Θεωρίες μάθησης και τεχνολογίες της πληροφορικής Βασικές θεωρίες μάθησης πως οι θεωρίες αυτές επιδρούν στο σχεδιασμό μαθησιακών περιβαλλόντων με τη χρήση υπολογιστή μοντέλα σχεδίασης και οι συνεπαγόμενες αρχές ανάπτυξης εκπαιδευτικών εφαρμογών βασικές κατηγορίες εφαρμογών και χρήσεις στη διδασκαλία και τη μάθηση Β. Κόμης, Πανεπιστήμιο Πατρών

Το τραπέζι του μαθητή το 2000 (όπως το είχαν φανταστεί το 1965)

Θεωρίες Μάθησης και υπολογιστικά περιβάλλοντα Θεωρίες Μάθησης και υπολογιστικά περιβάλλοντα τρεις κύριες ψυχολογικές θεωρίες στην ανάπτυξη υπολογιστικών περιβαλλόντων μάθησης: Συμπεριφοριστικές θεωρίες (behaviorism) Γνωστικές θεωρίες τον οικοδομισμό ή δομητισμό (constructivism) με τις διάφορες εκδοχές του (κλασικός οικοδομισμός και κονστρακτιονισμός (constructionism)) θεωρία επεξεργασίας της πληροφορίας κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες μάθησης Κοινωνιογνωστικές θεωρίες (κοινωνική αλληλεπίδραση – διερευνητική μάθηση) Θεωρία της δραστηριότητας (activity theory) Κατανεμημένη γνώση (distributed cognition) Εγκαθυδριμένη γνώση (situated cognition)

Πρόβλημα ποιά θεωρία να διαλέξω? πώς να την υλοποιήσω? descriptive vs. prescriptive υπάρχουν εργαλεία για να με βοηθήσουν να το υλοποιήσω?

Οι συμπεριφοριστικές προσεγγίσεις Οι συμπεριφοριστικές προσεγγίσεις δίνουν έμφαση στην αναμετάδοση της πληροφορίας και στην τροποποίηση της συμπεριφοράς. Το πλαίσιο αυτό προσφέρει μια πολύ «τεχνική» προσέγγιση των αντίστοιχων εκπαιδευτικών εφαρμογών: αυτό που προέχει είναι ο ξεκάθαρος και λειτουργικός ορισμός των παιδαγωγικών και διδακτικών στόχων που πρέπει να επιτευχθούν.

Συμπεριφορισμός ή Θεωρία της Συμπεριφοράς Συμπεριφορισμός ή Θεωρία της Συμπεριφοράς Μάθηση είναι τροποποίηση της συμπεριφοράς (behaviorism) Πρόδρομος αυτής της σχολής ο I. Pavlov Βασικοί εκπρόσωποί της οι J.B. Watson, E.L. Thorndike, και B. F. Skinner

Κυβερνητική και Συμπεριφορισμός Κυβερνητική και Συμπεριφορισμός Wiener (1949) Κυβερνητική: «το ενιαίο πεδίο της θεωρίας εντολών και της επικοινωνίας που αφορά τις μηχανές και τα έμβια όντα»

Λέξεις-κλειδιά (κυβερνητική) Πληροφορία Έλεγχος Ανάδραση (feed back) Σε αυτές τις θέσεις στηρίχθηκε και η εφαρμογή του συμπεριφορισμού στην εκπαίδευση

Πρωτεργάτης του Συμπεριφορισμού J. B. Watson, ιδρυτής Με δύο άρθρα το 1913 θεμελιώνει την ψυχολογία ως αντικειμενική επιστήμη μελέτη ενός αντικειμένου που είναι δημόσια παρατηρήσιμο: η συμπεριφορά

Συμπεριφορισμός και εκπαίδευση Με εφαρμογή την Προγραμματισμένη Διδασκαλία (και τη διδασκαλία με τη Βοήθεια Υπολογιστή) http://www.aiias.edu/ict/vol_28/28cc_441-460.htm

Ο συμπεριφορισμός στην εκπαίδευση Βασικός εκπρόσωπος: B.F. Skinner Image copyright: www.pbs.org

Για τους συμπεριφοριστές δεν υπάρχει δυνατότητα πρόσβασης στις νοητικές καταστάσεις των υποκειμένων τα «πιστεύω» τους, οι προσδοκίες τους, οι προθέσεις τους όπως και τα κίνητρά τους δεν είναι προσβάσιμα το μόνο που προέχει να γίνει είναι η περιγραφή της συμπεριφοράς και όχι η εξήγησή της.

