Αξιολόγηση εκπαιδευτικών σεναρίων σε περιβάλλοντα ηλεκτρονικής μάθησης με τεχνικές εξόρυξης δεδομένων

Abstract

Design, by its nature is a difficult and complex task especially when it concerns learning. It is not possible to claim that we design learning, but only the conditions that can guide and help a student to learn. These conditions are imprinted to what we usually call educational scenario and include the provision of various motives that are activated through a set of activities, which utilize various learning resources and educational tools. The procedure of the evaluation and redesign of an educational scenario demands the assessment of various alternatives, which are determined by the behavior that is displayed by those involved in the learning process. In such effort, the educator-designer of the educational scenario needs a methodological and well-organized framework that is supported by "smart" tools. In this dissertation we present an original framework for the problem of the evaluation of educational scenarios in e-learning environments that has as its fundamental keystone the structures of preference of the learner. The proposed framework includes the following elements:•It identifies the learner's structures of preference by applying a new method from the domain of Multicriteria Decision Making.•It records and analyses the learners' behavior in three dimensions: a) the dimension of their involvement with the activities and the resources in the e-learning environment, b) the dimension of their achieved performance (which refers to all the activities that can be graded in any way), and c) the dimension of their learning experience as it was "cashed out" by the learners through the activities and the resources in the learning environment that they were exposed.•It presents an prototype tool that was developed for the analysis of the learners' behavior based on specific engagement indices, which facilitates the analysis of the behavior of groups of preferences. The designer of an educational scenario can analyze the behavior of groups of preferences initiating the analysis from the desired dimension, according to his/hers interests. Usually, the analysis focuses on the dimension of the performance in an effort to identify problematic situations, such as groups of preferences with low succession rates. The correlation of the performance indicators with the indices for the engagement and the feedback acquired regarding the learning experience, can pin point potential elements of the educational scenario that require improvement.In general, we can say that problematic situations are located in those points that the corresponding indices present extremely low values. However, the designer-educator can also identify good practices by analyzing the points that the indices allow such an approach with respect to the behavior of the groups. For example, studying the behavior of a group of students that achieved high values in the dimension of the performance can reveal good practices that can be proven useful to other groups as well.In this dissertation is also presented with promising results, a pilot application of our approach on a real course of the Piraeus Technological Education Institute. Adapting and at the same time attributing education with a learner-centered and personalized dimension is not an easy task. The framework we present provides a holistic and fully learner-centered approach for the redesign process of an e-learning course and can be used in various levels, from a small learning unit to a whole curriculum.

