Εκτίμηση της Ποιότητας Συνεργατικών Αλληλεπιδράσεων με Χρήση Νευροασαφούς Μοντέλου Πρόβλεψης

1. Εκτίμηση της Ποιότητας Συνεργατικών Αλληλεπιδράσεων με Χρήση Νευροασαφούς Μοντέλου Πρόβλεψης Σοφία Ι. Χατζηλεοντιάδου Δρ. Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ., Μέλος ΣΕΠ Ε.Α.Π. Λεόντιος Ι. Χατζηλεοντιάδης Επίκουρος Καθηγητής ΤΗΜΜΥ Α.Π.Θ.

2. Δομή της παρουσίασης • Θεωρία της δραστηριότητας (activity theory)- το μεθοδολογικό πλαίσιο • Εργαλεία υποστήριξης της συνεργασίαςμε χρήση υπολογιστή • Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική • Αποτελέσματα • Συζήτηση • Συμπεράσματα

3. Το μεθοδολογικό πλαίσιο Θεωρία της δραστηριότητας (activity theory) • Ανάλυση της συνεργασίας σε επίπεδο δραστηριότητας • Σύστημα Δραστηριότητας (activity system) Εργαλεία (πραγματικά συμβολικά) (artifacts) Υποκείμενο (Άτομο ή ομάδα) (subject) Αντικείμενο (object) Αποτέλεσμα (outcome) Κανόνες Δράσης (rules) Καταμερισμός Εργασίας (division of labor) Κοινότητα (community)

4. Δραστηριότητα για την ανάπτυξη κανόνων Το μεθοδολογικό πλαίσιο Σύστημα δραστηριότητας (activity system) Δραστηριότητα για την ανάπτυξη εργαλείων Δραστηριότητα για την παραγωγή του έργου

5. Το μεθοδολογικό πλαίσιο Περιβάλλον Lin2k, Ατομικής-κοινής θέασης επιφάνειες διεπαφής (ημιδομημένο σύστημα επικοινωνίας) • Ανάλυση συστήματος δραστηριότητας σε επίπεδο συνεργασίας των Α,Β με χρήση του Lin2k Α Συνεργασία Κείμενο Συμμετρία συνεργατικής δραστηριότητας (ΣΣΔ) Κανόνες Β

6. Το μεθοδολογικό πλαίσιο Εργαλεία υποστήριξης (system support) • Ανάλυση συστήματος υποστήριξης της συνεργατικής δραστηριότητας σε επίπεδο βήματος συνεργασίας Συμμετρία συνεργατικής δραστηριότητας ΣΣΔ Α+Β Σύστημα:ΠαρατηρητήςΑλληλεπίδραση με Α+Β στο τέλος κάθε βήματος συνεργασίας s Κανόνες (π.χ, στην απεικόνιση ανάδρασης) Σύστημα

7. Το μεθοδολογικό πλαίσιο Ταξινόμηση των διαμεσολαβούμενων εργαλείων (Engeström, 1999

8. Εργαλεία υποστήριξης της συνεργασίας Σύγκλιση σε ΣΣΔ • Σύστημα επικοινωνίας-κατάλληλα πλήκτρα κατηγοριοποίησης κάθε συμβολής (πρόταση, αντιπρόταση, σχόλιο κ.λ.π.) • Επιφάνειες διεπαφής κοινής θέασης παρακολούθηση του ιστορικού της συνεργατικής δραστηριότητας • Βάση δεδομένων για την αποθήκευση και εξαγωγή του ιστορικού της συνεργατικής δραστηριότητας

9. Εργαλεία υποστήριξης της συνεργασίας Σύγκλιση σε ΣΣΔ • Ενημερωτικό υλικό: • Συνεργατικές δεξιότητες • Τι είναι ΣΣΔ • Διάκριση των συμβολών (πρόταση , αντιπρόταση κλπ.) - Σύστημα βαρών • Κατανόηση της πληροφορίας ανάδρασης • Μεταγνωστικές δεξιότητες

10. Εργαλεία υποστήριξης της συνεργασίας Σύγκλιση σε ΣΣΔ • Ανατροφοδότηση • Εμπειρικά δεδομένα • Δείκτες (κατάλληλοι μετασχηματισμοί δεδομένων) • Μέτρηση της συμμετρίας της συνεργατικής δραστηριότητας-κίνητρο • Παρακολούθηση της αλλαγής των ρόλων των συνεργαζόμενων • Εντοπισμός της εκτός ορίων ασυμμετρίας της συνεργατικής δραστηριότητας

11. Εργαλεία υποστήριξης της συνεργασίας Σύγκλιση σε ΣΣΔ Έμπειρο σύστημα ασαφούς λογικής C/M-FIS Collaboration/metacognition fuzzy inference system Csn(p) Msn(p) p: η ομάδα s: το βήμα συνεργασίας n: Α, Β Φόρμα μεταγνωστικού στοχασμού

