Εκμάθηση λογισμικού μέσων: εμπειρική διερεύνηση της επίδρασης οπτικών ενδείξεων και εξάσκησης στην απόκτηση διαδικαστικής γνώσης

Abstract

The broader objective of this dissertation is to explore the possibilities and limitations of dynamic representations, and more specifically of video tutorials, as a learning tool. Video teaching software is a special category of video through which the recording of actions for the presentation of a process to the learners is presented, combining narration and visual elements. With the proliferation of video tutorials in software learning it is important to understand how people process video and how video tutorial design can support these processes (van der Meij and van der Meij, 2013). One example of the use of video tutorials is considered: the demonstration of how to use a new computer application. The implementation of the video tutorials used in this dissertation was based on the theoretical framework of the Cognitive Theory of Multimedia Learning (Mayer, 2014). In order to explore the effectiveness of video tutorials in enhancing learning, the dissertation presents research results of specific design features applied to software video tutorials. The learning outcomes were evaluated in terms of declarative knowledge, procedural knowledge and knowledge transfer. In addition, the research focused on how these design features influence cognitive load and flow, self-efficacy and motivation. The two experiments that were conducted focused on acquiring skills in using software applications on a computer, for which video tutorials are an easy-to-use learning tool as they allow the demonstration of tasks in an authentic environment (Ertelt, 2007). A common critique found in the literature is that video-based instruction lacks an appropriate theoretical framework for the design and use of dynamic representations. As a result, knowledge can only be acquired on a short-term basis and not on a long-term basis. The theoretical background used in this dissertation is based on observation learning and multimedia learning. These approaches were used to identify learning processes that promote learning. In the two empirical studies that were carried out, two different educational design principles were investigated: a) visual signals and b) practice that aimed to highlight the process steps of a complex multimedia computer application. The selection of the specific educational design principles was made in order to support the trainees in acquiring procedural knowledge, in contrast to the provision of declarative knowledge that is typically offered by a variety of videos on the Internet.The Doctoral Dissertation assesses the role of video tutorials in software learning and three main conclusions are drawn: a) the combination of practice and visual cues yields different learning outcomes in different populations, (b) software video tutorials enhance flow, motivation, and self-efficacy; and (c) trainee’s level of influences how they respond to software video tutorials. Future research should systematically investigate the contribution of the user expertise factor for learning software applications using complex dynamic representations.