O σχεδιασμός αποτελεί εκ φύσεως ένα πολύπλοκο και δύσκολο εγχείρημα και ιδιαίτερα όταν αναφέρεται στη μάθηση. Δεν είναι δυνατόν να ισχυριστούμε ότι σχεδιάζουμε τη μάθηση αλλά τις συνθήκες που μπορεί να οδηγήσουν έναν εκπαιδευόμενο στη μάθηση. Οι συνθήκες αυτές αποτυπώνονται σε αυτό που συνήθως ονομάζουμε εκπαιδευτικό σενάριο και περιλαμβάνουν την παροχή διαφόρων κινήτρων για μάθηση που ενεργοποιούνται μέσα από ένα σύνολο δραστηριοτήτων, οι οποίες κάνουν χρήση ποικίλων μαθησιακών πόρων και εκπαιδευτικών εργαλείων. Η διαδικασία της αξιολόγησης και του επανασχεδιασμού ενός εκπαιδευτικού σεναρίου απαιτεί την αξιολόγηση ποικίλων εναλλακτικών, που διαμορφώνονται από την συμπεριφορά που έδειξαν οι εμπλεκόμενοι κατά τη μαθησιακή διαδικασία. Σε μια τέτοια προσπάθεια ο εκπαιδευτικός - σχεδιαστής εκπαιδευτικών σεναρίων χρειάζεται ένα μεθοδολογικό και καλά οργανωμένο πλαίσιο, που να υποστηρίζεται από "έξυπνα" εργαλεία. Στη διατριβή αυτή παρουσιάζουμε ένα τέτοιο πρωτότυπο πλαίσιο στο πρόβλημα της αξιολόγησης εκπαιδευτικών σεναρίων σε περιβάλλον ηλεκτρονικής μάθησης, το οποίο έχει ως βασικό άξονα τις δομές προτιμήσεων των εκπαιδευομένων. Το πλαίσιο που προτείνουμε περιλαμβάνει τα παρακάτω στοιχεία:•Προσδιορίζει τις δομές προτίμησης των εκπαιδευόμενων εφαρμόζοντας μια νέα μέθοδο από την περιοχή της Πολυκριτήριας Ανάλυσης Αποφάσεων•Καταγράφει και αναλύει την συμπεριφορά των εκπαιδευόμενων σε τρεις διαστάσεις: (α) στη διάσταση της εμπλοκής τους με δραστηριότητες και πόρους του ηλεκτρονικού περιβάλλοντος, (β) στη διάσταση της επίδοσης που πέτυχαν (αφορά όλες τις δραστηριότητες που βαθμολογούνται με οποιονδήποτε τρόπο) και (γ) στη διάσταση της μαθησιακής εμπειρίας όπως την "εισέπραξαν" οι ίδιοι οι εκπαιδευόμενοι μέσα από τις δραστηριότητες και τους πόρους του περιβάλλοντος στο οποίο εκτέθηκαν.•Παρουσιάζει ένα πρωτότυπο εργαλείο που αναπτύξαμε για την ανάλυση της συμπεριφοράς των εκπαιδευόμενων με βάση συγκεκριμένους δείκτες εμπλοκής, το οποίο διευκολύνει την ανάλυση της συμπεριφοράς των ομάδων προτιμήσεων.Ο σχεδιαστής ενός εκπαιδευτικού σεναρίου μπορεί να αναλύσει την συμπεριφορά των ομάδων προτιμήσεων ξεκινώντας από τη διάσταση που επιθυμεί ανάλογα με τα ενδιαφέροντά του. Συνήθως, η ανάλυση εστιάζεται στη διάσταση της επίδοσης σε μια προσπάθεια εντοπισμού προβληματικών καταστάσεων, όπως είναι οι ομάδες προτίμησης που παρουσιάζουν χαμηλά ποσοστά επιτυχίας. Ο συνδυασμός των δεικτών επίδοσης με τους δείκτες εμπλοκής αλλά και ανατροφοδότησης από την μαθησιακή εμπειρία μπορεί να εντοπίσει πιθανά στοιχεία του εκπαιδευτικού σεναρίου που χρήζουν βελτίωσης.Γενικά, μπορούμε να πούμε ότι οι προβληματικές καταστάσεις εντοπίζονται σε εκείνα τα σημεία στα οποία οι αντίστοιχοι δείκτες παρουσιάζουν ακραίες τιμές. Όμως, ένας εκπαιδευτικός - σχεδιαστής μπορεί να εντοπίσει και καλές πρακτικές αναλύοντας σημεία στα οποία οι αντίστοιχοι δείκτες επιτρέπουν μια τέτοια προσέγγιση στην συμπεριφορά των ομάδων αυτών που τις πέτυχαν. Για παράδειγμα, μελετώντας την συμπεριφορά μιας ομάδας που πέτυχε υψηλές τιμές στη διάσταση της επίδοσης μπορεί να αποκαλύψει καλές πρακτικές χρήσιμες και στις άλλες ομάδες.Στη διατριβή παρουσιάζεται επίσης και μια πιλοτική εφαρμογή της προσέγγισής μας σε ένα πραγματικό μάθημα του Ανώτατου Εκπαιδευτικού Ιδρύματος Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα με πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα. Το να προσαρμόσουμε και να αποδώσουμε στην εκπαίδευση μια μαθητο-κεντρική και προσωποποιημένη διάσταση, δεν αποτελεί εύκολη υπόθεση. Το πλαίσιο που παρουσιάζουμε παρέχει μια ολιστική και πλήρως μαθητο-κεντρική προσέγγιση στη διαδικασία επανασχεδιασμού ενός ηλεκτρονικού μαθήματος και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορα επίπεδα, από μια μικρή μαθησιακή ενότητα έως ένα ολόκληρο πρόγραμμα σπουδών.