Модели на път за учене в курс за електронно обучение

1. Модели на път за учене в курс за електронно обучение доц. д-р Даниела Дурева* гл. ас. д-р Георги Тупаров*,** * Катедра “Информатика” ЮЗУ “Неофит Рилски” ** Секция “Софтуерни технологии”, ИМИ - БАН Изследванията са подпомогнати от проект ВУ МИ-111/2005, НФ “Научни изследвания”, МОН

2. “Процес на формални и неформални дейности, процеси и събития за учене и преподаване чрез използване на електронни медии като Интернет, Интранет, екстранет, CD-ROM, видеокасети, телевизия, клетъчни телефони, персонални органайзери и др.”[http://www.e-learningsite.com/elearning/indelea.htm] дейности за учене и преподаване чрез различни електронни медии. Същност на електронното обучение • “Използването на новите мултимедиийни технологии и Интернет за подобряване на качеството на учене чрез осигуряване на достъп до ресурси и услуги, както и на отдалечена обмяна и съвместна дейност.” http://www.elearningeuropa.info/glossary.php

3. електронно обучение он-лайн обучение Web базирано обучение Интернет Базирано Обучение (IBT) Дистанционно обучение /Distance learning/ Interactive Computer Learning CAI CBT Computer Based Assessment Смесено обучение /blended learning, mixed mode/ Развитие и приложение на електронното обучение m-learning

4. Бихевиоризъм Теории за ученето и електронното обучение Цели на обучение Сценарии на път за учене Положителна подкрепа на ученето Използване стиловете на учене за подбор на учебни ресурси Работа по проекти (задания) Конструктивизъм Когнитивизъм Електронно обучение Решаване на проблеми Използване на хипермедийни средства за подпомагане на запомнянето Експеримент, чрез симулации и игри Търсене и преработка на информация Дискусии Контрол на поставените цели с различни средства- тест, оценка на задания, портфолио, журнал, бележник

5. Фактори, влияещи на проектирането и поддържането на курсове и системи за електронно обучение • Форма на обучението- дистанционна или смесена • Дистанционна- изисква повече средства за самостоятелна работа • Смесена- налице е възможност за повече време за пряк контакт с преподавателя и останалите обучаеми • Цели на обучението- под цел на обучението се разбира описание на равнището на знанията, уменията, компетенциите и други характеристики, които обучаемият трябва да постигне в процеса на обучение. • Стил на учене- стилът на учене отразява начина на възприемане и обработване на информацията.

6. Цели на обучение Когато не знаеш къде искаш да отидеш, няма никакво значение по кой път ще тръгнеш. `Would you tell me, please, which way I ought to go from here?' `That depends a good deal on where you want to get to,' said the Cat. `I don't much care where--' said Alice. `Then it doesn't matter which way you go,' said the Cat. Lewis Carroll, “Alice in Wonderland”

7. Дефиниране на целите на обучение • Когнитивна таксономия на Блум • Определят се от когнитивния домейн и домейн на знанията

8. Описание на целите на обучение • На основата на домейна от знания и умения, които трябва да се усвоят от обучаемите и от когнитивния домейн, отразяващ равнището на усвояване на конкретните знания и умения. • Към учебно съдържание- урок, симулация, задача или ресурс може да се асоциира матрица на целите Матрица на целите

9. Стил на учене • Над 70 теории за стиловете на учене. • Когато преподавателят познава стила на учене на своите обучаеми, той би могъл да подбере подходящи методи за обучение така, че да осигури по- висока ефективност на ученето. • Когато обучаемият познава собствения си стил на учене би могъл да подбере и използва подходящите учебни материали, съответстващи на неговия стил на учене. • Например: Ако даден човек възприема по- добре слухова информация и учи по- добре чрез слушане, отколкото чрез четене, то предлагането на файлове с текстова информация в един курс за електронно обучение едва ли би било достатъчно полезно за този обучаем. В този случай добре би било на обучаемия да се предложи учебно съдържание представено или съпътствано от аудио или видео информация.

10. Стилове на учене и връзка с технологиите за електронно обучение

11. Път за учене в курс за електронно обучение- определя последователността от учебни дейности, осъществявани от обучаемия в рамките на една учебна единица. Основни понятия Цели на обучение Път за учене учебен обект услуга учебен ресурс учебна дейност Стил на учене учебна единица.

