ΣΦΑΙΡΕΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ Αχιλλέας Καμέας Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο & Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών Ραγδαία τεχνολογική εξέλιξη 2 1
Mobile devices / tablets 3 Μικρές, φορητές συσκευές πρόσβασης, οι οποίες παρέχουν μεγάλη υπολογιστική ισχύ και συνεχή δικτύωση Υπολογίζεται ότι στο τέλος του 2010 πάνω από 1.6 δις άνθρωποι έχουν ένα smartphone ή ένα tablet, ενώ τo πλήθος τον εφαρμογών που κυκλοφορούν ξεπερνά το εκατομμύριο Intuitive interaction 4 Διεπαφές των οποίων η χρήση είναι «φυσική» και η εκμάθηση εύκολη Εφαρμογές υψηλής διαδραστικότ ητας 2
Cloud computing 5 Εικονικό σύστημα που παρέχει υπηρεσίες διαδικτύου ανεξάρτητα από τη θέση του παρέχοντα ή του λαμβάνοντα yahoo mail, google docs, google calendar Ubiquitous computing 6 Διάχυση δικτυακών και υπολογιστικών υπηρεσιών στα αντικείμενα του περιβάλλοντος χώρου Καταγραφή περιρρέουσας πληροφορίας και εξαγωγή συμπερασμάτ ων 3
Ubiquitous knowledge 7 Περιγραφές και μετα περιγραφές Διαρκής μετατροπή πληροφορίας σε γνώση Κατανεμημένη, ετερογενής γνώση Διαμοιραζόμενη και κοινή γνώση Διαχείριση τεράστιου όγκου γνώσης Context aware computing 8 Προσαρμογή και βελτιστοποίηση υπηρεσιών με βάση την περιρρέουσα πληροφορία (συσκευή πρόσβασης, συνθήκες περιβάλλοντος, ρβ θέση, προσωπικές προτιμήσεις κλπ). 4
RFIDs 9 Μικρές και φθηνές συσκευές σήμανσης Δυνατότητα ανάπτυξης εφαρμογών που θα είναι ενήμερες πλαισίου Δυνατότητα αυτοματοποίη σης διαδικασιών πρόσβασης, ανάκτησης κλπ Social media 10 Η επικοινωνία και η αλληλεπίδραση γίνονται εγγενείς δραστηριότητες Διαρκής σύνδεση στο δίκτυο Στιγμιαία ενημέρωση και πολύ γρήγορη ανταλλαγή πληροφοριών και περιεχομένου Ο χρήστης είναι το νέο μέσο 5
Presence 11 Πέρα από την απλή ανταλλαγή: ενίσχυση της εμπειρίας και της παρουσίας Πέρα από τα φυσικά όρια Πολλαπλοί ρόλοι, κατανεμημένο προφίλ, προσαρμογή ανά ρόλο, ανταλλαγή πληροφοριών ανάμεσα σε προφίλ Σφαίρες δραστηριότητας 12 Γενικευμένο μοντέλο εφαρμογών διάχυτου υπολογισμού Συνοψίζουν την περιγραφή δραστηριοτήτων και τους πόρους που απαιτούνται για την υλοποίησή τους Υποστηρίζουν προσαρμοζόμενη σύνθεση υπηρεσιών Κάθε σφαίρα υλοποιείται χρησιμοποιώντας τις υπηρεσίες που παρέχει ένα περιβάλλον διάχυτου υπολογισμού Η σύνθεση και η προσαρμογή επιτυγχάνεται με τη χρήση έξυπνων διαμεσολαβητών Για την αντιμετώπιση της ετερογένειας χρησιμοποιούνται οντολογίες 6
Ένα σενάριο 13 Σενάριο Τεχνολογίες Ας ακολουθήσουμε τον Αλέξη, ένα μαθητή της Α Λυκείου, σε μια "τυπική" ημέρα στο σχολείο. Ο Αλέξης, όπως όλοι οι φίλοι του, διαθέτει τον προσωπικό ψηφιακό βοηθό του (το Ντικ), ο οποίος παρακολουθεί συνεχώς τον Αλέξη, κι έτσι τον μαθαίνει όλο και καλύτερα τις δεξιότητές του, τις δυσκολίες του, τις προτιμήσεις του, κλπ. Ο Ντικ είναι συνεχώς συνδεδεμένος στο διαδίκτυο, και μπορεί να χρησιμοποιεί τις υπηρεσίες της Περιρρέουσας Νοημοσύνης για να βοηθά τον Αλέξη στις καθημερινές του δραστηριότητες. Ubiquitous computing, ambient ecology Intelligent agents, common sense, inferencing, learning Always online, internet services 14 Σενάριο Καθώς προετοιμάζεται να