Εκπαιδευτικό Λογισμικό και Θεωρίες Μάθησης. Εισαγωγικές Έννοιες. Φεβρουάριος 2018 Κλεισαρχάκης Μιχαήλ (Phd, Medu)

Transcript

1 Εκπαιδευτικό Λογισμικό και Θεωρίες Μάθησης Εισαγωγικές Έννοιες Φεβρουάριος 2018 Κλεισαρχάκης Μιχαήλ (Phd, Medu)

2 Θεωρία Μάθησης (learning theory) Σύνολο προτάσεων, υποθέσεων και αρχών, ιδεών που είναι οργανωμένες σε ένα λογικό σύστημα, το οποίο περιγράφει ή και ερμηνεύει ένα φαινόμενο, γεγονός ή τρόπο δράσης

3 Θεωρία Μάθησης (learning theory) Ονομάζουμε θεωρία μάθησης ένα συνεπές εννοιολογικό πλαίσιο το οποίο στοχεύει στο να περιγράψει και να εξηγήσει τους μηχανισμούς της ανθρώπινης μάθησης, δηλ. να παρουσιάσει μια συνεπή εξήγηση του πώς μαθαίνει ο άνθρωπος. Μια θεωρία μάθησης, επομένως, είναι κατά βάση ένα περιγραφικό (descriptive) θεωρητικό μοντέλο, δηλ. ένα μοντέλο που, πρωτίστως, περιγράφει το φαινόμενο της μάθησης, εισάγοντας τα κατάλληλα εννοιολογικά εργαλεία, διερευνά πειραματικά τη σχέση μεταξύ των βασικών παραμέτρων του φαινομένου και διατυπώνει συμπεράσματα ερευνητικά θεμελιωμένα που φωτίζουν τις βασικές τουλάχιστον πτυχές της μάθησης

4 Τεχνολογία Ονομάζουμε τεχνολογία (technology) την εφαρμογή της επιστημονικής γνώσης στη σχεδίαση, ανάπτυξη, χρήση και αξιολόγηση στοχευμένων προϊόντων (τεχνουργήματα, artifacts) που εξυπηρετούν με βέλτιστο τρόπο ανθρώπινες ανάγκες.

5 Υπολογιστές & Εκπαίδευση Η εισαγωγή των υπολογιστών στην εκπαίδευση για την υποστήριξη της μάθησης είναι πλέον κοινός τόπος (Ράπτης & Ράπτη, 2004). Η σύγχρονη πληροφορική τεχνολογία υποστηρίζει θετικά τη μαθησιακή διαδικασία. Η ένταξη του υπολογιστή στη διαδικασία μάθησης κατά την εκπαιδευτική πράξη συνδέεται άμεσα με τη χρήση Εκπαιδευτικού Λογισμικού.

6 Υπολογιστές και Εκπαίδευση Τέσσερις προσεγγίσεις στην εκπαιδευτική πρακτική 1. Μαθαίνω για τους υπολογιστές (υπολογιστής γίνεται αντικείμενο εκμάθησης) 2. Μαθαίνω από τους υπολογιστές (ο υπολογιστής έχει ρόλο δασκάλου) 3. Μαθαίνω με τους υπολογιστές (ο υπολογιστής σύντροφος του μαθητή στη διαδικασία της μάθησης) 4. Μαθαίνω τους υπολογιστές (ο υπολογιστής μαθητής ο μαθητής γίνεται δάσκαλος) Χρήση εκπαιδευτικού λογισμικού 6

7 Τεχνολογίες Πληροφορίας & Επικοινωνιών (ΤΠΕ) Με τον όρο ΤΠΕ αναφερόμαστε στο σύνολο των διαθέσιμων ψηφιακών τεχνολογιών (τεχνολογικά προϊόντα, καθώς και τεχνολογικά εργαλεία σχεδίασης, παραγωγής, αξιολόγησης) που βασίζονται στη διαχείριση της ψηφιακής πληροφορίας (παραγωγή, αναπαράσταση, επεξεργασία, αποθήκευση) και στη μετάδοσή της μέσω δικτύων επικοινωνίας και κυρίως του Διαδικτύου.

