριες μπορούν να αρχίσουν το κάθε πείραμα διαβάζοντας μία θεωρητική εισαγωγή και να συνεχίσουν εκτελώντας μια σειρά από δραστηριότητες και έργα. Τα πειράματα 3 έως 10 αποτελούνται από 3-4 μέρη αλλά πάντα το πρώτο μέρος αφορά την «Αντιστοίχιση διανυσμάτων»: μία οθόνη όπου ο/η μαθητής/ρια πρέπει να σύρει με το ποντίκι το καθένα από τα διανύσματα που δίνονται και να το τοποθετήσει μέσα στο κατάλληλο ορθογώνιο, σύμφωνα με το λεκτικό που υπάρχει δίπλα στο καθένα από αυτά (κάθε λεκτικό περιγράφει μία μονοσήμαντη αλληλεπίδραση μεταξύ δύο σωμάτων). Όλα τα διανύσματα εμφανίζονται σε ζεύγη και τα δύο διανύσματα κάθε ζεύγους έχουν το ίδιο χρώμα, μήκος και σχήμα (ποιοτική προσέγγιση). 15

16 Εικόνα 1.1 Αρχική οθόνη και κεντρικός κατάλογος επιλογών του λογισμικού (Πηγή: Κολοκοτρώνης & Σολομωνίδου 2004) Εικόνα 1.2 Πείραμα 5 (πρώτο μέρος): αντιστοίχηση των διανυσμάτων των δυνάμεων από αλληλεπίδραση λογισμικού (Πηγή: Κολοκοτρώνης & Σολομωνίδου 2004) 16

17 Η διαδικασία «Αντιστοίχιση διανυσμάτων» στοχεύει στο: α) να δώσει έμφαση στο γεγονός ότι όλες οι ασκούμενες δυνάμεις είναι αποτέλεσμα μιας αμοιβαίας αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σωμάτων και β) να βοηθήσει τους/ις μαθητές/ριες να τοποθετήσουν σωστά τα διανύσματα των δυνάμεων πάνω στα σώματα όπου αυτές ασκούνται (στο μέρος Β). Η διαδικασία αυτή μπορεί να φανεί ιδιαίτερα χρήσιμη, κυρίως στα μικρότερα παιδιά (11-13 ετών), καθώς το λογισμικό τα βοηθά να ολοκληρώσουν με επιτυχία τις δραστηριότητές του. Μεγαλύτερα παιδιά μπορούν να παραλείψουν την εκτέλεση της διαδικασίας αυτής. Επιπλέον, κάθε πείραμα περιλαμβάνει, εκτός των άλλων δραστηριοτήτων, 1-4 ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής όπου ο/η μαθητής μπορεί να συγκρίνει την απάντησή του/ης με την αντίστοιχη του λογισμικού. Οι ερωτήσεις αυτές γίνονται διαθέσιμες αφού πρώτα ο/η μαθητής/ρια εκτελέσει τις υπόλοιπες δραστηριότητες του λογισμικού. Στόχος των ερωτήσεων αυτών είναι να καλύψουν τυχόν γνωστικά κενά που έχουν αφήσει οι προηγούμενες δραστηριότητες που έχει εκτελέσει ο/η μαθητής/ρια. Οι δυνατές επιλογές που συνθέτουν την απάντηση σε κάθε ερώτηση, καθώς και οι αντίστοιχες αποκρίσεις του λογισμικού, έχουν σχεδιαστεί με βάση τις απόψεις των μαθητών/ριών, όπως αυτές εκφράστηκαν στην αρχική έρευνα (ερωτηματολόγια και συνεντεύξεις), έτσι ώστε να καλύπτουν όλες τις διαφορετικές τους ιδέες και δίνοντας βαρύτητα σε αυτές που εμφανίζονται συχνότερα. Παράλληλα, οι οθόνες αυτές θέτουν και ερωτήματα για προβληματισμό ή/και συζήτηση μέσα στη τάξη (ανά ομάδα ή με τον/ην εκπαιδευτικό). Το λογισμικό «Αλληλεπιδράσεις Σωμάτων» στοχεύει να βοηθήσει τους/ις μαθητές/ριες να οικοδομήσουν επιστημονικά αποδεκτές ιδέες για τη Νευτώνεια δυναμική, έχοντας τα ακόλουθα γενικά χαρακτηριστικά: φιλικότητα, αλληλεπιδραστικότητα, χρήση τεχνολογίας πολυμέσων, εποικοδομητική προσέγγιση, χρήση της στρατηγικής της γνωστικής σύγκρουσης, χρήση της λειτουργίας run my model, χρήση της μεθόδου των εκτεταμένων σχημάτων για την αναπαράσταση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ σωμάτων και συνδυασμό με ένα ανοιχτό περιβάλλον και διερεύνησης της γνώσης. Το λογισμικό στοχεύει στο μετασχηματισμό των εναλλακτικών ιδεών των μαθητών/ριών, όπως αυτές έχουν ομαδοποιηθεί σε έξι κατηγορίες, χρησιμοποιώντας μια σειρά από άλλα επιμέρους χαρακτηριστικά, τα οποία σχετίζονται με το σύνολο των εναλλακτικών ιδεών των παιδιών που ανιχνεύτηκαν στην αρχική έρευνα (αναλυτικότερα: Kolokotronis & Solomonidou, 2003). Επιπλέον, για την υποστήριξη των μαθητών/ριών και των εκπαιδευτικών που θα χρησιμοποιήσουν το λογισμικό δημιουργήθηκαν τρία συνοδευτικά εγχειρίδια: α) εγχειρίδιο χρήσης, β) τετράδιο δραστηριοτήτων για το/η μαθητή/ρια και γ) συμβουλευτικός οδηγός για τον/ην εκπαιδευτικό Διαμορφωτική αξιολόγηση του λογισμικού Προκειμένου να διαπιστωθεί η λειτουργικότητα του λογισμικού αυτού, κατά πόσο είναι ελκυστικό, εύχρηστο και συμβάλλει αποτελεσματικά στην κατανόηση από τους/ις μαθητές/ριες των θεμάτων που πραγματεύεται και διευκολύνει τους/ις εκπαιδευτικούς στην διδασκαλία, πραγματοποιήθηκε έρευνα διαμορφωτικής αξιολόγησής του με μαθητές/ριες και εκπαιδευτικούς Η τελική έρευνα και η συνολική αξιολόγηση του λογισμικού 17

18 Αυτό το στάδιο της έρευνας αποτελούνταν από τρεις χωριστές φάσεις: α) διδασκαλίες σε πειραματικές τάξεις με τη βοήθεια του εκπαιδευτικού λογισμικού με σκοπό την αναζήτηση του καλύτερου δυνατού τρόπου ενσωμάτωσης του λογισμικού στη διδακτική πράξη, β) τελική έρευνα με μαθητές/ριες για τη διερεύνηση του μαθησιακού αποτελέσματος των διδασκαλιών με το λογισμικό και σύγκριση με το αντίστοιχο αποτέλεσμα που είχε η παραδοσιακή διδασκαλία, και γ) καταγραφή, από τον/ην εκπαιδευτικό, στοιχείων για τη συμπεριφορά και τις αντιδράσεις μιας ομάδας 2-3 παιδιών σε κάθε τάξη κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας με το λογισμικό, αλλά και συνολικά ολόκληρης της τάξης, με στόχο τη συνολική αξιολόγηση του λογισμικού Συμπεράσματα Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της τελικής έρευνας, η διδασκαλία με τη βοήθεια του λογισμικού «Αλληλεπιδράσεις Σωμάτων» είχε θετική επίδραση στη μάθηση και προήγαγε την εννοιολογική κατανόηση σε θέματα που αφορούν τον 3ο νόμο του Νεύτωνα. Το σημαντικότερο νέο στοιχείο που εισάγει η παρούσα ερευνητική προσέγγιση στην επιστημονική έρευνα είναι η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για τη σχεδίαση, ανάπτυξη και αξιολόγηση του λογισμικού «Αλληλεπιδράσεις Σωμάτων», στην οποία εξάλλου οφείλεται και η εξαρχής σχεδίασή του και η διαπίστωση της καταλληλότητάς του. Η μεθοδολογία αυτή δεν έλαβε απλά υπόψη της αρχικές ιδέες των παιδιών όπως αυτές παρατίθενται στην ελληνική και διεθνή βιβλιογραφία, αλλά περιέλαβε την πραγματοποίηση μιας αρχικής έρευνας σε μεγάλο δείγμα για την ανίχνευση των ποικίλων ιδεών των παιδιών και, το κυριότερο, σε όλα τα στάδια της σχεδίασης, ανάπτυξης και αξιολόγησης του λογισμικού συμμετείχαν ενεργά όλοι/ες αυτοί/ές που πρόκειται να χρησιμοποιήσουν μελλοντικά το λογισμικό: οι μαθητές/ριες και οι εκπαιδευτικοί. Μπορεί να λήφθηκαν επίσης υπόψη οι γενικές προδιαγραφές δημιουργίας εκπαιδευτικού λογισμικού, αλλά όλα τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του λογισμικού προήλθαν από μια βήμα προς βήμα συνεργασία με τους/ις μαθητές/ριες και τους/ις εκπαιδευτικούς. Συνεπώς, το κεντρικό συμπέρασμα που προκύπτει είναι ότι διδασκαλία με χρήση εκπαιδευτικού λογισμικού βασισμένου στις εναλλακτικές ιδέες των μαθητών/ριών, το οποίο έχει σχεδιαστεί, αναπτυχθεί και αξιολογηθεί (διαμορφωτικά και συνολικά) με την ενεργό συμμετοχή μαθητών/ριών και εκπαιδευτικών και το οποίο ενσωματώνει κατάλληλη διδακτική μεθοδολογία, μπορεί να έχει θετικά αποτελέσματα όσον αφορά την εννοιολογική κατανόηση και την οικοδόμηση της γνώσης. 18

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΟΤΗΤΑ 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Tα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί σύγχρονα εκπαιδευτικά περιβάλλοντα που υπακούν στην ενεργή, αλληλεπιδραστική και κοινωνική φύση της γνώσης καθώς και στην ανάγκη για εκπαίδευση από απόσταση. Τα περιβάλλοντα αυτά τα χαρακτηρίζει η προσαρμοστικότητα (adaptivity). Τα Προσαρμοστικά Περιβάλλοντα Μάθησης ΠΠΜ (Adaptive Learning Enviroments) αποτελούν ευέλικτα εργαλεία μάθησης τα οποία στοχεύουν να καλύψουν τις ανάγκες μιας ετερογενούς μαθησιακής κοινότητας (Γρηγορίαδου 2006). Τα ΠΠΜ λαμβάνουν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των εκπαιδευομένων, όπως το επίπεδο των γνώσεων, το μαθησιακό στυλ, τις προτιμήσεις, τη συμπεριφορά κατά την αλληλεπίδραση με το σύστημα, και εξατομικεύουν τις συμβουλές πλοήγησης, την παρουσίαση ή την αλληλουχία του εκπαιδευτικού υλικού, παρέχουν ανατροφοδότηση και υποστηρίζουν την επικοινωνία. Τα ΠΠΜ μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο χώρο της εκπαίδευσης με στόχο την προώθηση εναλλακτικών, ανοιχτών προσεγγίσεων μάθησης και διδασκαλίας, την ανανέωση παραδοσιακών εκπαιδευτικών (Παπανικολάου, Γρηγοριάδου, Γουλή 2005) έτσι ώστε να οδηγηθεί ο εκπαιδευόμενος στη μάθηση, είτε μόνος του είτε συνεργατικά και να αναπτύξει μεταγνωστικές δεξιότητες. Τα ΠΠΜ αποτελούν συνδυασμό δυο παλαιότερων εκπαιδευτικών συστημάτων που χρησιμοποιούνται για μάθηση με τη χρήση υπολογιστή. Το ένα είναι τα ITS (Intelligent Tutorial System) που θεωρούνται δασκαλοκεντρικά και το δεύτερο είναι τα υπερμεσικά συστήματα/ Hypermedia Systems (HS) που υποστηρίζουν τη μαθητοκεντρική θεώρηση της εκπαίδευσης. 2.2 ITS (Intelligent Tutorial System) Τα ευφυή εκπαιδευτικά συστήματα (ITS) ανήκουν στο πεδίο της πληροφορικής που ασχολείται με την Τεχνητή Νοημοσύνη (Artificial Intelligence). Κύρια χαρακτηριστικά τους είναι η γνώση τους για το πεδίο, η γνώση τους για τον εκπαιδευόμενο καθώς και η γνώση τους για τις μεθόδους που πρέπει να εφαρμόσουν ώστε να προκύψει μια ευέλικτη και εξατομικευμένη διδασκαλία (Seridi H., Sellami M., 2001). Αυτό που τα διακρίνει είναι ότι έχουν γνώση για το περιεχόμενο και τις μεταξύ τους σχέσεις και προσπαθούν να εφαρμόσουν κατάλληλα αυτή τη γνώση σε εξάρτηση με τις πληροφορίες που έχουν συλλέξει για τον κάθε εκπαιδευόμενο ξεχωριστά. Ένα ITS σύμφωνα με τον Brusilovsky P. (1998) γνωρίζει τι να διδάξει (πεδίο γνώσεων), πώς να το διδάξει (διδακτική μεθοδολογία) και σε ποιους θα το διδάξει (μοντέλο χρήστη). Τα ITS τα χαρακτηρίζει η προσαρμοστικότητα, αφού εργάζονται σε ένα καλά δομημένο χώρο πληροφοριών, έχουν γνώση για το πεδίο, συλλέγουν στοιχεία από τις κινήσεις του εκπαιδευόμενου και τις αλληλεπιδράσεις του με το σύστημα. Αυτά τα στοιχεία που συλλέγουν τα χρησιμοποιούν για να τροποποιούν δυναμικά το περιεχόμενο και την λειτουργικότητα που παρουσιάζεται στον εκπαιδευόμενο 19

20 σύμφωνα με τις μεθόδους διδασκαλίας που υπάρχουν προκαθορισμένες στο σύστημα. Παρέχουν έτσι ευέλικτη και εξατομικευμένη εκπαίδευση. Εξέλιξη των ITS αποτελούν τα Intelligent Learning Environments (ILE). Τα ILE είναι νεότερα συστήματα από τα ITS και αποτελούν συνδυασμό χαρακτηριστικών των ITS και των Περιβαλλόντων Μάθησης (Learning Enviroments). Η διαφορά των ITS από τα ILE είναι πως ενώ τα ITS υποστηρίζουν εκπαίδευση καθοδηγούμενη από το σύστημα τα ILE προσφέρουν μάθηση καθοδηγούμενη από τον εκπαιδευόμενο. Αυτό πραγματοποιείται εξαιτίας της μονάδας περιβάλλοντος που διαθέτουν. Με τον όρο μονάδα περιβάλλοντος εννοείται το μέρος του συστήματος που υποστηρίζει τις ενέργειες του εκπαιδευόμενου και τις μεθόδους που επιτρέπουν στο εκπαιδευόμενο να κάνει αυτές τις ενέργειες. Τα πρόσφατα ILE έχουν ένα τμήμα (manual component) που επιτρέπει στο εκπαιδευόμενο να έχει άμεση πρόσβαση στο δομημένο εκπαιδευτικό υλικό. Τα προσαρμοστικά ILE έχουν τμήματα (περιβάλλον, μεθόδους διδασκαλίας, και manual component) τα οποία επικοινωνούν με το μοντέλο του χρήστη για να κάνουν προσαρμογές ενώ έχουν και άλλα τμήματα τα HIS (Help Intelligent System) το οποίο μπορεί να προσφέρει είτε ενεργητική είτε παθητική βοήθεια στον εκπαιδευόμενο και την Προσαρμοστική Διεπιφάνεια Χρήστη (adaptive interface) η οποία προσπαθεί να προσαρμόσει το περιβάλλον στα χαρακτηριστικά του εκπαιδευόμενου. Ο στόχος με τέτοιου είδους συστήματα που αποτελούνται από πολλά ευφυή και μη ευφυή τμήματα είναι να κάνουμε όλα τα τμήματα προσαρμοστικά. Να μπορεί κάποιο τμήμα να παίρνει τα αποτελέσματα της εργασίας του χρήστη με ένα άλλο τμήμα και να τα αξιοποιεί. Τα πρώτα ITS ενώ περιείχαν πολλές μεθόδους και χρησιμοποιούσαν τις γνώσεις τους για το πεδίο και το εκπαιδευόμενο για να προσφέρουν εξατομικευμένη μάθηση, δεν προσφέρονταν για μαθητοκεντρική διδασκαλία καθώς όλα τα συστήματα καθοδηγούσαν απευθείας το εκπαιδευόμενο ή του έδιναν κάποιο μενού για να επιλέξει την επόμενη λειτουργία. Χρειαζόταν να προστεθεί ένα τμήμα που να έδινε την δυνατότητα στο χρήστη να ακολουθήσει τη δική του πορεία στο υλικό (Brusilovsky P., 1998). Χρειαζόταν να προστεθεί ένα τμήμα που να έδινε την δυνατότητα στο εκπαιδευόμενο να ακολουθήσει τη δική του πορεία στο περιβάλλον της εφαρμογής και το εκπαιδευτικό υλικό που του παρείχε. Η λύση ήταν η ενσωμάτωση ενός τμήματος υπερμέσων στο περιβάλλον των ITS. Από τα πρώτα συστήματα που κινήθηκαν προς αυτή την κατεύθυνση ήταν το ISIS-Tutor του Brusilovsky. 2.3 Adaptive Hypermedia System (AHS) Αφού σκοπός των ερευνών και των συστημάτων που αναπτύσσονταν ήταν να υπάρχει μαθητοκεντρική προσέγγιση, παρουσιάστηκε και η ανάγκη της προσαρμοστικότητας. Έτσι, οδηγηθήκαμε στα Προσαρμοστικά Εκπαιδευτικά Υπερμέσα (AHS). Στα AHS ο εκπαιδευόμενος έχει αρκετή ελευθερία επιλογής στην πλοήγηση σε αντίθεση με τα ITS, στα οποία το σύστημα ελέγχει σε μεγάλο βαθμό τι παρουσιάζεται στον εκπαιδευόμενο. Το μεγαλύτερο μέρος των πρόωρων προσαρμοστικών εκπαιδευτικών συστημάτων υπερμέσων είχαν ισχυρή σύνδεση με τα ITS. Ουσιαστικά, ένας αριθμός από αυτά αναπτύχθηκε σε μία προσπάθεια να ενσωματωθεί σε ένα ITS λειτουργία υπερκειμένου (Brusilovsky 1993, Beaumont 1994, Brusilovsky, Schwarz, & Weber 1996a, Gonschorek 1995, Perez 1995). Τα 20

