Teknologiatuettujen oppimisympäristöjen oppimisteoreettisia perusteita KT 1 Koulutusteknologian perusopinnot Luennon sisältö 1 Oppimisen teoriaa - Yleistä konstruktivismista - Sosiokognitiivinen näkemys oppimisesta - Sosiokulturaalinen näkemys oppimisesta - Tilannekohtaisen kognition korostus oppimisessa - Metakognitio oppimisteorian sovelluksena 2 Oppimisteoriasta oppimisympäristöön - Yhteistoiminnallinen oppiminen - Yhteisöllinen oppiminen - Hajautettu kognitio 3 Case-tutkimuksia - Tutkiva oppiminen Knowledge Forum työkalulla tuettuna - Tiimityötaitojen kehittäminen 3D-tilan avulla 1 Oppimisen teoriaa 1
Yleistä konstruktivismista Oppija on aktiivinen tiedon muokkaaja. Tietoa ei voida välittää sellaisenaan oppijalle, vaan jokainen muodostaa siitä oman käsityksensä, ts. konstruktion. Radikaalikonstruktivismi Sosiokognitiivinen ja sosiokulttuurinen näkemys oppimiseen Yleistä konstruktivismista jatkuu Millainen on oppijan rooli? Millainen on opettajan rooli? Transfer eli siirtovaikutus Sosiokognitiivinen näkemys oppimisesta Vuorovaikutus yksilön ja ympäristön välillä johtaa yksilön ajattelun rakenteiden konstruointiin. Jean Piaget (1896-1980): Kognitiivinen konflikti Yksilö pyrkii aktiivisesti sopeutumaan vallitsevaan tilanteeseen. assimilaatio akkommodaatio Sosiaalinen vuorovaikutus aktivoi yksilön ajatteluprosesseja. 2
Sosiokulturaalinen näkemys oppimisesta Oppiminen on kulttuurillisesti muotoutuneiden ajattelutapojen ja kognitiivisten välineiden (esim. kirjoitettu kieli, matematiikan merkkijärjestelmät) välittymistä. Kielellä ja vuorovaikutuksella keskeinen rooli Lev Vygotsky (1896-1934): Jotta voimme ymmärtää yksilön oppimista, meidän tulee ymmärtää sitä sosiaalisten suhteiden systeemiä, jossa yksilö elää ja kehittyy. Lähikehityksen vyöhyke (ZPD, Zone of Proximal Development) Sosiokulturaalinen näkemys jatkuu Lave, Wenger, Rogoff: Communities of practice Antropologinen tutkimusote An examination of practices in everyday society is needed to understand how individuals learn. Sasha Barab: On-line community of learners http://inkido.indiana.edu/barab/ Tilannekohtaisen kognition korostus oppimisessa (situated cognition) Oppiminen, ja tieto yleensäkin, on sidonnainen oppimistilanteeseen tai tiedon syntykontekstiin. Esim. Jean Laven kritiikki kognitiivista teoriaa kohtaan omien matemaattiseen suoritukseen liittyvien tutkimustensa pohjalta Oppiminen tapahtuu aina jossakin toiminnallisissa, sosiaalisissa ja kulttuurillisissa tilanteissa. Enkulturaatio Millaiset oppimisympäristöt olisivat tämän näkemyksen mukaan hedelmällisimpiä yksilön oppimiselle? 3
Metakognitio mitä on tavoitteellisen toiminnan takana? Flavell(1971): Ihmisen tiedollinen kehitys perustuu suurelta osin siihen tapaan, miten tämä järjestää ja organisoi mustiaan tai kehittää keinoja arvioida, seurata ja hakea muistin sisältöjä. Metakognition kohteena ovat yksilön omat mentaaliset representaatiot ja niiden käyttö. Liittyy suunnitelmalliseen, tavoitteelliseen ja tulevaisuuteen suuntautuvaan ajatteluun ja toimintaan 2 Oppimisteoriasta oppimisympäristöihin Oppimisteoriasta oppimisympäristöihin Oppimisympäristö-ajattelu seuraa tilannesidonnaisen kognition näkökulmaa. Tavoitteena on tarjota oppijalle mahdollisuus tiedon konstruointiin. Ymmärtävä oppiminen Ongelmakeskeiset lähestymistavat, sitoutuminen 4
Yhteistoiminnallinen oppiminen Cooperative learning Yhteisöllinen oppiminen Collaborative learning Sekä yhteistoiminnallisessa että yhteisöllisessä oppimistilanteessa yksilön motivaatio tärkeää. Omien ajatusten ulkoistaminen on tehokas tapa oppia myös itse (Palincsar & Brown: Reciprocal Teaching). Toimiakseen ryhmänä sen jäsenten on voitava arvioida mitä toiset jo tietävät, ja miksi he toimivat kuten toimivat (perspective-taking, social perception ). 5
