Θεωρίες μάθησης και ψηφιακές τεχνολογίες στην εκπαίδευση

Συνοπτικά Θεωρίες μάθησης και κατηγοριοποίηση ψηφιακών εργαλείων – αντιπροσωπευτικά παραδείγματα Η έννοια του μικρόκοσμου: εξέλιξη και ‘θέαση’ μέσα από διαφορετικά θεωρητικά πλαίσια

Κατηγοριοποίηση ψηφιακών εργαλείων με βάση τις θεωρίες μάθησης Συμπεριφορισμός και θεωρίες επεξεργασίας της πληροφορίας Κλειστού τύπου λογισμικά Εποικοδομισμός και κοινωνιοπολιτισμικές θεωρίες μάθησης Ανοιχτού τύπου λογισμικά

Κλειστού τύπου λογισμικά Λογισμικά καθοδηγούμενης διδασκαλίας και μάθησης Λογισμικά πρακτικής και εξάσκησης

Συστήματα καθοδηγούμενης διδασκαλίας και μάθησης Παροχή πληροφοριών Διδασκαλία εννοιών Αξιολόγηση γνώσεων και δεξιοτήτων Ο υπολογιστής ως δάσκαλος Εξατομίκευση της μάθησης (ITS) Ατομική χρήση Εποπτική διδασκαλία Περιορισμένη δυνατότητα προσαρμογής στις ιδιαιτερότητες κάθε παιδιού

Δομή ενός συστήματος καθοδηγούμενης διδασκαλίας και μάθησης

Λογομάθεια - 1993

Λογισμικά εξάσκησης και πρακτικής Μαθητές ή χρήστες που είναι ήδη εξοικειωμένοι Έλεγχος των αποκτηθέντων εκτός συστήματος γνώσεων Απλά με το πάτημα ενός πλήκτρου (δοκιμή και πλάνη) Το μεγαλύτερο μέρος του εκπαιδευτικού λογισμικού για ιστορικούς και πρακτικούς λόγους Εύκολο από πρακτική άποψη

Βασικές προδιαγραφές σχεδίασης κατά το συμπεριφοριστικό παράδειγμα Παροχή κινήτρων Ανάκληση πρότερων γνώσεων Παιγνιώδη μορφή και άμιλλα Αφυπνίζει και διατηρεί την περιέργεια Επίπεδα δυσκολίας Παρουσίαση και οργάνωση των πληροφοριών Προέλεγχο στην εισαγωγική ενότητα Καθοδήγηση Έλεγχο της κίνησης στο χρήστη Διακλαδωτή οργάνωση πληροφορίας

Ανοιχτού τύπου λογισμικά Συστήματα έκφρασης, αναζήτησης και επικοινωνίας της πληροφορίας Συστήματα μάθησης μέσω ανακάλυψης, διερεύνησης και οικοδόμησης

Βασικές αρχές που διέπουν τα περιβάλλοντα ανοικτού τύπου Πολλαπλές προοπτικές της μαθησιακή διαδικασίας Αυθεντικές εμπειρίες Ενσωμάτωση της μάθησης σε ρεαλιστικά περιβάλλοντα Έκφραση και έλεγχο ιδεών, απόψεων, μοντέλων Πολλαπλές αναπαραστάσεις Μεταγνώση

Ψηφιακά εργαλεία και θεωρίες μάθησης Σημεία προβληματισμού Ρόλος μαθητή Ρόλος εκπαιδευτικού Μαθησιακή διαδικασία Στοχοθεσία Αναπαραστάσεις Ανατροφοδότηση Αξιολόγηση Αλληλεπίδραση Μεταγνώση Συνεργασία, επικοινωνία

Θεωρίες μάθησης και ψηφιακά εργαλεία Η χρήση των ψηφιακών εργαλείων δεν μπορεί να διαχωριστεί από θεωρητικές προσεγγίσεις σχετικά με το τι είναι γνώση και με τον τρόπο που αυτή πραγματώνεται (Drijvers, 2010) Ποια θεωρητικά δομήματα και μεθοδολογικές προσεγγίσεις συντέλεσαν στο σχεδιασμό και την υλοποίηση της έρευνας; Ποιες θεωρητικές προσεγγίσεις φώτισαν την ανάπτυξη εργαλείων και δραστηριοτήτων; Ποιες καθοδήγησα τη συλλογή, κατηγοριοποίηση και ερμηνεία των δεδομένων;

