Συναισθηματικοί πράκτορες σε περιβάλλοντα ηλεκτρονικής μάθησης για άτομα με μαθησιακές δυσκολίες και διαταραχές προσοχής

Abstract

This thesis presents an anthropocentric approach in e-learning environments that imitates emotional communication that makes learning a more enjoyable and rewarding process.Research suggests that support for the learner is essential, not just desirable, as studies have suggested that its absence is causing serious problems in perceiving knowledge (Azevedo & Hadwin, 2005. Azevedo & Cromley, 2004). Although there are studies that focus on how to integrate support for technological environments (Kinnebrew et al, 2013) there is limited research on the emotional support of users that supports and enhances learning (Maldonado et al., 2005).We investigate the integration of an intelligent emotional agent that is represented by a synthetic character with multimedia capabilities that simulate human behavior. The agent is designed to provide cognitive support to users with learning difficulties and disorders of attention and is designed to accommodate principles and practices of self-regulated learning. We examine the basic principles of self-regulated learning, which, in turn, serve as a basis for planning and implementing our e-learning system. In order to design and implement the pedagogical behavior of the agent we used the learning cycle of Kolb (Kolb, 1984) which is used to provide a pedagogical framework that defines the agent's operating principles. Implemented application presents the learning material in the form of e-book. The agent is placed in the environment in order to act as an advisor and learning facilitator.The study refers to students of higher education in the field of information technology. The application was evaluated by 24 higher education students with learning difficulties and attention disorders. This special learning group has special characteristics that contradict the principles of self-regulated learning. The agent is designed three-dimensional and has the ability: a) to make assumptions about user’s emotions, b) to react accordingly, c) to adjust its behavior depending on student’s learner model. Analysis of the results shows that emotional communication implemented improved communication providing cognitive support to users. Three factors were considered: a) satisfaction of the user of the system, b) student academic performance, c) communication between the student and the system. Two versions of the system are examined. In one version the agent used reacts emotionally to users and in the other version the agent portrays neutral behavior.

Η παρούσα διατριβή παρουσιάζει μια ανθρωποκεντρική προσέγγιση σε περιβάλλοντα ηλεκτρονικής αυτο-ρυθμιζόμενης μάθησης που προσομοιάζουν τη συναισθηματική επικοινωνία, με στόχο να γίνει πιο ευχάριστη και αποδοτική η μαθησιακή διαδικασία. Η έρευνα ισχυρίζεται ότι η υποστήριξη προς τον εκπαιδευόμενο είναι απαραίτητη και όχι απλώς επιθυμητή, καθώς άλλες μελέτες έχουν υποδείξει ότι η έλλειψή της προκαλεί σοβαρά προβλήματα στην πρόσληψη της γνώσης (Azevedo & Hadwin, 2005. Azevedo & Cromley, 2004). Αν και υπάρχουν έρευνες που εστιάζουν στον τρόπο ενσωμάτωσης της υποστήριξης σε τεχνολογικά περιβάλλοντα (Kinnebrew et al, 2013), υπάρχουν περιορισμένες έρευνες για τη συναισθηματική υποστήριξη των χρηστών που, όπως έχει καταδειχθεί (Maldonado et al., 2005), υποστηρίζει και βελτιώνει τη μάθηση. Διερευνούμε την ενσωμάτωση ενός ΕΣΠ που αντιπροσωπεύεται από έναν συνθετικό χαρακτήρα με πολυμεσικές δυνατότητες οι οποίες προσομοιάζουν την ανθρώπινη συμπεριφορά. Ο πράκτορας έχει στόχο να παρέχει γνωστική υποστήριξη σε χρήστες με Μαθησιακές Δυσκολίες (ΜΔ) και Διαταραχές Προσοχής (ΔΠ) και έχει σχεδιαστεί για να φιλοξενήσει αρχές και πρακτικές της αυτο-ρυθμιζόμενης μάθησης. Εξετάζουμε τις βασικές αρχές της αυτο-ρυθμιζόμενης μάθησης, η οποία, με τη σειρά της, λειτουργεί ως βάση για τον σχεδιασμό και την υλοποίηση του συστήματός μας. Για να σχεδιάσουμε και να υλοποιήσουμε την παιδαγωγική συμπεριφορά του πράκτορα, χρησιμοποιήσαμε τον κύκλο μάθησης του Kolb (1984), ο οποίος παρέχει ένα παιδαγωγικό πλαίσιο που καθορίζει τις αρχές λειτουργίας του πράκτορα. Για τις ανάγκες της έρευνας υλοποιήθηκε εφαρμογή κατά την οποία το μαθησιακό υλικό παρουσιάζεται με τη μορφή ηλεκτρονικού βιβλίου και ο πράκτορας τοποθετείται στο περιβάλλον με στόχο να δρα ως σύμβουλος μάθησης και ως εμψυχωτής. Η μελέτη αναφέρεται σε φοιτητές της ανώτατης εκπαίδευσης στον τομέα της τεχνολογίας των πληροφοριών. Η εφαρμογή αξιολογήθηκε από εικοσιτέσσερις φοιτητές της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης με ΜΔ και ΔΠ. Η συγκεκριμένη ομάδα μάθησης έχει ειδικά χαρακτηριστικά που έρχονται σε αντίθεση με τις αρχές της αυτο-ρυθμιζόμενης μάθησης. Ο πράκτορας σχεδιάστηκε τρισδιάστατα και έχει τη δυνατότητα: α) να αντιλαμβάνεται τα συναισθήματα των χρηστών, β) να αντιδρά ανάλογα, γ) να προσαρμόζει τη συμπεριφορά του σύμφωνα με το μοντέλο μαθητή που έχει ως εκπαιδευόμενο.Η ανάλυση των αποτελεσμάτων καταδεικνύει ότι η συναισθηματική επικοινωνία που επιτεύχθηκε βελτίωσε την επικοινωνία μεταξύ των χρηστών της συγκεκριμένης ομάδας μάθησης και του μαθησιακού περιβάλλοντος, παρέχοντας γνωστική υποστήριξη στους χρήστες. Τρεις παράγοντες εξετάζονται: α) η ικανοποίηση του χρήστη από το σύστημα, β) η απόδοση του εκπαιδευόμενου στη μάθηση, γ) η βελτίωση της επικοινωνίας ανάμεσα στον εκπαιδευόμενο και το σύστημα. Τέλος, εξετάζονται δύο εκδοχές του συστήματος: η πρώτη χρησιμοποιεί πράκτορα με συναισθηματική συμπεριφορά και η δεύτερη με ουδέτερη συμπεριφορά.