12. Модели на път за учене в курс за електронно обучение- основни понятия (1) • Учебният обект (Learningobject) - споредIEEELTSC - “всяко нещо (entity) цифрово или не-цифрово, което може да бъде използвано, повторно използвано или реферирано в процеса на технологично поддържаното обучение” Учебният обект може да бъде: • файл с различен формат - текстов, аудио, видео, графичен; мултимедийна презентация или симулация; • тестили тестова задача. • Услугата (Service) се предоставя от информационната система за електронно обучение. Това може да бъде: дискусионен форум, електронна поща, чат, видео аудио конференция, wikiи пр, средства за поддържане на съвместна работа, журнал и др..

13. Модели на път за учене в курс за електронно обучение- основни понятия (2) • Учебен ресурс (LearningResource) - учебен обект или услуга. Освен специфичните свойства, учебните ресурси трябва да притежават следните общи свойства: • учебни цели които се постигат/измерват с него; • стилове за учене, за които е подходящ. • Учебната дейност се осъществява от обучаемия или преподавателя с използване на учебните ресурси в системата за електронно обучение и осигурява /проверява постигането на учебните цели. Всяка дейност се характеризира с: • предназначението си - • за учене; • за проверка на знания и умения; • за оценка на знания и умения; • учебните цели, които се постигат или измерват с нея, базирани на домейна на знанията и когнитивния домейн; • стиловете на учене, за които е подходяща; • включените в нея дейности и/или ресурси;

14. Дейности на обучаемия дейности за учене самостоятелна работа с учебни материали- четене на учебни материали, работа със симулационни програми, използване на мултимедийни презентации, тюториал; слушане/гледане на аудио/видео лекция; водене на записки със специализирани цифрови средства- бележник, журнал; участие в дискусии; решаване на задачи с цел обучение: чрез интегриран в системата симулационен или приложен софтуер; с дейности извън системата, изискващи въвеждане на решенията в системата. работа по индивидуален проект; работа по групов проект. дейности за проверка на знания попълване на тест; решаване на задачи; работа по проект; участие в дискусия. Дейности на преподавателите прави вербална или цифрова оценка на постиженията на обучаемия при реализация на дейности за проверка и оценка на знанията; ръководи дискусии и прави вербална или цифрова оценка на комуникативните умения на обучаваните по време на дискусиите или уменията за работа по проект; консултира дейностите, свързани с работа по проект и решаване на задачи. Модели на път за учене в курс за електронно обучение- основни понятия (3)

15. Модели на път за учене в курс за електронно обучение- основни понятия (4) • Учебна единица - абстрактно представяне на курс, урок, семинар и/или всяко друго събитие във формалното или неформалното учене и преподаване. В този смисъл учебна единица може да бъде модул, раздел, тема от даден курс и пр., съгласно възприетата за употреба учебно-методическа йерархия. • Учебната единица може да бъде съставена от други учебни единици или учебни дейности и свързаните с тях учебни ресурси. За всяка учебна единица се дефинират: • клъстер от цели на обучението; • необходими предварителни знания и умения; • път за учене • стил на учене

16. Модели на път за учене в курс за електронно обучение- основни понятия (5) • Пътят за учене може да бъде зададен като: • път със свободно придвижване на обучаемия през него, включващ всички възможни учебни дейности, зададени от преподавателя; • път със зададена от преподавателя статична последователност от дейности и точно определено разположение на дейностите за проверка и/или оценка, представени в линейна последователност; • път със задължителни и изборни дейности за учене и задължителни дейности за проверка и/или оценка на знания и умения; • адаптивен път за учене, съобразен със стиловете на учене на отделните обучаеми, входното им ниво и постиженията в процеса на учене.