21 υπερμέσα μπορούν να προσφέρουν τη βάση για discovery learning αλλά χρειάζονται ένα τμήμα που να μπορεί να καθοδηγεί τον χρήστη. Αυτό το τμήμα μπορεί να προέρχεται από τα ITS. Ενώ τα ITS και τα AHS φαίνονται σαν δυο διαφορετικές προσεγγίσεις στην χρήση του υπολογιστή στην εκπαίδευση, ισχύει πως η μια συμπληρώνει την άλλη και τα συστήματα που περιλαμβάνουν έναν tutor για την καθοδήγηση του εκπαιδευόμενου και ένα τμήμα υπερμέσων μπορούν να παρέχουν τόσο τη δασκαλοκεντρική όσο και την μαθητοκεντρική διδασκαλία. Το μοντέλο για τον εκπαιδευόμενο που έχουν τα ITS μπορεί να χρησιμοποιηθεί και από το τμήμα υπερμέσων. Τα AHS αναπτύσσουν ένα πρότυπο με τους στόχους, προτιμήσεις και γνώσεις για κάθε εκπαιδευόμενο και χρησιμοποιούν αυτό το πρότυπο στην αλληλεπίδραση με το εκπαιδευόμενο, με σκοπό να προσαρμοστούν στις ανάγκες του (Brusilovsky 1996). Για παράδειγμα τα AHS για την εκπαίδευση θα προσαρμοστούν στις πρωτύτερες γνώσεις του, στο μαθησιακό στυλ του ενώ μια προσαρμοστική ηλεκτρονική εγκυκλοπαίδεια θα προσωποποιήσει την περιγραφή μιας λέξης για να εμβαθύνει τις προϋπάρχουσες γνώσεις του χρήστη. Στόχος τους είναι η αύξηση της λειτουργικότητας των υπερμέσων με την εξατομίκευσή τους. Είναι πιο σύγχρονη περιοχή έρευνας από τα ITS, χρησιμοποιούν διάφορους τύπους για μοντέλα χρηστών για να προσαρμόσουν το περιεχόμενο και τους δεσμούς στις σελίδες των χρηστών. Αυτές οι δυο διαφορετικές τεχνικές προσαρμογής είναι γνωστές ως Προσαρμοστική Παρουσίαση (Adaptive Presentation) και Προσαρμοστική Υποστήριξη Πλοήγησης (Adaptive Navigation Support). Μπορούν να καθοδηγήσουν τον χρήστη εύκολα και γρήγορα στις πιο σχετικές πληροφορίες. Είναι γνωστό πως η ελεύθερη πλοήγηση σε υπερμεσικά συστήματα δεν είναι αποτελεσματικός τρόπος για μάθηση. Ο εκπαιδευόμενος δε γνωρίζει ποιοι δεσμοί είναι σχετικοί και τον αφορούν, αφού στο περιβάλλον των υπερμέσων μπορεί να επιλέξει οποιονδήποτε δεσμό επιθυμεί. Το αποτέλεσμα είναι ότι οι εκπαιδευόμενοι εύκολα να αποκλίνουν από τους αρχικούς στόχους τους (De Bra 2002). Από εδώ προκύπτει πως τα συστήματα υπερμέσων είναι ζωτικής σημασίας να έχουν ένα μοντέλο για να περιορίζουν το υλικό που θα παρέχεται στο εκπαιδευόμενο, να τον καθοδηγούν και να του παρέχουν βοήθεια που να βασίζεται στους σκοπούς και στόχους του. Αυτό είναι απαραίτητο για τους μαθητές των σχολείων γιατί έχουν χρονικούς περιορισμούς και το αντικείμενο τους είναι πάντοτε συγκεκριμένο. Ακόμη το σύστημα πρέπει να γνωρίζει τι έχει δει και τι έχει κατανοήσει ο χρήστης για να τον βοηθήσει στην επίτευξη του στόχου του ενώ επίσης μπορεί να επιβεβαιώσει ότι οι χρήστες έχουν κατανοήσει το περιεχόμενο του. Τα προσαρμοστικά υπερμέσα χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: Προσαρμοστικά υπερμέσα (adaptive hypermedia) Προσαρμόσιμα υπερμέσα (adaptable hypermedia) Δυναμικά υπερμέσα (dynamic hypermedia) Τα προσαρμοστικά υπερμέσα μπορούν να εναλλάσσουν το περιεχόμενο και την εμφάνιση των υπερμέσων σύμφωνα με μια δυναμική κατανόηση του κάθε εκπαιδευόμενου και προσαρμόζουν το περιεχόμενο τους σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του (Brusilovsky 1998). Τα προσαρμοστικά συστήματα υπερμέσων εφαρμόζουν το μοντέλο του χρήστη σε ορατές και λειτουργικές πλευρές του συστήματος. Με τον όρο λειτουργικές πλευρές του συστήματος εννοούμε τα στοιχεία του συστήματος 21

22 που υφίστανται αλλαγές οι οποίες δεν γίνονται ορατές στον εκπαιδευόμενο, όπως για παράδειγμα είναι η διαδοχή μαθημάτων (Brusilovsky 1998). Στα προσαρμόσιμα υπερμέσα ο εκπαιδευόμενος δίνει το προφίλ του είτε μέσο ερωτηματολογίου είτε μέσο ενός παράθυρου διαλόγου. Το σύστημα τότε του παρέχει μια έκδοση της εφαρμογής σύμφωνα με το προφίλ του. Οι ρυθμίσεις που κάνει είναι για θέματα παρουσίασης (χρώματα, τρόπος μάθησης) και για τις προηγούμενες εμπειρίες του χρήστη. Υπάρχουν πολλές εφαρμογές στο διαδίκτυο που χρησιμοποιούν την παραπάνω τεχνική αλλά δεν χρησιμοποιούνται για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Παραδείγματα είναι σελίδες για διαφημιστικούς σκοπούς. (De Bra P., 1999). Τέλος στα δυναμικά υπερμέσα η συμπεριφορά του μαθητή καταγράφεται συνεχώς όπως και στα προσαρμοστικά υπερμέσα. Αντί όμως να αλλάζει στο εκπαιδευόμενο μια προκαθορισμένη παρουσίαση, αυτά τα συστήματα δημιουργούν μια παρουσίαση από κομμάτια πληροφορίας συχνά με τεχνικές παραγωγής φυσικής γλώσσας. (De Bra P., 1999). Στα δυναμικά υπερμέσα τεχνικές παραγωγής φυσικής γλώσσας δημιουργούν δυναμικά το δίκτυο των υπερμέσων και τα έγγραφα σε αυτό το δίκτυο όταν ζητηθεί από τους χρήστες. Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνολογία μπορούμε να δημιουργήσουμε εξατομικευμένα έγγραφα. Καταγράφοντας γνώσεις για τον χρήστη καθώς και γνώσεις για τις ενέργειες του με το σύστημα τα έγγραφα μπορεί να προσαρμοστούν καλύτερα στις ανάγκες του (Brusilovsky, 1998). Μια ακόμη πιο πρόσφατη εξέλιξη στον τομέα των εκπαιδευτικών προσαρμοστικών συστημάτων είναι τα Προσαρμοστικά Συστήματα Υπερμέσων για το Διαδίκτυο (AWBES) που ανήκουν στην κατηγορία των προσαρμοστικών συστημάτων για το διαδίκτυο μαζί με τα Προσαρμοστικά Πληροφοριακά Συστήματα και τα Προσαρμοστικά Συστήματα Φιλτραρίσματος (Brusilovsky P., 1998). Τα AWBES χρησιμοποιούν τεχνολογίες που έχουν χρησιμοποιηθεί στα ITS και τα AHS. Όλα τα AWBES μπορούν να θεωρηθούν ότι είναι AHS και ITS κατασκευασμένα για το διαδίκτυο ενώ ελάχιστα ITS χρησιμοποιούν προσαρμοστικά υπερμέσα (Brusilovsky P., 1998). Βασικός στόχος των σχεδιαστών εκπαιδευτικών εφαρμογών είναι να ενσωματώσουν την αλληλεπιδραστικότητα και την ευφυΐα που προσφέρουν τα ITS και τα υπερμέσα, με την δυνατότητα της εκπαίδευσης εξ αποστάσεως που προσφέρει το διαδίκτυο. Η αλληλεπιδραστικότητα μετατρέπει ένα περιβάλλον μάθησης από παθητικό σε ενεργητικό και αυτό γιατί μπορεί να προσφέρει ανατροφοδότηση στον χρήστη σε κάθε ενέργεια του με το σύστημα με στόχο τη βελτίωση των αποτελεσμάτων του εκπαιδευόμενου, ενώ ταυτόχρονα τον μετατρέπει σε ενεργό κοινωνό της μάθησης. Από την άλλη, ευφυΐα σημαίνει να εκτελεί το σύστημα κάποιες από τις ενέργειες που θα έκανε ένας εκπαιδευτής, όπως για παράδειγμα η υποστήριξη που θα παρείχε ο εκπαιδευτής κατά τη διαδικασία επίλυσης ενός προβλήματος. Ένας έμπειρος εκαπαιδευτής έχει γνώσεις για το γνωστικό αντικείμενο που θα διδάξει και για διδακτικές μεθοδολογίες, δηλαδή τον τρόπο που θα φέρει σε επαφή τους μαθητές με την ύλη. Επίσης από τις ανατροφοδοτήσεις που παίρνει από τους εκπαιδευόμενους μπορεί να δώσει εξατομικευμένη βοήθεια όταν κάποιοι αντιμετωπίζουν δυσκολίες. Έτσι λοιπόν και τα ευφυή συστήματα αντικαθιστούν το ρόλο του εκπαιδευτή και διαχειρίζονται τους εκπαιδευόμενους είτε συνολικά είτε τον καθένα ξεχωριστά. Το πετυχαίνουν αυτό κατασκευάζοντας ένα τυπικό μοντέλο για όλους τους εκπαιδευόμενους και στην πορεία κατασκευάζουν ξεχωριστά μοντέλα για όλους τους 22

23 εκπαιδευόμενους ή για κλάσεις αυτών. Μαθαίνουν τα χαρακτηριστικά τους και ανανεώνουν τα μοντέλα διαρκώς μέσα από τις ανατροφοδοτήσεις τους με τη συχνή χρήση. Από τις πρώτες τεχνολογίες των ITS που προσπάθησαν να φέρουν στις υπερμεσικές εφαρμογές και στο διαδίκτυο ήταν η διαδοχή του επόμενου γνωστικού υλικού. Η διαδοχή γνώσεων σε ένα ITS είναι διαδοχή ενός θέματος ή οποιασδήποτε δραστηριότητας (πρόβλημα, ερώτηση, παράδειγμα). Σε μια υπερμεσική εφαρμογή η στο διαδίκτυο η διαδοχή σημαίνει η επόμενη σχετική σελίδα ή κόμβος του δικτύου για τον κάθε εκπαιδευόμενο - χρήστη. Το πλαίσιο των υπερμέσων έδωσε την δυνατότητα στο εκπαιδευόμενο να μπορεί να αποφασίσει μόνος του για την πορεία που θα ακολουθήσει μέσα στο εκπαιδευτικό υλικό σε αντίθεση με τα παραδοσιακά ITS. Επειδή όμως ο κίνδυνος για τον εκπαιδευόμενο να χαθεί στο περιβάλλον των υπερμέσων και του διαδικτύου είναι υπαρκτός, υπάρχει η ανάγκη να κατασκευαστούν συστήματα που να τον καθοδηγούν στο υλικό είτε άμεσα όπως πατώντας για παράδειγμα ένα κουμπί που θα τον μεταφέρει στην επόμενη σελίδα, είτε έμμεσα. Έμμεσα μπορεί να γίνει με την Προσαρμοστική Πλοήγηση (adaptive navigation support), δηλαδή όλους τους δυνατούς τρόπους τους οποίους μπορούμε να εφαρμόσουμε για την αυτόματη εναλλαγή της εμφάνισης των δεσμών για να παρέχουμε υποστήριξη στην πλοήγηση του χρήστη. Από τα πρώτα ερευνητικά συστήματα που προσπάθησαν να φέρουν την προσαρμοστική διαδοχή του περιεχομένου και τα υπερμέσα στο περιβάλλον του διαδικτύου ήταν το MSU του Brusilovsky. Ήταν ένα συγγραφικό εργαλείο με το οποίο ο κάθε εκπαιδευτής μπορούσε προσθέτοντας HTML αρχεία, γνωστικά πλαίσια και προγράμματα να δημιουργήσει μαθήματα για εξ αποστάσεως εκπαίδευση. Το σύστημα παρείχε υποστήριξη πλοήγησης στους εκπαιδευόμενους ανάλογα με την γνωστική τους κατάσταση κρύβοντας κάποιους συνδέσμους ή χαρακτηρίζοντας κάποιους άλλους ως προτεινόμενους. Επίσης το περιεχόμενο κάθε σελίδας ήταν προσαρμοσμένο στο γνωστικό επίπεδο των μαθητευόμενων. 2.4 Προσαρμοστικά συστήματα Για να μπορεί να χαρακτηριστεί ένα σύστημα ως προσαρμοστικό θα πρέπει να έχει τα παρακάτω χαρακτηριστικά: Να είναι μια εφαρμογή υπερμέσων. Να υπάρχει ένα μοντέλο χρήστη που να καταγράφει κάποια χαρακτηριστικά κάθε μαθητή ξεχωριστά. Να υπάρχει μοντέλο για το πεδίο το οποίο είναι ένα σύνολο από σχέσεις ανάμεσα στα γνωστικά στοιχεία του χώρου. Να είναι ικανό να τροποποιεί κάποιο ορατό ή λειτουργικό μέρος του συστήματος με βάση τις πληροφορίες που λαμβάνει από το μοντέλο χρήστη. Στα προσαρμοστικά συστήματα οι ασκήσεις και τα παραδείγματα που είναι οικεία σε κάποιο εκπαιδευόμενο μπορούν να παρουσιαστούν, η δυσκολία τους μπορεί να προσαρμοστεί στις ικανότητες του και στους διδακτικούς στόχους που έχει βάλει καθώς και η ανατροφοδότηση που του παρέχει το σύστημα όταν αλληλεπιδρά μαζί του μπορεί να προσαρμοστεί στις ανάγκες του, στις γνώσεις του και 23

