Ποιότητα και εκπαιδευτική αποτελεσματικότητα μέσων ασύγχρονης εκπαίδευσης από απόσταση, βασισμένη σε μοντελοποίηση με τυπική γλώσσα

Abstract

Asynchronous educational services may be used later than the time oftheir generation, and by overcoming geographical limitations, provide astudent-centered standard, that allows students to learn at their own paceand investigate the material at any depth they wish.These past years a larger number of educational institutions as well ascompanies, implement asynchronous education services over the internet,while at the same time it has become an important research sector in manyuniversity departments of informatics and education, to an extent that theterm e-learning has been established as a region with distinct featuresregarding the media used. An important e-learning communication tool arethe fora which provide a high level of interaction that encouragescooperation and has an impact on the learning process.This dissertation presents the relevant study which was carried out at the elearningfield, with emphasis on electronic discussion fora through anapproach from the view of the informatics science by merging artificialintelligence and cognitive theories. The study was focused on the reality thatapplies today with regard to the asynchronous education environment overthe internet of the Hellenic Open University, taking into accountcorresponding developments on a European and global level.The dissertation’s main problematic was how those responsible for remoteeducation (designers, coordinators, tutors) could have at any given momentan overall image of a number of discussion threads in a remote educationforum, not simply at a quantity level of participation, but also at the level ofwhat is being discussed and what the discussion focuses on. An importantpart of this problematic was the “codification” of the (unstructured) form ofcommunication (through the discussions at the fora) and its analysis towardsthe direction of exporting educational conclusions.The result of this problematic was the adoption of fora modeling as amethodology for codifying the messages. In this context, the following werecarried out:• A formal language was created, which was defined by mathematicalterms and represents the messages at the HOU fora.• Its correctness was checked with specific examples of its operation.• An algorithm was designed for the syntactic check of the language.• The factors that influence the effectiveness of a remote educationforum were defined and integrated in the language.• A relevant tool was developed for the automatization of thisprocedure. At this point it should be noted that it different cases wereinvestigated and calibration was required, with a subsequent repetitionof the procedure’s stages, which affected each time both the designof the system and the development of the algorithms. This helicalprocedure, albeit time-consuming, was however deemed as the mostappropriate one for the exclusion of reliable results.• The statistical data extracted by a relevant tool, designed for thispurpose, were collected, with automatic categorization of themessages according to the aforementioned model. During theprocedure that was followed, the message content category was usedas unit of analysis.• Given that the parallel use of the tool was deemed necessary, it wastried with the use of various education techniques (brainstorming andsnowballing).• This procedure produced the additional need of investigating the sizeof the student group as a factor that affects participation in fora andthe educational effectiveness, therefore the working group techniquewas used.This dissertation, both on a methodological level and as a tool, is an overallprocess that can be developed into a standard, and was the result ofdesign, development, trial, experimental operation, correction, improvementand utilization in the extraction of educational conclusions.