γενικοί νόμοι στην ανθρώπινη συμπεριφορά γενικοί νόμοι στην ανθρώπινη συμπεριφορά Μπορούμε συσχετίσουμε τα φυσικά χαρακτηριστικά των ερεθισμάτων που δέχεται το υποκείμενο με τα φυσικά χαρακτηριστικά της συμπεριφοράς του (μοντέλο S-R Stimuli - Response)

Μάθηση : ερεθίσματα – αντιδράσεις Μάθηση : ερεθίσματα – αντιδράσεις δεν ενδιαφέρεται για την εσωτερική (τη νοητική) λειτουργία των υποκειμένων αλλά εστιάζει την προσοχή στην ανάλυση των χαρακτηριστικών εισόδου – εξόδου της ανθρώπινης συμπεριφοράς. Η μάθηση είναι ζήτημα δημιουργίας συνδέσεων μεταξύ των ερεθισμάτων και των αντιδράσεων ενώ για να αντιληφθούμε την πολυπλοκότητα των συμπεριφορών πρέπει να τις κατατμήσουμε σε στοιχειώδεις μονάδες

Μηχανοποίηση της εκπαίδευσης

Προγραμματισμένη διδασκαλία Διδακτικές μηχανές Les machines à enseigner ... automatisation et adaptabilité, http://tecfa.unige.ch/pub/tunis/docs/trail-tunis-tech.pdf

Συμπεριφοριστικό Εκπαιδευτικό Λογισμικό Ποιος έχασε τη μάχη του Μαραθώνα? > Ο Ομέρ Βρυώνης Όχι, προσπάθησε ξανά > Οι Πέρσες Μπράβο! 9 X 5 = 45 6 X 7 = 43 6 X 7 = 44 6 X 7 = 42

Οι αρχές της μάθησης (B.F. Skinner) απαιτούν την ενεργό συμμετοχή του παιδιού, τη δόμηση της διδακτέας ύλης σε σύντομες διδακτικές ενότητες, τη βαθμωτή πρόοδο της διδασκόμενης ύλης σύμφωνα με τους ρυθμούς του μαθητή (προσαρμογή), την άμεση επαλήθευση της απάντησης του μαθητή, την ενίσχυση της σωστής απάντησης στην τιθέμενη ερώτηση.

μηχανές με γραμμική οργάνωση μηχανές με γραμμική οργάνωση η περίπτωση των μηχανών που αναπτύχθηκαν από τον B. Skinner Παράδειγμα: Η πρωτεύουσα της Ελλάδας είναι η Αθήνα: (Ναι - Όχι) Σωστό Λάθος

Η μέθοδος του N. Crowder ακολουθεί διακλαδώσεις ή πολλαπλές επιλογές Η Ελλάδα έχει πρωτεύουσα: Αθήνα Σπάρτη Ναύπλιο Παρίσι

Tέσσερις βασικές λειτουργίες Ο εκπαιδευτής: παρουσίαση πληροφοριών, απαίτηση να χρησιμοποιήσει αυτή την πληροφορία όταν απαντά σε ανάλογες ερωτήσεις, εκτίμηση της απάντησης του μαθητή λήψη αποφάσεων αναφορικά με την ποιότητα των παρεχόμενων απαντήσεων

Μια νέα αντίληψη παρουσία ξεκάθαρης σχέσης ανάμεσα στην παρεχόμενη από το μαθητή απάντηση και στο μαθησιακό υλικό ή τη διορθωτική ενίσχυση που θα παρουσιαστεί εισαγάγει για πρώτη φορά τη δυνατότητα πραγματοποίησης εξατομικευμένων ρυθμίσεων κατά τη μάθηση

