Adaptiv læring: Muligheter og begrensninger med digital læringsanalyse og maskinlæring

Like dokumenter
Sosiale medier og pedagogikk

Sosiale medier og pedagogikk

EssayCritic: Internettprogram som gir tilbakemelding på innholdet i engelske stiler

Vurdering FOR læring - tilbakemeldinger og bevis på læring

Vurdering FOR læring - tilbakemeldinger og bevis på læring

Vurdering FOR læring - tilbakemeldinger og bevis på læring

Bruk av digitale læringsmidler, læringsressurser og læringsomgivelser. Sten Ludvigsen, InterMedia, Universitetet ioslo Udir, Nov 2011

Kurskategori 2: Læring og undervisning i et IKT-miljø. vår

Anna Krulatz (HiST) Eivind Nessa Torgersen (HiST) Anne Dahl (NTNU)

KDL utvikling av 4 emnebeskrivelser. Presentasjon i portefølje fellesmøte Anders Mørch, KDL koordinator

Intervensjonsforskning. - aksjonsforskning eller design-basert klasseromsforskning?

Vurdering FOR læring - tilbakemeldinger og bevis på læring

læremidler og arbeidsforsmer i den digitale skolen

Ny GIV Akershus fylkeskommune v/ Line Tyrdal

Newton Energirom, en læringsarena utenfor skolen

Velkommen til orienteringsmøte om forsert løp

Eksamen ENG1002/1003 Engelsk fellesfag Elevar og privatistar/elever og privatister. Nynorsk/Bokmål

v/ Line Tyrdal

EN Skriving for kommunikasjon og tenkning

Tilrettelegging for læring av grunnleggende ferdigheter

Vurdering FOR læring - tilbakemeldinger

Dybdelæring i læreplanfornyelsen

Lærere som lærer. Elaine Munthe. Professor / Dekan Universitetet i Stavanger uis.no

Hvordan kan IKT bidra til pedagogisk utvikling?

Deltagelse og dialog i det digitale klasserommet

Naturfag ute og inne med mobilen som bindeledd

v/ Line Tyrdal

«Flerspråklighet som ressurs i engelskundervisningen» - forskningsperspektiver og didaktiske grep. Christian Carlsen, USN

Vurdering FOR læring- tilbakemeldinger og framovermeldinger

5E-modellen og utforskende undervisning

Å skrive på et andrespråk

Tilrettelegging for læring av grunnleggende ferdigheter

Spillbasert læring Spill som verktøy for dialogisk undervisning. Skolelederdagen 2019 Kenneth Silseth

Grunnleggende prinsipper i læringsfremmende vurdering 21. September Egil Weider Hartberg

Læremidler og arbeidsformer i prosessorientert skriving

Dylan Wiliams forskning i et norsk perspektiv

Cooperative Learning in the Flipped Classroom: A Randomised Experiment

Forsert løp Velkommen til orienteringsmøte tirsdag 7. mai 2019

Forskning om digitalisering - en innledning

International Baccalaureate (IB) og Pre-IB

)RUVNQLQJVPHWRGLNNLQQHQ.XQVWLJLQWHOOLJHQV

Eksamensformer og prestasjoner

Grep for å aktivisere elever i matematikk - om å skape kognitivt aktive elever og dybdelæring

Vurdering på ungdomstrinnet og i videregående opplæring. Nå gjelder det

Lisbeth M Brevik Hva kjennetegner kvalitet i engelskundervisningen? Koding av video-observerte engelsktimer ved norske ungdomsskoler (9.

Hvordan jobber reiselivsgründere med sine etableringer? Sølvi Solvoll Klyngesamling, Bodø

Vurdering for læring. John Vinge. Pedagogdagene Norges musikkhøgskole

Effektiv undervisning og læring i virtuelle klasserom MAI 2018 BJØRN VADET

Vurdering FOR læring - tilbakemeldinger og bevis på læring

Utvikling av kreativ og robust matematikklærerkompetanse

Informasjonsteknologi og pedagogikk

International Baccalaureate (IB) og Pre-IB

Barns erfaring av en deltakende tilnærming i astmaopplæring Anne Trollvik førsteamanuensis

Bruk av elevresultater i skolen - institusjonelt arbeid mellom resultatstyring og faglig-profesjonelt ansvar

Digitale verktøy eller pedagogikk kan vi velge?