Ευρύτερο αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η διερεύνηση των δυνατοτήτων και των περιορισμών των δυναμικών αναπαραστάσεων, και πιο συγκεκριμένα των βιντεοδιδασκαλιών, ως εργαλείο υποστήριξης της μάθησης. Η βιντεοδιδασκαλία λογισμικού αφορά μια ειδική κατηγορία βίντεο μέσω της οποίας αποτυπώνεται η καταγραφή των ενεργειών για την παρουσίαση μιας διαδικασίας στους εκπαιδευόμενους, η οποία συνδυάζει αφήγηση και οπτικά στοιχεία. Με τη διάδοση των βιντεοδιδασκαλιών στην εκμάθηση λογισμικού είναι σημαντικό να γίνει αντιληπτό πως οι άνθρωποι επεξεργάζονται το βίντεο και πως ο σχεδιασμός της βιντεοδιδασκαλίας μπορεί να υποστηρίξει αυτές τις διαδικασίες (van der Meij και van der Meij, 2013). Ένα παράδειγμα χρήσης βιντεοδιδασκαλιών θεωρείται: η επίδειξη του τρόπου χρήσης μιας νέας εφαρμογής υπολογιστή. Η υλοποίηση των βιντεοδιδασκαλιών που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη διατριβή βασίστηκε στο θεωρητικό πλαίσιο της Γνωστικής Θεωρίας Πολυμεσικής Μάθησης (Mayer, 2014). Με στόχο να συνεισφέρει στοιχεία αποδοτικότητας των βιντεοδιδασκαλιών στην ενίσχυση της μάθησης, η διατριβή παρουσιάζει ερευνητικά αποτελέσματα συγκεκριμένων σχεδιαστικών χαρακτηριστικών που εφαρμόστηκαν σε βιντεοδιδασκαλίες λογισμικού. Ως εκ τούτου, αξιολογήθηκαν τα μαθησιακά αποτελέσματα με όρους δηλωτικής γνώσης, διαδικαστικής γνώσης και μεταφοράς γνώσης. Επιπλέον, η έρευνα εστίασε έμμεσα στην αξιολόγηση του γνωστικού φόρτου και τριών ψυχομετρικών εννοιών της ροής, της αυτό-αποτελεσματικότητας και της παρώθησης. Τα δύο πειράματα που υλοποιήθηκαν επικεντρώθηκαν στην απόκτηση δεξιοτήτων για τη χρήση εφαρμογών λογισμικού σε υπολογιστή, για την οποία οι βιντεοδιδασκαλίες είναι ένα εύχρηστο εργαλείο εκμάθησης καθώς επιτρέπουν την επίδειξη εκτέλεσης εργασιών σε ένα αυθεντικό περιβάλλον (Ertelt, 2007). Μια κοινή κριτική που συναντούμε στη βιβλιογραφία για τις βιντεοδιδασκαλίες είναι ότι απουσιάζει το κατάλληλο θεωρητικό πλαίσιο για το σχεδιασμό και τη χρήση των δυναμικών αναπαραστάσεων. Αποτέλεσμα αυτού είναι ότι η γνώση μπορεί να αποκτηθεί μόνο σε βραχυπρόθεσμη βάση και όχι σε μακροπρόθεσμη. Το θεωρητικό υπόβαθρο που χρησιμοποιείται στην παρούσα διατριβή βασίζεται στη Μάθηση μέσω της Παρατήρησης (Observation Learning) και στην Πολυμεσική Μάθηση (Multimedia Learning). Αυτές οι προσεγγίσεις χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των εκπαιδευτικών διαδικασιών που προωθούν τη μάθηση. Στις δύο εμπειρικές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στη διερεύνηση δύο διαφορετικών εκπαιδευτικών σχεδιαστικών αρχών: α) των οπτικών σημάνσεων και β) της εξάσκησης που είχαν ως στόχο να αναδείξουν τα βήματα διαδικασιών μιας σύνθετης πολυμεσικής εφαρμογής υπολογιστή. Η επιλογή των συγκεκριμένων εκπαιδευτικών σχεδιαστικών αρχών έγινε με σκοπό την υποστήριξη των εκπαιδευομένων στην απόκτηση διαδικαστικής γνώσης, σε αντίθεση με την παροχή γενικών γνώσεων όπως είθισται να προσφέρει μια πληθώρα βίντεο στο Διαδίκτυο. Τα ευρήματα της Διδακτορικής Διατριβής αποτιμούν το ρόλο των βιντεοδιδασκαλιών στην εκμάθηση λογισμικού και η διατριβή καταλήγει σε τρία κύρια συμπεράσματα: α) ο συνδυασμός εξάσκησης και οπτικών σημάνσεων αποφέρει διαφορετικά μαθησιακά αποτελέσματα σε διαφορετικούς πληθυσμούς, β) οι σχεδιαστικές αρχές της οπτικής σήμανσης και της εξάσκησης σε βιντεοδιδασκαλίες λογισμικού επιδρούν θετικά στη ροή, την παρώθηση και την αυτό-αποτελεσματικότητα και γ) το επίπεδο εξειδίκευσης των εκπαιδευόμενων καθορίζει το επίπεδο ανταπόκρισης τους σε βιντεοδιδασκαλίες λογισμικού. Οι μελλοντικές έρευνες θα πρέπει να διερευνήσουν με συστηματικό τρόπο τη συμβολή του παράγοντα της εξειδίκευσης των χρηστών στην εκμάθηση εφαρμογών λογισμικού στην περίπτωση της χρήσης σύνθετων δυναμικών αναπαραστάσεων.