17. Процесът на обучение се състои от подредени учебни дейности, които обучаемият и преподавателят трябва да извършат, за да се постигнат съответните цели на обучение, като използват свързаните с тях учебни ресурси, предоставени от информационната система за електронно обучение. Използват се йерархични таксономии за описание на когнитивния домейн на целите на обучение. Учебните дейности се организират в учебни единици на модулно-йерархичен принцип, като при това са възприети следните аспекти на обектно-ориентирания подход – капсулиране и агрегиране. Учебните цели могат да се обединяват в клъстери от цели на модулно-йерархичен принцип, като при обединяването се спазва възприетата учебно-методическа йерархия и са възприети аспектите “капсулиране” и “агрегиране” на обектно-ориентирания подход. Всеки клъстер от цели се реализира на практика от учебна единица, която реализира съответните учебни дейности. Основни принципи при моделирането на път за учене (1)

18. Основни принципи при моделирането на път за учене (2) • Всяка учебна единица съдържа учебни дейности за контрол на постигане на заложените в нея цели на обучение от обучаемите. • Според домейна на знанията и когнитивния домейн може да се определи минималният набор от учебни цели, за който има дидактически смисъл да се прави проверка за постигането им по отношение на пътя на учене. • Сценарият, по който ще се реализира адаптивният път на обучение в учебната единица е във функционална зависимост от индивидуалните постижения на обучаемия по отношение на учебните цели и неговия доминиращ стил на учене. • На обучаемия се предлагат учебни дейности, съобразени с неговия текущо определен от системата за електронно обучение доминиращ стил на учене.

19. Концептуално моделиране. Водеща концепция в него е целта на обучението, която е свойство на учебните ресурси, използвани за реализация на учебните дейности. Реализира се в две стъпки: Изграждане на концептуален модел на структурата на курс за електронно обучение. “Отгоре-надолу” “Отдолу-нагоре” Изграждане на концептуален модел на сценарий за учене в курс за електронно обучение. Физическо моделиране. Водеща концепция в този етап е учебната дейност, която се реализира с използване на учебни ресурси, предоставени от информационната система за електронно обучение. Етапи в моделирането на път за учене

20. Концептуално моделиране • Входни данни • Когнитивна таксономия за описание на минималното входно ниво от знания и умения на обучаемите и очаквани резултати от обучението • където: - когнитивни нива, в зависимост от избраната таксономия • Изисквания за входни знания и умения на обучаемите с използване на възприетата таксономия чрез матрица IP (InputPrerequisites) за когнитивното равнище cdm на входните знания и умения , • където: • Цели на обучението с използване на възприетата таксономия чрез матрица на целите LO (LearningObjectives) където ,

21. Дефиниране на множество KD (KnowledgeDomain) от понятия, факти, принципи, процедурите и явления включени в целите на обучението Построяване на ориентиран граф GKDна възможната последователност на изучаване на елементите на множеството KD от понятия, факти, принципи, процедури и явления, включени в целите на обучението и съответната матрица на инцидентност IMKD за дъгите на графа GKD: ,където , Ориентиран граф на понятията GKD Изграждане на концептуален модел на структурата на курс (1) 6 F6 5 4 A5 3 C4 D4 2 E3 A3 1 F B2 E C B D Когнитивно равнище A Входни знания и умения. Когнитивно равнище, което трябва да се постигне Понятия, принципи процедури.

22. Определяне на разликата между входните и изходните когнитивни нива на множеството от понятия, факти, принципи, процедурите и явления включени в целите на обучение чрез матрица на целите LO (LearningObjectives). , където , Построяване на ориентиран граф GLOна възможната последователност на постигане на елементите на множеството на целите на обучението включени в матрицата на целите LO и съответната матрица на инцидентност за дъгите на графа GLO , където , Ориентиран граф GLO на възможната последователност на постигане на целите на обучение 6 F6 5 F5 4 F4 A55 3 F3 C4 A4 D4 Е3 2 F2 D3 A3 Е2 1 D2 F B2 E D A Изграждане на концептуален модел на структурата на курс(2) Когнитивно равнище Входни знания и умения. Когнитивно равнище, което трябва да се постигне Понятия, принципи процедури.

