1 siampou komis-presentation

Μελέτη τησ διαδικαςίασ μοντελοποίηςησ μαθηματικού προβλήματοσ ςε ςυνεργατικό υπολογιςτικό περιβάλλον

Φ. Σιάμπου, Β. Κόμης

Ερευνητική Ομάδα «ΤΠΕ ςτην Εκπαίδευςη»

Εργαςτήριο Διδακτικήσ Θετικών Επιςτημών

Τμήμα Επιςτημών τησ Εκπαίδευςησ & τησ Αγωγήσ ςτην Προςχολική Ηλικία, Πανεπιςτήμιο Πατρών

[email protected]

http://www.ecedu.upatras.gr/icte/

mailto:[email protected]








Στόχοσ τησ εργαςίασ

• Η μελέτη υπολογιςτικά υποςτηριζόμενωνςυνεργατικών περιβαλλόντων μάθηςησ

• Και ειδικότερα η μελέτη τησ ςυνεργατικήσεπίλυςησ προβλήματοσ που λαμβάνει χώραδια ζώςησ ή εξ αποςτάςεωσ

22ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Ένταξη των ΤΠΕ ςτην Εκπαιδευτική Διαδικαςία» / Φ. Σιάμπου Β. Κόμησ

Πλάνο τησ παρουςίαςησ

Πλαίςιο έρευνασ

Στόχοσ – Ερευνητικά ερωτήματα

Μέθοδοσ έρευνασ

◦ Δείγμα και χώροσ έρευνασ

◦ Τεχνικέσ και εργαλεία ςυλλογήσ

◦ Διαδικαςία τησ έρευνασ

Ανάλυςη δεδομένων

Συμπεράςματα

Προοπτικέσ


4

Θεωρητική μελέτη – Πλαίςιο έρευνασ (1/2)

Συνεργατική μάθηςη (Dillenbourg 1999)

Επίλυςη προβλήματοσ

Κοινωνικόσ Εποικοδομιςμόσ (Vygotsky1978)

Συνεργατική Μάθηςη Υποςτηριζόμενη από Υπολογιςτή(CSCL)

Σύγχρονη δια ζώςησ και εξ αποςτάςεωσ

Μελέτη των ςχολίων των μαθητών ςτην επικοινωνίαμέςω του υπολογιςτή και δια ζώςησ (Jonassen et al., 2001)

Επίδραςη τρόπου ςυνεργαςίασ (εικονική και δια ζώςησ)ςτην επίδοςη ςε μετά-τεςτ και ςτη ςυνολική εργαςία,καθώσ και ςτισ αλληλεπιδράςεισ των μαθητών(Tutty etal., 2007)


Θεωρητική μελέτη – Πλαίςιο έρευνασ (2/2)

Μοντελοποίηςη (Jonassen, 2006)

Δυναμικέσ και ςχεδιαςτικέσ αρχέσ του ModellingSpace

Επίδραςη των εργαλείων χαρτί/μολύβι καιλογιςμικό Modelling Space ςτη γνωςτικήδιαδικαςία μοντελοποίηςησ (Komis et al., 2007)

Επίδραςη τησ επικοινωνίασ μέςω γραπτού λόγουchat ςτην ποιότητα μοντέλων και ςτο χρόνο(Patrick et al., 2011)


6

Στόχοσ – Ερευνητικά ερωτήματα

Στόχοσ:

◦ Η μελέτη τησ διαδικαςίασ ςυνεργαςίασ μαθητώνςε δύο υπολογιςτικά περιβάλλονταςυνεργατικήσ μάθηςησ (δια ζώςησ και εξαποςτάςεωσ).

Ερευνητικά ερωτήματα:

1. Επίδραςη των δύο περιβαλλόντων μάθηςησ ςτηδιαδικαςία επίλυςησ προβλήματοσ.

2. Επίδραςη των δύο περιβαλλόντων μάθηςησ ςτισαλληλεπιδράςεισ των μαθητών.

3. Επίδραςη των δύο περιβαλλόντων μάθηςησ ςτηνενδεχόμενη μαθηςιακή επίδοςη.


7

Μέθοδοσ έρευνασ

Μελέτη περίπτωςησ για την κατανόηςη τησδιαδικαςίασ ςε βάθοσ

Μεικτή έρευνα κατά κύριο λόγο ποιοτική μεςτοιχεία από το ποςοτικό παράδειγμα

Το ποςοτικό παράδειγμα για τη μελέτη τησενδεχόμενησ βελτίωςησ τησ μαθηςιακήσεπίδοςησ των μαθητών

Το ποιοτικό παράδειγμα για τη μελέτη τησδιαδικαςίασ και των αλληλεπιδράςεων.