Η άποψη για το «λάθος» Οι δύο μέθοδοι εντάσσονται στο ίδιο παιδαγωγικό ρεύμα αλλά διαφέρουν ως προς την αντίληψή τους αναφορικά με το “λάθος”

Δύο διαφορετικές απόψεις Η μέθοδος του B. Skinner πιστεύει ότι το πρόγραμμα πρέπει να είναι κατασκευασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να αποφεύγονται τα λάθη από τη μεριά του μαθητή η μέθοδος του N. Crowder πιστεύει ότι όταν ο μαθητής κάνει λάθος πρέπει να του παρέχονται περαιτέρω επεξηγήσεις

ομοιότητες Και στις δύο περιπτώσεις δίνεται έμφαση στην αυτόματη διαχείριση της ατομικής διαδρομής του μαθητή.

Γραμμική εκδοχή η προγραμματισμένη διδασκαλία χρησιμοποιούσε μηχανές με γραμμική οργάνωση (ευθύγραμμος σχεδιασμός), η μάθηση προχωρούσε γραμμικά χωρίς διακλαδώσεις (η περίπτωση των μηχανών που αναπτύχθηκαν από τον Skinner). Η αλληλουχία της ύλης είναι με τέτοιο τρόπο σχεδιασμένη ώστε να μπορούν να την ακολουθήσουν όλοι οι μαθητές.

Μια δεύτερη μέθοδος του N. Crowder, ακολουθεί διακλαδώσεις ή πολλαπλές επιλογές. Η απάντηση του μαθητή καθορίζει το τι θα ακολουθήσει ως παρουσίαση από το πρόγραμμα.

O Crowder αναγνωρίζει τέσσερις βασικές λειτουργίες στη δραστηριότητα του εκπαιδευτή: παρουσίαση πληροφοριών, απαίτηση από το μαθητή να χρησιμοποιήσει αυτή την πληροφορία όταν απαντά σε ανάλογες ερωτήσεις, εκτίμηση της απάντησης του μαθητή και λήψη αποφάσεων αναφορικά με την ποιότητα των παρεχόμενων απαντήσεων.

Η παρακμή της προγραμματισμένης διδασκαλίας Η παρακμή της προγραμματισμένης διδασκαλίας Παρακμή κάτω από τα συντονισμένα πυρά των γνωστικών ψυχολόγων και των παιδαγωγών

παρακμή του συμπεριφορισμού παρακμή του συμπεριφορισμού εμφάνιση της κλασσικής Διδασκαλίας με τη Βοήθεια Υπολογιστή (Computer Assisted Instruction) στη στοιχειώδη μορφή της δεν ήταν παρά η υπολογιστική υλοποίηση του προγραμματισμένου βιβλίου μέσω ερωτήσεων πολλαπλών επιλογών (multiple choice).

Σύγχρονη εκδοχή τα προγράμματα Διδασκαλίας με τη Βοήθεια Υπολογιστή σχεδιάζονται σύμφωνα με το Μοντέλο του διδακτικού σχεδιασμού (Instructional Design) Το μοντέλο του Διδακτικού Σχεδιασμού (Gagné)

Οι οικοδομητιστικές (γνωστικές) προσεγγίσεις Οι οικοδομητιστικές (γνωστικές) προσεγγίσεις αναγνωρίζουν ότι τα παιδιά, πριν ακόμα πάνε στο σχολείο διαθέτουν γνώσεις και αυτό που χρειάζεται είναι να βοηθηθούν ώστε να οικοδομήσουν νέες γνώσεις πάνω σε αυτές που ήδη κατέχουν. Τα παιδιά, κάτω από αυτό το πρίσμα, συμμετέχουν ενεργά στην οικοδόμηση των γνώσεών τους. Το πλαίσιο αυτό οδηγεί στην άποψη ότι η εκπαίδευση πρέπει να έχει ως κύριο σκοπό να βοηθήσει τους μαθητές να γεφυρώσουν το χάσμα ανάμεσα στις άτυπες και τις τυπικές γνώσεις τους.