8 ΤΠΕ στην Εκπαίδευση Με τον όρο «ΤΠΕ στην Εκπαίδευση» (ICT in Education) εννοούμε την ενσωμάτωση και συστηματική χρήση των ψηφιακών τεχνολογιών στην εκπαιδευτική διαδικασία με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας των μαθησιακών εμπειριών και την επίτευξη υψηλότερου επιπέδου μαθησιακών αποτελεσμάτων.

9 Τεχνολογικά Ενισχυόμενη Μάθηση Ο όρος «Τεχνολογικά ενισχυόμενη μ άθηση» (Technology-Enhanced Learning, TEL) είναι ένας σύγχρονος διεθνής όρος που αναφέρεται στην αξιοποίηση των ΤΠΕ στη μάθηση και στην εκπαιδευτική διαδικασία (δηλ. συνώνυμος με τον «ΤΠΕ στην Εκπαίδευση»). Εδώ ο όρος «technology» αναφέρεται αποκλειστικά στις σύγχρονες ψηφιακές τεχνολογίες, έτσι ώστε το «technology-enhanced learning» να χρησιμοποιείται από πολλούς ως συνώνυμο και του «e-learning»).

10 Πώς Υποστηρίζει η Τεχνολογία τη Μάθηση; Κάθε είδος εκπαιδευτικής τεχνολογίας επηρεάζει το είδος και τις δυνατότητες διαχείρισης αναπαραστάσεων, και αυτό με τη σειρά του έχει επίδραση στο είδος των μαθησιακών διαδράσεων, καθώς και στο είδος των γνωστικών διεργασιών που ενεργοποιούν οι μαθητές κατά την εκπαιδευτική διαδικασία. Αξίζει να τονιστεί, όμως, πως τα τεχνολογικά περιβάλλοντα μάθησης μπορούν να διαχειριστούν και άλλους παράγοντες σημαντικούς στη διαδικασία της μάθησης, όπως το συναίσθημα (π.χ. συναισθηματικοί πράκτορες) ή το κίνητρο συμμετοχής (π.χ. ψηφιακά παιχνίδια μάθησης).

11 Επίδραση Εκπαιδευτικής Τεχνολογίας

12 Σημεία προβληματισμού q Ρόλος μαθητή q Ρόλος εκπαιδευτικού q Μαθησιακή διαδικασία q Στοχοθεσία q Αναπαραστάσεις q Ανατροφοδότηση q Αξιολόγηση q Αλληλεπίδραση q Μεταγνώση q Συνεργασία, επικοινωνία

13 Εκπαιδευτικό Λογισμικό Το εκπαιδευτικό λογισμικό (ΕΛ) είναι λογισμικό (software) που έχει σχεδιαστεί και αναπτυχθεί ειδικά για να παίξει έναν συγκεκριμένο ρόλο στην εκπαιδευτική διαδικασία και να υποστηρίξει με κάποιο τρόπο τη μάθηση (τυπική, άτυπη κ.λπ.). Υπάρχουν πολλές μορφές και εκδοχές εκπαιδευτικού λογισμικού. Ορισμένα παραδείγματα: Εκπαιδευτικές εφαρμογές πολυμέσων (multimedia learning applications) Περιβάλλοντα παγκόσμιου ιστού για τη διαχείριση της μάθησης (Learning Management Systems, LMS) Εφαρμογές για μάθηση με φορητές συσκευές (mobile learning)

14 Εκπαιδευτικό Λογισμικό - Ορισμοί Εκπαιδευτικό λογισμικό θεωρείται το λογισμικό που περιέχει διδακτικούς στόχους ολοκληρωμένα σενάρια εννοιολογικό Πλαίσιο με παιδαγωγική διάσταση και σημασία Και κυρίως επιφέρει συγκεκριμένα διδακτικά και μαθησιακά αποτελέσματα. (Μικρόπουλος 2000). Ως εκπαιδευτικό λογισμικό θεωρείται το μέσο της εκπαιδευτικής διαδικασίας που αποσκοπεί στη διευκόλυνση της μάθησης χρησιμοποιώντας ως κύριο εργαλείο τον υπολογιστή (Γρηγοριάδου & Μπακογιάννης, 1991).