Τεχνικέσ και εργαλεία ςυλλογήσ

Παρατήρηςη

Καταγραφή βίντεο

Προ-τεςτ & μετα-τεςτ

8

Δια ζώςησ Εξ αποςτάςεωσ

Καταγραφή κινήςεων και οθόνησ Καταγραφή του χώρου

Log files του ModellingSpace Log files του ModellingSpace

2 φύλλα εργαςίασ και 2 πρόχειρα 2 φύλλα εργαςίασ και 2 πρόχειρα

Σημειώςεισ του ερευνητή Σημειώςεισ του ερευνητή


9

Υποκείμενα τησ έρευνασ

Πειραματικό Γυμνάςιο Καςτριτςίου

3 ημέρεσ 5-6-10 Μαΐου 2010

Eργαςτήριο πληροφορικήσ & αίθουςα τεχνολογίασ

16 μαθητέσ γ’ Γυμναςίου

5 κορίτςια, 11 αγόρια


Γνωςτικό αντικείμενο

Μοντελοποίηςησ μαθηματικούπροβλήματοσ μαθηματικά τησ Γ’Γυμναςίου

Κατανόηςη τησ έννοιασ τησ γραμμικήσςυνάρτηςησ τησ ευθείασ.

Εύρεςη μεταβλητών και των ςταθερών,των γνωςτών και των αγνώςτων

Δημιουργία γραμμικών εξιςώςεων.


11

Διαδικαςία την έρευνασ

1ε κέξα

Τεηάξηε 5/5/2010

Εξγαζηήξην πιεξνθνξηθήο

2ε κέξα

Πέκπηε 6/5/2010

Εξγαζηήξην

ηερλνινγίαο

3ε κέξα

Δεπηέξα 10/5/2010

Εξγαζηήξην πιεξνθνξηθήο

Δηδαζθαιία

(1h)

Pre-test

(20 min)Σπλεξγαηηθή δξαζηεξηόηεηα

Post-test

(20 min)

O1 Δηα δώζεο

O2

Εμ

απνζηάζεωο


16 μαθητέσ ςτο εργαςτήριο (2 ανά υπολογιςτή -> ςχηματιςμόσ 8 ομάδων) (βιντεοςκόπηςη)

1. Διδαςκαλία τησ έννοιασ τουμοντέλου, οντότητασ, ιδιοτήτωνκαι ςχέςεων

2. Παρουςίαςη τησ καταςκευήσ του(γέμιςμα βαρελιού)

3. Ο διδάςκων μαζί με τουσμαθητέσ δημιουργούν μοντέλο(μηνιαίο κόςτοσ κατανάλωςησβενζίνησ).

Στο χαρτίΠρόβλημα εύρεςησ του κόςτουσ κούρςασ ταξίΖητείται από τουσ μαθητέσ η εύρεςη:

1. Οι οντότητεσ και ταχαρακτηριςτικά τουσ

2. Τα χαρακτηριςτικά ςεςταθερέσ καιμεταβλητέσ

3. Οι μεταβλητέσ ςεανεξάρτητεσ καιεξαρτημένεσ

4. Σχέςεισ πουςυνδέουν ταχαρακτηριςτικά

5. Αριθμητικόπαράδειγμα

Η επίδοςη των ομάδων -> διαχωριςμόσ τουσ

Μοντελοποίηςη μηνιαίασ χρέωςησ εταιρείασ κινητήσ τηλεφωνίασ

Στο χαρτίΠρόβλημα εύρεςησ ημερηςίου κόςτουσ εργοςταςίου καταςκευήσ υπολογιςτώνΖητείται από τουσ μαθητέσ η εύρεςη:

1. Οι οντότητεσ και ταχαρακτηριςτικά τουσ

2. Τα χαρακτηριςτικά ςεςταθερέσ καιμεταβλητέσ

3. Οι μεταβλητέσ ςεανεξάρτητεσ καιεξαρτημένεσ

4. Σχέςεισ που ςυνδέουντα χαρακτηριςτικά

5. Αριθμητικόπαράδειγμα

12

Ανάλυςη (1/6)

Λογιςμικό ανάλυςησ ActivityLens:

◦ Απομαγνητοφώνηςη διαλόγων δια ζώςησ

◦ Ενςωμάτωςη των logfiles του ModelingSpace

Δηα δώζεο Εμ απνζηάζεωο

Σπκκεηέρνληεο 2 καζεηέο, δάζθαινο 2 καζεηέο

Εξγαιείαγιώζζα, ππνινγηζηή,

ρεηξνλνκία, κνιύβη

Chat,

παξάζπξν κνληέινπ


13

Ανάλυςη (2/6) Δράςεισ των ςυμμετεχόντων Κατηγορίεσ ανάλυςησ (από

μία ομάδα και ςτη ςυνέχεια εμπλουτίςθηκαν)

Σε πρώτο επίπεδο ανάλυςησ, οι κατηγορίεσ ομαδοποιήθηκανανάλογα με το εργαλείο που χρηςιμοποιήθηκε και τουσδρώντεσ.