IT som endringsdriver i høyere utdanning. Jesper Havrevold Seksjon for digitale medier i læring (DML)

Dette er min sjette rapport som programsensor. Den er skrevet med utgangspunkt i rapportene for årene

Har prøver og tester en rolle i finsk skole?

Camilla G. Hagevold, Utdanningsdirektoratet 20/9-16. Elevene med! Fra underveis- til sluttvurdering

Last ned Pedagogisk psykologi - Anita Woolfolk. Last ned

Stjørdal Elever med stort realfaglig potensial Hva kan skolen gjøre for dem?

Diversity, Super Diversity & Transnational Entrepreneurship. NVL network meeting Copenhagen Eli Moen Norwegian Business School

Guidance. CBEST, CSET, Middle Level Credential

GFU-skolen 12. mars 2015

WORKSHOP: HOW TO CONNECT STUDENTS TEACHING PRACTICE AND RESEARCH MIKAEL ALEXANDERSSON, KAREN HAMMERNESS, KIRSTI ENGELIEN, & INGA STAAL JENSET

Karin Dahlberg Pettersen Berit Hope Blå

Progresjon og aktiv deltakelse

Kompetanseutvikling for praktiske prosedyrer (KUPP) et hjelpeverktøy for læring og veiledning av studenter i klinisk praksis?

Det digitale samfunn. Bruk av digitale hjelpemidler i matematikkundervisningen

Kunnskap i bruk: Innovasjonsarbeid ved UiO. UiO styremøte den 13. mars 2018

NTNU KOMPiS Studieplan for Samfunnskunnskap 1 Studieåret 2015/2016

FIRST LEGO League. Härnösand 2012

Evaluering av PROPSY301 høsten 2012

Emnedesign for læring: Et systemperspektiv

SAK- & PORTALDAGENE 2018

Refleksjonsnotat på deltakelse i nettbaserte diskusjoner

Hva slags forskning & innovasjoner er det behov for i praksisfeltet? NRLU 26. oktober 2017

Forskriftens intensjoner hva er utfordringen, og hva skal til for å lykkes? Et eksempel fra profesjonsfaget.

Ledelse av læreres læring

Rapport Basismodul i Universitets pedagogikk 2016

Høgskolen i Vestfold (HiVe) Hvordan kan bruk av en interaktiv tavle medvirke til endring i skolen og bedre tilpasset opplæring?

Formativ vurdering (vurdering for læring) REAL undervisning Ragnhild Kobro Runde

«Transferable skills», and what s in it for me?

SKOLEUTVIKLING OG OPPFØLGING -fra individuelt til kollektiv læring

Læring uten grenser. Trygghet, trivsel og læring for alle

Refleksjonsnotat 1. i studiet. Master i IKT-støttet læring

Grunnleggende ferdigheter i Naturfag hva og hvordan

Midler til innovativ utdanning

Hvordan observere forståelse?

IKT i 2. fremmedspråk i forhold til læringsteori og L06

INFORMASJON TIL VG1-FORESATTE

Forslag til 1.-5 studieår GLU 1-7 per

Digitalisering: Digitale infrastrukturer for læring og progresjon. Sten Ludvigsen, UV, UiO

Lærere overøses av forventninger, krav, tips. Bjørnar Alseth. Hva kan elevene mine?

Hvordan hjelpe elever til å utvikle teoretisk kunnskap når de gjør praktisk arbeid i naturfag?