24 στις προτιμήσεις του όπως αυτά περιγράφονται στο μοντέλο του μαθητή (Melis E., 2002). Η γνώση των στόχων και των γνώσεων του εκπαιδευόμενου επιτρέπει σε αυτά τα συστήματα να βοηθήσουν το εκπαιδευόμενο στην πλοήγηση του μέσα στο υλικό. Μπορούν δηλαδή να περιορίσουν τον χώρο που κινείται ή να προτείνουν τους πιο σχετικούς δεσμούς. Τα προσαρμοστικά εκπαιδευτικά συστήματα δίνουν σημασία στην εξατομικευμένη μάθηση και χρησιμοποιούν μηχανισμούς για να παρακολουθούν το ιστορικό του εκπαιδευόμενου και να το καταγράφουν στο μοντέλο του. Τα προσαρμοστικά συστήματα είναι σχεδιασμένα και ακολουθούν τις νέες θεωρίες μάθησης και τη γνωστική ψυχολογία. Δίνουν μια μαθητοκεντρική διάσταση στην εκπαιδευτική διαδικασία καθώς τα χαρακτηριστικά του εκπαιδευόμενου είναι το κυρίαρχο στοιχείο στην επιλογή της στρατηγικής και του περιεχομένου. Οι προηγούμενες γνώσεις του μαθητή καθώς και ο βαθμός που έχουν αυτές κατανοηθεί, είναι παράγοντες που τους λαμβάνουν υπόψη τους. Έτσι οι νέες έννοιες και οι γνώσεις που θα προσφέρει το σύστημα οικοδομούνται πάνω στα υπάρχοντα σχήματα των μαθητών σύμφωνα με την θεωρία του εποικοδομισμού. 2.5 Επίπεδα προσαρμογών Όσον αφορά τα επίπεδα προσαρμογών κυριαρχούν δύο θεωρίες, μία του De Bra (1999) και μία του Brusilovsky (1998) Επίπεδα προσαρμογής κατά τον De Bra Προσαρμοστική παρουσίαση (adaptive presentation): Από τις πρώτες τεχνικές που προσπάθησαν να εφαρμόσουν αυτά τα συστήματα ήταν ο προσανατολισμός του εκπαιδευόμενου/ χρήστη μέσα στη σελίδα. Σε αυτά τα συστήματα η μηχανή προσαρμογών αποφασίζει το ίδιο υλικό να εμφανίζεται με διαφορετικό τρόπο ανάλογα με τις ανάγκες του εκπαιδευόμενου. Για παράδειγμα καθόριζαν τους διαφορετικούς τύπους των μέσων (εικόνα, κείμενο, ήχος, βίντεο) που θα παρουσίαζαν τις πληροφορίες και με διαφορετικό βαθμό λεπτομέρειας για καθεμία ανάλογα με το γνωστικό του επίπεδο και το προφίλ του. Προσαρμοστική πλοήγηση (adaptive navigation support): Αυτές οι τεχνικές έχουν στόχο να βοηθήσουν το εκπαιδευόμενο στον προσανατολισμό του στον χώρο. Υπάρχουν συστήματα που εκτελούν δυναμική προσαρμογή (strongly adaptive) και συστήματα που εκτελούν αδύναμη προσαρμογή (weak adaptive) (Eklund J., Brusilovsky P., 1998). Για παράδειγμα όταν ένας επεξεργαστής κειμένου τροποποιεί το περιβάλλον διεπιφάνειας του μαθητή σύμφωνα με κάποιες προτιμήσεις του (μαθητή) τότε έχουμε αδύναμη προσαρμογή. Από την άλλη μεριά τα ITS εργάζονται σε ένα καλά δομημένο γνωστικό περιβάλλον, συλλέγουν πληροφορίες από τις αλληλεπιδράσεις του εκπαιδευόμενου με το σύστημα και χρησιμοποιούν αυτές τις πληροφορίες για να τροποποιούν δυναμικά την παρουσίαση και την λειτουργικότητα του συστήματος. θέματα που απασχολούν τους σχεδιαστές προσαρμοστικών συστημάτων όπως αναφέρει ο De Bra είναι ο διαχωρισμός της αναπαράστασης των εννοιών από το περιεχόμενο, ο διαχωρισμός του περιεχομένου από θέματα προσαρμογών, ο ρόλος του 24

25 εκπαιδευόμενου, του περιβάλλοντος διεπιφάνειας χρήστη και η επικοινωνία διαφορετικών προσαρμοστικών συστημάτων για το διαδίκτυο Επίπεδα προσαρμογής κατά τον Brusilovsky Σε επίπεδο περιεχομένου (content level): Είναι η δυναμική παραγωγή του περιεχομένου με βάση το μοντέλο του εκπαιδευόμενου. Εδώ το περιεχόμενο της σελίδας παράγεται από τη ένωση γνωστικών μονάδων ανάλογα με το γνωστικό επίπεδο του εκπαιδευόμενου. Αυτό γίνεται γιατί οι αρχάριοι εκπαιδευόμενοι θέλουν περισσότερες λεπτομέρειες και εξηγήσεις από τους έμπειρους. Έτσι το σύστημα μπορεί να μας βεβαιώσει ότι οι χρήστες του δεν θα έρθουν σε επαφή με δύσκολες προς αυτούς έννοιες. Έρευνες έχουν αποδείξει ότι οι επιδόσεις των χρηστών όταν εφαρμόζεται η συγκεκριμένη τεχνολογία αυξάνονται. Σε επίπεδο συνδέσμων (link level): Εδώ το περιεχόμενο της σελίδας είναι στατικό και αυτό που αλλάζει είναι η εμφάνιση των δεσμών που συνδέουν τα στοιχεία του χώρου. Αυτό είναι γνωστό και ως προσαρμοστική πλοήγηση (ANS) η οποία βοηθάει τους εκπαιδευόμενους να βρουν ένα κρίσιμο μονοπάτι στον χώρο. Οι τρόποι με τους οποίους γίνεται η προσαρμοστική πλοήγηση είναι με: σχολιασμό (annotation) απόκρυψη δεσμών (hiding) ταξινόμηση δεσμών (link sorting). 2.6 Τεχνολογίες υλοποίησης προσαρμοστικών συστημάτων Ο πιο διαδεδομένος τρόπος για να αναπαρασταθεί η γνώση για εκπαιδευτικά συστήματα είναι η HTML (Melis E., 2002). Είναι ένας εύκολος τρόπος για αναπαράσταση ωστόσο, επειδή η html ασχολείται μόνο με την παρουσίαση και τη μορφοποίηση πληροφοριών και δεν αναπαριστά σημασιολογικά την γνώση, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Αυτό το γεγονός αποκλείει την ανταλλαγή γνώσης ανάμεσα σε δυο συστήματα καθώς το ένα δε θα μπορεί να καταλάβει το υλικό του άλλου. Για να εξασφαλιστεί η επαναχρησιμοποίηση και η συμβατότητα με άλλες εφαρμογές χρειάζεται μια σημασιολογική κωδικοποίηση της γνώσης. Γι αυτό χρειάζεται να δομήσουμε το περιεχόμενο και να βάλουμε κάποια σχόλια με επιπλέον πληροφορίες. Λύση στο πρόβλημα αποτελεί η αναπαράσταση της γνώσης με τη βοήθεια της XML. Άλλες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για τη δυναμική κατασκευή εγγράφων για το διαδίκτυο είναι τα CGI (Common Getaway Interface), ASP (Active Server Page), JSP (Java Server Page) με τις δύο τελευταίες να προσφέρουν καλύτερη συνεργασία των στοιχείων. Στην πλευρά του client χρησιμοποιούνται Java applet και Active X στοιχεία. Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για τη συνεργασία διαφορετικών ITS είναι αυτές που επιτρέπουν τη συνεργασία μεταξύ αντικειμένων και είναι οι CORBA (common object request broker architecture) και DCOM (distributed common object model). 25

26 2.7 Τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα προσαρμοστικά συστήματα Με τους όρους προσαρμοστικές και ευφυείς τεχνολογίες εννοούνται οι διαφορετικοί τρόποι για προσφερθεί ευφυής λειτουργία σε ένα εκπαιδευτικό σύστημα. Αυτές είναι οι παρακάτω: Διαδοχή μονάδων γνώσης (adaptive sequencing curriculum) Ευφυής ανάλυση λύσεων (intelligent solution analysis) Αλληλεπιδραστική υποστήριξη λύσεων (problem solving support) Λύση προβλημάτων βασισμένη σε παραδείγματα (example based problem) Προσαρμοστική παρουσίαση (adaptive presentation) Προσαρμοστική πλοήγηση (adaptive navigation) Υποστήριξη συνεργασίας μεταξύ μαθητών ( collaboration support) Διαδοχή γνωστικών μονάδων (Adaptive sequencing curriculum) Εφαρμόζεται για να παρέχει στους εκπαιδευόμενους το εκπαιδευτικό υλικό και τους στόχους (εργασίες, προβλήματα, γνώσεις) με σωστή σειρά. Βοηθάει τους εκπαιδευόμενους να βρουν ένα κρίσιμο μονοπάτι μέσα στο υλικό του μαθήματος με σκοπό να φτάσουν ευκολότερα και γρηγορότερα στους στόχους του μαθήματος. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι τα συστήματα BIP (Barr, Beard, Atkinson, 1976) και το ITEM-IP (Brusilovsky 1992). Υπάρχουν δυο ειδών τεχνικές για διαδοχικές παρουσιάσεις. Στην υψηλού επιπέδου διαδοχή γνώσεων καθορίζεται το επόμενο θέμα ή έννοια που θα διδαχθεί. Στην χαμηλού επιπέδου διαδοχή καθορίζεται το επόμενο παράδειγμα, πρόβλημα που θα διδαχθεί για να επιτύχουν το στόχο. Υπάρχουν δύο διαφορετικά είδη διαδοχής η ενεργητική και η παθητική. Η ενεργητική διαδοχή υποδηλώνει ένα μαθησιακό στόχο, δηλαδή ένα υποσύνολο των εννοιών του γνωστικού πεδίου και έχει σκοπό την κατασκευή της καλύτερης μεμονωμένης ακολουθίας βημάτων για να επιτευχθεί ο στόχος. Ο στόχος εκμάθησης μπορεί να είναι σταθερός ή να αλλάζει. Καθοδηγείται από τις γνώσεις των εκπαιδευόμενων και συγκεκριμένα από τη διαφορά της γνώσης του εκπαιδευόμενου και του επιθυμητού στόχου. Η παθητική διαδοχή δεν απαιτεί ενεργό στόχο μάθησης. Αρχίζει όταν ο χρήστης δεν είναι ικανός να λύσει ένα πρόβλημα ή να απαντήσει σε μια ερώτηση σωστά. Για τα ενεργητικά συστήματα διαδοχής έχει νόημα να διακρίνουμε τα συστήματα µε σταθερούς και ρυθμιζόμενους στόχους μάθησης. Τα περισσότερα από τα υπάρχοντα συστήματα μπορούν να καθοδηγήσουν τους εκπαιδευόμενους τους στο σταθερό στόχο μάθησης σε ολόκληρο το σύνολο των εννοιών των περιοχών. Μερικά συστήματα µε ρυθμιζόμενο στόχο μάθησης αφήνουν ένα εκπαιδευτή ή ένα εκπαιδευόμενο να επιλέξει ένα υποσύνολο ολόκληρου του συνόλου των εννοιών ως τον τρέχοντα στόχο μάθησης. Παραδείγματα συστημάτων που μπορούν να εκτελέσουν παθητική διαδοχή είναι τα InterBook, PAT- Interbook, Prolog Tutor. Ενεργητικά συστήματα αλληλουχίας, είναι τα ELM-ART-ΙΙ, AST, ADI, ART-Web, ACE, KBS-Hyperbook και τα οποία είναι σε θέση να εκτελέσουν υψηλού και χαμηλού επιπέδου διαδοχές. Τα περισσότερα από τα συστήματα υποστηρίζουν τη διαδοχή με σταθερό στόχο μάθησης. Μόνο μερικά συστήματα υποστηρίζουν το ρυθμιζόμενο στόχο μάθησης και επιτρέπουν στον εκπαιδευτή ή στον εκπαιδευόμενο (Interbook, KBS Hyperbook) να επιλέξουν ένα μεμονωμένο στόχο. Η παραπάνω τεχνολογία είναι η πιο 26

27 παλιά που χρησιμοποιείται αλλά στο περιβάλλον των ITS δεν θεωρήθηκε πολύ σημαντική γιατί η παράδοση δηλαδή η διαδοχή της ύλης θεωρείται ότι γίνεται από έναν εκπαιδευτή. Στο περιβάλλον του διαδικτύου όμως τα δεδομένα είναι διαφορετικά και η παραπάνω τεχνολογία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη εξαιτίας του μεγάλου όγκου πληροφοριών Ευφυής ανάλυση λύσεων (Intelligent solution analysis) Σύμφωνα με τον Brusilovsky αυτή η τεχνολογία εξετάζει τις τελικές απαντήσεις των μαθητευόμενων σε κάποιο πρόβλημα το οποίο μπορεί να είναι είτε κάποια απλή ερώτηση είτε κάποιο πολύπλοκο προγραμματιστικό πρόβλημα. Το σύστημα δεν ενδιαφέρεται πως έφτασε ο εκπαιδευόμενος στη λύση. Οι ευφυείς αναλυτές που διαθέτει δεν απαντούν απλά αν είναι σωστή ή λάθος η λύση, αλλά μπορούν να ανακαλύψουν τι πήγε λάθος και ποιες πληροφορίες λείπουν από τον εκπαιδευόμενο, έτσι ώστε να του παρέχουν το κατάλληλο υλικό. Αυτή η τεχνολογία είναι κατάλληλη για υπολογιστές συνδεδεμένους σε αργά δίκτυα καθώς μεταξύ του server και του client γίνεται μόνο μια αλληλεπίδραση. Παράδειγμα που χρησιμοποιεί αυτή την τεχνολογία είναι το ELM-ART ένα σύστημα για εκμάθηση της γλώσσας προγραμματισμού LISP (Brusilovsky 1996) Αλληλεπιδραστική υποστήριξη λύσεων (Interactive problem solving support) Ο στόχος της είναι να παρέχει στους εκπαιδευόμενους υποστήριξη σε κάθε βήμα στην διαδικασία επίλυσης ενός προβλήματος. Το σύστημα που διαθέτει αυτή την τεχνολογία καταγράφει συνεχώς τις κινήσεις του εκπαιδευόμενου,τις επεξεργάζεται και στέλνει βοήθεια όποτε χρειαστεί ενημερώνοντας παράλληλα το μοντέλο του χρήστη. Το επίπεδο βοήθειας ποικίλει: από τη σηματοδότηση για ένα λανθασμένο βήμα έως την παροχή μιας συμβουλής ή την εκτέλεση του επόμενου βήματος για το εκπαιδευόμενο. Μπορεί να βελτιώσει την επίλύση ενός προβλήματος παρέχοντας ανατροφοδότηση και αλληλεπίδραση σε κάθε βήμα. Η συγκεκριμένη τεχνολογία δεν είναι πολύ διαδομένη για το διαδίκτυο γιατί οι εφαρμογές του διαδικτύου δεν είναι συνήθως αλληλεπιδραστικές έτσι ώστε να μπορούν σε κάθε βήμα να προσφέρουν βοήθεια στο μαθητή. Αυτό συμβαίνει γιατί απαιτείται πολύ χρόνος για να γίνει κάθε αλληλεπίδραση με αποτέλεσμα να υπάρχουν προβλήματα στη διαδικασία επίλυσης του προβλήματος. Λύση στα παραπάνω προβλήματα δίνει η χρήση της τεχνολογίας Java. Παραδείγματα που χρησιμοποιούν τη συγκεκριμένη τεχνολογία είναι το ACT Programming Tutor (Corbett & Anderson 1992), GRACE (McKendree, Radilski & Atwwod 1992). Μια εφαρμογή (applet) εκτελείται στην πλευρά του εκπαιδευόμενου και παρέχει ένα ευχάριστο αλληλεπιδραστικό περιβάλλον. Το ευφυές και προσαρμοστικό μέρος του συστήματος βρίσκεται στην πλευρά του server. To applet επικοινωνεί με τον server με CGI interface. Η μέθοδος αυτή δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε μη καλά δομημένα πεδία όπως είναι για παράδειγμα η ιστορία καθώς δεν μπορούμε να μοντελοποιήσουμε την διαδικασία λύσης ενός προβλήματος (Papapetros C.M. και Papatheodorou T.S., 2000). Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αντικείμενα όπως τα μαθηματικά, η φυσική και ο προγραμματισμός όπου υπάρχουν αξιώματα, θεωρήματα, νόμοι και αλγοριθμικές διαδικασίες. Σε αυτήν την περίπτωση αν εφαρμόσουμε τις ίδιες αρχές σε παρόμοια προβλήματα παίρνουμε τα ίδια αποτελέσματα. Για τα μη καλά δομημένα πεδία μπορεί να χρησιμοποιηθεί η διαδοχή γνωστικών μονάδων. 27

