Συνεργατική μάθηση με τη χρήση τεχνολογιών διάδρασης σε αλληλεπιδραστικές επιφάνειες

Abstract

The concept of collaborative/cooperative learning, defined as the set of teaching techniques through which students maximize their understanding, as well as the understanding of their collaborators, is the starting point of this dissertation. At the same time, the dissertation focuses on the role of physical learning spaces in which the interactive learning technologies are used. Three interactive collaborative technologies are compared in terms of the perceived usability: multi-touch tabletops, multi-touch interactive displays and single display groupware systems with multiple mice. Using a sample (N = 76) which consists of elementary school pupils, it is indicated that multi-touch tabletops offer the greatest satisfaction to pupils, derived from the interaction with this technology and the cooperation between group members. Pupils also perceive the least physical load by using this particular technology. On the other hand, large multi-touch interactive displays are related to less cognitive load, while the single display groupware systems with multiple mice are not advantageous in any of the comparison axes. The subjective perception of usability in boys does not differ from that in girls. Based on the users’ experience, multi-touch interactive tabletops seem to be the most promising interactive technology in Primary Education to support cooperative activities between team members located in the same physical space. Therefore, this technology is reviewed and further studied with focus on its technological characteristics and its use in education. The main study cooperative activities in teams of four students (two boys, two girls) aged 12 and 13 (N = 60). The sample consists of teams weighted with its members’ previously documented academic performance (high / average) in total / per age group. The activities take place around an interactive multi-touch tabletop. The system is supported by a multi-touch visual programming micro-environment designed for the purpose of this study. In order to enhance the negotiation between students, a new method enabling the consensual execution of the pupils' programs is introduced, namely the Consensus-Tolerance approach. Three different conditions are identified (multi-touch, single-touch and individual use). Learning outcomes are correlated to the monitored verbal and non-verbal communication. It is concluded that, although learning outcomes do not differ significantly, there are large differences in the way they arise. Students of (previously reported) lower attainment demonstrated better progress in the multi-touch condition that the other two conditions. With regards to the level of verbal communication in the two conditions where pupils had to work in groups, the results were similar and comparable. It also appears that students using the table in the single-touch condition were more reluctant to interact with it on behalf of their team. The Consensus-Tolerance approach was observed to have a positive impact. The conclusions of the main study add to the body of general research on cooperative learning. Emphasis is placed on the importance of parity between group members and the absence of assigning separate roles to every pupil, the freedom of expression within groups and the Consensus-Tolerance approach.