IMPLEMENTERING AV KVALIFIKASJONSRAMMEVERKET

OPPGAVE 2: UTVIKLING AV FORSTÅELSE GJENNOM BRUK AV SPRÅK

Litteraturoversikter i vitenskapelige artikler. Hege Hermansen Førsteamanuensis

Nasjonal satsing på «Vurdering for læring» - videreutvikling av skolers vurderingspraksis

Transkript:

Adaptiv læring: Muligheter og begrensninger med digital læringsanalyse og maskinlæring Anders Mørch Institutt for pedagogikk (IPED), Universitetet i Oslo anders.morch@iped.uio.no ITS-Ekeberg møtet, Oslo, 14. juni, 2017

Innhold Digital læringsanalyse Læringsteorier Brobyggingsteorien Adaptiv læringsteknologi Maskinlæring Forskningsmetode Eksempel EssayCritic

Digital læringsanalyse Med læringsanalyse menes å Samle, analysere, rapportere/visualisere data om elever og studenters aktiviteter gjennom elektroniske medier de bruker til læringsformål For å forstå og å gi anbefalinger om aktiviteten til elevene, for lærer, skoleleder, skoleeier, osv. Dette er big data for utdanning Kombinerer fagene datafangst (data mining), kunstig intelligens (AI), statistikk og pedagogikk

Teorier om hvordan mennesker lærer Behaviorisme Praksis; prøving & feiling; lite fokus på tenkning Kognitiv psykologi Problemløsning, resonnering, memorering Sosiokulturell psykologi Artefakter, mediering, samarbeid, instruksjon Konstruktivisme (knyttet til kognitive og sosiale teorier) Konstruksjonisme; sosial konstruktivisme

Konstruktivisme Piagets forskning er opprinnelsen til denne retningen, men det er mange andre etter ham Piaget mente at all læring er konstruert på basis av kognitive strukturer (prior knowledge) Hovedfunksjonen til kognisjon er adapsjon: organisere den erfarte verden med meningsfylte begreper på basis av interaksjon med omverden To typer læring (adapsjon): Assimilering (foreløpig) og akkommodering (dyp)

Sosial konstruktivisme Vygotsky (1934/1978) utviklet begrepet om den nærmeste/proksimale utviklingssone (ZPD), som er det potensiale vi har for å lære mer på basis av hva vi allerede kan Det skjer i følge Vygotsky ved at en mer kunnskapsrik person gir tilbakemelding og veiledning innenfor ens proksimale utviklingssone Dette har også blitt kalt for scaffolding, som vil si å lage pedagogiske støttestrukturer (Bruner)

Visualisering av nærmeste utviklingssone yet URL: http://en.wikipedia.org/wiki/zone_of_proximal_development

Brobyggingsteorien operasjonalisere ZPD Bygge bro fra det man kan til det man (enda) ikke kan yet

Brobygging uten egnede hjelpemidler er vanskelig Hva jeg blir bedt om/ønsker å lære Hva jeg har lært og kan URL http://www.yerkaland.com/wp-content/uploads/2016/08/mg_9482.jpg

Brobyggingsteorien - komponenter Læringsmål Læringsressurser Oppgaver/prøver Adaptiv læringsteknologi Det jeg allerede kan Det jeg kan lære meg Det jeg kan lære med medelever Det jeg kan lære med hjelp av lærer URL: https://thumbs.dreamstime.com/z/building-block-bridge-38250231.jpg

Eksempler på komponenter - eleven Det jeg allerede kan Tidligere prestasjoner i faget (skriftlig) ; det jeg viser gjennom samtale (muntlig) Det jeg kan lære meg Elevens evner; hva som er forventet i fag/trinn Det jeg kan lære meg med medelever Tilrettelagt samarbeid; samarbeid utenfor sk Det jeg kan lære meg med hjelp av lærer Det ideelle, avhengig av lærers tilgjengelighet

Eksempler på komponenter - oppgaven Kompetansemål i læreplan i Vg1, inkluderer Skrive ulike typer tekster med struktur og sammenheng, tilpasset formål og situasjon (skriftlig kommunikasjon) Drøfte framveksten av engelsk som et verdensspråk (kultur, samfunn og litteratur) Læringsressurser læreboka Passage, MS Word Oppgaver og prøver Write an essay on the topic of English as a global language: Explore how English was spread around the globe, and present the most important reasons for this development. Adaptiv læringsteknologi EssayCritic