28 2.7.4 Λύση προβλημάτων βασισμένη σε προβλήματα (Example Based Problem) Όταν οι εκπαιδευόμενοι αντιμετωπίζουν προβλήματα στην επίλυση κάποιου προβλήματος το σύστημα τους παρέχει βοήθεια από παραδείγματα που έχουν δει ή προβλήματα που έχουν λύσει σε προηγούμενα στάδια της εκπαιδευτικής διαδικασίας. Ένα ευφυές σύστημα για το διαδίκτυο που χρησιμοποιεί αυτή την τεχνολογία είναι το ELM-ART (Brusilovsky 1996). Η επίλυση προβλημάτων βασισμένη σε προβλήματα δεν απαιτεί μεγάλη αλληλεπίδραση μεταξύ client-server γι αυτό μπορεί εύκολα να εφαρμοστεί στα προσαρμοστικά εκπαιδευτικά συστήματα για το διαδίκτυο (Brusilovsky P., 1998) Προσαρμοστική παρουσίαση (Adaptive presentation) Σκοπός της Προσαρμοστικής Παρουσίασης είναι να προσαρμοστεί το περιεχόμενο της σελίδας στους στόχους του εκπαιδευόμενου, στο γνωστικό του επίπεδο και σε άλλες πληροφορίες που υπάρχουν αποθηκευμένες στο μοντέλο του. Οι σελίδες δεν είναι στατικές αλλά δημιουργούνται δυναμικά ή συγκεντρώνονται από κάποια κομμάτια σε συμφωνία με το γνωστικό επίπεδο του χρήστη. Για παράδειγμα οι εκπαιδευόμενοι με εμπειρία μπορούν να λάβουν περισσότερες και με μεγαλύτερη λεπτομέρεια πληροφορίες ενώ στους αρχάριους δίνονται περισσότερες εξηγήσεις. Η παραπάνω τεχνολογία είναι πολύ χρήσιμη στο περιβάλλον του διαδικτύου γιατί μια σελίδα δεν μπορεί να ταιριάζει σε όλους τους μαθητές/χρήστες. Μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την προσαρμοστική παρουσίαση είναι: Οι επιπρόσθετες εξηγήσεις (additional explanations): η μέθοδος αυτή έχει σκοπό την απόκρυψη ορισμένης πληροφορίας που δεν είναι συμβατή με τα χαρακτηριστικά του χρήστη. Δηλαδή με τη μέθοδο αυτή εκτός από τη βασική πληροφορία κάποια κατηγορία χρηστών θα πάρει επιπλέον πληροφορία που απευθύνεται ειδικά σε χρήστες αυτής της κατηγορίας ενώ θα αποκρύβεται από τους χρήστες άλλων κατηγοριών. Για παράδειγμα λεπτομέρειες μπορούν να αποκρύβονται από χρήστες με χαμηλό γνωστικό επίπεδο και να εμφανίζονται μόνο σε χρήστες με υψηλό γνωστικό επίπεδο. Αντίθετα χρήστες με υψηλό γνωστικό επίπεδο μπορεί να μη βλέπουν κάποιες επιπρόσθετες εξηγήσεις σχετικά με μια έννοια γιατί είναι περιττές. Ένας τρόπος με τον οποίο έχει υλοποιηθεί αυτή η μέθοδος είναι με τη χρήση συνθηκών (conditional text). Η παραλλαγή των εξηγήσεων (explanation variants): είναι μέθοδος η οποία διατηρεί παραλλαγές του περιεχομένου των διαφόρων σελίδων και στον κάθε μαθητή εμφανίζει την παραλλαγή που ταιριάζει περισσότερο στο μοντέλο του. Η μέθοδος αυτή μπορεί να υλοποιηθεί με δύο τρόπους. Ο πιο απλός τρόπος είναι η χρήση παραλλαγών σελίδων (page variants). Με αυτόν τον τρόπο το σύστημα διατηρεί παραλλαγές της ίδιας σελίδας με διαφορετικές παρουσιάσεις για το ίδιο αντικείμενο. Ο δεύτερος τρόπος που είναι πιο εξειδικευμένος χρησιμοποιεί παραλλαγές τμημάτων (fragment variants). Δηλαδή το σύστημα διατηρεί διάφορες παραλλαγές για την κάθε έννοια και εμφανίζει στο χρήστη εκείνη την παραλλαγή που αντιστοιχούν στο μοντέλο του. Ο τρόπος αυτός είναι χρήσιμος όταν μια σελίδα αναφέρεται σε περισσότερες από μια γνωστικές έννοιες. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί 28

29 και συνδυασμός των δύο αυτών μεθόδων. Ένας τρίτος τρόπος είναι με τη χρήση πλαισίων (frames) τα οποία αναπαριστούν όλη την πληροφορία που αφορά μια γνωστική έννοια. Η μέθοδος stretchtext: με αυτή τη μέθοδο γίνεται επιλεκτική ενσωμάτωση ή μη περιοχών του κειμένου ανάλογα με το επίπεδο ή την εμπειρία του εκπαιδευόμενου Υποστήριξη συνεργασίας (Support collaboration) Αφορά μια νέα τεχνολογία στα προσαρμοστικά συστήματα και κυρίως στα προσαρμοστικά συστήματα για το διαδίκτυο, που ανοίγει νέους δρόμους για την συνεργασία και επικοινωνία μεταξύ των χρηστών. Αυτή η τεχνολογία δεν μπορούσε να εφαρμοστεί στα παραδοσιακά ευφυή συστήματα και στα προσαρμοστικά υπερμέσα γιατί το σύστημα κάθε φορά λειτουργεί με ένα μόνο μοντέλο μαθητή. Ενώ στο περιβάλλον του διαδικτύου όλα τα μοντέλα των διαφορετικών χρηστών είναι αποθηκευμένα στον server. Η προσαρμοστική υποστήριξη συνεργασίας είναι μια πολύ νέα τεχνολογία η οποία αναπτύχθηκε μέσα στα τελευταία έτη μαζί με την ανάπτυξη των δικτυωμένων εκπαιδευτικών συστημάτων. Ο σκοπός της συνεργασίας είναι να χρησιμοποιήσει το σύστημα πληροφορίες για τους διάφορους χρήστες που είναι αποθηκευμένες στα μοντέλα των εκπαιδευόμενων και να δημιουργήσει ομάδες συνεργασίας για την επίλυση ενός προβλήματος ή για συζήτηση πάνω σε ένα θέμα (Brusilovsky P 1999). Για παράδειγμα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην επίλυση ενός προβλήματος ή σε μια ομάδα συζήτησης για ένα πρόβλημα. Το σύστημα σε αυτήν την περίπτωση για να σχηματίσει τις ομάδες πρέπει να είναι ενημερωμένο για το ποιοι χρήστες είναι στο δίκτυο, ποιες ενέργειες έχουν ήδη εκτελέσει και να τους παρέχει τα μέσα για επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο (Seridi H., Sellami M. 2001) Προσαρμοστική πλοήγηση (Adaptive navigation support) Σκοπός της προσαρμοστικής πλοήγησης είναι να υποστηρίξει τους εκπαιδευόμενους στον προσανατολισμό τους στον χώρο αλλάζοντας την εμφάνιση των ορατών συνδέσμων. Συγκεκριμένα το σύστημα μπορεί να βάλει σχόλια, να κρύψει, να διατάξει συνδέσμους για να διευκολύνει την επιλογή του χρήστη για τον επόμενο σύνδεσμο ή στην επιλογή μίας άσκησης, ενός νέου θέματος. Στοχεύει όπως και η τεχνολογία Διαδοχή γνωστικών μονάδων (Adaptive sequencing curriculum) στο να βρει ο εκπαιδευόμενος το κρίσιμο μονοπάτι μέσα στο υλικό που πρέπει να ερευνήσει για να μάθει. Η προσαρμοστική πλοήγηση καθοδηγεί λιγότερο τον εκπαιδευόμενο από τις άλλες τεχνολογίες και του δίνει περισσότερη ελευθερία στην επιλογή του επόμενου στόχου. Παράδειγμα συστήματος που χρησιμοποιεί αυτή την τεχνολογία είναι το ISIS-tutor των Brusilovsky & Pesin Η τεχνολογία adaptive navigation support χρησιμοποιώντας την άμεση καθοδήγηση και η τεχνολογία curriculum sequencing έχουν κάποιες ομοιότητες. Οι τρόποι που χρησιμοποιείται η προσαρμοστική πλοήγηση είναι με: Προσαρμοστικό σχολιασμό συνδέσμων (adaptive link annotation): Είναι η πιο συνηθισμένη τεχνολογία που εφαρμόζεται σε προσαρμοστικά συστήματα. Οι σύνδεσμοι διαφοροποιούνται ανάλογα με το πόσο κατάλληλες είναι για να τις ακολουθήσει ένας μαθητής και αυτό εξαρτάται από τη γνωστική του κατάσταση και τους στόχους του. Η διαφοροποίηση των συνδέσμων μπορεί να γίνει με βάση το χρώμα τους, ή κάποιο γραφικό εικονίδιο που 29

30 συσχετίζεται με αυτές, κτλ. Με την παραπάνω τεχνολογία οι αποπροσανατολισμοί των εκπαιδευόμενων σε άσχετες γι αυτούς πληροφορίες μπορούν να περιοριστούν. Έρευνες έχουν αποδείξει ότι όταν υπάρχουν σχόλια για την κατάσταση των συνδέσμων ακόμα και όταν αυτά δεν είναι προσαρμοστικά στον κάθε χρήστη τότε οι επιδόσεις του αυξάνονται (Brusilovsky P. 1995). Ενεργοποίηση / απενεργοποίηση συνδέσμων (enable & disable links): Σύνδεσμοι που ενδιαφέρουν ή δεν ενδιαφέρουν το εκπαιδευόμενο μπορεί να ενεργοποιούνται ή να απενεργοποιούνται, δηλαδή να φαίνονται ότι είναι σύνδεσμοι αλλά να μην μπορούν να επιλεχθούν από το χρήστη. Απόκρυψη συνδέσμων( hiding links): Ορισμένοι σύνδεσμοι που δεν ενδιαφέρουν το εκπαιδευόμενο τη συγκεκριμένη στιγμή κρύβονται από αυτόν και παρουσιάζονται σαν απλό κείμενο. Ταξινόμηση συνδέσμων (sorting links): Οι σύνδεσμοι μιας συγκεκριμένης σελίδας ταξινομούνται από το σύστημα με βάση το μοντέλο χρήστη. Οι σύνδεσμοι με τη μεγαλύτερη σχετικότητα με τα χαρακτηριστικά του μαθητή εμφανίζονται πρώτες ενώ εκείνες που έχουν μικρή σχετικότητα εμφανίζονται τελευταίες. Μπορεί να βοηθήσει τους εκπαιδευόμενους όταν υπάρχουν πολλοί σύνδεσμοι στην ίδια σελίδα αλλά όταν σε ένα εκπαιδευτικό περιβάλλον οι σύνδεσμοι είναι λίγοι δεν έχει αξία η συγκεκριμένη τεχνολογία (Brusilovsky P., 1995). Για εφαρμογές του διαδικτύου μπορεί να εφαρμοστεί όταν υπάρχουν λίστες με συνδέσμους σε σχετικές σελίδες. Σε μια εκπαιδευτική εφαρμογή ο εκπαιδευόμενος μπορεί να βάλει ένα στόχο και το σύστημα να του δώσει μια λίστα με τις σελίδες που μπορεί να βρει στοιχεία όμως η λίστα θα πρέπει να είναι ταξινομημένη έτσι ώστε να καλύπτονται οι προαπαιτούμενες έννοιες. (De Bra, 1999) Άμεση καθοδήγηση(direct guidance): Είναι η πιο απλή μέθοδος προσαρμοστικής πλοήγησης. Με αυτή το σύστημα δείχνει στο εκπαιδευόμενο ποια είναι η επόμενη καλύτερη σελίδα για αυτόν που πρέπει να επισκεφθεί, συνήθως με ένα κουμπί με όνομα next ή ένα βελάκι προς τα δεξιά. Το ποια είναι η επόμενη καλύτερη σελίδα καθορίζεται από το μοντέλο του χρήστη και από τους στόχους του. Με το πάτημα του κουμπιού συνήθως ένα πρόγραμμα στην πλευρά του εξυπηρετητή(server) εκτελείται για να μας προτείνει είτε τη διεύθυνση στο διαδίκτυο με την καλύτερη σελίδα για τον κάθε εκπαιδευόμενο είτε να προτείνει μια κοινή σελίδα για όλους τους εκπαιδευόμενους αλλά το περιεχόμενο της να κατασκευάζεται για τον κάθε ένα ξεχωριστά. Το πιο υλικό είναι το καλύτερο αποφασίζεται βάσει της τρέχουσας γνώσης του χρήστη και του μαθησιακού στόχου Είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους προσαρμοστικής πλοήγησης έτσι ώστε ο εκπαιδευόμενος να έχει περισσότερη ελευθερία στην πλοήγηση. (De Bra 1999, Brusilovsky, P. 1998). Διαγραφή συνδέσμων (link removal): Κάποιοι σύνδεσμοι που δεν ενδιαφέρουν το εκπαιδευόμενο μπορεί να διαγράφονται τελείως αντί απλώς να κρύβονται. Αυτή η τεχνική μπορεί να συνδυαστεί και με την ταξινόμηση συνδέσεων που περιγράφηκε παραπάνω και να διαγράψει τους τελευταίους συνδέσμους της λίστας. 30

31 Εικόνα 2.1 Προσαρμοστικές Τεχνολογίες στα Προσαρμοστικά Υπερμέσα (Πηγή: Brusilovsky 2001) 2.8 Αρχιτεκτονική σχεδίαση προσαρμοστικών συστημάτων Η γενική αρχιτεκτονική των AHS φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. 31

32 Εικόνα 2.2 Αρχιτεκτονική των AHS Ο πυρήνας κάθε προσαρμοστικού συστήματος είναι μια μηχανή η οποία εκτελεί τους προσαρμοστικούς κανόνες. Αυτή η μηχανή παράγει τις προσαρμοστικές σελίδες. Για την παραγωγή μιας σειράς μαθημάτων τα προσαρμοστικά συστήματα χρησιμοποιούν τις πληροφορίες για το πεδίο, για το εκπαιδευόμενο/χρήστη και τους στόχους που προσπαθεί να επιτύχει. Κάθε σελίδα που παρουσιάζεται στο εκπαιδευόμενο περιλαμβάνει κάποιους κανόνες. Για να εκτελεστεί κάποιος κανόνας πρέπει να ικανοποιούνται κάποιες συνθήκες. Αυτοί οι κανόνες ανανεώνουν το μοντέλο του χρήστη και ανανεώνονται. Για παράδειγμα μπορούν να ανανεωθούν όταν ο εκπαιδευόμενος επισκεφτεί κάποια σελίδα. Είναι υπεύθυνη για την συνεργασία των υπολοίπων μονάδων. Μπορεί να αποτελείται από ξεχωριστές μονάδες οι οποίες είναι υπεύθυνες για την εξαγωγή του περιεχομένου από τη βάση, για την ενημέρωση του μοντέλου του χρήστη και για να ερμηνεύουν τις αντιδράσεις του χρήστη και να πληροφορούν και τις υπόλοιπες μονάδες. Προχωρώντας ένα βήμα παραπέρα η αρχιτεκτονική των συστημάτων για το διαδίκτυο βασίζεται στην αρχιτεκτονική client-server. Στην πλευρά του server είναι αποθηκευμένα τα μοντέλα για το εκπαιδευόμενο, για το πεδίο και η προσαρμοστική μονάδα. Εκεί κατασκευάζονται δυναμικά οι σελίδες οι οποίες είναι συνήθως αρχεία XML. Το πλεονέκτημα της XML σε σχέση με την HTML είναι ότι διαχωρίζει την παρουσίαση από το περιεχόμενο με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η επαναχρησιμοποίηση του περιεχομένου και να χρησιμοποιούνται ευκολότερα οι προσαρμοστικές τεχνικές. Στην πλευρά του client απλά χρειάζεται ένας browser (Internet Explorer, Opera, Mozilla, Netscape Navigator ) για να δείξει τα XML αρχεία. Κάθε φορά που ο εκπαιδευόμενος ζητάει μια σελίδα ο browser στέλνει το αίτημα στην πλευρά του server ο οποίος υπολογίζει δυναμικά την σελίδα με βάση το μοντέλο του χρήστη. Ένα Java applet είναι υπεύθυνο για να στέλνει όλα τα γεγονότα (events) στην πλευρά του server καθώς και να ενημερώνει το μοντέλο του χρήστη. Παρακάτω παρατίθεται ένας πίνακας με τα κυριότερα βήματα για την κατασκευή υπερμεσικού εκπαιδευτικού συστήματος είτε συνηθισμένου είτε προσαρμοστικού σύμφωνα με τον Brusilovsky στην εργασία του «DEVELOPING ADAPTIVE EDUCATIONAL HYPERMEDIA SYSTEMS: FROM DESIGN MODELS TO AUTHORING TOOLS» Πίνακας 2.1 Βήματα για την κατασκευή υπερμεσικού εκπαιδευτικού συστήματος (Πηγή: Brusilovsky 2003) Συνηθισμένα εκπαιδευτικά υπερμέσα Προσαρμοστικά Υπερμέσα Εκπαιδευτικά Σχεδίαση Σχεδιασμός και δόμηση του πεδίου γνώσης Σχεδιασμός ενός γενικού μοντέλου 32

33 χρήστη Σχεδιασμός ενός συνόλου στόχων Σχεδιασμός και δόμηση υπερμεσικού περιβάλλοντος του εκπαιδευτικού υλικού Σχεδιασμός και δόμηση υπερμεσικού περιβάλλοντος του εκπαιδευτικού υλικού Σχεδιασμός συνδέσεων ανάμεσα στο πεδίο γνώσης και του υπερμεσικού περιβάλλοντος του εκπαιδευτικού υλικού Authoring Δημιουργία περιεχομένου σελίδων Καθορισμός των συνδέσεων ανάμεσα στις σελίδες Δημιουργία περιεχομένου σελίδων Καθορισμός των συνδέσεων ανάμεσα στις σελίδες Δημιουργία κάποιων περιγραφών για καθένα γνωστικό αντικείμενο Καθορισμός των συνδέσεων ανάμεσα στα γνωστικά αντικείμενα Καθορισμός των συνδέσεων ανάμεσα στα γνωστικά αντικείμενα και τις σελίδες με το εκπαιδευτικό υλικό Πως γίνεται η προσαρμογή; Σύμφωνα με τους Fung A.C.W. και Yeung, J.C.F. (2000) η διαδικασία προσαρμογής είναι μια διαδικασία η οποία μπορεί να θεωρηθεί ότι γίνεται σε πέντε βήματα. 33