Θεωρίες μάθησης και ψηφιακά εργαλεία ‘Μεγάλες θεωρίες’ και ενδιάμεσα θεωρητικά πλαίσια (diSessa & Cobb, 2004) Grand theories (Θεωρία γνωστικής ανάπτυξης, Μπιχεβιορισμός) Orienting frameworks (Κονστρουκτιβισμός, κοινωνιοπολιτισμική θεωρία) Frameworks for action (κονστρακτιονισμός) Domain specific instructional theories

Θεωρία μάθησης 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

Συμπεριφορισμός και ψηφιακά εργαλεία Λογισμικά πρακτικής και εξάσκησης Λογισμικά καθοδηγούμενης διδασκαλίας και μάθησης Τeaching machines and programmed instruction: Skinner

Γνωστικές θεωρίες μάθησης και ψηφιακά εργαλεία Προγραμματίζοντας τον υπολογιστή να ‘σκέφτεται΄ Intelligent tutoring systems Cognitive tutors – agents – avatars Προσομοιώσεις Coached problem solving (Gertner & Van Lehn, 2000) H διαφορά με τον συμπεριφορισμό: learning by doing rather than learning by being instructed

Κονστρουκτιβιστικές θεωρίες μάθησης και ψηφιακά εργαλεία Διερεύνηση, γνωστική σύγκρουση, ενεργός μάθηση Προϋπάρχουσα γνώση, έλεγχος ιδεών, κατασκευή νοημάτων, αναστοχασμός, αναδόμηση γνωστικών σχημάτων Πολλαπλές και διασυνδεδεμένες αναπαραστάσεις Αυθεντικές καταστάσεις μάθησης Διερευνητικά λογισμικά

Κοινωνιοπολιτισμικές θεωρίες μάθησης και ψηφιακά εργαλεία Ο ρόλος τη γλώσσας και πολιτισμικού περικειμένου Ο ρόλος των εργαλείων και η διαμεσολάβηση της γνώσης Ο υπολογιστής ως πολιτισμικό εργαλείο Ο υπολογιστής στη ΖΕΑ Υπολογιστής και scaffolding Ψηφιακές κοινότητες Computer supported collaborative learning (CSCL, Dillenbourg, 1999)

Θεωρίες μάθησης και εκπαιδευτική πρακτική Η διαρκώς αυξανόμενη πολυπλοκότητα της μαθησιακής διαδικασίας Ανάδειξη παραγόντων που εμπλέκονται στις διαδικασίες, συλλογισμού, μάθησης, δράσης και επικοινωνίας Ανάδειξη της συμπληρωματικότητας διαφορετικών θεωριών Προσοχή στα σημαντικά θέματα που εγείρει κάθε θεωρία μάθησης Η μάθηση ως ‘γνωστική ιστορική πράξη’ (Radford, 2009) Θεωρίες μάθησης και διδακτικός σχεδιασμός: Ανάγκη για ενδιάμεσα θεωρητικά πλαίσια Ενδιάμεσα θεωρητικά πλαίσια: το παράδειγμα του κονστρακτιονισμού Ανάγκη για διασύνδεση θεωρητικών πλαισιών (ReMath, 2005-2009)

Διασυνδέοντας θεωρητικές προσεγγίσεις

Θεωρητική πλαισίωση και ερευνητική διαδικασία Σχέση μεταξύ θεωρητικών προβληματισμών και ερευνητικών-μεθοδολογικών επιλογών Π.χ. η θεωρία του κονστρακτιονισμού αναδεικνύει τη σημασία επιλογής υπολογιστικών εργαλείων με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά Η θεωρία της διαμοιρασμένης νόησης δίνει έμφαση στην εξέταση των ψηφιακών εργαλείων ως πολιτισμικών εργαλείων που ενσωματώνουν συγκεκριμένη γνώση, έχουν συγκεκριμένο αναπαραστασιακό δυναμικό, προάγουν συγκεκριμένους τρόπους χρήσης Η κοινωνιοπολιτισμική θεώρηση υποδεικνύει την επιλογή συγκεκριμένου εμπειρικού πεδίου Σημειωτική διαμεσολάβηση: πολυτροπικό επεισόδιο Distributed cognition: Οι πόροι και τα μέσα που καθιστούν δυνατή κάθε δραστηριότητα είναι διαμοιρασμένα ε ανθρώπους, περιβάλλοντα και καταστάσεις (Cole & Engestrom, 1993). Υπάρχει μια κοινωνική και μια υλική διάσταση στη διαμοίραση της νόησης (Pea, 1993). Μέσω της σχεδίασης και των εφευρέσεων φορτώνουμε νοημοσύνη σε φυσικά εργαλεία και αναπαραστασιακά συστήματα.