Adaptiv læringsteknologi - maskinlæring Gjør det mulig å gi skreddersydde tilbakemeldinger til elevene på basis av prestasjoner og aktiviteter To typer maskinlæring som man må velge mellom Supervised learning krever noe mer arbeid for tilrettelegging av eksempler i form av tagging (klassifisering) enn unupervised learning, men kan klarer seg med færre eksempler Eksempler på algoritmer for maskinlæring brukt i EssayCritic programvaren (utviklet i 3 versjoner) Latent semantisk analyse (EC1-2, unsupervised) Beslutnings tre (EC3, supervised)

Eksempel: EssayCritic EssayCritic gir tilpasset tilbakemelding på elevers engelske stiler før de sendes lærer for sluttvurdering Utprøvd på videregående skoler i Hongkong og Norge (Skien, Sandvika, Lillestrøm vgs.) To IFI masteroppgaver er skrevet, og en Pedagogikk doktoravhandling er nylig levert av Irina Engeness EssayCritic benytter ulike algoritmer til å sammenligne elevs tekst med et antall gode eksempler Opererer innenfor forhåndsbestemte tema, inkl.: Mobile phone use (Skien), Unhealthy food (Sandvika), English as global language (Lillestrøm)

EssayCritic : Eleven laster opp essay 1. Eleven har lastet opp flere versjoner av sin stil 2. Eleven ber så om tilbakemelding fra systemet ( ris og ros )

EssayCritic gir to typer tilbakemelding Missing themes Student essay Covered themes Theme marked in student essay

Forskningsmetode Først velge overordnet tilnærming: Kvantitativ vs. kvalitativ; vs. kombinerte metoder Rollen til forskerne ( flue på veggen ; intervenerende) Retningslinjer, etikk og personvern (NSD) Velge deltagere (skoler og klassetrinn) Datainnsamlingsteknikker Observasjon med video i klasserom; intervju m/lærer, fokusgruppe med deltagere på ulike nivå Essay produsert av elevene analyseres kvalitativt Karakterene analyseres med statistiske metoder

Deltagere og stiloppgave 125 elever (16-17 år) fra fem klasser i studiespesialiserende retning på VG1 på Østlandet deltok høsten 2014 3 klasser bidro med beste stiler for å lære opp programmet mens to klasser deltok i eksperimentet Write an essay on the topic of English as a Global Language: Explore how English was spread around the globe, and present the most important reasons for this development (300-400 words) Tar som utgangspunkt et kap. i Eng. læreboka Passage, som elevene hadde lest på forhånd

Klasseroms organisering Elevene I gruppe 1 skriver egne stiler og får tilbakemelding fra EssayCritic Elevene diskuterer hverandres tilbakemeldinger (høytenkning) i toergrupper Mål med studien var å sammenligne to typer tilbakemeldinger: 1) Automatiske og 2) medelevers

Temaene som EssayCritic er lært opp til å forstå for å analysere innholdet i stilene 1. Historical reasons for the spread of English language. 2. Impact of English on other languages. 3. English as Lingua Franca (travelling, international policies and diplomatic negotiations). 4. English as a dominant language on the Internet and computers. 5. English as a language of Science and technological innovations. 6. English grammar and borrowed words. 7. Advantages of English in University studies abroad. 8. The Anglo-American influence on the world (economy, movies, music). 9. Knowledge of English helps in finding high quality jobs. 10. English as an International language for communications. 11. English as a foreign language in schools around the world

Forskningsdesign Fase 1 Innsamling av pretest data (essay versjon 1) Fase 2 Innsamling av posttest data (essay versjon 3) Fra gruppe 1 (med bruk av EssayCritic) Fra gruppe 2 (med bruk av medelevers tilbakemelding) Fase 3 Intervju med elever og to lærere Analyse av resultater og læringsprosess

Data Pre - og posttest (første og siste versjon av essay) fra gruppe 1 (N=24) and gruppe 2 (N=24), til sammen 48+48 stiler som ble rettet av en uavhengig lærer 11 timers videoopptak av elevenes (begge gruppene) interaksjon I klasserommet Intervju med elevene (24 elever) Intervju med lærerne (2 lærere)