23. Начало • Когнитивна таксономия; • Входни знания и умения на обучаемите; • Цели на обучението, които трябва да се постигнат. Дефиниране на множество от понятия, факти, принципи, процедури и явления, включени в целите на обучение. Построяване на ориентиран граф GKD и неговата матрица на инцидентност IMKD на възможната последователност на изучаване на понятията, фактите, принципите, процедурите и явленията, включени в целите на обучение. Нов моделен процес за всяко новополучено подмножество. Определяне на разликата между входните и изходните когнитивни нива на множеството от понятия, факти, принципи, процедурите и явления включени в целите на обучение. Преработване на GLO като граф на възможната последователност за постигане на новите подмножества на целите на обучението, реализирани от новополучените подмножества цели. Построяване на ориентиран граф GLO и неговата матрица на инцидентност IMLO на възможната последователност на постигане на целите на обучението. Необходима ли е детайлизация и декомпозиция? Не Край Да Детайлизиране на целите на обучение и декомпозиране на подмножества от цели. Специфичните дейности за вариант “отгоре-надолу”

24. Начало • Когнитивна таксономия; • Входни знания и умения на обучаемите; • Цели на обучението, които трябва да се постигнат. Дефиниране на множество от понятия, факти, принципи, процедури и явления, включени в целите на обучение. Построяване на ориентиран граф GKD и неговата матрица на инцидентност IMKD на възможната последователност на изучаване на понятията, фактите, принципите, процедурите и явленията, включени в целите на обучение. Определяне на разликата между входните и изходните когнитивни нива на множеството от понятия, факти, принципи, процедури и явления, включени в целите на обучение. Построяване на ориентиран граф GLO и неговата матрица на инцидентност IMLO на възможната последователност на постигане на целите на обучението. Агрегиране на целите на обучение в клъстери, за които има дидактически смисъл да се извърши проверка за постигането им. Преработване на GLO като граф на възможната последователност за постигане на новите клъстери на целите на обучението, разглеждани като монолитни композитни цели. Да Агрегиране на клъстерите от цели на обучение в по-високо ниво според избраната учебно-методическата йерархия. Необходимо ли е ново агрегиране? Не Край Специфичните дейности за вариант “отдолу-нагоре”

25. Курс КЦ КЦ КЦ КЦ КЦ КЦ КЦ Подтема(ЕК) Цел Цел КЦ КЦ Цел КЦ Цел Цел Модул ЕК ЕК ЕК ЕК ЕК ЕК Тема Концептуален модел на структурата на курс за електронно обучение

26. Изграждане на концептуален модел на сценарий за учене • Определяне на минималните (cut-off) нива на усвояване на целите, при които те се смятат за постигнати. Определят се чрез експертна оценка и се описват с матрицата: , където , • Избор на стратегии при не постигане на целите на обучението включени в съответния клъстер от цели на обучение • Повторение на всички дейности отговорни за постигане на целия клъстер, без значение коя от целите не е постигната (този вариант е единствен, ако учебната единица реализираща клъстера е монолитна или е съставена само от една учебна дейност). • Повторение от дейността, отговаряща за най-първата в последователността непостигната цел от клъстера в графа на целите на обучение. • Повторение само на дейностите, отговорни за постигане на неизпълнените цели на обучение от клъстера, подредени в последователност в съответствие с графа на целите на обучението. • Избор на някой от трите варианта по преценка на тютора на курса. • Определяне на броя неуспешни опити от страна на обучаемия за постигане на целите за обучение включени в конкретния клъстер при използване на един стил на учене, след който да се търси смяна на доминиращия стил на учене.

27. Физически модел на път за учене • Елементарна учебна единица (ЕУЕ)– състои се от дейности за учене и контрол за постигане на целите на обучението. Минималната по размер елементарна УЕ се състои от една дейност за учене и една дейност за проверка на постигнатите цели на обучението. Тя е най-малкият обект, на чието ниво може да се извършва контрол за постигане на целите на обучение и да се сменя предлаганият на обучаемия стил на учене. • Контролна единица (КЕ) – състои се от една или няколко дейности за проверка и/или оценка на постигнатите цели на обучението. • Агрегатна учебна единица (АУЕ) – състои се от една или повече елементарни или агрегатни учебни единици и една или повече контролни единици за проверка и/или оценка на постигнатите цели на обучението.

28. Физически модел на път за учене – входни данни • Множеството от всички ориентирани графи GLOна възможната последователност на постигане на елементите на множеството на целите на обучението на всичките клъстери от учебни цели – елементарни и агрегирани, и съответните им матрици на инцидентност. • Множествата от минималните нива на усвояване на целите (cut-off) при които целите на обучението се смятат за постигнати на всички клъстери от учебни цели – елементарни и агрегирани. • Избраните стратегии при не постигане на целите на обучението след изпълняване на учебните дейности за всеки клъстер от учебни цели. • Броят неуспешни опити от страна на обучаемия за постигане на целите за обучение за всеки клъстер от учебни цели при използване на един стил на учене, след който да се предложат дейности с друг подходящ стил на учене.