12. Εργαλεία υποστήριξης της συνεργασίας Σύγκλιση σε ΣΣΔ

13. Εργαλεία υποστήριξης της συνεργασίας 7 HQ 6 LQ 5 AG 4 CL 3 CM 2 CP 1 P Peer A Peer B 0 Turn-taking Peer B Peer A -1 P CP -2 -3 CM -4 CL -5 AG Ανάλυση της πολυπλοκότητας της διαδοχής των ρόλων με τη μέθοδο Lebel-Ziv -6 LQ HQ -7 5 10 15 20 25 30 35 40 Contribution number P=ABAABBAABBAABAAABABAAAAABABBABABBBBABB A*B*AA*BB*AABBAABA*AABAB*AAAA*ABABB*ABABBB*BABB

14. Εργαλεία υποστήριξης της συνεργασίας Σύγκλιση σε ΣΣΔ Ανάλυση Ποιοτικού έλεγχου (quality controlanalysis) της ασυμμετρίας της συνεργατικής δραστηριότητας

15. Το προτεινόμενο μοντέλο C/M-AFM Στόχος • C/M-AFM Collaboration/Metacognition-Adaptive Fuzzy Model • Αξιοποίηση δεικτών Csn(p) και Μsn(p)

16. Το προτεινόμενο μοντέλο C/M-AFM Στόχος Eκτίμηση του δείκτη ποιότητας Csn(p) με βάση τη μοντελοποίηση της σχέσης των δεικτών Csn(p) και Msn(p) κατά μήκος της συνεργασίας

17. Διαδικασία εκπαίδευσης NN: Δομή νευρωνικού δικτύου FL: Περιγραφή με μορφή κανόνωντύπου IF/THEN Παράμετροι εισόδου-εξόδου Δεδομένα εισόδου Δεδομένα εισόδου Δεδομένα εξόδου Εκτιμώμενες τιμές εξόδου Δυνατότητα γενίκευσης-πρόβλεψης Το προτεινόμενο μοντέλο C/M-AFM Μοντελοποίηση • Νευροασαφές μοντέλο (Neural Νetworks, ΝΝ-Fuzzy Logic, FL)

18. Το προτεινόμενο μοντέλο C/M-AFM Μοντελοποίηση C/M-AFM_1

19. Το προτεινόμενο μοντέλο C/M-AFM Αποτελέσματα εκπαίδευσης • Πειραματικά δεδομένα: • 14 ζεύγη μηχανικών ΑΠΘ, 6 βήματα συνεργασίας • παρεμβολή 64 ζεύγη (50 για εκπαίδευση και 10 για τον έλεγχο της απόδοσης των σεναρίων C/M-AFM_1,2

20. Το προτεινόμενο μοντέλο C/M-AFM Αποτελέσματα ελέγχου • Μοντέλα γραμμικής παλινδρόμησης (Multiple Regression, MR) • Μοντέλα νευρωνικών δικτύων (Multilayer Perceptron, MLP)

21. Το προτεινόμενο μοντέλο C/M-AFM Αποτελέσματα ελέγχου • Μοντέλα γραμμικής παλινδρόμησης (Multiple Regression, MR) • Μοντέλα νευρωνικών δικτύων (Multilayer Perceptron, MLP) • Υλοποίηση των μοντέλων σε περιβάλλον Μαtlab6.5 (Mathworks, Inc.).

22. Το προτεινόμενο μοντέλο C/M-AFM Συζήτηση • Το C/M-AFM λόγω της νευροασαφούς δομής του έχει τη δυνατότητα να παρέχει υποστήριξη σε πραγματικό χρόνο • Απόκριση C/M-AFM λιγότερο από 1 sec σε PC Pentioum IV 2.8 GHz -Σύγχρονα περιβάλλοντα συνεργασίας • Βελτιστοποίηση C/M-AFM μέσα από περισσότερα εμπειρικά δεδομένα

23. Συμπεράσματα • Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική C/M-AFM διερευνά τη δυνατότητα υλοποίησης του ανώτερου επιπέδου εργαλείων, με δυνατότητα πρόβλεψης, που μπορεί να συμβάλλει στη βελτιστοποίηση της συνεργατικής δραστηριότητας σύγχρονης ή ασύγχρονης • Αποτελέσματα από τη σύγκριση της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής C/M-AFM με άλλες (MR, MLP) αποδεικνύουν την καλύτερη απόδοσή του στην εκτίμηση κατάλληλου δείκτη της ποιότητας της επερχόμενης συνεργατικής δραστηριότητας

24. Συμπεράσματα • Η θεωρία της δραστηριότητας (activity theory) παρέχει το μεθοδολογικό πλαίσιο για την ανάλυση των συνεργατικών περιβαλλόντων σε πολλαπλά επίπεδα • Η εστίαση στο σύστημα δραστηριότητας (activity system) που σχετίζεται με την υποστήριξη της συμμετρίας της συνεργατικής δραστηριότητας παρείχε την ευκαιρία να αναλυθoύν διαφορετικά εργαλεία που διαμεσολαβούν μεταξύ των συνεργαζομένων και του υποστηρίζοντας συστήματος • Στο πλαίσιο αυτό παρουσιάστηκαν εκδοχές εργαλείων που υλοποιήθηκαν ανά επίπεδο της ταξινομίας τους και μπορούν να αξιοποιηθούν για την κατάλληλη ανάδραση προς τους συνεργαζόμενους • Το πεδίο σχεδιασμού και ανάπτυξης υποστηρικτικών μηχανισμών σε περιβάλλον CSCL είναι ανοικτό και αποτελεί περαιτέρω ερευνητική πρόκληση.