Hajautettu kognitio Älyllisen toiminnan ei katsota olevan enää vain yksilön ajattelua, vaan kognitiiviset prosessit hajautetaan / jaetaan (Hutchins, 1991; Salomon, 1993). Sosiaalisesti hajauetettu kognitio Fyysisesti / Fysikaalisesti hajautettu kognitio Hajautetussa oppimisessa kognitiiviset JA sosiaaliset aspektit huomioitava! Teknologiatuettujen oppimisympäristöjen taustaa - 1980-luvulla drill and practice sovellukset yksilön oppimisen tukena - 1990-luvulla verkkoympäristöt yksilön ja yhteisön oppimisen tukena - CSCW (Computer Supported Cooperative Work) - CSCL (Computer Supported Collaborative Learning) Koulutusteknologian alaan liittyvän tutkimuksen ydinkysymys: Miten voimme tukea ymmärtävää oppimista? - Haasteita tutkimukselle: - Miten teknologialla voidaan tukea ymmärtävää oppimista - Yksin opiskeltaessa? - Ryhmissä? - Yhteisöissä? - Millaista teknologian pitäisi olla, jotta se tukisi oppimista yksin opiskeltaessa, ryhmässä opiskeltaessa tai koko yhteisön osaamista? - Entä yksilön taidot ja sitoutuminen? 6
3 Case-tutkimuksia Miten opimme, kun käyt ytämme teknologiaa? Miten teknologia voi tukea ymmärt rtävää ää oppimista? Miten teknologia voi auttaa seuraamaan oppimisen prosesseja? -Oppijan näkökulman kulma - Tutkijan näkökulma kulma Teknologia osana oppimisympäristöä CSILE Knowledge Forum (Scardamalia & Bereiter, 1989) KIE (Knowledge Integration Environment) Second Life WILD Wireless Interactive Learning Devices (Pea & Maldonado, 2006) Ubiikit oppimistyökalut (Ubiquitous computing and learning) - Kyse on siis eräänlaisesta virtuaalitodellisuuden käänteisilmiöstä: siinä missä virtuaalitodellisuus pakottaa ihmiset tietokoneen sisäiseen maailmaan, ubicomp integroi monipuolisesti pieniä tietokoneita reaalimaailmaan. - CILT: DataGotchi Learning together / individually with multimedia & animations (Mayer, 2006) 7
Case Tutkiva oppiminen Knowledge Forum - ympäristössä Ideoiden kehittely yhdessä Kysyminen Ideoiden esittäminen Kommentointi Perustelu Yhteinen tiedonrakentelu verkkoympäristössä Tutkivan oppimisen malli (Hakkarainen, Lonka & Lipponen, 1999) Knowledge Forum Bereiter, C., & Scardamalia, M. (1993). 8
Tutkimuskohde Engagement : Percentages of Anna and Matti s time spent on on-task and off-task behavior and the quality of their written computer notes during the 3rd, 4th and 5th lessons (Järvelä, Veermans & Leinonen, 2007). 100 % Percentages of the student's engagement 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % 0-orient. Off-task On-task Hanna 3rd Hanna 4th Hanna 5th Matti 3rd Matti 4th Matti 5th The student / coded lesson Quality of the written computer notes - 1 surface-level information note - 5 on-topic comment notes - 1 new knowledge note - 1explanationseeking question note - 1 on-topic comment note - 1 new knowedge note - 2 new knowledge notes - 1 off-topic note - 2 new knowledge notes Case Gate for Collaboration Monen pelaajan 3D-peli Johanna Bluemink & Piritta Leinonen, Koulutusteknologian tutkimusyksikkö Laura Vallius & Tomi Kujanpää, Ludocraft pelitutkimusyksikkö, TOL Yhteisöllisen oppimisen taitojen stimulointi Oppimisen tutkimus on osoittanut seuraavien elementtien tärkeyden kollaboraatiotilanteissa: Yhteinen pohja, Common ground Perspektiivinotto Yhteinen tavoite Koordinointi Näitä yhteisölliseen toimintaan ja vuorovaikutukseen liittyviä prosesseja voidaan stimuloida ja tukea ja siten edistää ihmisen älykästä toimintaa, Stimulating collaborative learning 9