29. Изграждане на физически модел на път за учене • Разработване на физическата реализация на всички елементарни учебни единици (подходяща за един или за няколко стила на учене): • Избират се учебни дейности и съответните им ресурси предоставяни от конкретната ИСЕО за реализация на целите на обучение. Всяка елементарна УЕ трябва да се изгради във варианти за различни стилове на учене. Възможно е елементарната УЕ да се изгради от учебни дейности, реализиращи едновременно няколко доминиращи стила на учене. Важно условие при реализацията на повече от един стил на учене от УЕ е всяка включена в нея дейност да е подходяща за всички реализирани стилове. • Избор на подходящи контролни единици за проверка постигането на целите на обучение, заложени в УЕ от концептуалния модел. • Съставяне на сценарий за изпълняване на учебните дейности в съответствие с графа на целите на обучение и избраните сценарии за повторение при неуспех от страна на обучаемия.

30. Изграждане на физически модел на път за учене (2) • Агрегиране на елементарните УЕ в агрегатни УЕ в съответствие с графа на целите на обучението: • Избор и/или проектиране и реализация на контролни единици за проверка постигането на целите на обучение, заложени в агрегатната УЕ от концептуалния модел съобразени със стила на учене. • Съставяне на сценарии за всеки стил на учене за преминаване през елементарните УЕ в съответствие с графа на целите на обучение и избраните сценарии за повторение при неуспех от страна на обучаемия. • Съставяне на сценарий за смяна на стила на учене при опре-делен брой неуспехи на обучаемия в усвояването на учебните дейности, заложени в елементарна УЕ за съответния стил. • Стъпката с агрегирането се повтаря, за да се получат после-дователните нива на декомпозиция от концептуалния модел, докато се получи само една УЕ, съответстваща на учебно-методическото ниво на целия сценарий за електронно обучение.

31. (Курс) АУЕ (Модул) АУЕ 1 KE .... АУЕ N .... АУЕ N КЕ АУЕ 1 (Тема) ЕУЕ 1 .... ЕУЕ N КЕ N (Подтема) ДУ 1 .... ДУ N КД 1 .... КД N Физическа схема на агрегатна учебна единица

32. Модели на УЕ и пътища за учене в съществуващи системи за електронно обучение • aTutor http://www.atutor.ca • Системата aTutorподдържа създаването и импортирането на SCORM съвместими учебни обекти и пакети. • Предоставените услуги от системата са: чат, дискусионни форуми. • Реализират се дейности за учене като: самостоятелна работа с учебни материали - четене на учебни материали, работа със симулационни програми, използване на мултимедийни презентации, тюториал, слушане/гледане на аудио/видео лекция, участие в дискусии. • За проверка на знанията дейностите са ограничени до използване на тестове. • Учебната единица е курс, в който са отделени дискусиите, чата, учебното съдържание и тестовете. • На практика не се дефинира път за учене. Обучаемият може свободно да преминава през предоставените от дизайнера на курса ресурси.

33. Модели на УЕ и пътища за учене в съществуващи системи за електронно обучение • Claroline www.claroline.net • Системата импортираSCORM съвместими учебни обекти, създадени с други средства. Използват се учебни материали в .pdf, .txt, .doc, различни графични формати, html, мултимедийни материали създадени с Flashи PowerPoint, интерактивни симулации и др. • Предоставените услуги от системата са: чат, дискусионни форуми, wiki, средство за групова или индивидуална работа по проект (студентски материали), дъска за съобщения. • Прилагат се посочените в по-горе дейности за учене, дейностите за проверка на знанията са на практика на равнище самопроверка. Няма средства за оценяване на участието на студентите в дискусионните форуми. • Учебните единици са курс, модул, дейности, като част от дейностите са рамките на учебна единица от тип курс. На по-ниско ниво дейности като чат, дискусионен форум, задания не могат да бъдат включени. Описанието на целите е пасивно и може да се направи в описанието на курса.