Οι κοινωνικοπολιτισμικές προσεγγίσεις Οι κοινωνικοπολιτισμικές προσεγγίσεις δεν μπορούν να δουν τη μαθησιακή δραστηριότητα έξω από το κοινωνικό, ιστορικό και πολιτισμικό πλαίσιο μέσα στο οποίο διαδραματίζεται. Οι γνωστικές διεργασίες δεν νοούνται συνεπώς ως αυτόνομες οντότητες αλλά συστατικά ενός οργανωμένου όλου, του νου, ο οποίος λειτουργεί και αναπτύσσεται μέσα σε ένα συγκεκριμένο κοινωνικοπολιτισμικό περιβάλλον ιστορικά προσδιορισμένο.

πίνακας θεωριών συμπεριφορισμός Γνωστικές θεωρίες Κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες Γραμμική οργάνωση (Skinner) Δομικός οικοδομισμός (Piaget) Ανακαλυπτική μάθηση (Bruner) Πολλαπλές επιλογές (Crowder) Οικοδομισμός του Papert (constructionism) Κοινωνικοπολιτισμική θεωρία του Vygotsky   Επεξεργασία της πληροφορίας (γνωστικοί ψυχολόγοι) Εγκαθυδριμένη μάθηση Κατανεμημένη γνώση Διασυνδεσιασμός (connexionism) Θεωρία της δραστηριότητας (απόγονοι της θεωρίας του Vygotsky)

πίνακας θεωριών - εφαρμογές συμπεριφορισμός Γνωστικές θεωρίες Κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες Γραμμική οργάνωση (Skinner) Δομικός οικοδομισμός (Piaget) Ανακαλυπτική μάθηση (Bruner) Πολλαπλές επιλογές (Crowder) Οικοδομισμός του Papert (constructionism) Κοινωνικοπολιτισμική θεωρία του Vygotsky   Επεξεργασία της πληροφορίας (γνωστικοί ψυχολόγοι) Εγκαθυδριμένη μάθηση Διασυνδεσιασμός Θεωρία της δραστηριότητας (επίγονοι της θεωρίας του Vygotsky) Προγραμμτισμένη διδασκαλία Προσομοιώσεις Δίκτυα Logo Συνεργατικά υπολογιστικά εργαλεία ΕΔΣ Νευρωνικά δίκτυα

Τεχνολογίες ανάπτυξης – παιδαγωγικά ρεύματα χρήσης 1950 Προγραμματισμένη διδασκαλία Εξάσκηση & Πρακτική Έμπειρα Διδακτικά Συστήματα Υπολογιστής ως δάσκαλος Υπολογιστής ως μαθητής 1970 Logo & μικρόκοσμοι Εργαλεία – λογισμικό γενικής χρήσης Συνεργατικά Συστήματα Περιβάλλοντα μάθησης Αλληλεπιδραστικά περιβάλλοντα μάθησης Εικονική πραγματικότητα Υπολογιστής ως εργαλείο Υπερμέσα Δίκτυα Ανοικτά περιβάλλοντα μάθησης 1980 1990 2000

instructional development – time spent

Οι επιρροές του κοινωνικού περιβάλλοντος Vygotsky, Bruner, κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες

Α. Η ανακαλυπτική μάθηση (discovery learning) J. Bruner (γνωστικός ψυχολόγος της μάθησης) Έμφαση στη διευκόλυνση της μάθησης μέσω της κατανόησης των δομών και των επιστημονικών αρχών ενός γνωστικού αντικειμένου Ανακαλυπτική μέθοδος Καθοδηγούμενη ανακάλυψη

Θεωρία του Bruner τρόποι σκέψης του μαθητευόμενου για κατανοεί τις πληροφορίες και να αναπτύσσεται γνωστικά