Ομάδεσ Α, Β και Γ εργαλείο ο λόγοσ (προφορικόσ και chat)

Ομάδα Δ εργαλείο ο υπολογιςτήσ

Ο δάςκαλοσ ςυμμετέχει ςτισ ομάδεσ Α και Β

Ο μαθητήσ ςυμμετέχει ςτισ ομάδεσ Β, Γ και Δ


14

Ανάλυςη (3/6)Α) Γάσκαλος 24 Επώηηζη καηανόηζηρ

1 Ανάγνυζη ςποδείξευν 25 Απάνηηζη μαθηηή

2 Παπόηπςνζη ζςνεπγαζίαρ 26 Εκθώνηζη ππάξευν

3 Οδηγίερ ζςνεπγαζίαρ 27 Γνυζηική ςπόδειξη

4 Οπγανυηικέρ οδηγίερ 28 Τεσνική ςπόδειξη

5 Ενθάππςνζη Γ) ModellingSpace

6 Τεσνική καθοδήγηζη 29 Ειζαγυγή ονηόηηηαρ

7 Γνυζηική καθοδήγηζη 30 Διαγπαθή ονηόηηηαρ

8 Επιβπάβεςζη 31 Επιλογή ιδιοηήηυν

Β) Δρωτήσεις μαθητών 32 Ένδειξη ηιμών ιδιοηήηυν

9 Διαδικαζηική επώηηζη 33 Απόκπςτη ηιμών ιδιοηήηυν

10 Διαδικαζηική απάνηηζη 34 Αλλαγή ηιμήρ ηηρ ιδιόηηηαρ

11 Επώηηζη καηανόηζηρ πποβλήμαηορ 35 Αλλαγή μεγέθοςρ ηηρ ονηόηηηαρ

12 Απάνηηζη καηανόηζηρ πποβλήμαηορ 36 Αλλαγή θέζηρ ονηόηηηαρ

13 Τεσνική επώηηζη 37 Λεπηομέπειερ ιδιοηήηυν

14 Τεσνική απάνηηζη 38 Κλείδυμα ηιμήρ ηηρ ονηόηηηαρ

Γ) Μαθητής 39 Ειζαγυγή ζσέζηρ

15 Σςμθυνία 40 Πποζθήκη ζηαθεπάρ

16 Επιβεβαίυζη 41 Αλλαγή ηηρ ζσέζηρ

17 Αμθιζβήηηζη 42 Αποθήκεςζη μονηέλος

18 Διαθυνία 43 Εκηέλεζη μονηέλος

19 Αμθιβολία 44 Λήξη μονηέλος

20 Διεπώηηζη 45 Αλλαγή κλειδιού

21 Διαπίζηυζη 46 Αίηηζη κλειδιού

22 Πποηποπή ππορ ζςνεπγάηη 47 Παπάδοζη κλειδιού

23 Απιθμηηική επώηηζη πποβλήμαηορ2ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Ένταξη των ΤΠΕ ςτην Εκπαιδευτική Διαδικαςία» / Φ. Σιάμπου Β. Κόμησ


Κατηγορίεσ Ομάδεσ κατηγοριών

Δ29 έωσ Δ38 Ι. Ανάλυςη

Δ39, Δ40, Δ41 ΙΙ. Σύνθεςη

Δ34, Δ43, Δ44 ΙΙΙ. Έλεγχοσ – εκτέλεςη

Α5, Α7, Α8, Β11, Β12, Γ27 IV.a Γνωςτική υποςτήριξη

Α1, Α4, Α6, Β9, Β10, Β12, Β13, Γ28

ΙV.b Τεχνική υποςτήριξη

Α2, Α3, Γ, Δ45, Δ46, Δ47 V. Κοινωνικέσ Αλληλεπιδράςεισ

15

Γνωςτικέσ ςτρατηγικέσ μοντελοποίηςησ (Komis et al., 2007, Avouris et al. 2003 Stratford et al. 1998)

Οι κατηγορίεσ χαμηλού επιπέδου ομαδοποιούνται ςύμφωνα με τη βιβλιογραφία



2ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Ένταξη των ΤΠΕ ςτην Εκπαιδευτική Διαδικαςία» / Φ. Σιάμπου Β. Κόμησ 16