34 Εικόνα 2.3 Τα βήματα της διαδικασίας προσαρμογής Φόρτωμα το προφίλ του εκπαιδευόμενου: Το προφίλ του εκπαιδευόμενου έχει αποθηκευμένα τα χαρακτηριστικά του χρήστη των οποίων η γνώση τους είναι απαραίτητη για την παροχή αξατομικευμένων μαθημάτων. Δυναμική κατασκευή ιστοσελίδας: Είναι το πιο πολύπλοκο βήμα στην διαδικασία προσαρμογής καθώς το υλικό και οι σύνδεσμοι που θα εμφανιστούν πρέπει να ανταποκρίνονται στα χαρακτηριστικά του χρήστη. Το σύστημα εξετάζει αν ικανοποιούνται οι συνθήκες για την εμφάνιση του υλικού στην πλευρά του χρήστη. Σύλληψη αντιδράσεων εκπαιδευόμενου: Η συμπεριφορά του εκπαιδευόμενου θα πρέπει να καταγράφεται και συγκεκριμένα θα πρέπει να παρακολουθείται η πλοήγηση του, το υλικό που μελετάει και οι απαντήσεις του στις εργασίες. Ανάλυση αντιδράσεων εκπαιδευόμενου: Σε αυτό το στάδιο οι απαντήσεις του εκπαιδευόμενου θα πρέπει να συγκριθούν με αυτές στο πεδίο γνώσεων για την εκτίμηση του γνωστικού επιπέδου του και για τις παρανοήσεις του. Το σύστημα παρέχει υποδείξεις ή επιπλέον επεξηγηματικό υλικό και ασκήσεις. Ενημέρωση του προφίλ εκπαιδευόμενου: Είναι το τελευταίο στάδιο της διαδικασίας της προσαρμογής. Οι παραπάνω διαδικασίες μπορούν να επιτευχθούν με τεχνολογίες του διαδικτύου όπως είναι η java και με συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων καθώς τα μοντέλα των χρηστών και μοντέλο του πεδίου είναι αποθηκευμένα σε βάσεις. 2.9 Μοντέλο Εκπαιδευόμενου/Χρήστη (User Model) Το μοντέλο του χρήστη είναι η καρδιά του συστήματος και απαντάει στις ερωτήσεις ποιοι είναι οι στόχοι του εκπαιδευόμενου, ποιες είναι οι εμπειρίες του και οι γνώσεις του για το αντικείμενο. Η γνώση της κατάστασης του εκπαιδευόμενου είναι ζωτικής σημασίας, για να του προσφερθεί εξατομικευμένη μάθηση. Το μοντέλο χρήστη μπορεί να θεωρηθεί η αναπαράσταση της κατάστασης που έχει στο μυαλό του ο χρήστης και διατηρεί πληροφορίες σχετικά με το χρήστη με βάση τις οποίες γίνεται η προσαρμογή της λειτουργίας του συστήματος στις απαιτήσεις του. Υπάρχουν πολλά πιθανά χαρακτηριστικά του εκπαιδευόμενου που μπορούν να αποθηκευτούν στο μοντέλο και ένα πρόβλημα είναι η επιλογή των πιο κατάλληλων από αυτά. Το μοντέλο δεν πρέπει να είναι ούτε ελλιπές διότι η προσαρμοστικότητα του συστήματος θα είναι ανεπιτυχής αλλά ούτε και πολύπλοκο καθώς θα επιβαρύνει σημαντικά τη λειτουργία του συστήματος. Οι τιμές των χαρακτηριστικών του εκπαιδευόμενου προκύπτουν είτε κατά την αλληλεπίδρασή του με το σύστημα κατά την εκπαιδευτική διαδικασία είτε δίνονται απευθείας από αυτόν. Το σύστημα θα πρέπει να αναγνωρίζει τις όποιες αλλαγές που έχουν υποστεί τα χαρακτηριστικά του χρήστη κατά την αλληλεπίδρασή του με αυτό και να ενημερώνει κατάλληλα το μοντέλο. Η κατάσταση του μοντέλου ανανεώνεται σαν αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του εκπαιδευόμενου με το περιεχόμενο του μαθήματος. Για παράδειγμα όταν ο εκπαιδευόμενος επισκέπτεται μια σελίδα αυτή θεωρείται απλά διαβασμένη ενώ όταν λύνει κάποια άσκηση πάνω σε αυτήν ή απαντήσει σωστά στις 34

35 ερωτήσεις κάποιου τεστ τότε θεωρεί ότι έχει κατανοηθεί τόσο η ίδια όσο και οι προηγούμενες της. (Retalis S., Papasalouros A., Skordalakis E., 2003). Όπως αναφέρουν οι Γεωργούλη, Κ., Γρηγοριάδου, Μ., και Σαμαράκου (2001) τα εκπαιδευτικά προσαρμοστικά συστήματα παράλληλα με τις δυνατότητες προσαρμογής, διαθέτουν και δυνατότητες αξιολόγησης (adaptive assessment) της αλληλεπίδρασης του μαθητή με το σύστημα, το γνωστικό του επίπεδο. Η αξιολόγηση οδηγεί στον σχεδιασμό και στην ενημέρωση του μοντέλου του χρήστη. Χάρη στην αξιολόγηση βελτιώνονται τα συμπεράσματα που βγάζει το σύστημα για τις ενέργειες του χρήστη με αποτέλεσμα να βελτιώνονται οι αποφάσεις του συστήματος για τις προσαρμογές που θα κάνει στον χρήστη. Η ενημέρωση του μοντέλου του χρήστη γίνεται είτε όταν ο χρήστης ζητάει μια σελίδα είτε όταν συμπληρώνει κάποιο τεστ ή ερωτηματολόγιο. Σύμφωνα με τους Seridi H., Sellami M. (2001) το μοντέλο του χρήστη περιέχει στατικές πληροφορίες οι οποίες δεν αλλάζουν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας όπως η ταυτότητα του χρήστη και ο τελικός του στόχος και μεταβλητές πληροφορίες οι οποίες αλλάζουν δυναμικά κατά τη διαδικασία της εκπαίδευσης. Τέτοιες πληροφορίες είναι για παράδειγμα το επίπεδο κατανόησης των εννοιών, το επόμενο υλικό που πρέπει να διδαχθεί. Η πιο συνηθισμένη προσέγγιση που ακολουθείται από τα AWBES για το μοντέλο χρήστη είναι για κάθε έννοια του μοντέλου του πεδίου γνώσεων να αντιστοιχίζουμε μια τιμή που δείχνει το πόσο γνωρίζει ο εκπαιδευόμενος αυτή την έννοια. Αυτή η τιμή αποθηκεύεται στο μοντέλο του χρήστη. Σύμφωνα με τους (Retalis S., Papasalouros A., Skordalakis E., 2003) το μοντέλο του χρήστη συνήθως αποτελείται από δυο μέρη. Στο πρώτο μέρος υπάρχουν πληροφορίες για το χρήστη. Πληροφορίες για το προφίλ του (προτιμήσεις, ανάγκες, τρόπο μάθησης που προτιμά ). Επίσης υπάρχουν πληροφορίες για το αρχικό επίπεδο γνώσεων του για το αντικείμενο που θα διδαχθεί (αρχάριος, μέσος, ειδικός). Στο δεύτερο μέρος που είναι και το πιο ενδιαφέρον υπάρχουν πληροφορίες για την σχέση του μαθητή με τις έννοιες του αντικειμένου που θα διδαχθεί. Δηλαδή πόσο καλά γνωρίζει αυτές τις έννοιες. Τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή αυτών των γνώσεων του μαθητή και προέρχονται από τα ITS είναι το επικαλυπτόμενο (overlay) μοντέλο, το μοντέλο στερεοτύπων και τα μοντέλα αβεβαιότητας Overlay Model Για κάθε έννοια του μοντέλου του πεδίου γνώσεων αντιστοιχίζουμε μια τιμή που δείχνει το πόσο γνωρίζει ο εκπαιδευόμενος αυτή την έννοια. Αυτό είναι το επικαλυπτόμενο μοντέλο (overlay model) το οποίο είναι μια εκτίμηση του συστήματος για το πόσο καλά γνωρίζει ο εκπαιδευόμενος αυτή την έννοια. Η βασική της ιδέα είναι ότι θεωρεί τη γνώση του εκπαιδευόμενου ως υποσύνολο της γνώσης ενός ειδικού στο πεδίο (Brusilovsky P., 1994). Εικόνα 2.4 Το Overlay μοντέλο 35

36 Μια επέκταση του μοντέλου επικάλυψης είναι το Buggy Model. Ένα μειονέκτημα του μοντέλου επικάλυψης είναι η αδυναμία του να αναπαραστήσει πιθανές παρανοήσεις του μαθητή. Για αυτό το σκοπό έχει προταθεί το buggy μοντέλο που αναπαριστά τη γνώση του μαθητή σαν την ένωση ενός υποσυνόλου του πεδίου γνώσης και ενός συνόλου παρανοήσεών του. Εικόνα 2.5 Το Buggy μοντέλο Μοντέλο στερεοτύπων Το μοντέλο στερεοτύπων έχει αποθηκευμένα κάποια μοντέλα χρηστών εκπαιδευόμενων και κατατάσσει τον μαθητή σε κάποια κατηγορία. Αρχικοποιείται με την εγγραφή του μαθητή με τη σειρά μαθημάτων. Συνήθως αυτό γίνεται με κάποιο διαγνωστικό τεστ ή ερωτηματολόγιο όπως για παράδειγμα το ερωτηματολόγιο Felder/Soloman (Τσιάνος, Γερμανάκος, Μουρλάς, 2006). Οι κατηγορίες των μοντέλων είναι συνήθως ανάλογα με το γνωστικό τους επίπεδο. Το σύστημα καταγράφει τις αλληλεπιδράσεις του μαθητή με το μάθημα και ενημερώνει το μοντέλο του μαθητή. Ένας πιο απλός τρόπος μοντελοποίησης της γνώσης του μαθητή Μοντέλα αβεβαιότητας Επίσης χρησιμοποιούνται και μοντέλα αβεβαιότητας για την μοντελοποίηση της γνώση του μαθητή. Τέτοια μοντέλα είναι πιθανοκρατικά με τη χρήση π.χ. Bayesian networks, ασαφή (fuzzy), νευροασαφή (neurofyzzy) (Πρέντζας Δ. & Χατζηλυγερούδης Ι, 2001) Μαθησιακός Τύπος στα προσαρμοζόμενα εκπαιδευτικά υπερμέσα Η επιτυχία μιας εκπαιδευτικής διαδικασίας δε μπορεί παρά να συναρτάται και από τα ιδιαίτερα μαθησιακά χαρακτηριστικά των μαθητευόμενων και την επιτυχή ενσωμάτωση τους στη διδακτική προσέγγιση που ανά περίσταση επιλέγεται. Τα χαρακτηριστικά αυτά, ομαδοποιημένα ανάλογα με την προτεινόμενη από κάθε θεωρία τυπολογία, συνιστούν τα μαθησιακά στυλ. Μιας και τα μαθησιακά στυλ αποτελούν τμήμα του μοντέλου μαθητή/χρήστη κι έχοντας ως δεδομένο ότι η προσαρμογή του διδακτικού στυλ θεωρείται σημαντική για να επιτευχθεί αποτελεσματική μάθηση, οι θεωρίες των μαθησιακών στυλ έρχονται να προσθέσουν μια ακόμη διάσταση στο ευρύ πεδίο της εξατομίκευσης των περιβαλλόντων ηλεκτρονικής μάθησης (Τσιάνος, Γερμανάκος, Μουρλάς, 2006). 36

37 2.9.5 Βασικές Θεωρίες Μαθησιακών Τύπων Τα μαθησιακά στυλ ορίζονται ως ένα μοναδικό σύνολο ατομικών ικανοτήτων και προτιμήσεων που επηρεάζουν το πώς ένας μαθητής αντιλαμβάνεται, συγκεντρώνει και επεξεργάζεται στρατηγικές, προτιμήσεις και στάσεις που καθορίζουν τους ατομικούς τυπικούς τρόπους αντίληψης, μνήμης και επίλυσης προβλημάτων καθώς και τους επαναλαμβανόμενους τρόπους με τους οποίους ένα άτομο απομνημονεύει και ανακαλεί την πληροφορία (Pithers 2002), αποτελώντας έννοια ευρύτερη από το γνωστικό στυλ, με ολιστική επίδραση στη διαδικασία της μάθησης (Robotham χ.η.). Ενδεικτικές θεωρίες των μαθησιακών στυλ με επίδραση και πρακτική αξιοποίηση αποτελούν οι εξής: Η διχοτόμηση του Witkin (Witkin et al. 1977), δηλαδή ο βαθμός εξάρτησης από το πεδίο, καθώς αποτελεί την πλέον γνωστή και ευρέως χρησιμοποιούμενη γνωστική κατηγοριοποίηση του μαθησιακού στυλ (Τριανταφύλλου, Πομπόρτσης, Γεωργιάδου 2002). Ο κύκλος της μάθησης του Kolb (1984). Η ανάλυση γνωστικού στυλ του Riding (1991). Η προσέγγιση των Felder Silverman (1988), που είναι πρακτικά ιδιαίτερα αξιοποιήσιμη στα εξατομικευμένα περιβάλλοντα ηλεκτρονικής μάθησης. Το μοντέλο των Felder Silverman αποτελείται από τέσσερις διαστάσεις, εκ των οποίων κάθε μια έχει δύο πόλους. Οι κλίμακες αυτές είναι συνεχείς, δηλαδή κάποιος μπορεί να εγγίζει κάποιον πόλο σε μεγάλο, μέτριο ή ελάχιστο βαθμό και ορίζονται ως εξής: Οπτική λεκτική εισροή Αισθητική διαισθητική αντίληψη Ενεργή ανακλαστική επεξεργασία Διαδοχική σφαιρική κατανόηση. Κατανοώντας τη σημασία που έχει το μαθησιακό στυλ για την εκπαιδευτική διαδικασία, ένα προσαρμοστικό μαθησιακό περιβάλλον θα πρέπει να λαμβάνει σοβαρά υπόψη τα μαθησιακά στυλ των χρηστών του. Ένας τρόπος για να επιτευχθεί αυτό προτείνεται από τους Τσιάνο Γερμανάκο και Μουρλά (2006) στην εργασία τους «Η χρήση του μαθησιακού στυλ στα προσαρμοζόμενα εκπαιδευτικά υπερμέσα». Η μεθοδολογία τους έχει ως εξής: Κατάρτιση του προφίλ χρήστη, μέσω της συμπλήρωσης ενός on-line ερωτηματολογίου (όπως το Felder/Soloman). Ενσωμάτωση στην εφαρμογή ενός αυτοματοποιημένου μηχανισμού που «γνωρίζει» ποιες εκπαιδευτικές πηγές θα ανακαλέσει, με ποια σειρά θα τις παρουσιάσει και πόσες επιλογές ελεύθερης πλοήγησης θα διευκολύνουν το συγκεκριμένο χρήστη. Μέσω ενός αυτοματοποιημένου μηχανισμού είναι δυνατόν να καλυφθούν όλοι οι δυνατοί συνδυασμοί επιλογής υλικού, σειρά παρουσίασης, χρήσης κατάλληλων παραδειγμάτων και ελευθερίας κινήσεων. Προτείνεται από τους ερευνητές για την κωδικοποίηση του προφίλ χρήστη, να γίνει χρήση της XML. 37