Αναπαραστάσεις Πραξιακές αναπαραστάσεις (enactive representation) πρωταρχική μορφή – σχετίζονται με την εκτέλεση δράσεων σύμφωνα με τις λειτουργίες της ψυχοκινητικότητας Εικονικές αναπαραστάσεις (iconic representation) αντιστοιχούν στις δομές του χώρου, σχετικά ανεξάρτητες της δράσης, σχετίζονται με την οπτική αντίληψη (εσωτερικές νοητικές εικόνες) συμβολικές αναπαραστάσεις (προτασιακές αναπαραστάσεις) που δεν έχουν εικονική (αναλογική) σχέση με αυτό που αναπαριστάται (αναπαράσταση σχέσεων με αφηρημένα σύμβολα, με δυνατότητα διαφόρων συσχετισμών και διατύπωσης θεωριών)

Πολιτισμικές επιρροές κάθε συμβολική αναπαράσταση οικοδομείται κατά κύριο λόγο πολιτισμικά και επιτρέπει στο παιδί την ευρεία χρησιμοποίηση των αντιληπτικών χαρακτηριστικών του κόσμου ώστε να αναπτύξει δραστηριότητες κατηγοριοποίησης και εννοιοποίησης για την καλύτερη επίτευξη των πράξεών του

βασικές θέσεις του Bruner αιρετική άποψη: όλοι μπορούν να μάθουν οτιδήποτε και σε οποιαδήποτε ηλικία (με κατάλληλη δομή και οργάνωση της ύλης - ανάλογη μεθόδευση της διδασκαλίας) ο μαθητής πρέπει να έρχεται αντιμέτωπος με προβληματικές καταστάσεις

σπειροειδές αναλυτικό πρόγραμμα έμφαση στο πολιτισμικό πλαίσιο: ευκαιρίες κοινωνικής αλληλεπίδρασης ο ρόλος του δασκάλου ως διευκολυντή, διαμεσολαβητή, εμψυχωτή και συντονιστή

Β. Οι κοινωνικο- πολιτισμικές θεωρίες L. Vygotsky, A. Luria (σοβιετική σχολή) Ενδιαφέρον στην επικοινωνιακή και πολιτισμική διάσταση της μάθησης

Βασικές αρχές Η ανάπτυξη της νόησης διαδικασία κοινωνικής αλληλεπίδρασης όπου κυρίαρχο ρόλο παίζει η γλώσσα Το παιδί όχι παθητικός δέκτης αλλά δρον υποκείμενο που με τις πράξεις του διαμορφώνει τη γνωστική του πραγματικότητα Ο μαθητευόμενος πρόσωπο που διαθέτει κοινωνικά κίνητρα Η νοητική ανάπτυξη αδιάρρηκτα συνδεμένη με την ιστορική διάσταση

η διαμεσολάβηση του ενήλικα και ο ρόλος του κοινωνικού περιβάλλοντος (η “Ζώνη Επικείμενης Ανάπτυξης”,)

Ζώνη επικείμενης ανάπτυξης: ανεξερεύνητη περιοχή του εσωτερικού δυναμικού του μαθητευόμενου που βρίσκεται σε μια εν δυνάμει λανθάνουσα κατάσταση εξέλιξης

Η γλώσσα η χρήση γλωσσικών (ο κόσμος δηλαδή κωδικοποιημένος σε γλώσσα) και συμβολικών μορφών για επικοινωνία και αναπαράσταση (το “Δεύτερο Σύστημα Σήμανσης”)

Γνωστική ανάπτυξη η γνωστική ανάπτυξη επιτυγχάνεται όχι μόνο χάρη στον έμφυτο νοητικό εξοπλισμό αλλά και μέσω της διαμεσολάβησης των κοινωνικών γεγονότων και των πολιτισμικών εργαλείων και της εσωτερίκευσής τους εσωτερίκευση: ατομική πρόσκτηση κοινωνικού γεγονότος και η μεταμόρφωση του ατόμου από τη διαδικασία αυτή