ξεκινήσει για το σχολείο του, ο Ντικ έχει ήδη διαπεράσει το πρόγραμμα της ημέρας και έχει επιλέξει τα βιβλία και το λοιπό υλικό που θα χρειαστεί να έχει μαζί του. Σήμερα ο Αλέξης έχει προγραμματίσει να συμμετάσχει σε μια "τάξη" Φυσικής. Τα ψηφιακά βιβλία έχουν μεταφορτωθεί στο ψηφιακό νέφος που χρησιμοποιεί ο Αλέξης όταν βρίσκεται εκτός σπιτιού, ώστε να έχει πρόσβαση σε αυτά από μακριά. Ταυτόχρονα, θα χρειαστεί να μεταφέρει και την κιθάρα του, καθώς μετά το τέλος του μαθήματος θα χρειαστεί να συμμετάσχει στην πρόβα για μια εκδήλωση του σχολείου. Ο Ντικ έχει ενημερώσει την κιθάρα και αυτή βοηθά τον Αλέξη να την εντοπίσει εκπέμποντας οπτικό σήμα. Σφαίρα: Προετοιμασία για το σχολείο Αντικείμενα / υπηρεσίες: πρόγραμμα εκπαίδευσης, εκπαιδευτικό υλικό, κιθάρα Δραστηριότητες: ανάγνωση προγράμματος εκπαίδευσης, επιλογή και πρόσβαση σε βιβλία, χρήση κιθάρας Υλοποίηση: μεταφόρτωση ψηφιακού υλικού στο νέφος, εντοπισμός κιθάρας στο χώρο Πιθανά προβλήματα: ερμηνεία προγράμματος εκπαίδευσης, ποιότητα σύνδεσης στο δίκτυο, επικοινωνία με κιθάρα 7
15 Σενάριο Σφαίρα: Απάντηση τεστ Ο Ντικ έχει καταγράψει ότι ο Αλέξης δεν έχει ακόμη απαντήσει στο προκαταρκτικό τεστ Φυσικής, όπως όφειλε, τον ενημερώνει σχετικά και του προτείνει να το επεξεργαστεί ενώ θα προχωρά προς το σχολείο. Καθώς προχωρά προς το Λύκειο, ο Αλέξης ζητά από τον Ντικ να του συνοψίσει τα βασικά σημεία της θεωρίας, ώστε να απαντήσει στο τεστ Φυσικής. Στη συνέχεια απαντά στις ερωτήσεις του τεστ και ζητά από τον Ντικ να το αποστείλει στο σύστημα διαχείρισης μαθημάτων του σχολείου. Αντικείμενα / υπηρεσίες: πρόγραμμα εκπαίδευσης, εκπαιδευτικό υλικό, τεστ Φυσικής Δραστηριότητες: ανάγνωση προγράμματος εκπαίδευσης, επιλογή και πρόσβαση σε εκπαιδευτικό υλικό, συμπλήρωση και αποστολή τεστ Υλοποίηση: εντοπισμός και επεξεργασία ψηφιακού υλικού, πρόσβαση σε ψηφιακό υλικό στο νέφος, διαχείριση κινητής συσκευής, αναγνώριση και επεξεργασία φωνής, διαχείριση φόρμας τεστ, μεταφόρτωση συμπληρωμένου τεστ στο νέφος Πιθανά προβλήματα: ερμηνεία προγράμματος εκπαίδευσης, ποιότητα σύνδεσης στο δίκτυο, ορθός και γρήγορος εντοπισμός ψηφιακού υλικού, επεξεργασία κειμένου, δυνατότητες κινητής συσκευής, θόρυβος, αξιοπιστία συστήματος αναγνώρισης φωνής, προστασία προσωπικών δεδομένων 16 Σενάριο Σφαίρα: Προετοιμασία μαθήματος Ο καθηγητής μπαίνει στην αίθουσα και πηγαίνει στην έξυπνη έδρα Η έδρα του καθηγητή επικοινωνεί με τους πάγκους των μαθητών μέσα από ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο Η έδρα ενημερώνει τον καθηγητή ότι όλοι οι μαθητές του (εκτός από δύο) είναι παρόντες, και επομένως το μάθημα μπορεί να ξεκινήσει Ο προσωπικός βοηθός του καθηγητή προετοιμάζει τα περιεχόμενα του σημερινού μαθήματος Αντικείμενα / υπηρεσίες: έξυπνη έδρα, έξυπνο θρανίο, συσκευή αναγνώρισης, μαθησιακές δραστηριότητες, εκπαιδευτικό περιεχόμενο Δραστηριότητες: αναγνώριση καθηγητή και μαθητών, ανάγνωση προγράμματος εκπαίδευσης, εντοπισμός και επεξεργασία ψηφιακού υλικού, διαχείριση έξυπνων θρανίων και έδρας Υλοποίηση: εντοπισμός ταυτότητας ή προφίλ καθηγητή και μαθητών, επικοινωνία με θρανία και έδρα, αναζήτηση εκπαιδευτικού περιεχομένου στο δίκτυο Πιθανά προβλήματα: ερμηνεία προγράμματος εκπαίδευσης, ποιότητα σύνδεσης στο δίκτυο, πιστότητα αναγνώρισης καθηγητή και μαθητών 8