Neljänpelaajankollaboratiivinenpeli Pelaajatkommunikoivatmikrofonienjakuulokkeiden Tiimitratkaisevatyhdessätehtäviä Pelinkestonoin60 välityksellä minuuttia Gate for Collaboration Lopuksi Ymmärtävälle oppimiselle tärkeää Ongelmakeskeiset lähestymistavat Tutkiva työskentely Sosiaalinen vuorovaikutus Yhteisöllinen tiedonrakentaminen Miten sinun ymmärtävää oppimista yliopistossa / työelämässä voisi tukea? Oppimisprosessin aikana? Spaces for collaboration? Lähteet Bereiter, C., & Scardamalia, M. (1989). Intentional Learning as a Goal of Instruction. In Resnick, L.B. (Ed.) Knowing, Learning, and Instruction. Essays in Honor of Robert Glaser (pp.361-392). Hillsdale, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. Bluemink, J., Järvelä, S., Hämäläinen, R., & Manninen, T. (2006). Group Dynamics in Collaborative Virtual Game. Presentation in Workshop on Human Centered Technology, HCT06. Tampere University of Technology, Pori 11.-13.6.2006. http://amc.pori.tut.fi/hct06/ Bluemink, J., Leinonen, P., & Järvelä, S. (2007). Gate for Collaboration: 3D game as a tool to support construcion of shared understanding. Poster presented at Earli conference, 28.8.-1.9.2007, Budapest, Hungary. Brown, A.L., & Palincsar, A.S. (1998). Guided cooperative learning and individual knowledge acquisition. In L. Resnick (Ed.), Knowing, Learning, and Instrucion: Essays in Honor of Robert Glaser (pp. 393-451). Hillsdale, NJ: Erlbaum. Flavell, J.H. (1971). First discussant s comments: What is memory development the development of. Human Development, 14, 272-278. Hakkarainen, K., Lonka, K., & Lipponen, L. (1999). Tutkiva oppiminen. Juva: WSOY. Hutchins, E. (1991). The social organization of distributed cognition. In L.B. Resnick, J.M. Levine & S.D. Teasley (Eds.), Perspectives on socially shared cognition (pp. 283-307). Washington, DC: American Psychological Association. 10
Järvelä, S. & Salovaara, H. (2004). The interplay of motivational goals and cognitive strategies in a new pedagogical culture a context oriented and qualitative approach. European Psychologist, 9(4), 232-244. Järvelä, S. & Volet, S. (2004). Motivation in real-life, dynamic and interactive learning environments: Stretching constructs and methodologies. European Psychologist, 9(4), 193-197. Lave, J., & Wenger, E. (1991). Situated learning: Legitimate peripheral participation. New York: Cambridge University Press. Leinonen, P. & Järvelä, S. (2006). Facilitating interpersonal evalutaion of knowledge in distributed team collaboration. British Journal of Educational Technology, 37(6), 897-916. Leinonen, P., Järvelä, S., & Häkkinen, P. (2005). Concepctualizing awareness of collaboration. Computer Supported Cooperative Work, 14, 301-302. Palincsar, A.S. (1998). Social constructivist perspectives on teaching and learning. Annual Review of Psychology, 49, 345-75. Palincsar, A.S., & Brown, A. (1984). Reciprocal teaching of comprehensionfosteriong and monitoring activities. Cognition and Instruction, 117-175. Pea, R., & Maldonado, H. (2006). WILD for learning. Interacting through new computing devices anytime, anywhere. In R. K. Sawyer (Ed.), The Cambridge Handbook of The Learning Sciences (pp.427-442). New York: The Cambridge University Press. Salomon, G. (1993). No distribution without individual s cognition: A dynamic interaction view. In G. Salomon (Ed.), Distributed cognition. Psychological and educational considerations (pp.111-138). Cambridge: Cambridge University Press. 11