από το κοινωνικό στο ατομικό ... W. Doise, G. Mugny

Η σημασία του κοινωνικού περιβάλλοντος η ατομική γνωστική διαδικασία και η νοητική εξέλιξη εξαρτώνται από τον κοινωνικό χώρο στον οποίο διαδραματίζονται οι ανθρώπινες δραστηριότητες καθώς και από τη φύση των προβλημάτων που καλείται το υποκείμενο να επιλύσει

Βασικές αρχές κάθε μαθητής οικοδομεί αναπαραστάσεις (representations), μοντέλα της πραγματικότητας και ειδικότερα των τεχνικών αντικειμένων με τα οποία βρίσκεται σε αλληλεπίδραση το υποκείμενο αναπτύσσει σχήματα δράσης τα οποία κατευθύνουν τη συμπεριφορά του μέσα στις δραστηριότητές του της μετατροπής του πραγματικού η πραγματική κατεύθυνση της ανάπτυξης της σκέψης δεν διευθύνεται από το ατομικό στο κοινωνικό αλλά από το κοινωνικό στο ατομικό

Φύση της μάθησης η μάθηση έχει πάνω από όλα κοινωνική φύση κάθε διαπροσωπική διαδικασία μετασχηματίζεται σε ενδοπροσωπική διαδικασία: κάθε λειτουργία εμφανίζεται δύο φορές στην πολιτισμική ανάπτυξη του παιδιού σε κοινωνικό επίπεδο (ανάμεσα σε άτομα) και στη συνέχεια σε ατομικό επίπεδο (μέσα στο ίδιο το παιδί)

η γνωστική ανάπτυξη ως προϊόν κοινωνικογνωστικής σύγκρουσης η γνωστική ανάπτυξη ως προϊόν κοινωνικογνωστικής σύγκρουσης κοινωνικογνωστική σύγκρουση (conflit sociocognitif), των W. Doise και G. Mugny (1981) τοποθετείται στο σημείο σύγκλισης του κοινωνικού με το γνωστικό σύνθεση των προσεγγίσεων Piaget και Vygotsky σε μια προσπάθεια κοινωνικού ορισμού της νοημοσύνης

Γνωστική Ανάπτυξη η δυναμική της γνωστικής ανάπτυξης προέρχεται βασικά από μια σύγκρουση κοινωνικής επικοινωνίας “όταν κάποιος εισαγάγει με κατηγορηματικό τρόπο μια κεντροθέτηση (centration) αντίθετη σε αυτήν του παιδιού, αυτό δεν βρίσκεται απέναντι σε μια σύγκρουση γνωστικής μόνο υφής, αλλά και κοινωνικής. H κοινωνικογνωστική αυτή σύγκρουση που επιβάλλει τη συνύπαρξη μέσα στην ίδια κατάσταση και στον ίδιο χρόνο δύο αντίθετων κεντροθετήσεων, δεν μπορεί να αγνοηθεί τόσο εύκολα όσο μια σύγκρουση που προκύπτει από ταλαντεύσεις ανάμεσα σε προσωρινές και διαδοχικές κεντροθετήσεις”

κοινωνικογνωστική σύγκρουση ασυμφωνία ανάμεσα σε υποκείμενα ανάλογων νοητικών δυνατοτήτων πάνω στη λύση προβλήματος ή την κρίση πάνω σε ένα γνωστικό αντικείμενο μηχανισμός μέσω του οποίου η παιδική σκέψη οδηγείται σε ανώτερου επιπέδου εξισορρόπηση διαδικασία κατά την οποία, όταν το άτομο αντιμετωπίζοντας ένα πρόβλημα διατυπώνει κάποια εκτίμηση, δέχεται από το κοινωνικό περιβάλλον μια συγκροτημένη αντίδραση που υπερασπίζεται με σαφήνεια αντίθετες από τη δική του απόψεις το υποκείμενο συνειδητοποιεί ότι εκτός από τη δική του άποψη υπάρχουν και άλλες θεωρήσεις ενώ ταυτόχρονα η κοινωνικογνωστική σύγκρουση του παρέχει και νέες πληροφορίες καθιστώντας το ικανό για διαφορετικές απαντήσεις