Πολυτροπικό επεισόδιο

Ψηφιακό Σχολείο- Ψηφιακό εκπαιδευτικό περιεχόμενο http://dschool.edu.gr/

Εθνικός συσσωρευτής εκπαιδευτικού πριεχομένου- Φωτόδεντρο – photodentro.edu Χρήση φίλτρων Αναζήτηση με βάση θεματικές περιοχές Αποθετήρια Αποθετήριο μαθησιακών αντικειμένων Εκπαιδευτικά βίντεο Υλικό χρηστών Ανοιχτές εκπαιδευτικές πρακτικές Εκπαιδευτικό λογισμικό Φωτόδεντρο πολιτισμός

Διαδραστικά βιβλία μαθητή- Εμπλουτισμένα html – E’ Δημοτικού Γλώσσα: Ενότητα Χριστούγεννα Διασύνδεση με άλλα βιβλία Πηγή πρόσθετου υλικού Πηγή πολυμεσικού υλικού Φυσική: Ενέργεια Προσομοιώσεις – εικονικά πειράματα Ψηφιακές ασκήσεις ελέγχου γνώσεων και εξάσκησης Γεωγραφία: Η βλάστηση της Ελλάδας Πολυχάρτης Φωτογραφικό υλικό και πληροφορίες για τη βλάστηση της Ελλάδας

Παραδείγματα μικροπειραμάτων: Αναζητώντας την προστιθέμενη αξία Πολλαπλασιασμός κλασμάτων- Κεφάλαιο 27 Γωνίες: Κεφάλαιο 41 Προβλήματα Γεωμετρίας: Κεφάλαιο 54

Τι είναι τα μικροπειράματα Μικρο-πείραμα: μοντέλο-διάταξη για πειραματισμό με κειμενική περιγραφή που προβλέπει την υποστήριξη του εκπαιδευτικού εστιασμένο στην κατανόηση έννοιας-ων Μπορεί να καλύπτουν μια έννοια ή ένα ευρύτερο εννοιολογικό πεδίο Εμπεριέχουν διασυνδεδεμένες αναπαραστάσεις: α) μαθηματικού φορμαλισμού, β) κειμενικού λόγου, γ) μαθηματικών αναπαραστάσεων – γραφικών, σχηματικών, πινάκων κλπ δ) προσομοιώσεων φαινομένων με μαθηματική συμπεριφορά – ιδιότητες. Προορίζονται για χειρισμό από το μαθητή – δυναμικός χειρισμός μαθηματικών αντικειμένων

Τι είναι τα μικροπειράματα Στόχος: εμπλοκή των μαθητών σε παρατήρηση, διερεύνηση και διαπραγμάτευση, οι μαθηματικές σχέσεις και ιδιότητες γίνονται αντικείμενο προβληματισμού Επεξήγηση – εμβάθυνση κατανόησης - επέκταση Κειμενικά ερωτήματα και προτροπές προς διερεύνηση, βοήθεια – Δεν περιέχουν τη λύση Ανατροφοδότηση – οπτική, συμβολική, κατασκευή

Κονστρουκτιονισμός Εκκινεί από τις θεωρητικές αρχές του κονστρουκτιβισμού , εστιάζει στο σχεδιασμό εκπαιδευτικών περιβαλλόντων και υποδεικνύει συγκεκριμένους στόχους και δράσεις όσον αφορά στη διδασκαλία Σημείο εστίασης: η διαδικασία κατασκευής πραγματικών αντικειμένων Ο υπολογιστής ως διανοητικός καθρέπτης Δημοσιοποίηση των κατασκευών Οι όποιες αλλαγές πραγματοποιούνται αναφορικά με τις ευκαιρίες που έχουν οι μαθητές να κατασκευάσουν πράγματα έχουν καθοριστικότερη επίδραση στη μάθηση από τις όποιες αλλαγές/βελτιώσεις στις διδακτικές πρακτικές του διδάσκοντος. Θεωρία μάθησης και διδακτική στρατηγική (Noss, 2010) Διαρκώς σε εξέλιξη: ‘ανακατασκευάζεται’ μέσα από την κατασκευή νέων εργαλείων και νέων δραστηρίοτήτων (Kafai & Resnick, 1996) Θεωρία μάθησης ή θεωρία σχεδιασμού; (Kynigos, 2012) Learn with rather than learn from, self-directed exploratory learning

Kynigos (ICME, 2012) As a learning theory, the constructionist paradigm is unique in its attention to the ways in which meanings are generated during individual and collective bricolage with digital artefacts, influenced by negotiated changes students make to these artefacts and giving emphasis to ownership and production. As a design theory it has lent itself to a range of contexts such as the design of constructionist-minded interventions in schooling, the design of new constructionist media involving different kinds of expertise and the design of artifacts and activity plans by teachers as a means of professional development individually and in collective reflection contexts.