38 Η έρευνα καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η έννοια του μαθησιακού στυλ δεν έχει διεισδύσει ακόμη σε αυτό που αποκαλείται μοντέλο-προφίλ χρήστη, γεγονός που στον τομέα της ηλεκτρονικής εκπαίδευσης πρέπει να προβληματίζει. Μια αιτία αυτού του γεγονότος είναι το ότι δεν έχει συντελεστεί επαρκής σύγκλιση ανάμεσα στο χώρο της εκπαίδευσης, της επικοινωνίας και της πληροφορικής Μοντέλο Γνωσιακής Βάσης ( Domain model ) Το μοντέλο της γνωσιακής βάσης καθορίζει το τι πρέπει να μάθουν οι εκπαιδευόμενοι. Το κλειδί για την προσαρμοστικότητα ενός συστήματος είναι η γνώση του συστήματος για τη δομή του πεδίου που θα διδαχθεί. Η δομή του γνωστικού υλικού σε προσαρμοστικά συστήματα αντανακλά τον τρόπο που κατασκευάζει τις γνώσεις ο ανθρώπινος εγκέφαλος σύμφωνα με τις γνωστικές θεωρίες. Έτσι το μοντέλο του χρήστη όπως και του γνωστικού πεδίου αναπαριστάνονται ως δίκτυα εννοιών που δείχνουν τη δομή του γνωστικού πεδίου καθώς και την κατάσταση του χρήστη. Σύμφωνα με τους Papapetros C.M. και Papatheodorou T.S.(2000) το μοντέλο για το πεδίο περιέχει όλο το περιεχόμενο που εμφανίζεται στους μαθητές μαζί με δομικές πληροφορίες για το περιεχόμενο. Το περιεχόμενο οργανώνεται σε μονάδες όπως είναι για παράδειγμα στα βιβλία τα κεφάλαια, οι ενότητες. Οι δομικές πληροφορίες μπορεί να είναι ενσωματωμένες στο περιεχόμενο ή οργανώνονται σε εξωτερικές δομές όπως είναι το ευρετήριο στο interbook ή τα knowledge items στο Hyperbook. Με αυτόν τον τρόπο διαιρούμε το πεδίο γνώσεων σε έννοιες και δείχνουμε το είδος των σχέσεων ανάμεσα τους. Οι σχέσεις των εννοιών δημιουργούν ένα γράφημα, ιεραρχίες και ταξινομίες. Το μοντέλο του πεδίου γνώσεων (domain model) ορίζει τις έννοιες ενός θέματος που θα διδαχθεί καθώς και την σχέση ανάμεσα στις έννοιες. Ο ορισμός των εννοιών δίνεται από τον συγγραφέα της εφαρμογής ο οποίος είναι ειδικός στον εκάστοτε χώρο (S. Retalis, A. Papasalouros, E. Skordalakis, 2003). Οι έννοιες ορίζονται ανεξάρτητα ή παράλληλα από το πραγματικό περιεχόμενο που θα εμφανιστεί στον εκπαιδευόμενο. Το περιεχόμενο υπάρχει στη βάση με τις γνωστικές μονάδες. Η απεικόνιση των εννοιών με τις γνωστικές μονάδες μπορεί να είναι είτε 1-1 (μια έννοια για μια γνωστική μονάδα) είτε άλλου τύπου σχέσεων όπως 1-ν, μ-ν. Η απλούστερη μορφή του μοντέλου για το πεδίο γνώσεων είναι ότι αποτελείται από ένα σύνολο εννοιών (Brusilovsky, P., Schwarz, E., & Weber, G. 1998). Tο είδος τους καθώς και το μέγεθος τους εξαρτάται από το πεδίο. Η αναπαράσταση αυτού του μοντέλου μπορεί να γίνει με ένα δίκτυο του οποίου οι κόμβοι αναπαριστούν τις έννοιες και οι σύνδεσμοι ανάμεσα στους κόμβους δείχνουν τα διάφορα είδη σχέσεων ανάμεσα στους κόμβους (έννοιες). Οι σχέσεις ανάμεσα στους κόμβους μπορεί να είναι σχέσεις προαπαιτούμενων (prerequisite) ή οι σημασιολογικές σχέσεις (part-of) και (is-a) " (De Bra, & Ruiter, 2001, Steinacker 1999, Vassileva, 1998, Πρέντζας Δ. & Χατζηλυγερούδης Ι, 2001). Το δίκτυο αυτό ορίζει την παιδαγωγική δομή του θέματος. Σύμφωνα με τον De Bra (1999) η περιγραφή του πεδίου σε μια εφαρμογή προσαρμοστικών υπερμέσων για το διαδίκτυο μπορεί να γίνει σε τρία επίπεδα: Στο κατώτερο επίπεδο είναι τα πληροφοριακά κομμάτια (fragments). Αυτά μπορεί να είναι μια παράγραφος κειμένου, μια εικόνα ή ένα βίντεο. Το σύστημα υπερμέσων δεν ασχολείται με την δομή του 38

39 κομματιού. Το κομμάτι μπορεί να είναι στατικό ή να δημιουργείται από μια μονάδα παραγωγής φυσικής γλώσσας. Η μονάδα παρουσίασης (unit of presentation) ή σελίδα (web page) για το διαδίκτυο ή αλλιώς κόμβος. Αυτή αποτελείται από κομμάτια (fragments). Για παράδειγμα μια σελίδα μπορεί να είναι μια σειρά από fragments τα οποία παρουσιάζονται αφού ικανοποιηθούν κάποιες συνθήκες. Υπάρχουν συστήματα όπου, ανάλογα με το γνωστικό επίπεδο του εκπαιδευόμενου, κάποια κομμάτια απομακρύνονται ή προστίθενται στην σελίδα. Οι έννοιες (concepts) θεωρούνται σαν υψηλού επιπέδου τρόπος για να περιγραφεί το πεδίο γνώσεων. Οι σχέσεις μεταξύ των εννοιών είναι τα πιθανά μονοπάτια που μπορεί να περιηγηθεί ο εκπαιδευόμενος. Κάθε σύνδεσμος σε μια έννοια πρέπει να αντιστοιχεί σε μια σελίδα του δικτύου. Κάποια έννοια μπορεί να είναι μέρος μιας άλλης έννοιας. Η ιεραρχία των εννοιών μπορεί να καθοριστεί από ένα δέντρο Μελέτη Περίπτωσης: Το σύστημα AES-CS AES-CS: Προσαρμοστικό σύστημα Υπερμέσων με Βάση το Γνωστικό Στυλ του εκπαιδευόμενου Παρακάτω ακολουθεί η παρουσίαση ενός αντιπροσωπευτικού προσαρμοστικού εκπαιδευτικού περιβάλλοντος. Το περιβάλλον επιλέχθηκε με βάση το εάν εφαρμόζει προσαρμοστικότητα και το σημαντικό στοιχείο του ότι τέθηκε σε εφαρμογή και αξιολόγηση από τους σχεδιαστές του. Παρουσιάστηκε στην ερευνητική εργασία «AES-CS: Προσαρμοστικό Σύστημα Υπερμέσων με Βάση το Γνωστικό Στυλ του Εκπαιδευόμενου» των Τριανταφύλλου, Δημητριάδη και Πομπόρτση (2005). Η συγκεκριμένη έρευνα ασχολείται με το σχεδιασμό και την ανάπτυξη ενός προσαρμοστικού εκπαιδευτικού συστήματος υπερμέσων βασισμένο στο μαθησιακό τύπο (Adaptive Educational Systems based on Cognitive Styles AES-CS). Στόχος της έρευνας είναι η δημιουργία ενός πρωτότυπου συστήματος το οποίο περιλαμβάνει προσαρμογές τόσο στο επίπεδο γνώσεων όσο και στο μαθησιακό τύπο του εκπαιδευόμενου με στόχο την βελτίωση των μαθησιακών αλληλεπιδράσεων και αποτελεσμάτων. Σκοπός της προσέγγισης των ερευνητών ήταν να εξεταστούν οι κρίσιμες παράμετροι οι οποίες μπορεί να είναι σημαντικές στο σχεδιασμό ενός τέτοιου προσαρμοστικού περιβάλλοντος Σχεδιαστική Προσέγγιση Σε ένα ιδανικό εκπαιδευτικό περιβάλλον, ο καθηγητής γνωρίζει το αντικείμενο, γνωρίζει το μαθητή, έχει την εκπαιδευτική εμπειρία και έτσι μπορεί να προσφέρει το κατάλληλα επιλεγμένο και δομημένο εκπαιδευτικό υλικό με την κατάλληλη εκπαιδευτική στρατηγική στο συγκεκριμένο μαθητή. Ακόμη περισσότερο, ο καθηγητής διατηρεί αλληλεπίδραση με το μαθητή γνωρίζοντας τις προσωπικές προτιμήσεις, τις ανάγκες και τους στόχους του. Έχοντας αυτά κατά, προσπαθήσανε να σχεδιάσουνε ένα προσαρμοστικό περιβάλλον υπερμέσων που στοχεύει στη βελτίωση της γνώσης που αποκτάει ο μαθητής με την προσαρμογή των στρατηγικών διδασκαλίας στο μαθησιακό τύπο του μαθητή. 39

40 Η στρατηγική διδασκαλίας αναφέρεται τόσο στην επιλογή του εκπαιδευτικού υλικού όσο και στην εκπαιδευτική τακτική που θα υιοθετηθεί. Το AES-CS σκοπεύει να υποστηρίξει κάθε εκπαιδευόμενο με την πληροφορία και την παρουσίαση της που αυτός / αυτή χρειάζεται με βάση το μοντέλο μαθητή. Οι εκπαιδευτικές τακτικές που χρησιμοποιούνται από το σύστημα για την υποστήριξη των εκπαιδευόμενων σε σχέση με το γνωστικό τους στυλ περιγράφονται στον παρακάτω Πίνακα. Ο γενικός στόχος του AES- CS είναι να παρέχει τους εκπαιδευόμενους τη δυνατότητα να χρησιμοποιούν διαφορετικές εκπαιδευτικές τακτικές με σκοπό την εξυπηρέτηση των δικών τους προσωπικών αναγκών. Πίνακας 2.2 Εκπαιδευτικές τακτικές λογισμικού (Πηγή: Τριανταφύλλου, Πομπόρτσης, Δημητριάδης 2005) Field-Dependent εκπαιδευόμενοι Παροχή γενικής προσέγγισης Παροχή πληροφορίας από τα γενικά στα ειδικά Υποστήριξη καθοδηγούμενης πλοήγησης Παροχή προεπισκόπησης Παροχή μέγιστης καθοδήγησης Παροχή μέγιστης ανάδρασης του συστήματος Υποστήριξη δομημένων μαθημάτων Παροχή διαγραμμάτων ροής Παροχή κοινωνικών χαρακτηριστικών Field-Independent εκπαιδευόμενοι Παροχή αναλυτικής προσέγγισης Παροχή πληροφορίας από τα ειδικά στα γενικά Υποστήριξη ελεγχόμενης πλοήγηση από το χρήστη Παροχή ανακεφαλαίωσης Παροχή ελάχιστης καθοδήγησης Παροχή ελάχιστης ανάδρασης του συστήματος Οι εκπαιδευόμενοι αναπτύσσουν μόνοι τουςτις δομές Υποστήριξη προσωπικού περιβάλλοντος Πλοήγηση Στη βιβλιογραφία έχουν αναφερθεί διάφορες απόψεις σχετικά με τον εάν σε ένα εκπαιδευτικό σύστημα ο χρήστης θα πρέπει να έχει τον έλεγχο της διαδικασίας και μέχρι σε ποιο σημείο. Από τη μία μεριά, το κίνητρο του εκπαιδευόμενου αυξάνει όταν αυτός διαθέτει τον έλεγχο σε ένα περιβάλλον υπερμέσων, από την άλλη όμως οι έρευνες έχουν δείξει ότι βαθμός του ελέγχου από τον εκπαιδευόμενο εξαρτάται από τις ικανότητες και το επίπεδο γνώσεων του. Ακόμη κάποιες έρευνες έχουν δείξει ότι οι εκπαιδευόμενοι έχουν καλύτερα αποτελέσματα χρησιμοποιώντας περιβάλλοντα με πιο γραμμική δομή. Σύμφωνα με μελέτες οι FD εκπαιδευόμενοι λειτουργούν καλύτερα σε ένα σύστημα που ο έλεγχος γίνεται από το πρόγραμμα ενώ οι FI προτιμούν να έχουν οι ίδιοι τον έλεγχο (Yoon, 1993). Καθώς αυτά τα συμπεράσματα ταιριάζουν και με τις θεωρητικές απόψεις γύρω από την FD/FI διάσταση, το σύστημα AES-CS παρέχει στο χρήστη αυτήν τη δυνατότητα επιλογής. Στην περίπτωση που ο χρήστης έχει ο ίδιος τον έλεγχο του παρέχεται η δυνατότητα να επιλέξει μέσα από καταλόγους επιλογών ποια ενότητα και με ποια σειρά θα μελετήσει. Στη διαφορετική περίπτωση το σύστημα υποστηρίζει το χρήστη με καθοδηγούμενη πλοήγηση προτείνοντας την επόμενη ενότητα προς μελέτη με βάση το επίπεδο γνώσεων του μαθητή. Οδηγίες ανάδραση Οι Jonassen και Grabowski (1993) στο τρίτο μέρος του βιβλίου τους συνοψίζουν την έρευνα πάνω στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και στις προτιμήσεις των εκπαιδευομένων σύμφωνα με την FD/FI διάσταση. 40

41 Οι προτιμήσεις αυτές έχουν ληφθεί υπόψη στο σχεδιασμό του συστήματος AES-CS όσο αφορά το εκπαιδευτικό περιβάλλον και την εκπαιδευτική υποστήριξη. Έτσι, το σύστημα AES-CS παρέχει σαφής, ξεκάθαρες οδηγίες και μέγιστη καθοδήγηση στους FD εκπαιδευόμενους, ενώ παρέχει ελάχιστη καθοδήγηση και βοήθεια στους FI. Ακόμη το σύστημα διαθέτει μέγιστη ανάδραση στους FD ενώ αντίθετα παρέχει ελάχιστη ανάδραση στους FI εκπαιδευόμενους. Χρήση υποστηρικτικών στοιχείων οργάνωσης Ένα άλλο χαρακτηριστικό του συστήματος είναι η χρήση υποστηρικτικών στοιχείων οργάνωσης (contextual organizers) σε σχέση με τη διάσταση FD/FI. Σχετικές έρευνες έχουν δείξει ότι οι FD εκπαιδευόμενοι ωφελούνται με τη χρήση πρότερων στοιχείων οργάνωσης (Advance Organizers), ενώ οι FI εκπαιδευόμενοι προτιμούν τη χρήση ύστερων στοιχείων οργάνωσης (Post Organizers) (Meng and Patty, 1991). Τα πρότερα στοιχεία οργάνωσης είναι τα στοιχεία εκείνα που χρησιμοποιούνται για να παρέχουν τις κατάλληλες συνδέσεις από τη μία ενότητα στην άλλη. Λειτουργούν και ως διαγραμματική απεικόνιση των νέων εννοιών, όπως για παράδειγμα η προεπισκόπηση / εισαγωγή ενός μαθήματος. Τα ύστερα στοιχεία οργάνωσης είναι εκείνα τα στοιχεία που παρέχουν μια συμπερασματική εικόνα των εννοιών που παρουσιάσθηκαν στους εκπαιδευόμενους, όπως για παράδειγμα η ανασκόπηση / σύνοψη ενός μαθήματος. Δομή Έρευνες έχουν δείξει ότι αρκετά προβλήματα στη μάθηση με τη χρήση υπερμεσικών περιβαλλόντων προέρχονται από τη δομή αυτών των περιβαλλόντων. Σύμφωνα με τους Jonassen και Wang (1993) οι FD εκπαιδευόμενοι δυσκολεύονται να μελετήσουν σε ένα υπερμεσικό περιβάλλον στο οποίο δεν είναι ευδιάκριτη η δομή. Σε αντίθεση, οι FI εκπαιδευόμενοι τείνουν να δημιουργούν τη δική τους διάρθρωση παρά να υιοθετούν τη διάρθρωση / δομή που ενδεχομένως έχει το υλικό. Στο σύστημα AES-CS έχουν αναπτυχθεί κατάλληλα εργαλεία τα οποία βοηθούν τους χρήστες να κατανοήσουν τη δομή του μαθήματος και να αποκτήσουν μια γενική εποπτεία του μαθησιακού υλικού. Επιπλέον, τα εργαλεία αυτά υποστηρίζουν το χρήστη με στόχο τη μείωση του αποπροσανατολισμού στην πλοήγηση και του εννοιολογικού αποπροσανατολισμού, γνωστών προβλημάτων σε συστήματα υπερμέσων. Τα εργαλεία αυτά είναι: το διάγραμμα ροής και ο χάρτης εννοιών όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Το διάγραμμα ροής δημιουργείται δυναμικά και αναπαριστά τη συγκεκριμένη σελίδα στην οποία βρίσκεται ο χρήστης, τις σελίδες οι οποίες οδηγούν στη συγκεκριμένη σελίδα και τις σελίδες στις οποίες ο χρήστης μπορεί να πάει από την τρέχων σελίδα. Το διάγραμμα ροής εμφανίζεται στο κάτω μέρος της σελίδας και παρέχει στο χρήστη μια ολοκληρωμένη εικόνα της γειτονιάς της κάθε σελίδας. Ο χάρτης εννοιών είναι ένας οπτικός χάρτης των εννοιών και συνήθως αποτελείται από κόμβους συνδεδεμένους μεταξύ τους. Ο χάρτης εννοιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο μελέτης και κατανόησης των εννοιών καθώς αναπαριστά το σύνολο των εννοιών της ενότητας και τον τρόπο που συνδέονται μεταξύ τους. 41