15 Εκπαιδευτικό Λογισμικό Η χρήση της τεχνολογίας στην εκπαίδευση δεν είναι κάτι νέο. q Το σχολικό ραδιόφωνο ( ) q Η εκπαιδευτική τηλεόραση ( ) q Εισαγωγή της χρήσης ηλεκτρονικού υπολογιστών στα σχολεία. ( )

16 Είδη Εκπαιδευτικού Λογισμικού (Μικρόπουλος, 2000) q q q q q q q q q Γλώσσες Προγραμματισμού Πακέτα Εφαρμογών Προσομειώσεις εικονικά εργαστήρια Παιχνίδια Επικοινωνίες Διαδίκτυο Νοήμονα συστήματα εκπαίδευσης Εκπαιδευτικά συστήματα εικονικής πραγματικότητας Εκπαιδευτικές εφαρμογές πολυμέσων / υπερμέσων Πακέτα εξάσκησης και πρακτικής

17 Χαρακτηρηστικά Εκπαιδευτικού Λογισμικού Υπερμέσων (Μικρόπουλος, 2000) Υπερκείμενο Κόμβοι (Nodes) Συνδέσμοι (Links) Δομή οργάνωσης, Δίκτυο ιδεών Βάση δεδομένων Αλληλεπίδραση και δυναμικός έλεγχος Διαδρομές και πλοήγηση Περιβάλλοντα συγγραφής

18 ΧΡΟΝΟΣ 1950 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΔΑΣΚΑΛΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΕΝΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΜΑΘΗΤΗΣ Κατηγοριοποίηση με βάση τις τεχνολογίες ανάπτυξης και τα παιδαγωγικά ρεύματα (Κόμης, 2004) 1970 ΕΞΑΣΚΗΣΗ & ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΙ LOGO ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ 1980 ΕΜΠΕΙΡΑ ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΜΑΘΗΣΗΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΧΡΗΣΗΣ 1990 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΠΕΡΜΕΣΑ ΔΙΚΤΥΑ 2000 ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΜΑΘΗΣΗΣ ΕΙΚΟΝΙΚΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΧΡΗΣΕΙΣ

19 Μορφές Εκπαιδευτικού Λογισμικού (Κόμης, 2004) ειδικό λογισμικό με σαφή μαθησιακό και διδακτικό σκοπό, π.χ. σε μορφή CD- ROM, δικτυακού τόπου, εφαρμογών ρομποτικής κ.λπ. διαδραστικό μη διαδραστικό λογισμικό γενικής χρήσης, π.χ. λογισμικό επεξεργασίας εικόνων, κειμενογράφος, λογιστικό φύλλο, βάσεις δεδομένων, κλπ που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη γνώσεων και δεξιοτήτων σε διάφορα γνωστικά αντικείμενα.

20 Κατηγορίες Εκπαιδευτικού Λογισμικού ως προς το βαθμό αλληλεπίδρασης (Φεσακης, Καλαβάσης & Δημητρακόπουλου 2000). Ανοικτό περιβάλλον ο χρήστης μπορεί να διαμορφώσει με δικά του στοιχεία το λογισμικό, π.χ. να εισάγει πληροφορίες, να δημιουργήσει δικές του προσομοιώσεις κ.τ.λ. το περιβάλλον αυτό αποτελείται από ένα σύνολο από πρωταρχικά αντικείμενα και βασικές λειτουργίες που επιδρούν σε αυτό Κλειστό περιβάλλον λογισμικό που υποστηρίζει το παραδοσιακό δασκαλοκεντρικό μοντέλο διδασκαλίας ο χρήστης δεν μπορεί να αλλάξει το περιεχόμενο του εκπαιδευτικού λογισμικού

21 Χαρακτηριστικά Λογισμικού Λειτουργία του Λογισμικού Υποστήριξη του Λογισμικού καταλληλότητα (Suitability). αναλυτικότητα ( Analyzability). αξιοπιστία (Reliability). αποδοτικότητα( Εfficiency). χρηστικότητα (Usability). ασφάλεια ( Security). συμμόρφωση (Compliance). δυνατότητα αλλαγής (Changeability). σταθερότητα (Stability). δυνατότητα δοκιμών (testability).