Η παρούσα διατριβή θέτει ως αφετηριακό της σημείο τη συνεργατική μάθηση ως σύνολο διδακτικών τεχνικών, μέσω των οποίων οι μαθητές μεγιστοποιούν την κατανόησή τους, καθώς και την κατανόηση των άλλων. Επιπλέον, εστιάζει στην έννοια του φυσικού χώρου μάθησης μέσα στον οποίο εμπεριέχονται οι διαδραστικές εκπαιδευτικές τεχνολογίες. Η διατριβή εστιάζει σε τρεις συνεργατικές τεχνολογίες: στα διαδραστικά τραπέζια πολλών χρηστών, στις μεγάλες διαδραστικές οθόνες πολλών χρηστών και στους υπολογιστές με πολλά ποντίκια. Συγκρίνει την αντίληψη ευχρηστίας των μαθητών στις τεχνολογίες αυτές με δείγμα (N=76) που αποτελείται από μαθητές της ΣΤ΄ Δημοτικού. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι το διαδραστικό τραπέζι προσφέρει μεγαλύτερη ικανοποίηση στους μαθητές, τόσο από τη χρήση του, όσο και από τη συνεργασία μεταξύ των μελών μίας ομάδας. Yπάρχουν ενδείξεις ότι προκαλεί τον λιγότερο αντιληπτό φυσικό φόρτο στους μαθητές. Η μεγάλη διαδραστική οθόνη φαίνεται πως προκαλεί τον λιγότερο αντιληπτό γνωστικό φόρτο, ενώ ο υπολογιστής με τα πολλά ποντίκια δεν υπερτερεί σε κάποιον από τους άξονες σύγκρισης. Η υποκειμενική αντίληψη ευχρηστίας στα αγόρια δε διαφέρει από εκείνη στα κορίτσια. Το διαδραστικό τραπέζι φαίνεται να είναι συγκριτικά, με βάση την εμπειρία των μαθητών, η πλέον υποσχόμενη τεχνολογία για την υποστήριξη συνεργατικών δραστηριοτήτων στην Πρωτοβάθμια εκπαίδευση από ομάδες μαθητών που βρίσκονται στον ίδιο φυσικό χώρο και, έτσι, μελετάται διεξοδικά από την άποψη των τεχνολογικών χαρακτηριστικών του και της καταγεγραμμένης χρήσης του στην εκπαίδευση. Η κύρια έρευνα πραγματοποιείται σε μαθητές 12 και 13 χρόνων (N=60) για τη διεξαγωγή συνεργατικών δραστηριοτήτων σε ομάδες τεσσάρων ατόμων. Το δείγμα απαρτίζουν τετραμελείς ομάδες δύο αγοριών και δύο κοριτσιών, με σταθμισμένη την πρότερη καταγεγραμμένη ακαδημαϊκή τους επίδοση. Οι μαθητές υψηλής και μέτριας επίδοσης σχηματίζουν υπο-ομάδες του δείγματος (συνολικά και ανά ηλικιακή κατηγορία). Οι δραστηριότητες πραγματοποιούνται ομαδικά σε διαδραστικό τραπέζι και σε περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού πολλών χρηστών το οποίο σχεδιάστηκε εξ ολοκλήρου για τη διατριβή. Για την ενίσχυση της διαπραγμάτευσης μεταξύ των μαθητών προτείνεται μία μέθοδος για τη συναινετική εκτέλεση των προγραμμάτων, η Συναίνεση-Ανοχή. Συγκρίνεται η κατάσταση πολλαπλής αφής, απλής αφής και η ατομική χρήση. Μελετάται η συσχέτιση των μαθησιακών αποτελεσμάτων με τη λεκτική και μη λεκτική επικοινωνία των μαθητών και συμπεραίνεται πως τα μαθησιακά αποτελέσματα δε διαφέρουν γενικά, ωστόσο, καταγράφονται διαφορές στο πώς προκύπτουν. Οι μαθητές με την πρότερη χαμηλότερη ακαδημαϊκή επίδοση φαίνεται πως ευνοούνται συγκριτικά στην κατάσταση πολλαπλής αφής, ενώ αντίστοιχη συσχέτιση δεν εμφανίζεται σε καμία άλλη κατάσταση για τη συγκεκριμένη κατηγορία μαθητών. Τα αποτελέσματα δεν παρουσιάζουν σημαντική στατιστικά διαφορά στο επίπεδο των διαλόγων ανάμεσα στις δύο καταστάσεις στις οποίες οι μαθητές εργάστηκαν ομαδικά. Φαίνεται πως κατά τη χρήση του διαδραστικού τραπεζιού στην κατάσταση απλής αφής οι μαθητές είναι πιο διστακτικοί στην ανάληψη της ευθύνης της διεπαφής με το διαδραστικό τραπέζι για λογαριασμό της ομάδας τους. Η Συναίνεση-Ανοχή χρησιμοποιήθηκε για να ενισχυθεί η διαπραγμάτευση εντός των ομάδων κάτι που δείχνει να λειτούργησε θετικά στις καταστάσεις όπου οι μαθητές δούλεψαν σε ομάδες. Τα συμπεράσματα της κύριας μελέτης εντάσσονται στο γενικό πλαίσιο της συνεργατικής μάθησης. Έμφαση δίνεται στον ρόλο της ισοτιμίας των μελών της ομάδας χωρίς την ύπαρξη ξεχωριστών ρόλων ανά μαθητή, στην ελευθερία έκφρασης εντός ομάδας και στην αρχή της Συναίνεσης-Ανοχής.