Υπολογιστικοί μικρόκοσμοι: Εξέλιξη και θέαση μέσα από διαφορετικά θεωρητικά πλαίσια Μισοψημένοι μικρόκοσμοι Οι μικρόκοσμοι ως ‘οριακά αντικείμενα’ Μικρόκοσμοι και φαινομενολογία της οθόνης Μικρόκοσμοι και σημειωτική διαμεσολάβηση Μικρόκοσμοι και ‘εργαλειακές θεωρίες’ Μικρόκοσμοι και ‘διδακτική μεταφορά’

Το δόμημα των ‘Μισοψημένων μικροκόσμων’ Μικρόκοσμοι που εμπρόθετα δίνονται ημιτελείς στους μαθητές με στόχο να προκαλέσουν την αποδόμηση τους από το χρήστη και κατόπιν την αναδόμηση και επέκτασή τους, και μέσω αυτής της διαδικασίας τη διερεύνηση και την κατασκευή νοημάτων. Healy & Kynigos (2009): Όλοι οι μικρόκοσμοι είναι εξ ορισμού ημιτελείς

Οι μικρόκοσμοι ως ένα βελτιώσιμο ‘οριακό αντικείμενο’ (Boundary object) Σταδιακή έμφαση στην έννοια της κοινότητας (π.χ. Shaw, 1996, Kynigos, 2002) Πώς οι μικρόκοσμοι: Προάγουν την επικοινωνία μεταξύ των μελών της ίδιας ομάδας ή ακόμα και μεταξύ των μελών διαφορετικών ομάδων, π.χ. μεταξύ εκπαιδευτικών και μαθητών (Hoyles et al. , 2004, Kynigos & Psycharis, 2009). Ανάπτυξη κοινής γλώσσας για να επικοινωνήσουν τις ιδέες τους, διασχίζοντας έτσι τα ΄όρια’ (crossing boundaries) που έχουν διαμορφωθεί μεταξύ των κοινοτήτων ‘Μεταβατική’ έννοια μεταξύ της κατασκευαστικής θεώρησης και της θεώρηση της εγκαθιδρυμένης μάθησης στα πλαίσια κοινοτήτων δράσης

Μικρόκοσμοι: Έμφαση στο είδος της αλληλόδρασης και τη φαινομενολογία της οθόνης ο προγραμματισμός έπαψε να θεωρείται απαραίτητο χαρακτηριστικό ενός μικρόκοσμου (Edwards, 1995), ενώ το ενδιαφέρον άρχισε να στρέφεται γύρω από το δυναμικό χειρισμό αναπαραστάσεων και την κατασκευή υψηλής ποιότητας γραφικών με τη χρήση πολυμεσικών υπολογιστικών περιβαλλόντων (Healy & Kynigos, 2009). Ερευνάται το είδος της αλληλόδρασης με το υπολογιστικό περιβάλλον και η φαινομενολογίας της οθόνης Ballachef & Kaput (1996): τα λάθη των μαθητών μπορεί να είναι ένα μείγμα λαθών που έχουν να κάνουν με τη γεωμετρία και λαθών που σχετίζονται με τον τρόπο που οι μαθητές αντιλαμβάνονται τη συμπεριφορά και τα χαρακτηριστικά του ίδιου του υπολογιστικού περιβάλλοντος.

Μικρόκοσμοι και σημειωτική διαμεσολάβηση μέσω μιας ‘βυγκοτσκικής προοπτικής’ Ο υπολογιστής στα πλαίσια της ΖΕΑ, ο υπολογιστής ως πολιτισμικό εργαλείο, υπολογιστής και διαμεσολάβηση της μάθησης και της συνεργασίας, υπολογιστής και γνωστικές σκαλωσιές. Η χρήση συγκεκριμένων υλικών, εργαλείων και συμβόλων θεωρείται ότι επηρεάζει βαθιά τόσο τη φύση των δεξιοτήτων και γνώσεων που αναπτύσσουν οι μαθητές όσο και τις ίδιες τις διαδικασίες μέσω των οποίων αυτές αναπτύσσονται. Η χρήση συγκεκριμένων εργαλείων μπορεί να αλλάξει τη δομή μιας δραστηριότητας και να οδηγήσει στην επιδίωξη νέων στόχων. Μια λειτουργία όμως που αρχικά αντιπροσωπεύει απλά μια εξωτερική δραστηριότητα μπορεί αναδομημένη να λειτουργήσει εσωτερικά προκαλώντας νέα είδη συμπεριφοράς. Περιοριζόμαστε, λοιπόν, στην έκφραση από τις ιδιαιτερότητες και ιδιότητες των εργαλείων που έχουμε στη διάθεσή μας ή πιο σωστά από τη σχέση που διαμορφώνεται με το εργαλείο μέσα από τη δράση που αναπτύσσουμε (Noss et al, 1997). Αντικείμενο έρευνας: Τόσο τα χαρακτηριστικά των μικροκόσμων όσο και η σχέση που διαμορφώνεται με αυτούς μέσα από τη δράση που οι μαθητές αναπτύσσουν Cultural tool