17 Σενάριο Σφαίρα: Διεξαγωγή μαθήματος Ο καθηγητής έχει ετοιμάσει μια παρουσίαση της θεωρίας του μαθήματος, και ζητά από την αίθουσα να αρχίσει την προβολή της. Καθώς ξεκινά να μιλά, τα φώτα στην αίθουσα ρυθμίζονται ανάλογα (χαμηλώνουν ελαφρώς τα φώτα προς τους μαθητές και φωτίζεται λίγο περισσότερο ο καθηγητής) και ξεκινά η αυτόματη προβολή του υλικού που έχει ετοιμάσει ο καθηγητής στον έξυπνο πίνακα. Οι έξυπνοι βοηθοί των μαθητών λαμβάνουν την παρουσίαση, την προβάλλουν στις οθόνες των θρανίων, και καταγράφουν τις σημειώσεις που κρατά ο κάθε μαθητής Αντικείμενα / υπηρεσίες: έξυπνη έδρα, έξυπνο θρανίο, αίθουσα, βιντεοπροβολέας, αισθητήρες, μαθησιακές δραστηριότητες, εκπαιδευτικό περιεχόμενο Δραστηριότητες: ανάγνωση προγράμματος εκπαίδευσης, εμφάνιση ψηφιακού υλικού, διαχείριση έξυπνων θρανίων και έδρας, διαχείριση σημειώσεων Υλοποίηση: υλοποίηση επιθυμητών συνθηκών περιβάλλοντος, επικοινωνία με θρανία και έδρα, εμφάνιση εκπαιδευτικού περιεχομένου, καταγραφή και αποθήκευση σημειώσεων στο νέφος Πιθανά προβλήματα: ερμηνεία προγράμματος εκπαίδευσης, ποιότητα σύνδεσης στο δίκτυο, πιστότητα συσκευών, ετερογένεια έξυπνων βοηθών Προϋποθέσεις 18 Περιρρέουσα Οικολογία Κατάλληλα λ διαμορφωμένες εκπαιδευτικές δραστηριότητες Έξυπνοι διαμεσολαβητές Γνώση 9
Ζητήματα προς επίλυση 19 Πιστότητα υποδομών Δίκτυο, συσκευές Διαχείριση εκπαιδευτικού υλικού Περιγραφή, εντοπισμός, ανάκτηση, διαμοίραση, αποθήκευση Φυσικές διεπαφές Αναγνώριση και επεξεργασία φωνής, αναγνώριση χειρονομιών, εστίαση προσοχής Καταγραφή αφαιρετικών πλάνων Αφαιρετική καταγραφή, συγκεκριμένη υλοποίηση, ευελιξία, μερική υλοποίηση, παρακολούθηση Ετερογένεια Πολυεπίπεδες αναπαραστάσεις, οντολογίες, λεξικά Υλοποίηση πραγματικά έξυπνων βοηθών Γνωστικές ικανότητες (μάθηση, ερμηνεία, πρωτοβουλία, προσαρμογή κλπ) Ο ρόλος της γνώσης 20 Η υλοποίηση των Σφαιρών Δραστηριότητας βασίζεται στην διαθεσιμότητα σημαντικής «ποσότητας» γνώσης, η οποία κωδικοποιεί: Την κατάσταση, τις ιδιότητες, τις δυνατότητες και τη διαθεσιμότητα των πόρων της Περιρρέουσας Οικολογίας (σε αυτούς περιλαμβάνονται συσκευές και υπηρεσίες, αλλά και ψηφιακό εκπαιδευτικό υλικό, έξυπνοι διαμεσολαβητές κλπ) Την πληροφορία πλαισίου που είναι διαθέσιμη και η οποία μπορεί να προέρχεται από αισθητήρες, συσκευές, αλλά από καταγεγραμμένη εμπειρία της ΠΟ Τις πολιτικές που πρέπει να εφαρμοστούν (π.χ. για την επίλυση συγκρούσεων κατά τη χρήση πόρων, την προστασία της ιδιωτικότητας, την αλληλεπίδραση, τις εκπαιδευτικές στρατηγικές κλπ) Το προφίλ του κάθε ατόμου που βρίσκεται στην ΠΟ και σχετίζεται με μια ΣΔ (σε αυτό περιλαμβάνονται και τα ιδιαίτερα μαθησιακά χαρακτηριστικά κάθε ατόμου) Την ιεραρχία στόχων δραστηριοτήτων που υλοποιεί η ΣΔ, η οποία περιλαμβάνει και την ιεραρχία μαθησιακών στόχων, εάν η ΣΔ έχει εκπαιδευτικό χαρακτήρα 10
Ευχαριστώ 21 Επικοινωνία: kameas@eap.gr Ερευνητική ομάδα DAISy: http://daisy.cti.gr Εργαστήριο Εκπαιδευτικού Υλικού και Εκπαιδευτικής Μεθοδολογίας ΕΑΠ http://eeyem.eap.gr 11