22 Χαρακτηριστικά Λογισμικού Συμβατότητα του Λογισμικού Προδιαγραφές Αλληλεπίδρασης και Περιβάλλοντος Διεπαφής δυνατότητα μεταφοράς (Portability). δυνατότητα Επαναχρησιμοποίησης (Reusability). διαλειτουργικότητα (Interoperability). Γλώσσα Ορολογία. Δομή. Επίπεδο Αλληλεπίδρασης. Δυνατότητα αποθήκευσης εκτύπωσης. Δυνατότητα αποθήκευσης από τον καθηγητή νέων στοιχείων

23 Θεωρίες Μάθησης & Εκπαιδευτικό Λογισμικό Πώς επηρεάζει μια Θεωρία Μάθησης τη σχεδίαση Εκπαιδευτικού Λογισμικού; ΘΕΩΡΙΑ ΜΑΘΗΣΗΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ (ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ) Προδιαγραφές οργάνωσης της εκπαίδευσης.

24 Θεωρίες Μάθησης & Εκπαιδευτικό Λογισμικό Αρχικά ας θυμηθούμε πως μια Θεωρία Μάθησης είναι μια επεξηγηματική θεώρηση του φαινομένου της μάθησης και συνήθως οδηγεί στην ανάπτυξη ενός πολυσύνθετου εννοιολογικού πλαισίου, που επεκτείνεται και διαμορφώνεται σε σχέση και με τα διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα. Καθώς μία ΘΜ δεν διατυπώνει ευθύς εξαρχής κανονιστικές ρυθμίσεις (δηλ. προδιαγραφές οργάνωσης της εκπαίδευσης), θα πρέπει να διαμορφωθεί ένα αντίστοιχο διδακτικό μοντέλο που να διατυπώνει έστω και ενδεικτικά αυτές τις προδιαγραφές. Στη συνέχεια, το εκπαιδευτικό λογισμικό μπορεί να σχεδιαστεί ακολουθώντας τις προδιαγραφές του διδακτικού μοντέλου, ώστε με τις λειτουργίες του να υποστηρίξει εκπαιδευτικές δραστηριότητες που είναι συμβατές και προτείνονται από το διδακτικό μοντέλο. Έτσι το ΕΛ σχεδιάζεται τις περισσότερες φορές ώστε να υπηρετήσει τις προδιαγραφές εκπαίδευσης που είναι συμβατές με το διδακτικό μοντέλο, το οποίο βέβαια έχει τις ρίζες του σε κάποια Θεωρία Μάθησης.

25 Εκπαιδευτικό Λογισμικό & Θεωρίες Μάθησης (Μαρκέα, 2006) Περιβάλλοντα Καθοδηγούμενης Διδασκαλίας που στηρίζονται κυρίως στις Θεωρίες Συμπεριφοράς 1. συστήματα εξάσκησης και πρακτικής (drill & practice) 2. συστήματα καθοδήγησης (tutorials) 3. διαλογικές ιστορίες και παραμύθια πολυμέσων