Μικρόκοσμοι και ‘εργαλειακές θεωρίες’ Το πρόβλημα της γεφύρωσης των επιστημονικά έγκυρων νοημάτων των διαφόρων γνωστικών πεδίων, π.χ. των μαθηματικών, με τη φαινομενολογία των τεχνολογικών κατασκευασμάτων, π.χ. των υπολογιστών μικροκόσμων (Mariotti, 2002). Η μετατροπή ενός τεχνολογικού κατασκευάσματος σε εργαλείο πραγματοποιείται μέσω μιας περίπλοκης διαδικασίας η οποία δεν οδηγεί απαραίτητα σε βαθύτερη κατανόηση συγκεκριμένων εννοιών (Guin & Trouche, 1999), γεγονός που εξηγεί εν μέρει τις ανακολουθίες ανάμεσα στις προσδοκίες των δασκάλων και στις επιδόσεις των μαθητών.

Μικρόκσμοι και ενσώματη μάθηση οι Nunez et al. (1999) θεωρούν ότι η μάθηση είναι εγκαθιδρυμένη στην κοινή φυσιολογία και στις βασικές κινητικές εμπειρίες του ανθρώπινου είδους (Lakoff & Johnson, 1999). Οι διαδικασίες κατασκευής γνώσης υπόκεινται των περιορισμών που θέτουν οι ανθρώπινες βιολογικές λειτουργίες, οι οποίες εμπλέκονται στην προσπάθεια κατασκευής νοήματος με τη χρήση συγκεκριμένων μέσων. Οι εννοιολογικές δομές που αναπτύσσονται αρχικά από τον άνθρωπο στην προσπάθειά του να νοηματοδοτήσει τις κινητικές του εμπειρίες αποτελούν τη βάση για την επικοινωνία και την από κοινού κατασκευή νοημάτων. Lakoff & Nunez (2000): πολλά από αυτά που θεωρούμε αφηρημένα στα μαθηματικά στηρίζονται στην εκτενή χρήση μεταφορών που με τη σειρά τους είναι θεμελιωμένες στην αισθησιοκινητική μας εμπειρία και δράση, στις ίδιες τις ενσώματες εμπειρίες μας.

Μικρόκοσμοι και ‘ενσώματη μάθηση’ Σχέσης μεταξύ του συμβολικού κώδικα ως σημαίνοντος και της μεταφοράς της κίνησης της χελώνας ως σημαινομένου. Πόσο εύκολος είναι τελικά ο συντονισμός του σώματος με τη χελώνα; Σε ποιους περιορισμούς υπόκειται; Ποιες παρανοήσεις μπορεί ενδεχομένως να καλλιεργήσει; Ποιους περιορισμούς θέτει στη μαθηματική σκέψη και την προγραμματιστική λογική; Διερεύνηση των δυνατοτήτων αλλά και των περιορισμών που επιβάλλει η χρήση μεταφορών, καθώς σε κάθε περίπτωση η όποια μεταφορά δεν μπορεί να θεωρηθεί δομικά και λειτουργικά ισοδύναμη με την έννοια ή το αντικείμενο στο οποίο αναφέρεται – Το παράδειγμα της εντολής backward (English, 1997, Pufall, 1988 )

Μικρόκοσμοι και ‘διδακτική μεταφορά’ Σε μακροεπίπεδο: Πολλαπλές εκδόσεις και μετασχηματισμοί του μικρόκοσμου της Γεωμετρίας της χελώνας ανάλογα με τις εκάστοτε διδακτικές και ερευνητικές προτεραιότητες (π.χ. Clements et al, 1996, Kynigos et al., 1997) Σε μικροεπιπεδο: ο ίδιος μικρόκοσμος έχει χρησιμοποιηθεί με τελείως διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με το διδακτικό σχεδιασμό, τις δραστηριότητες και την κοινωνική ενορχήστρωση της τάξης (ReMath, 2005-2009)