42 Εικόνα 2.6 Ενδεικτική οθόνη του συστήματος AES-CS. Προσαρμογή στους FΙ. Στο πάνω μέρος της οθόνης είναι τα κουμπιά επιλογής και αριστερά είναι ο κατάλογος επιλογών. (Πηγή: Τριανταφύλλου, Πομπόρτσης, Δημητριάδης 2005) Αρχιτεκτονική Συστήματος Το σύστημα AES-CS οργανώνεται σε τρεις βασικές μονάδες: τη μονάδα γνώσης, το μοντέλο χρήστη και τη μονάδα προσαρμογής. Οι τρεις αυτές μονάδες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με στόχο την προσαρμογή σε διάφορες όψεις της εκπαιδευτικής διαδικασίας, όπως την προσαρμογή της διδακτέας ύλης με την επιλογή του περιεχομένου, την προσαρμογή της παρουσίασης του περιεχομένου με την επιλογή κατάλληλων μέσων, την προσαρμογή των στρατηγικών διδασκαλίας, τη διαφοροποίηση της συλλογής των παραδειγμάτων και των συνδέσμων καθώς και τη εισήγηση κατάλληλων υπερσυνδέσμων. Μονάδα Γνώσης Η μονάδα γνώσης είναι το σύνολο των γνωστικών εννοιών. Η μονάδα γνώσης περιγράφει πώς οι εννοιολογικές πληροφορίες είναι δομημένες, δηλαδή αποτελεί την αναπαράσταση του συνόλου των εννοιών της εφαρμογής. Κάθε έννοια είναι δομημένη σε ένα σύνολο θεμάτων. Τα θέματα αντιπροσωπεύουν στοιχειώδη κομμάτια γνώσης για τη συγκεκριμένη έννοια και το μέγεθος τους εξαρτάται από την έννοια. Τα θέματα είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους δημιουργώντας ένα εννοιολογικό δίκτυο. Το δίκτυο αυτό είναι στην πραγματικότητα η βάση της εννοιολογικής γνώσης. Στο σύστημα AES-CS κάθε σελίδα αντιστοιχεί ακριβώς σε ένα θέμα. Μοντέλο Εκπαιδευόμενου Το μοντέλο χρήστη σε ένα προσαρμοστικό περιβάλλον υπερμέσων πρέπει να είναι εύκολο στη δημιουργία και στην τροποποίηση καθώς και να καθρεπτίζει με ακρίβεια τα χαρακτηριστικά των διαφόρων χρηστών. Στο σύστημα AES-CS μπορούμε να διακρίνουμε τρεις διαφορετικές ομάδες πληροφορίας που διατηρεί το μοντέλο χρήστη: το προσωπικό πορτρέτο (το οποίο περιλαμβάνει στατικά δεδομένα όπως όνομα, σύνθημα), το γνωστικό πορτρέτο (το οποίο περιλαμβάνει προσαρμόσιμα δεδομένα όπως προτιμήσεις γνωστικού στυλ) και ένα πορτρέτο γνώσης (το οποίο είναι η αναπαράσταση 42

43 της γνώσης του εκπαιδευόμενου). Ο Πίνακας 2 περιέχει την περιγραφή ορισμένων χαρακτηριστικών τα οποία ανήκουν στις ομάδες που αναφέρθηκαν καθώς τις τιμές που μπορούν να πάρουν και πως οι τιμές αυτές αποκτούνται (από το σύστημα ή από το χρήστη). Πίνακας 2.3 Το μοντέλο Χρήστη (Πηγή: Τριανταφύλλου, Πομπόρτσης, Δημητριάδης 2005) Είδος Αντικείμενο Τιμή Πως παίρνει τιμή Προσωπικό Όνομα Κείμενο Χρήστης πορτρέτο Σύνθημα Κείμενο Χρήστης Γνωστικό πορτρέτο Γνωστικό στυλ FD or FI Χρήστης ή σύστημα Πλοήγηση Καθοδηγούμενη ή Ελεύθερη Χρήστης ή σύστημα Προεπισκόπηση Ναι ή Όχι Χρήστης ή σύστημα Ανακεφαλαίωση Ναι ή Όχι Χρήστης ή σύστημα Διάγραμμα ροής Ναι ή Όχι Χρήστης ή σύστημα Οδηγίες Μελέτης Ναι ή Όχι Χρήστης ή σύστημα Ανάδραση του Μέγιστη ή Ελάχιστη συστήματος Πορτρέτο γνώσης Έννοια 1 Άγνωστη Γνωστή Μελετήθηκε Αποκτήθηκε Έννοια 2 - //- -//- - //- - //- - //- Χρήστης ή σύστημα Χρήστης ή σύστημα Κάθε μαθητής διαθέτει το δικό του μοντέλο. Το γνωστικό πορτρέτο στην αρχική κατάσταση του μοντέλου παίρνει τιμές σύμφωνα με το γνωστικό τεστ GEFT, που χρησιμοποιείται για τη διάγνωση του γνωστικού στυλ. Το AES-CS παρακολουθεί την αλληλεπίδραση του εκπαιδευόμενου καθ όλη τη διάρκεια του μαθήματος με στόχο την ενημέρωση του μοντέλου μαθητή. Ακόμη περισσότερο, το σύστημα δίνει τη δυνατότητα στον εκπαιδευόμενο να τροποποιήσει όπως θέλει το μοντέλο που διατηρεί το σύστημα για αυτόν. Μεθοδολογίες και τεχνικές προσαρμοστικότητας Ο Brusilovsky (1996) ταξινομεί τα προσαρμοστικά συστήματα υπερμέσων ανάλογα με τις μεθόδους και τις τεχνικές προσαρμοστικότητας που χρησιμοποιούν. Σύμφωνα με την εργασία του, υπάρχουν δύο βασικές τεχνολογίες στα ΠΥ : α) η προσαρμογή των υπερσυνδέσμων, η οποία επηρεάζει την πλοήγηση σε ένα σύστημα υπερμέσων, και αναφέρεται ως προσαρμοστική πλοήγηση (adaptive navigation) και β) η προσαρμογή του περιεχομένου των σελίδων που αναφέρεται ως προσαρμοστική παρουσίαση (adaptive presentation). Tο σύστημα AES-CS έχει υιοθετήσει και τις δύο αυτές τεχνολογίες για να μπορέσει να υποστηρίξει τα χαρακτηριστικά που έχουμε ήδη αναφέρει στην ερευνητική μας προσέγγιση. Με την προσαρμοστική παρουσίαση προσαρμόζεται το περιεχόμενο των σελίδων που παρουσιάζονται στο χρήστη με βάση το γνωστικό στυλ και το επίπεδο γνώσεων του. Οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την προσαρμοστική 43

44 παρουσίαση είναι τα υπό συνθήκες κείμενα και οι διαφορετικές εκδοχές σελίδων. Με την πρώτη τεχνική, η σελίδα χωρίζεται σε κομμάτια. Κάθε κομμάτι πληροφορίας συνδέεται με μια συνθήκη η οποία εξαρτάται είτε από το γνωστικό στυλ του μαθητή είτε από το επίπεδο γνώσεων του. Με τη δεύτερη τεχνική, υπάρχουν δύο εκδοχές κάθε σελίδας για κάθε ενότητα. Κάθε μία εκδοχή παρουσιάζει την ίδια πληροφορία με διαφορετικό όμως τρόπο ανάλογα με την FD/FI διάσταση. Η προσαρμοστική πλοήγηση χρησιμοποιείται με στόχο να υποστηρίξει το χρήστη στην προσπάθεια του να βρει το κατάλληλο μονοπάτι σε ένα υπερμεσικό μαθησιακό περιβάλλον. Στο σύστημα AES-CS δεν υπάρχει προσαρμοστική πλοήγηση στην περίπτωση που ο χρήστης επιλέξει να έχει αυτός τον έλεγχο. Στην αντίθετη περίπτωση, το AES-CS υποστηρίζει προσαρμοστική πλοήγηση με τη διαχείριση και την παρουσίαση των υπερσυνδέσμων. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιούνται δύο τεχνικές που είναι η ο προσαρμοστικός σχολιασμός και η απευθείας καθοδήγηση. Ο προσαρμοστικός σχολιασμός των υπερσυνδέσμων υποστηρίζει τον εκπαιδευόμενο με επιπρόσθετη πληροφορία για το περιεχόμενο πίσω από κάθε σύνδεσμο. Η επιλογή και το χρώμα των υπερσυνδέσμων προσαρμόζεται παίρνοντας υπόψη το επίπεδο γνώσεων και την εκπαιδευτική τακτική. Το μπλε χρώμα χρησιμοποιείται για τους προτεινόμενους υπερσυνδέσμους και το γκρι για τους υπόλοιπους. Με την απευθείας καθοδήγηση, το σύστημα προτείνει στον εκπαιδευόμενο την επόμενη ενότητα προς μελέτη. Το επίπεδο γνώσεων του εκπαιδευόμενου αξιοποιείται από το AES-CS με στόχο το σύστημα να προτείνει την πιο κατάλληλη σειρά από τις εκπαιδευτικές ενότητες που θα πρέπει να μελετήσει και να δουλέψει ο εκπαιδευόμενος. Στην προσέγγιση που υιοθετήθηκε από το AES-CS, υπάρχει ακόμη ένας μηχανισμός σχολιασμού ο οποίος χρησιμοποιείται για να δείξει τα διαφορετικά επίπεδα γνώσης του μαθητή σε κάθε μία έννοια. Ένας έγχρωμος δείκτης τσεκαρίσματος χρησιμοποιείται για τα διάφορα επίπεδα: ένας μικρός μπλε δείκτης σημαίνει ότι ο εκπαιδευόμενος δήλωσε μέσω του μοντέλου χρήστη ότι γνωρίζει την έννοια ( Γνωστή ), ένας μικρός κόκκινος δείκτης σημαίνει ότι ο χρήστης επισκέφτηκε όλες τις σελίδες που παρουσιάζουν τη συγκεκριμένη ενότητα ( Μελετήθηκε ) και ένας πράσινος δείκτης σημαίνει ότι ο χρήστης επιβεβαίωσε την απόκτηση γνώσης μέσα από τη διαδικασία αυτοαξιολόγησης ( Αποκτήθηκε ). 44

45 Εικόνα 2.7 Ενδεικτική οθόνη του συστήματος AES-CS. Προσαρμογή στους FΙ. Στο πάνω μέρος της οθόνης είναι τα κουμπιά επιλογής και αριστερά είναι ο κατάλογος επιλογών. (Πηγή: Τριανταφύλλου, Πομπόρτσης, Δημητριάδης 2005) 45

46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΥ ΕΦΑΡΜΟΖΟΥΝ ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗ 3.1 Εισαγωγή Το παρόν κεφάλαιο έχει στόχο την έρευνα και αξιολόγηση εποικοδομικών περιβαλλόντων μάθησης που στην αρχιτεκτονική τους, εφαρμόζουν μοντέλα προσαρμογής. Τα εποικοδομικά - προσαρμοστικά συστήματα, επιλέχθηκαν από ένα σύνολο γνωστών χρησιμοποιημένων ή υβριδικών συστημάτων, μετά από μια διαδικασία ενδελεχούς αποτίμησης. Η επιλογή έγινε με βάση τα εξής κριτήρια: εάν εφαρμόζουν τις αρχές του εποικοδομισμού, εάν είναι προσαρμοστικά εφαρμόζοντας κάποιο μοντέλο προσαρμογής. Αφού επιλέχθηκαν τα KBS-Hyperbook, AESOM, ProSys, παρακάτω ακολουθεί η αναλυτική παρουσίαση τους. Το διδακτικό μοντέλο που χρησιμοποιείται στις περισσότερες χώρες του κόσμου από την αρχαιότητα έως και σήμερα είναι αυτό που αντιμετωπίζει τη διδασκαλία ως μεταβίβαση της γνώσης από τον εκπαιδευτή στο εκπαιδευόμενο. Ο εποικοδομισμός (constructivism) αποτελεί μια διαφορετική προσέγγιση του φαινόμενου της μάθησης. Σύμφωνα με τις θεωρίες των Piaget και Vygotsky (20 ος αιώνας) (Gros 2002) ο εποικοδομισμός προσπαθεί να θέσει το μαθητή στο κέντρο της εκπαιδευτικής διαδικασίας και να του επιτρέψει να οικοδομήσει μόνος του τη γνώση. Το πετυχαίνει αυτό, εμπλέκοντας το μαθητή στην επίλυση ρεαλιστικών αυθεντικών προβλημάτων, παρέχοντας του το κατάλληλο πλαίσιο εργασίας. Ακολουθώντας τη θεωρία του εποικοδομισμού ο Jonassen (2004) προχώρησε παραπέρα αναπτύσσοντας ένα μοντέλο για τη σχεδίαση εποικοδομικών περιβαλλόντων. Επίσης, τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί σύγχρονα εκπαιδευτικά περιβάλλοντα που υπακούν στην ενεργή, αλληλεπιδραστική και κοινωνική φύση της γνώσης καθώς και στην ανάγκη για εκπαίδευση από απόσταση. Τα περιβάλλοντα αυτά τα χαρακτηρίζει η προσαρμοστικότητα (adaptivity). Τα Προσαρμοστικά Περιβάλλοντα Μάθησης ΠΠΜ (Adaptive Learning Enviroments) αποτελούν ευέλικτα εργαλεία μάθησης τα οποία στοχεύουν να καλύψουν τις ανάγκες μιας ετερογενούς μαθησιακής κοινότητας. Τα ΠΠΜ λαμβάνουν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των εκπαιδευομένων, όπως το επίπεδο των γνώσεων, το μαθησιακό στυλ, τις προτιμήσεις, τη συμπεριφορά κατά την αλληλεπίδραση με το σύστημα, και εξατομικεύουν τις συμβουλές πλοήγησης, την παρουσίαση ή την αλληλουχία του εκπαιδευτικού υλικού, παρέχουν ανατροφοδότηση και υποστηρίζουν την επικοινωνία (Γρηγοριάδου 2006). Τα ΠΠΜ μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο χώρο της εκπαίδευσης με στόχο την προώθηση εναλλακτικών, ανοιχτών προσεγγίσεων μάθησης και διδασκαλίας, την ανανέωση παραδοσιακών εκπαιδευτικών (Παπανικολάου, Γρηγοριάδου, Γουλή 2005) έτσι ώστε να οδηγηθεί ο εκπαιδευόμενος στη μάθηση, είτε μόνος του είτε συνεργατικά και να αναπτύξει μεταγνωστικές δεξιότητες. Στηριζόμενοι λοιπόν στο μοντέλο του Jonassen, κάναμε την αξιολόγηση των εκπαιδευτικών περιβαλλόντων που έχουν προταθεί από τη διεθνή επιστημονική κοινότητα ως εποικοδομικά. Πρέπει να τονιστεί ότι, όσον αφορά τον εποικοδομισμό, οι διαφορές από σύστημα σε σύστημα είναι λεπτές, μιας και τα περισσότερα συστήματα υλοποιούν κάποιες από τις αρχές του εποικοδομισμού όπως για 46

47 παράδειγμα το coaching ή το scaffolding. Ωστόσο το σημαντικό κριτήριο στην απόρριψη των περισσότερων περιβαλλόντων ήταν το πλαίσιο εργασίας που έθεταν στους εκπαιδευόμενους, δεν ήταν αυθεντικό. Έπειτα εξετάστηκε αν τα συστήματα που παρέμειναν ήταν προσαρμοστικά με βάση τα χαρακτηριστικά των προσαρμοστικών συστημάτων (Brusilovsky 1998). Τελικά καταλήξαμε στα τρία εξής: KBS-Hyperbook (Henze Nicola, Wolfgang Nejdl, Martin Wolpers. 1999) AESOM web based Adaptive Educational System Object Model (Alex C.W. Fung, Jims C.F. Yeung 2000) ProSys (Project- based System) (Παπανικολάου & Γρηγοριάδου 2006). 3.2 Παρουσίαση των συστημάτων KBS-Hyperbook Το KBS-Hyperbook είναι ένα προσαρμοστικό σύστημα υπερμέσων που έχει χρησιμοποιηθεί για το μάθημα επιστήμη των υπολογιστών. Επιτρέπει στον εκπαιδευόμενο να επιλέξει τον στόχο και στη συνέχεια του προτείνει τις κατάλληλες πληροφορίες και τα κατάλληλα μονοπάτια για να τον πετύχει. Η προσαρμοστικότητα του βασίζεται στους στόχους που θα επιλέξει ο εκπαιδευόμενος και στο γνωστικό του επίπεδο. Το KBS-Hyperbook ακολουθεί την εποικοδομική προσέγγιση καθώς η μάθηση βασίζεται σε εργασίες που ανατίθενται στους μαθητές, στις ομάδες εργασίας και στις συζητήσεις. Προσαρμογές Προσαρμογή πληροφοριών: δίνει στους χρήστες τις κατάλληλες πληροφορίες και εργασίες ανάλογα με το γνωστικό τους επίπεδο κατά την εκτέλεση ενός project. Προσαρμοστική πλοήγηση: σχολιάζει τους συνδέσμους για να δώσει επιπλέον πληροφορίες για το υλικό που θα εξερευνήσουν οι εκπαιδευόμενοι. Προσαρμοστική διαδοχή υλικού: παράγει ένα μονοπάτι μέσα στο υλικό το οποίο ανταποκρίνεται στο γνωστικό επίπεδο των χρηστών και στους στόχους τους. Αφήνει έξω τις μονάδες πληροφορίας που δεν ανταποκρίνονται στο στόχο και ταξινομεί τις υπόλοιπες ανάλογα με τη δυσκολία τους, παρουσιάζοντας πρώτα τους ευκολότερους. Προσαρμοστική επιλογή εργασιών: Παρέχει τις κατάλληλες εργασίες οι οποίες εξαρτώνται από τους στόχους τους και το γνωστικό τους επίπεδο. Ο μαθητής επιλέγει ένα στόχο και το σύστημα του παρουσιάζει ένα ευρετήριο με σχετικές εργασίες. Προσαρμοστική επιλογή στόχου: προτείνει τους πιο κατάλληλους στόχους οι οποίοι εξαρτώνται από τις γνώσεις του εκπαιδευόμενου και στην συνέχεια προτείνει τις σχετικές εργασίες και μονάδες πληροφορίας. Πεδίο γνώσεων Το πεδίο γνώσεων βασίζεται στα knowledge items (ΚΙ) τα οποία είναι οι έννοιες που υπάρχουν στα περισσότερα συστήματα και στις σχέσεις εξάρτησης ανάμεσα στις έννοιες. Το περιεχόμενο του 47

