e-AP.MA.: μια μέθοδος για την ανάπτυξη αυτο-ρυθμιστικών δεξιοτήτων στην επίλυση μαθηματικών προβλημάτων της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης με αξιοποίηση συστημάτων συνεργατικής μάθησης

Abstract

The present PhD Thesis researches if the self-regulative skills can be fostered in young students through an instructional method that utilizes computer supported collaborative learning systems. The proposed method adopts the Sternberg’s six step approach to problem solving and is based on Zimmerman’s principles for self-regulated learning. According to the proposed method students develop these skills in a social context in the presence of guidelines for problem solving process. The social context is gradually decreased until students are able to perform a task individually. As a consequence the focal point of the proposed method is the students engagement in collaborative activities in order they reinforce their cognitive experiences. The proposed collaborative activities take place in a synchronous Computer Supported Collaborative Learning environment (Synergo) that facilitates the communication among the members of a problem solving team while their activities are logged in. At the same time the students have access to educational material in the Learning Management System Moodle. The proposed instructional method was tested in the Mathematics course of fourth grade. The sample of this study included 262 students of public elementary schools from Attiki and Larisa regions. The study has been completed in two sub-phases. The effectiveness of the proposed instructional method for developing higher order thinking skills was initially tested in traditional classroom settings. This first phase of the study lasted for two months. During this pilot application the problem solving steps were clearly defined and the associated educational scenarios were completed. The proposed method was found to be effective in terms of the acquisition of problem solving skill. However, there were existing difficulties in implementing it. It was necessary for all students involved in the problem solving process to work together and have access to the same shared space and educational material so that the problem solving environment would have the same setting. All these hindrances made it necessary to utilize networked environments and enable students perform the activities as proposed by the proposed instructional method. The second sub-phase of the study lasted for two months too. Ten problem solving scenarios were designed to frame and support the proposed method of self-regulated problem solving. A mixed summative evaluation method was used to gather and analyze all data since the analysis of problem solving process is a complex and multi-sided task. In the second sub-phase of the pilot study the followings were found: a) The students increased the use of cognitive and metacognitive strategies during the process of problem solving, b) the number of correct solved problems was increased, c) the duration of the problem solving activity was dramatically decreased, d) the use of self-regulative strategies during the planning, the implementation and the evaluation of problem solving process was increased.

Η παρούσα διατριβή ερευνά το θέμα υποβοήθησης της ανάπτυξης αυτό-ρυθμιστικών δεξιοτήτων σε μικρές ηλικίες με αξιοποίηση σύγχρονων συστημάτων συνεργατικής μάθησης. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε και δοκιμάστηκε μια μέθοδος που στηρίχθηκε στις αρχές επίλυσης του Sternberg και τη μέθοδο ανάπτυξης αυτο-ρυθμιστικών δεξιοτήτων του Zimmerman. Σύμφωνα με τη μέθοδο ο λύτης μαθητής της Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης αναπτύσσει αυτές τις δεξιότητες μέσα σε ένα κοινωνικό πλαίσιο παρουσία των οδηγιών επίλυσης. Σταδιακά η παρουσία του κοινωνικού πλαισίου φθίνει μέχρι ο λυτής να αναπτύξει δράσεις αυτόνομης επίλυσης. Επομένως κομβικό σημείο αυτής της μεθόδου είναι η εμπλοκή του εκπαιδευόμενου σε συνεργατικές δραστηριότητες ώστε να εκτεθεί σε πολλαπλά μοντέλα επίλυσης έκτος του παραδειγματικού που του παρουσιάζεται με τη μορφή οδηγιών και να αποκτήσει ευχέρεια κατά την επίλυση αφού ενισχύονται οι γνωστικές του εμπειρίες. Τις συνεργατικές αυτές δραστηριότητες ο λύτης τις πραγματοποιεί σε ένα σύστημα συνεργατικής μάθησης διαμοιρασμένου χώρου (Synergo) που διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ των λυτών σε πραγματικό χρόνο ενώ παράλληλα κάθε δραστηριότητά του καταγράφεται. Ταυτόχρονα ο λύτης έχει πρόσβαση σε εκπαιδευτικό υλικό που είναι αναρτημένο στην πλατφόρμα του Moodle. Η προτεινομένη μέθοδος δοκιμάστηκε στο μάθημα των Μαθηματικών σε μαθητές της Δ’ τάξης. Κατά τη δοκιμή έλαβαν μέρος συνολικά 262 μαθητές από 13 δημόσια σχολεία Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης της Αττικής και της Λάρισας. Η πιλοτική δοκιμή ολοκληρώθηκε σε δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση δοκιμάστηκε η αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης μεθόδου σε παραδοσιακές συνθήκες μάθησης. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης προσδιορίστηκαν τα βήματα επίλυσης με ακρίβεια, ολοκληρώθηκε ο σχεδιασμός των εκπαιδευτικών σεναρίων που πλαισιώνουν τη μέθοδο αλλά και ανέκυψαν δυσκολίες σχετικές με την υλοποίηση των συνεργατικών δραστηριοτήτων και τη λεπτομερή καταγραφή της γνωστικής δραστηριότητας των μαθητών. Αυτές οι δυσκολίες οδήγησαν στην υιοθέτηση δικτυακών τεχνολογιών όπως το Synergo για τη διευκόλυνση των συνεργατικών δραστηριοτήτων και της επικοινωνίας και το σύστημα διαχείρισης της μάθησης του Moodle για το πρόσθετο μαθησιακό υλικό που θα υποστήριζε τις δραστηριότητες επίλυσης. Έτσι προέκυψε η ανάγκη ενίσχυσης και δοκιμής της μεθόδου εκ νέου. Στη δεύτερη φάση δοκιμάστηκε η αποτελεσματικότητα της προτεινομένης μεθόδου με αξιοποίηση της δικτυακής τεχνολογίας. Για τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων που αφορούν στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της μεθόδου χρησιμοποιήθηκε μεικτή τεχνική ολικής αξιολόγησης. Στη δεύτερη φάση που οι δραστηριότητες της μεθόδου υποστηρίζονταν από τα προαναφερόμενα τεχνολογικά εργαλεία σημειώθηκε: α) Αύξηση του αριθμού των προβλημάτων που λύνονται επιτυχώς από τους μαθητές. β) Συντόμευση του χρόνου επίλυσης. γ) Αύξηση της χρήσης μεταγνωστικών στρατηγικών και δ) Αύξηση της χρήσης των αυτό-ρυθμιστικών στρατηγικών κατά τη φάση του σχεδιασμού της πορείας επίλυσης της υλοποίησης και της αξιολόγησης της ακολουθούμενης πορείας τους.