Οι ασύγχρονες εκπαιδευτικές υπηρεσίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σεχρόνο ύστερο από το χρόνο παραγωγής τους και ξεπερνώνταςγεωγραφικούς περιορισμούς, παρέχουν ένα μαθητοκεντρικό πρότυπο, πουεπιτρέπει στους φοιτητές να μάθουν στο ρυθμό τους και να εξερευνήσουν τουλικό σε οποιοδήποτε βάθος επιθυμούν.Τα τελευταία χρόνια ένας μεγάλος αριθμός εκπαιδευτικών ιδρυμάτων, αλλάκαι εταιρειών, εφαρμόζει ασύγχρονες εκπαιδευτικές υπηρεσίες μέσωδιαδικτύου, ενώ παράλληλα, η ασύγχρονη εκπαίδευση έχει γίνει έναςσημαντικός τομέας έρευνας σε πολλά πανεπιστημιακά τμήματαπληροφορικής και εκπαίδευσης σε τέτοιο βαθμό ώστε έχει πλέον καθιερωθεί οόρος ηλεκτρονική μάθηση (elearning) ως μια περιοχή με χαρακτηριστικάδιακριτότητας ως προς τα μέσα που χρησιμοποιεί. Σημαντικό εργαλείοεπικοινωνίας του elearning είναι τa fora τa οποίa συμβάλλουν στησυνεργασία και επιδρούν στη μαθησιακή διεργασία.Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται η σχετική έρευνα η οποία διεξήχθηστο πεδίο του elearning με έμφαση στα ηλεκτρονικά fora συζήτησης μέσααπό μια προσέγγιση από τη σκοπιά της επιστήμης της Πληροφορικής μεσυγχώνευση τεχνητής νοημοσύνης και γνωστικών θεωριών. Η έρευνα είχε ωςεπίκεντρο την πραγματικότητα που ισχύει σήμερα όσον αφορά το περιβάλλονασύγχρονης εκπαίδευσης μέσω διαδικτύου του ΕΑΠ λαμβάνονταςταυτόχρονα υπόψη τις αντίστοιχες εξελίξεις σε ευρωπαϊκό και παγκόσμιοεπίπεδο.Η βασική προβληματική της διατριβής, ήταν το πώς θα μπορούν οιυπεύθυνοι της εκπαίδευσης από απόσταση (σχεδιαστές, συντονιστές,εκπαιδευτές) να έχουν, ανά πάσα στιγμή, μια συνολική εικόνα από έναπλήθος νημάτων συζήτησης σε ένα forum εκπαίδευσης από απόσταση, όχιαπλά σε ποσοτικό επίπεδο συμμετοχής αλλά και στο επίπεδο του τι συζητείταικαι προς τα που εστιάζεται το ενδιαφέρον της συζήτησης. Σημαντικό μέροςαυτής της προβληματικής ήταν η «κωδικοποίηση» της (μη δομημένης)μορφής επικοινωνίας (μέσα από τις συζητήσεις στα fora) και η ανάλυσή τηςπρος την κατεύθυνση της εξαγωγής εκπαιδευτικών συμπερασμάτων.Ως αποτέλεσμα αυτής της προβληματικής προέκυψε η υιοθέτηση τηςμοντελοποίησης των fora ως εργαλείο για την «κωδικοποίηση» τωνμηνυμάτων. Σε αυτό το πλαίσιο έγιναν τα εξής:• -ημιουργήθηκε μια τυπική γλώσσα η οποία προσδιορίστηκε μεμαθηματικούς όρους και παριστάνει τα μηνύματα στα fora του ΕΑΠ.• Ελέγχθηκε ως προς την ορθότητά της με συγκεκριμένα παραδείγματαλειτουργίας της.• Σχεδιάστηκε αλγόριθμος συντακτικού ελέγχου της γλώσσας.• Μετά από από δοκιμαστική διαδικασία προσδιορίστηκαν οι παράγοντεςπου επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα ενός forum εκπαίδευσης απόαπόσταση και ενσωματώθηκαν στην γλώσσα.• Αναπτύχθηκε σχετικό εργαλείο αυτοματοποίησης της διαδικασίας. Στοσημείο αυτό θα πρέπει να επισημανθεί ότι έγινε διερεύνηση μεδιαφορετικές περιπτώσεις και χρειάστηκε να γίνει δοκιμασία μεσυνακόλουθη επανάληψη των σταδίων της διαδικασίας, γεγονός πουείχε επίπτωση κάθε φορά τόσο σε επίπεδο σχεδίασης του συστήματοςόσο και στην ανάπτυξη των αλγορίθμων. Η ελικοειδής αυτή διαδικασίαπαρά το γεγονός ότι ήταν χρονοβόρα, εντούτοις κρίθηκε ως ηενδεδειγμένη για την εξαγωγή αξιόπιστων αποτελεσμάτων.• Συγκεντρώθηκαν τα στατιστικά δεδομένα που ελήφθησαν από σχετικόεργαλείο που αναπτύχθηκε για αυτό το σκοπό με αυτόματηκατηγοριοποίηση των μηνυμάτων σύμφωνα με το προαναφερθένμοντέλο. Κατά τη διαδικασία που ακολουθήθηκε χρησιμοποιήθηκε ωςμονάδα ανάλυσης η κατηγορία περιεχομένου μηνύματος.• Επιπλέον δοκιμάστηκε με τη χρήση διαφορετικών εκπαιδευτικών τεχνικών(Brainstorming και Snowballing) με σκοπό τη σύγκρισή τους από άποψησυμμετοχικότητας και εκπαιδευτικής αποτελεσματικότητας.• Από αυτή την διαδικασία προέκυψε ως επιπλέον ανάγκη η διερεύνησητου μεγέθους της ομάδας των εκπαιδευομένων ως παράγοντα πουεπιδρά στη συμμετοχικότητα στα fora και την εκπαιδευτικήαποτελεσματικότητα για αυτό και δοκιμάστηκε η τεχνική των workinggroups.Η παρούσα διατριβή τόσο σε μεθοδολογικό επίπεδο όσο και ως εργαλείοαποτελεί μια συνολική διαδικασία που μπορεί να εξελιχθεί σε πρότυπο καιπροέκυψε μέσα από σχεδίαση, ανάπτυξη, δοκιμή, πειραματική λειτουργία,διόρθωση, βελτίωση και αξιοποίηση στην εξαγωγή εκπαιδευτικώνσυμπερασμάτων.