34. Модели на УЕ и пътища за учене в съществуващи системи за електронно обучение • Claroline www.claroline.net • Съществуват две основни възможности за използване на път за учене - свободен и дефиниран (обучаваща пътека). В обучаващата пътека могат да се включат само дейности, базирани на учебни обекти - материали за четене, симулации, презентации, слушане и тестове. В една обучаваща пътека могат да се включат няколко модула, които по своята същност също са обучаващи пътеки. Има възможност за задаване свойство “блокиране” на обучаваща пътека или модул, което означава, че обучаваният задължително трябва да премине успешно през обучаващата пътека. След успешното преминаване през блокирана обучаваща пътека, може да се премине към следващата. • На практика адаптивността е минимална, на ниво “постигнати резултати”, като учебният материал се повтаря, докато се премине успешно през блокиращите модули.

35. Модели на УЕ и пътища за учене в съществуващи системи за електронно обучение • Iliaswww.ilias.de • Системата създава, поддържа и импортира SCORM/AICC/IMSQTI съвместими учебни обекти. • Услугите, които предоставя са: електронна поща, чат, дискусионен форум, цифрова библиотека. • Възможни са всички учебни дейности, посочени в по-горе. Дискусията и груповата работа не могат да бъдат оценявани. • Учебната единица може да бъде курс, модул и т.н. Допуска се влагане на един модул в друг, като учебните дейности могат да се групират в отделни модули. Учебната единица може да включва всички допустими от системата ресурси - файлове за четене, слушане, видео, презентации, дискусионен форум, задания и т.н. • Целите на обучение се формулират свободно и не са обвързани с конкретна таксономия. След като са дефинирани цели за даден курс, тези цели могат да се асоциират към тестова задача от избран тест или учебно съдържание, които са включени в курса. На практика се осъществява връзка му целите на курса и теста, с който се измерват тези цели. Към дадена тестова задача може да се асоциира и учебно съдържание. Обучаемият и преподавателят получават информация кои цели са постигнати и кои не са. • Пътят за учене е със свободен достъп до учебните ресурси. След приключване на тест, при грешни отговори на дадена тестова задача на обучаемия се предлага възможност по желание да се види учебния материал, асоцииран със задачата. Адаптивността е на ниво предложение за допълнително разглеждане на учебен материал, свързан с дадена тестова задача.

36. Модели на УЕ и пътища за учене в съществуващи системи за електронно обучение • Moodlehttp://moodle.org • Системата не поддържа създаването на SCORM съвместими учебни обекти, но може да импортира такива, създадени с други средства. Използват се учебни материали в .pdf, .txt, .doc, html, различни графични формати, мултимедийни материали създадени с Flashи PowerPoint, интерактивни симулации и др. • Предоставените услуги от системата са: чат, дискусионни форуми, wiki, workshop - средство за групова работа по проект, качване на единични файлове от студентите, дъска за съобщения. • Реализират посочените по- горе дейности на обучаемите, като се използват различни ресурси, поддържани от системата. Не съществува възможност за асоцииране на цели на обучението към учебна единица, учебните дейности или ресурси. Учебните цели се използват пасивно само за информация на обучаемите. Възможно е единствено да се класифицират тестовите задачи в зададени от дизайнера на теста категории и под категории, които отговарят на домейна от знания и когнитивния домейн. • Посочени дейности на преподавателя се реализират, с изключение на оценяване на комуникативните умения в дискусии, реализирани чрез дискусионен форум или чат. • Учебните единици са структурирани в следната йерархия: курс, тема (модул), учебни дейности). • Стандартно пътят за учене е с произволен достъп до учебните дейности и ресурси. Предоставя се възможност за включване на т.нар. урок, който представлява последователност от учебно съдържание, последвано от въпрос. В зависимост от отговора се определя пътят за учене в урока.

37. Moodle

38. Бъдещи изследвания • Методи за верификация на съответствието между концептуалния и физическия модел на път за учене • Експериментално изследване ефективността на концептуалния и физическия модел • Изследване на възможностите за описание на моделите със съществуващи стандарти и спецификации в областта на електронното обучение

39. За контакти • Даниела Дуреваddureva@aix.swu.bg • Георги Тупаров georgett@aix.swu.bg