26 Εκπαιδευτικό Λογισμικό & Θεωρίες Μάθησης (Μαρκέα, 2006) Περιβάλλοντα Μάθησης μέσω (καθοδηγούμενης ή όχι) Ανακάλυψης και Διερεύνησης που στηρίζονται κυρίως στις Γνωστικές Θεωρίες και στις Θεωρίες Οικοδόμησης της Γνώσης. συστήματα που στηρίζουν εργαστηριακές δραστηριότητες μέσω υπολογιστή (computer based laboratories) συστήματα που συνδέονται και αντλούν δεδομένα από το φυσικό περιβάλλον (με αξιοποίηση ψηφιακών αντικειμένων- συσκευών ασύρματης επικοινωνίας) συστήματα εκπαιδευτικής ρομποτικής (educational «Έμπειρα Συστήματα» επίλυσης προβλημάτων (Intelligent Tutoring Systems) που εμπεριέχουν μοντέλα μαθητή ανοιχτά συστήματα μάθησης (ανεξαρτήτου γνωστικού αντικειμένου) για δραστηριότητες εκμάθησης προγραμματισμού και δραστηριότητες επίλυσης προβλημάτων (όπως LOGO, κ.α.) προσομοιώσεις (Simulations) μικρόκοσμοι (micro- worlds) μοντελοποιήσεις και δυναμικές μοντελοποιήσεις λογισμικό νοητικής χαρτογράφησης (concept mapping) συστήματα συνεργασίας και επικοινωνίας από απόσταση, που υποστηρίζουν τη μάθηση (για διαπραγμάτευση και παραγωγή γραπτών κειμένων, για επίλυση προβλημάτων ή για εκτέλεση σύνθετων έργων).

27 Εκπαιδευτικό Λογισμικό & Θεωρίες Μάθησης (Μαρκέα, 2006) Περιβάλλοντα Έκφρασης, Οικοδόμησης, Επικοινωνίας και Αναζήτησης της Πληροφορίας που στηρίζονται στις Θεωρίες Οικοδόμησης της Γνώσης και κυρίως δε στις Κοινωνικοπολιτισμικές Θεωρίες Μάθησης. «Έμπειρα Συστήματα» επίλυσης προβλημάτων (Intelligent Tutoring Systems) που εμπεριέχουν μοντέλα μαθητή ανοιχτά συστήματα μάθησης (ανεξαρτήτου γνωστικού αντικειμένου) για δραστηριότητες εκμάθησης προγραμματισμού και δραστηριότητες επίλυσης προβλημάτων (όπως LOGO, κ.α.) προσομοιώσεις (Simulations) μικρόκοσμοι (micro- worlds) μοντελοποιήσεις και δυναμικές μοντελοποιήσεις λογισμικό νοητικής χαρτογράφησης (concept mapping) συστήματα συνεργασίας και επικοινωνίας από απόσταση, που υποστηρίζουν τη μάθηση (για διαπραγμάτευση και παραγωγή γραπτών κειμένων, για επίλυση προβλημάτων ή για εκτέλεση σύνθετων έργων).

28 Εκπαιδευτικό Λογισμικό & Θεωρίες Μάθησης (Μαρκέα, 2006) Περιβάλλοντα Έκφρασης, Οικοδόμησης, Επικοινωνίας και Αναζήτησης της Πληροφορίας που στηρίζονται στις Θεωρίες Οικοδόμησης της Γνώσης και κυρίως δε στις Κοινωνικοπολιτισμικές Θεωρίες Μάθησης. ψηφιακές εγκυκλοπαίδειες ηλεκτρονικά λεξικά βάσεις δεδομένων ψηφιακές βιβλιοθήκες δικτυακοί τόποι εκπαιδευτικού περιεχομένου

29 Εκπαιδευτικό Λογισμικό & Θεωρίες Μάθησης (Μαρκέα, 2006) Περιβάλλοντα συνεργατικής δραστηριότητας και μάθησης από απόσταση (κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες μάθησης) εργαλεία επικοινωνίας (ηλεκτρονικό ταχυδρομείο) εργαλεία τηλεδιάσκεψης εργαλεία συζητήσεων σε ειδικά θέματα ομάδες νέων (newsgroups) περιβάλλοντα συνεργατικής έκφρασης και λόγου περιβάλλοντα συνεργατικής επίλυσης προβλημάτων περιβάλλοντα συνεργατικής εκτέλεσης σύνθετων έργων (projects)