Ανάπτυξη και αξιολόγηση δικτυακών μεθόδων προσαρμογής της εκπαιδευτικής διαδικασίας στις ιδιαίτερες απαιτήσεις των μαθημάτων της τριτο...

Abstract

The present thesis aims to develop a management system of the learning process which will operate according to individual students’ personal styles of learning. That is, it will detect the steps and choices that a student makes in order to learn more easily ("learning style") and will adapt the educational material to these individual learning characteristics. In order to make this adjustment, one must: • create a teaching profile, which is based on the learning style of each individual trainee, • define a decision making process for the creation of the appropriate teaching method for each student, • provide all the necessary learning objects and must classify them using metadata. Among the numerous models that deal with the learning style, the most appropriate for students, and engineers in particular, is that of Felder and Silverman. This model, which associates each learning style with a specific teaching method, can easily be used in an adaptive learning environment to create an individual learning profile for each student. In this way, teaching becomes more efficient, since it meets the educational needs of each one of the students. Aside from the possibility to personalize the learning process, modern computer applications such as «e-courses» also offer the possibility to introduce new forms of assessment of the students’ learning progress. Every modern adaptive teaching application, used in various teaching courses, should have a fast, accurate, reliable, and flexible tool for assessing the learning progress of the trainees. With regard to programming courses, in particular, a Computer Based Assessment (CBA) is essential, since the computer is an integral part of the teaching process. In the above spirit, the equivalence between the students’ scores based on the CBA and the classical Paper and Pencil Testing (PPT) was examined, by evaluating two groups of students in the course «Computer Programming» at the NTUA’s School of Chemical Engineering. The statistical analysis of the students’ scores showed that CBA has several advantages over the traditional PPT.

Σκοπός της συγκεκριμένης διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος διαχείρισης της εκπαιδευτικής διαδικασίας το οποίο θα λειτουργεί με βάση τον προσωπικό τρόπο εκμάθησης του κάθε εκπαιδευόμενου. Θα ανιχνεύει, δηλαδή, τα βήματα και τις επιλογές που εκείνος ακολουθεί για να μαθαίνει καλύτερα («στυλ μάθησης») και θα προσαρμόζει το εκπαιδευτικό υλικό στις συγκεκριμένες αυτές μαθησιακές ιδιαιτερότητες. Για να γίνει αυτή η προσαρμογή, πρέπει: • να δημιουργηθεί συγκεκριμένο προφίλ διδασκαλίας, το οποίο θα βασίζεται στο στυλ μάθησης που ανταποκρίνεται σε κάθε ένα εκπαιδευόμενο, • να οριστεί συγκεκριμένη διαδικασία λήψης αποφάσεων για τη δημιουργία της κατάλληλης, για κάθε εκπαιδευόμενο, διδασκαλίας, • να εξασφαλιστούν όλα τα απαραίτητα για τη διδασκαλία αντικείμενα μάθησης και να ταξινομηθούν με τη χρήση μεταδεδομένων. Ανάμεσα στα πολυάριθμα πρότυπα που ασχολούνται με τα στυλ μάθησης τα καταλληλότερο για το γνωστικό πεδίο των φοιτητών και ιδιαίτερα των μηχανικών είναι αυτό των Felder και Silverman. Το μοντέλο αυτό συσχετίζει κάθε στυλ μάθησης με συγκεκριμένη μέθοδο διδασκαλίας, μπορεί εύκολα να αξιοποιηθεί από ένα προσαρμοστικό εκπαιδευτικό περιβάλλον, προκειμένου να δημιουργήσει ξεχωριστά προφίλ μάθησης για τον κάθε εκπαιδευόμενο. Με αυτόν τον τρόπο, η διδασκαλία γίνεται αποδοτικότερη, αφού ταιριάζει στις εκπαιδευτικές ανάγκες κάθε μαθητή. Εκτός από τη δυνατότητα για εξατομίκευση της εκπαιδευτικής διαδικασίας που προσφέρουν, τα σύγχρονα υπολογιστικά συστήματα δίνουν επιπλέον τη δυνατότητα να εισαχθούν στη διδασκαλία νέες μορφές αξιολόγησης της απόδοσης των μαθητών. Κάθε σύγχρονο προσαρμοστικό διδακτικό σύστημα, το οποίο μπορεί να φιλοξενήσει μαθήματα ποικίλου εκπαιδευτικού περιεχομένου, πρέπει να διαθέτει ένα γρήγορο, ακριβές, αξιόπιστο και ευέλικτο εργαλείο αξιολόγησης της εκμάθησης των εκπαιδευόμενων. Ειδικότερα, η ανάγκη για αξιολόγηση με χρήση υπολογιστή είναι επιβεβλημένη όσον αφορά τα μαθήματα προγραμματισμού, όπου ο υπολογιστής αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της διδασκαλίας τους. Συγκεκριμένα, εξετάστηκε η ισοδυναμία μεταξύ των βαθμολογιών με βάση την ηλεκτρονική και την κλασσική γραπτή διαδικασία, οι οποίες προέκυψαν από την αξιολόγηση δύο ομάδων φοιτητών στο μάθημα «Προγραμματισμός Η/Υ» της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Ε.Μ.Π. Η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η ηλεκτρονική αξιολόγηση έχει αρκετά πλεονεκτήματα σε σχέση με την κλασσική γραπτή αξιολόγηση.