48 μαθήματος είναι αποθηκευμένο στις μονάδες πληροφορίας και στα projects. Τα ΚΙ χρησιμοποιούνται για το indexing των μονάδων πληροφορίας και των projects. Με το παρακάτω σημασιολογικό μοντέλο φαίνονται οι σχέσεις ανάμεσα στα δεδομένα του συστήματος. Οι σχέσεις ανάμεσα στις οντότητες μπορεί να είναι 1-1, 1-ν, μ-ν. Η σχέση 1-ν δείχνει ότι μια οντότητα συμμετέχει σε μια σχέση με περισσότερες από μια οντότητες, ενώ μια σχέση 1-1 σημαίνει ότι μια οντότητα συμμετέχει σε μια σχέση με μια άλλη οντότητα. Στο KBS-Hyperbook το πιο συνηθισμένο είδος σχέσεων είναι το 1-ν. Έννοιες Μονάδες Εργασίες Μονοπάτια Στόχοι Hyperbook Εικόνα 3.1 Σημασιολογικό μοντέλο για το πεδίο γνώσεων του Hyperbook (Πηγή: Henze Nicola, Wolfgang Nejdl, Martin Wolpers. 1999) Το περιεχόμενο του μαθήματος βρίσκεται στις μονάδες πληροφορίας και στα projects τα οποία περιέχουν παραδείγματα ή προβλήματα. Το υλικό στις μονάδες πληροφορίας δεν ανταποκρίνεται στη σύνταξη ενός βιβλίου (κεφάλαια, ενότητες) αλλά το κάθε αντικείμενο συνδέεται σημασιολογικά με τα υπόλοιπα. Για παράδειγμα οι μονάδες αντικείμενο και στιγμιότυπο αντικειμένου μπορούν να συσχετιστούν. Η σημασιολογική σχέση τους παράγει τη δομή πλοήγησης ανάμεσα στις μονάδες στις μονάδες πληροφορίας. Ένα ή περισσότερα ΚΙ αντιστοιχούν σε μια σελίδα και για κάθε ΚΙ υπάρχει μια μονάδα πληροφορίας η οποία είναι η κύρια μονάδα πληροφορίας. Εκτός από την κύρια μονάδα πληροφορίας μπορεί να υπάρχουν και άλλες δευτερεύουσες. Τα projects ανταποκρίνονται σε ασκήσεις και σε λυμένα παραδείγματα. Μοντέλο Χρήστη Για την εκτίμηση του γνωστικού επιπέδου του κάθε χρήστη για κάθε ΚΙ χρησιμοποιούνται τα Bayesian Δίκτυα. Υπάρχουν τέσσερις τιμές που δείχνουν το γνωστικό επίπεδο του χρήστη για την κάθε έννοια. Το Bayesian δίκτυο δείχνει τις έννοιες ως κόμβους. Οι σχέσεις εξάρτησης ανάμεσα στις έννοιες εκφράζονται με συνθήκες πιθανότητας. Τα Bayesian δίκτυα είναι μια πολύ χρήσιμη προσέγγιση καθώς επιτρέπουν την περιγραφή του πεδίου ως ένα απλό γράφημα εξαρτήσεων ανάμεσα στις έννοιες το οποίο δείχνει τις σχέσεις εξάρτησης ανάμεσα στις έννοιες AESOM 48

49 Το AESOM (μοντέλο για προσαρμοστικά εκπαιδευτικά συστήματα διαδικτύου βασισμένο στα αντικείμενα) (Alex C.W. Fung, Jims C.F. Yeung 2000), βασίζεται στη θεωρία μάθησης του εποικοδομισμού και έχει ως στόχο να χρησιμοποιήσει τις περισσότερες δυνατές προσαρμοστικές τεχνολογίες που έχουν χρησιμοποιηθεί σε προσαρμοστικό σύστημα. Συγκεκριμένα χρησιμοποιεί τις τεχνολογίες: curriculum sequencing, intelligent analysis of student s answer, interactive problem solving, example-based problem solving support και collaboration support. Αρχιτεκτονική συστήματος Υπάρχει η βάση με το γνωστικό υλικό και η βάση με τα προφίλ των χρηστών (εμπειρίες, γνωστική κατάσταση, ευφυΐα). Η διαδικασία της προσαρμογής είναι υπεύθυνη για την αλληλεπίδραση της βάσης με το υλικό και με τα γνωστικά στοιχεία που θα παρουσιαστούν στον κάθε μαθητή. Το πλεονέκτημα της προσέγγισης με τις βάσεις είναι ότι το διαθέσιμο υλικό και τα προφίλ των χρηστών μπορούν να αποθηκευτούν, να προσεγγιστούν και να γίνουν αντιστοιχήσεις πιο εύκολα. Μοντέλο πεδίου Διασικασία προσαρμογής Προφίλ χρήστη 1 Προφίλ χρήστη 2 Προφίλ χρήστη ν Βάση γνώσεων Βάση αντικειμένων Εικόνα 3.2 Αρχιτεκτονική του AESOM (Πηγή: Alex C.W. Fung, Jims C.F. Yeung 2000 ) Μοντέλο Χρήστη Στο επόμενο σχήμα βλέπουμε το μοντέλο αντικειμένων για το προφίλ του κάθε χρήστη. Κάθε χρήστης μπορεί να πάρει τουλάχιστον ένα θέμα ή και περισσότερα και κάθε θέμα να έχει τουλάχιστον μια ομάδα εννοιών. Η κάθε ομάδα εννοιών έχει ένα σύνολο εννοιών και η κάθε έννοια συνδέεται με ένα μόνο αντικείμενο που δείχνει το βαθμό. Ο βαθμός για κάθε έννοια είναι από 0-5. Για παράδειγμα το 0 σημαίνει νέα είσοδος στην έννοια, το 1 σημαίνει κατανόηση σε μικρό βαθμό, το 2 κατανόηση σε μερικό βαθμό, το 3 κατανόηση σε επαρκή βαθμό, το 4 καλή κατανόηση και το 5 τέλεια γνώση. 49

50 Εκπαιδευόμενος Υποκείμενο ID Κωδικός Όνομα 1 m 1 Κώδικας Όνομα m Ομάδα Εννοιών ID Όνομα 1 m Έννοια ID Όνομα Προαπαιτούμενο ID 1 1 Βαθμός ID Όνομα Εικόνα 3.3 Μοντέλο βασισμένο στα αντικείμενα (Πηγή: Alex C.W. Fung, Jims C.F. Yeung 2000) Η κατασκευή των σελίδων γίνεται δυναμικά σύμφωνα με τα στοιχεία που υπάρχουν στο προφίλ του εκπαιδευόμενου. Είναι το πιο πολύπλοκο μέρος στην προσαρμοστική διαδικασία. Στην συνέχεια το σύστημα συλλαμβάνει τις αντιδράσεις του μαθητή, χρησιμοποιώντας Java τεχνολογία, όπως είναι η μελέτη παραδειγμάτων, η λύση ασκήσεων, η επίσκεψη δεσμών και η ολοκλήρωση των εργασιών. Οι απαντήσεις των μαθητών συγκρίνονται με αυτές που βρίσκονται στη βάση γνώσεων με σκοπό να καθοριστεί η επόμενη καλύτερη σειρά. Για λάθη των μαθητών το σύστημα παρέχει υποδείξεις. Το τελευταίο βήμα είναι η ενημέρωση του προφίλ του χρήστη. Προσαρμοστικές τεχνολογίες στο AESOM Οι προσαρμοστικές τεχνολογίες που χρησιμοποιεί το AESOM είναι: Διαδοχή μαθημάτων (curriculum sequencing): ο εκπαιδευόμενος βάζει κάποιον στόχο και ανάλογα με το γνωστικό του επίπεδο το σύστημα έχει προκαθορισμένη μια σειρά μαθημάτων από το γράφημα που έχει δομή δέντρου. Στο AESOM το παραπάνω μοντέλο επεκτείνεται και η προκαθορισμένη σειρά μαθημάτων ισχύει μόνο για τις ομάδες μαθημάτων που ορίσαμε παραπάνω. Μέσα στην ομάδα αυτή ο μαθητής έχει τη δυνατότητα, αφού περάσει τα τελικά τεστ, να τα εγκαταλείψει. Ευφυής ανάλυση απαντήσεων των μαθητών (intelligent analysis of student solution): για τις θετικές επιστήμες που έχουν καλά δομημένα γνωστικά πεδία η παραπάνω τεχνολογία είναι εύκολο να εφαρμοστεί καθώς η διάγνωση για το που έχει γίνει το λάθος είναι εύκολο να εντοπιστεί. Η προσέγγιση που ακολουθεί το AESOM φαίνεται στο παρακάτω μοντέλο αντικειμένων. 50

51 Μάθημα Ερωτήσεις ID Μάθημα Προαπαιτούμενα 1 m 1 ID Ερώτηση m 1 Απαντήσεις ID Απάντηση 1 1 Υποδείξεις ID Υπόδειξη Επόμενη ερώτηση 1 Εικόνα 3.4 Μοντέλο αντικειμένων για ανάλυση λύσεων των μαθητών (Πηγή: Alex C.W. Fung, Jims C.F. Yeung 2000) Το κάθε μάθημα έχει μια σειρά ερωτήσεων οι οποίες μπορεί να έχουν μια ή περισσότερες απαντήσεις και αυτές να έχουν μία υπόδειξη ή μια σειρά υποδείξεων. Με αυτόν τον τρόπο καλύπτει όλες τις πιθανές απαντήσεις των μαθητών, το οποίο δεν είναι και εύκολο να εφαρμοστεί. Ο μαθητής μπορεί να τροποποιήσει την απάντησή του και να ζητήσει από το σύστημα να κάνει νέα ανάλυση. Αλληλεπιδραστική υποστήριξη στη διάρκεια επίλυσης προβλήματος: το AESOM για να εφαρμόσει αυτή την προσαρμοστικότητα, έχει μοντέλο αντικειμένων παρόμοιο με το παραπάνω με την διαφορά αντί για το αντικείμενο ερωτήσεις υπάρχει το πρόβλημα και ανάμεσα στα αντικείμενα λύσεις και υποδείξεις υπάρχει το αντικείμενο βήμα για τα διαδοχικά βήματα στην επίλυση ενός προβλήματος. Επίλυση προβλήματος βασισμένη σε παράδειγμα: έχει μοντέλο παρόμοιο με αυτό της ευφυούς ανάλυσης της λύσης του μαθητή με τη διαφορά αντί για το αντικείμενο ερωτήσεις έχει το αντικείμενο πρόβλημα αφού αναφερόμαστε σε πρόβλημα και για την υπόδειξη που υπάρχει στην ευφυή ανάλυση εδώ υπάρχει το παράδειγμα. Συνεργατική υποστήριξη χρηστών: για τη συνεργατική υποστήριξη χρηστών το μοντέλο είναι το παρακάτω. 51

52 Πρόβλημα Μάθημα ID Όνομα προβλήματος m m 1 ID Όνομα μαθήματος Προαπαιτούμενα 1 Ομάδα χρηστών ID Όνομα ομάδας m 1 Χρήστης ID Κωδικός Όνομα Εικόνα 3.5 Μοντέλο αντικειμένων για συνεργατική υποστήριξη (Πηγή: Alex C.W. Fung, Jims C.F. Yeung 2000) ProSys To ProSys (Αλέξη, Παπανικολάου, Γρηγοριάδου 2005; Papanikolaou & Grigoriadou, 2006) αποτελεί ένα διαδικτυακό µμαθησιακό περιβάλλον που στοχεύει να υποστηρίξει τους εκπαιδευόμενους να οικοδομήσουν τη γνώση τους και να επιτύχουν τους μαθησιακούς τους στόχους μέσα από την ενασχόληση µε μία συνθετική εργασία. Σε αυτήν την πορεία, το σύστημα παρέχει στους εκπαιδευόμενους υποστήριξη µε µία ποικιλία κατάλληλα σχεδιασμένων περιπτώσεων αλλά και συμβουλών ως προς τη διαδρομή που σταδιακά θα τους οδηγήσει στην επίτευξη των στόχων τους (κύκλος µμάθησης). Ο κύκλος μάθησης προτείνει στον εκπαιδευόμενο µία αλληλουχία ενεργειών (ως φάσεις της διαδικασίας μάθησης) που τον βοηθούν σταδιακά να προσδιορίσει το πρόβλημα που καλείται να αντιμετωπίσει και να εµβαθύνει στις έννοιες που αυτό εμπλέκει, μέσα από τις ακόλουθες φάσεις: (α) Εισαγωγή: παρουσιάζει έµµεσα την ευρύτερη περιοχή της συνθετικής εργασίας µέσω κατάλληλα σχεδιασμένου υλικού (όπως εικόνες, βίντεο, ήχους), (β) Εργασία: παρουσιάζει την κεντρική ιδέα της εργασίας µέσω αυθεντικού υλικού, όπως έναν πραγματικό διάλογο ή µία σκηνή, προτρέποντας τον εκπαιδευόμενο να συµµετάσχει στον ορισμό της, (γ) Δημιουργία Ιδεών: παρουσιάζει έµµεσα τους μαθησιακούς στόχους του σεναρίου προτρέποντας τον εκπαιδευόμενο να καταθέσει τις ιδέες του για την επίτευξή τους, (δ) Πολλαπλές Προοπτικές & Έρευνα: Παρέχει υποστηρικτικό εκπαιδευτικό υλικό πολλαπλών μορφών και επιπέδων σχετικά µε τις βασικές έννοιες του πεδίου εφαρμογής: µία βάση περιπτώσεων, συνοπτικές θεωρητικές παρουσιάσεις και ασκήσεις, (ε) Λύση & Αξιολόγηση: ο εκπαιδευόμενος δοκιμάζει τις αρχικές του ιδέες και πειραματίζεται σε ένα αυθεντικό περιβάλλον ώστε να προτείνει µία ολοκληρωμένη λύση για την εργασία. Το εκπαιδευτικό υλικό που παρέχεται στη φάση Πολλαπλές Προοπτικές & Έρευνα είναι οργανωμένο γύρω από τις σημαντικές έννοιες του πεδίου εφαρμογής µε βάση τους μαθησιακούς στόχους που έχουν τεθεί (για παράδειγμα στην περίπτωση που το πεδίο εφαρμογής αφορά στις Μηχανές Αναζήτησης, το 52

53 εκπαιδευτικό υλικό αφορά στις έννοιες Λέξεις-κλειδιά, Αναζήτηση µε χρήση φράσεων, Τελεστές Boolean, κλπ). Επιπλέον οι περιπτώσεις που περιλαμβάνει το εκπαιδευτικό υλικό της κάθε έννοιας έχουν συγκεκριμένη μορφή και αποτελούνται από πέντε τμήματα (Kolodner & Guzdial 2000): μια περιγραφή του προβλήματος, τη λύση που προέκυψε από κάποιον ειδικό (συνήθως) στο θέμα, τα βήματα που ακολούθησε ο ειδικός κατά την επίλυση του προβλήματος, μια επεξήγηση /αιτιολόγηση της εξέλιξης της συγκεκριμένης περίπτωσης, και το αποτέλεσμα της λύσης που εφαρμόστηκε. Η προσαρμοστική διάσταση του συστήματος ProSys αναφέρεται στην εξατομικευμένη πρόταση πλοήγησης στο εκπαιδευτικό υλικό, καθώς το ProSys προτείνει στον εκπαιδευόμενο το πιο κατάλληλο κάθε φορά εκπαιδευτικό υλικό (συνοδεύεται από έγχρωμα εικονίδια που αντανακλούν το είδος του υλικού και το γνωσιακό επίπεδο στο οποίο αντιστοιχούν) σύμφωνα με το επίπεδο γνώσεων του (το οποίο διατηρεί στο μοντέλο του εκπαιδευόμενου). Η προσαρμόσιμη διάσταση του ProSys αφορά στη δυνατότητα που παρέχεται στον εκπαιδευόμενο να ενημερωθεί για το μοντέλο που διατηρεί το σύστημα γι αυτόν. Εικόνα 3.6 Το περιβάλλον του συστήματος Prosys (Πηγή: Αλέξη, Παπανικολάου, Γρηγοριάδου 2005; Papanikolaou & Grigoriadou, 2006) 53