Ανάλυςη Σύνθεςη ΈλεγχοσΓνωςτική

ΥποςτήριξηΤεχνική

Υποςτήριξη

Κοινωνικέσ αλλη/δράςει

σ

123

(15,75%)6

(4,11%)1

(0,68%)35

(23,97%)28

(19,18%)53

(36,3%)

239

(20,97 %)10 (5,38%)

2(1,08%)

29(15,59%)

32(17,2%)

74(39,78%)

377

(18,42 %)12 (2,87%)

6(1,44%)

82(19,62%)

50(11,96%)

191(45,69%)

818

(7,69%)6

(2,56%)1

(0,43%)52

(22,22%)41

(17,52%)116

(49,57%)

468

(35,42%)11 (5,73%)

11(5,73%)

23(11,98%)

10(5,21%)

69(35,94%)

570

(51,47%)18

(13,24%)7

(5,15%)1

(0,74%)1

(0,74%)39

(28,68%)

668

(44,74%)13 (8,55%)

13(8,55%)

12(7,89%)

1(0,66%)

45(29,61%)

7105

(49,53%)12

(5,66%)16

(7,55%)7

(3,3%)18

(8,49%)54

(25,47%)

17



Συμπεράςματα

18

Δια ζώςησ Εξ αποςτάςεωσ

Έμφαςη ςτισ κοινωνικέσαλληλεπιδράςεισ και ςτηνγνωςτική υποςτήριξη

Έμφαςη ςτη διαδικαςία τησανάλυςησ (οντότητεσ,ιδιότητεσ, θέςη κλπ)

Αναζήτηςη τησ βοήθειασςυνεργάτη και διδάςκοντα

Λιγότερη υποςτήριξη από τονδιδάςκοντα/ερευνητή

Περιςςότερεσ κοινωνικέσαλληλεπιδράςεισ

Μεγαλύτεροσ ο βαθμόσεμπλοκήσ των μαθητών

Επικοινωνία μέςω τησυποςτήριξησ και λεκτικάμεταξύ τουσ

Επικοινωνία μέςω τωνοντοτήτων και τησ διαδικαςίασανάλυςησ

Γρήγορη εναλλαγή των ρόλων Μικρότερη διάρκεια

Γραμμική Διαδικαςία επίλυςησ


19

Προοπτικέσ

Στην εξ αποςτάςεωσ ςυμμετοχή του ερευνητή ςτοchat

Πιο ανοιχτό πρόβλημα για δυνατότητα πολλαπλώνπροςεγγίςεων και πρόκληςη των αλληλεπιδράςεων

Για μεγαλύτερη αξιοπιςτία είναι απαραίτητη ηκωδικοποίηςη των διαλόγων και από άλλουσερευνητέσ


20

Βιβλιογραφία (1/2)

Αβούρησ Ν., Καραγιαννίδησ Χ., Κόμησ Β. (2008). Συνεργατική Μάθηςη. Αθήνα: Εκδόςεισ Κλειδάριθμοσ.

Avouris N., Dimitracopoulou A., Komis V. (2003). On analysis of

collaborative problem solving: an object-oriented approach. Computers

in Human Behavior 19 (2) 147-167.

Dillenbourg P. (1999). Collaborative Learning. Kidligton: Elsevier

Science.

Dimitracopoulou A., Komis V. (2005). Design principles for the support

of modelling and collaboration in a technology-based learning

environment. International Journal of Continuing Engineering

Education and lifelong Learning 15 (1/2), 30-55.

Fiotakis, G., Fidas, C. & Avouris, N (2007). Comparative usability

evaluation of web systems through ActivityLens. Proc. PCI 2007. Patras.

Greece

Jonassen D. (2006). Modeling with Technology. New Jersey: Pearson

Prentice Hall.2ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Ένταξη των ΤΠΕ ςτην Εκπαιδευτική Διαδικαςία» / Φ. Σιάμπου Β. Κόμησ

21

Βιβλιογραφία (2/2)

Jonassen D., Kwon H. (2001). Communication patterns in computer

mediated versus face-to-face group problem solving. Educational

Technology Research and Development 19 (1), 35-51.

Komis V., Ergazaki M., Zogza V. (2007). Comparing computer-supported

dynamic modeling and ‘paper & pencil’ concept mapping technique in

students’ collaborative activity. Computers & education 49, 991-1017.

Patrick S., Savelsbergh E., Joolingen W., Hout-Wolters B. (2011).

Effects of face-to-face versus chat communication on performance in a

collaborative inquiry modeling task. Computers & Education, 56

(2011), 379-387.

Tutty J., Klein J. (2008). Computer-mediated instruction: a comparison of

online and face-to-face collaboration. Journal of Science Education and

Technology, 56, 101-124.

Vygotsky L.S. (1978). Mind in society. The development of higher

Psycological Processes. London: Cambridge, Massachusetts.