Kvantitative data resultater De fleste elevene i begge gruppene forbedret sin karakter fra pretest til posttest med 2 karakterer (se tabell 1) Gjennomsnittlig Gjennomsnittlig Delta karakter pre-test karakter posttest Gruppe 1 2,8 4,5 1,7 2,9 4,8 1,9 N= 24 Gruppe 2 N=24

Kvantitative data resultater frts. Bruk av EssayCritic bidro til mer innhold i tekstene til gruppe1 elevene, sammenlignet med gruppe 2 (se tabell 2) Gjennomsnittlig Gjennomsnittlig Delta Gruppe 1 antall ideer i antall ideer i pre-test post-test 3,25 7 3,75 4,04 5,92 1,88 N= 24 Gruppe 2 N=24 Vurdering fra medelever (gruppe 2) bidro til bedre struktur og lesbarhet i stilene, som ga karakterheving

Kvalitative data resultater Styrker: the feedback given by EssayCritic triggered the students discussions in the groups and became incorporated in the students essays, consequently the students in group 1 (those who used EssayCritic) included significantly more subthemes than the students in group 2 (those who did not use EssayCritic) Svakheter: EssayCritic assisted the students in completing a specific task, but it did not help them to: 1) organize their essays, 2) increase their understanding of assessment for Learning (AfL) and 3) more generally increase their capacity to be in control of own writing process (learning to learn)

Planer for videre arbeid med digital læringsanalyse En søknad er sendt Norges forskningsråd, FINNUT programmet i Innovasjon, som ledes av ITS-learning med Rogaland fylkeskommune som søker i samarbeid med UiO som forskningspartner

Eksempel på bruk av EssayCritic Vis video fra versjon 2 (Sandvika vgs) URL: https://www.uv.uio.no/om/organisasjon/adm/ffs/unimedia/produksjoner/ essay-critics.html

Oppsummering av koplingen TeoriTeknologi-Forskningsmetode Hvordan teknologien bygger på teorien (brobygging fra læringsmål og oppgaver mot elevens kunnskapsnivå)? EssayCritic analyserer elevens tekster ved å sammenligne dem med innholdet i de beste essays (som har fått toppkarakterer i tidligere år) på samme oppgavetema Hvordan metoden bygger på teorien (for å finne ut av om ny kunnskap bygger på tidligere kunnskap)? Analysere elevenes samtaler via interaksjonsanalyse For å få frem hva de allerede kan Analysere tekstene de produserte For å få frem hva de har lært

Konklusjoner Brobyggingsteorien med utgangspunkt i konstruktivisme (Piaget/adapsjon og Vygotsky/ZPD), som gir godt utgangspunkt for forstå hvordan mennesker lærer Adaptiv læringsteknologi bør utvikles med m/basis i læringsteori, og vi gir et eksempel på dette EssayCritic for opplæring i Engelsk som fremmedspråk Metoder som benyttes må kunne synliggjøre både elevenes prestasjoner og på hvilket grunnlag de presterer for å kunne komme med påstander om hva som virker og hva som ikke virker av adaptiv teknologi

Litteratur Bruner, J. (1966). Toward a Theory of Instruction. Cambridge, MA: Harvard University Press. Ludvigsen, S., and Mørch, A. 2010. Computer-supported collaborative learning: Basic concepts, multiple perspectives, and emerging trends. In The International Encyclopedia of Education, Volume 5, B. McGaw, P. Peterson and E. Baker, Eds. Elsevier, Oxford, UK, 290-296. Mørch, A. I., Engeness, I., Cheng, V. C., Cheung, W. K., & Wong, K C. (2017). EssayCritic: Writing to Learn with a Knowledge-Based Design Critiquing System. Educational Technology & Society, 20 (2), 216 226. URL: http://www.ifets.info/journals/20_2/18.pdf Piaget, J. (1980). Adaptation and Intelligence. The University of Chicago Press. Vygotsky, L. 1978. Mind in Society: The Development of Higher Psychological Processes. Harvard University Press, Cambridge, MA.