Aktiiviset oppimistilat hanke
Aktiiviset oppimistilat – moniaistisen vuorovaikutusteknologian soveltaminen oppimiseen (Active Learning Spaces) Hankkeen johtaja professori Roope Raisamo Yhteyspäällikkö Arto Hippula Informaatiotieteiden yksikkö, TAUCHI tutkimuskeskus Tampereen yliopisto 11.1.2012 Esityksen sisältö • TAUCHI esittely • Oppimisen peruslähtökohdat • Mitä ovat vuorovaikutusteknologiat • Mikä on aktiivinen oppimistila • Active Learning Spaces -hanke • Konkreettinen esimerkki: eOppimisasema • Missä hanke on menossa TAUCHI – Tampere Unit for Computer-Human Interaction TAUCHI-tutkimuskeskus 50 monitieteistä tutkijaa – Opetusta 1986 lähtien, tutkimusyksikkö 1997 – Suomen Akatemian arvioimana Suomen suurin ja merkittävin vuorovaikutusteknologioiden tutkimusyksikkö – TAUCHI tekee vuorovaikutustapojen perustutkimusta ja kehittää sovelluksia käyttäjä- ja tarvekeskeisesti TAUCHI – Tampere Unit for Computer-Human Interaction TAUCHIn missio TAUCHI tutkii ja kehittää ihmisen ja teknologian vuorovaikutusta monitieteisesti. Ihmisten kyvyt, tarpeet ja rajoitteet sekä teknologian mahdollisuudet sovitetaan mahdollisimman hyvin yhteen. Haetaan alueita, joilla vuorovaikutteisen teknologian soveltamisesta on isoja hyötyjä. TAUCHI – Tampere Unit for Computer-Human Interaction Professorit ja tutkimusryhmät • Visuaalinen vuorovaikutus (VIRG) Prof. Poika Isokoski, informaation visualisointi, katsesovellukset • Multimodaalinen vuorovaikutus (MMIG) Prof. Roope Raisamo, moniaistiset sovellukset, haptiikka • Tunne- ja sosiaalinen vuorovaikutus (ESC) Prof. Veikko Surakka, psykofysiologia, tunteet, kasvojen ilmeet • Läsnäoleva ja kehollinen vuorovaikutus (SPI) Prof. Markku Turunen, puhe- ja elesovellukset, tilalliset ja mobiilit sovellukset TAUCHI – Tampere Unit for Computer-Human Interaction TAUCHI:n tausta oppimissovellusten suhteen • Katsekäyttöliittymät – 10 v aikana mm. koordinoitu Cogain NoE, EU 6 fp IST, useita muita vaikeavammaisten ratkaisuja – Katseen käyttö esimerkiksi käännössovelluksissa • Tilallisia ratkaisuja – 10 v aikana mm. DiYSE, EU Itea2 vammaisasunnon ohjaus, symbolichat, käyttäjien tunnistus ja seuraaminen tiloissa • Puhekäyttöliittymiä – 10 v aikana useita puhesovelluksia – Puheella ja eleillä ohjattava digiboksi – Mobiileja puheeseen perustuvia palvelusovelluksia kaikille käyttäjille • Haptiikka – 10 v aikana haptiikkasovelluksia nv. oppimiseen mm. Micole koordinoitu Strep, EU 6 fp IST, nv. pelejä, mobiililaitteen Braille – Haptinen simulaatio työpöytäympäristössä, voi olla myös mobiili • Kasvoeleiden tunnistus – Face Interface –kehitystä 4v Oppimisen oppijakeskeiset lähtökohdat (Hakkarainen) • Oppijan sisäinen, tiedon hankinta, tutkiminen • Miten tietoa voi vastaanottaa, ymmärtää, käsitellä, soveltaa, miten se tarttuu mieleen • Mukana kognition lisäksi myös emootio • Oppijoiden välinen, osallistuva • Miten sosiaalinen vuorovaikutus toimii, onko se formaalia vai informaalia • Mitä ja miten kanavia käytetään, miten helppoa viestiminen on, mitä se herättää, millä nopeudella • Rakentava, uutta luova • Miten asioita voidaan esittää yhdessä ja miten niitä voi assosioida, yhdistellä, rakentaa, mitä syntyy tuloksena • Miten näitä tuetaan oppimisympäristössä? Miten opimme = vuorovaikutus sisällön kanssa Aistit Leikki Emootio, kognitio Kokeilu, tutkiminen Draama Aistit • Aistimisen tarve on vahva • Aistiton tila = deprivaatio, ei voi kestää pitkään sekoamatta • Yksilöillä eri painotus ja aistitarpeet • Visuaaliset, auditiiviset, kinesteettiset • Puutteellinen aisti-informaatio haittaa ymmärtämistä • Esimerkiksi simulaatioefekti – tuloksena aivojen hämmennystila • Aistiminen on vuorovaikutusta = palautetta ja tiedon varmentamista Kognitio ja emootio (esim. Thurman Fleet) • Kognition ja alitajunnan (tunteen) välillä on yhteys, kognitio ei toimi yksin • Kognitio valitsee alitajunnalle järkevät asiat; alitajunta muodostaa uskomuksia • Tämän jälkeen emootio vaikuttaa toimintaan, siis opitun toteutukseen • Negatiivinen emootio estää oppimista ja opitun soveltamista –positiivinen edistää • Oppimisen pitäisi tuottaa positiivisia emootioita, jotka vahvistavat toimintaa ja kognitiivista valintaa Leikki • Leikki on olennainen osa ihmisen kehitystä ja oppimista • Leikin avulla ihminen voi simuloida tapahtumia ja tilanteita sekä kokeilla rajoja ja rajoituksia • Mahdollisesti syvällistä oppimista ei tapahdu ilman leikkiä Kokeilu ja tutkiminen • Halu kokeilemiseen ja tutkimiseen on merkki kiinnostuksesta ja motivaatiosta • Ihmisellä on tarve toteuttaa uteliaisuuttaan kokeilemalla ja tutkimalla • Syventävät ymmärrystä, laajentavat tietojen sovellettavuutta, myös uskottavuutta Draama • Tapahtumallisuutta, kerronnallisuutta • Tapahtumat koskettavat oppijan omaa elämää tai rinnastuvat hänen kokemuksiinsa, siksi ne muistetaan • Draamallisuutta voi syntyä vuorovaikutuksesta muiden kanssa, tai se voidaan tuottaa pienin keinoin • Oppija tuntee olevansa osallinen Vuorovaikutusteknologiat - vuorovaikutustavat • Visualisointi ja tilaääni • Projisoidaan seinälle kuvia, videota, web-kamerakuvaa • Tuodaan kuvaan liittyvä ääni tilallisena • Puhe • Esitetään puheen avulla tietoa, tunnistetaan oppijan puhetta • Oppijan tunnistus • Seurataan ja tunnistetaan oppijoita ja heidän liikkeitään • Eleet, pinnan kosketus, kasvojen ilmeet • Katse • Katseen suuntaa ja kohdetta tunnistetaan • Valaistus • Käytetään tunnelmiin tai tilanteisiin mukautuvaa valaistusta • Haptiikka • Dynaaminen tuntopalaute, muuttuvia pintoja, muotoja, materiaaleja 3D tai 2,5D Vuorovaikutusteknologioiden tausta Oppiminen Informaation ymmärtäminen ja vuorovaikutteinen hyödyntäminen Pedagogiikka, didaktiikka, käytäntö Vuorovaikutustavat eli modaliteetit Vuorovaikutusteknologiat Ohjelmistotiede, insinööritieteet Käyttöliittymätiede, käytettävyys Tietoteknisten laitteiden ja järjestelmien vuorovaikutteinen käyttäminen Käyttäjäkokemuksen suunnittelu Vuorovaikutuslaitteet + ohjelmistot Tieto informaation syöttämisestä ja palautteesta Ihmisen aistit, fysiologia, kognitio ja emootio, tiedonkäsittely Fysiologia, psykologia, kognitiotiede, oppimis- ja kommunikaatiotieteet Aktiivinen oppimistila • Perinteinen luokkahuone on passiivinen tila • Tilan rajat, valaistus, lämpötila, kalusteet jne. • Tilaan on tuotu fyysisiä materiaaleja ja laitteita • Aktiiviseen oppimistilaan on sulautettu vuorovaikutusteknologioita • Tila havaitsee oppijat, reagoi heidän toimintaansa ja tuottaa siihen sovitettuja sisältöjä • Moniaistinen vuorovaikutus sisältöjen kanssa • Sisällöt voivat olla mitä tahansa oppimista tukevaa • Oppijat ja opettajat voivat liikkua vapaasti tilassa • Tilassa voidaan käyttää myös virtuaalisovelluksia Vuorovaikutusteknologioiden hyödyntäminen • Käyttäjälle/ oppijalle esitetään tietoa • Oppijalta vastaanotetaan syötteitä • Ohjelmisto tulkitsee syötteitä, havaitsee ja ”ymmärtää”mielenkiinnon kohteita • Ohjelmisto tuo tietoa ja sisältöjä sen mukaan miten oppija toimii • Laitteita löytyy kaupasta, ohjelmisto kehitetään hankkeessa tarvelähtöisesti Aktiivinen oppimistila puhe virtuaalinen kosketus eleet katse voima kuulo liikkuminen läsnäolo tunnistus Tutkimushanke: Aktiiviset oppimistilat –moniaistisen vuorovaikutusteknologian soveltaminen oppimiseen (Active Learning Spaces) Tutkimusbudjetti noin 1,4 M€, Tekes n. 0,86 M€ / 2v Yrityshankkeet noin 2 M€/ 2v Hanke kehittää vuorovaikutusteknologioita oppimista varten 13.6.2011 Keskeiset ideat • Tarvelähtöisyys • Oppijakeskeinen, opettajaa tukeva • Teknologiaa kehitetään, muokataan oppimista varten • Vuorovaikutteisuus, moniaistisuus • Tukee oppimista aktivoivia yksilöllisiä prosesseja • Mahdollistaa oppijoiden seuraamisen • Tila ohjaa oppijan tilaa • ”DREX”, stage –space –state of mind • Oppimistila on aktiivinen, oppiminen tilallista ja kehollista • Uudet roolit, opettaja, oppijat, sisällöntuottajat • Mahdollistaa monenlaisten materiaalien ja sisältöjen hyödyntämistä Active Learning Spaces, tutkimuskonsortio • Tampereen yliopisto (TaY) • Informaatiotieteiden yksikkö, TAUCHI-tutkimuskeskus • Informaatiotieteiden yksikkö, TRIM-tutkimuskeskus • Kasvatustieteiden yksikkö (EDU) • Kieli-, käännös- ja kirjallisuustieteiden yksikkö (PLURAL) • Terveystieteiden yksikkö (HES) • Lääketieteen yksikkö (MED) • Yhteiskunta- ja kulttuuritieteiden yksikkö (YKY) • Oulun yliopisto (OY) • Tietotekniikan osasto • Kasvatustieteiden tiedekunta • University of Santa Barbara, CA, USA (eri rahoitus) • Prof. Matthew Turk Active Learning Spaces, yritykset ja kaupungit • • • • • • • • Neoxen Tribal Learning Lingsoft Sanako OffCode Context Learning Finland Sähkötaso Panphonics • • • • • Tampereen koulutoimi (ulkopuolinen rahoitus) Ylöjärven koulutoimi (ulkopuolinen rahoitus) Oulun kaupunki (ulkopuolinen rahoitus) Neoxenin kouluverkosto (tiedon levitys) Kasavuoren koulu (tiedon levitys) • Napa Valley High School CA, USA • Arvoverkko - ekosysteemi Teknologiat KOULU Sisällöt Infra Oppimisympäristö, Infra Oppisisällöt Oppimissisällöt eoxen, MS alusta ontext Learning Finland ähkötaso, fyysinen laiteympäristö Oppimisalustat ja -sovellukset Tutkimus, sovelluskehitys Teknologian soveltaminen Aktiivinen moniaistinen vuorovaikutus AUCHI moniaistisen vuorovaikutuksen ohjelmistoteknologia anphonics, ääniteknologia Oppimisalustat eoxen, MS, pilvipohjainen irtuaalipotilas Kieli- ja puheteknologia Lingsoft LURAL, OKL pedagoginen tutkimus Kv yhteistyö RIM pelitutkimus of Santa Barbara En Diversity lääketieteen opetus Pilotointi apa Valley School ampere, Ylöjärvi, Hämeenlinna, Oulu, Naantali, Joensuu ym. Neoxenin kansall. verkosto (400 koulua) Sanako Oppijoiden ja käytön anturointi OffCode Oppijoiden profilointi, sisältöjen ja vuorovaikutuksen validointi Tribe Versum Pilotointikohteet Luonnontieteiden opetus yläkoulu lukio Lääketieteellinen simulaatio Moniaistinen teknologia yliopisto lääkäreiden erikoistumiskoulutus Simulointi Sosiaalinen media kielten opetuksessa yläkoulu lukio Yleisesti hyödynnettävät teknologiat sovellettuina opetusaiheiden tarpeisiin Liikunta ja terveyden edistäminen alakoulu yläkoulu Työpaketit 1. Tarvekartoitus ja oppimisympäristön suunnittelu 3 htk • 2. Oppimisratkaisujen ketterä kehitys ja testaus 24 htk • 3. MED, Koulutusjohtaja Kati Hakkarainen Vaikutukset opetukseen ja oppimiseen 24 htk • 8. TRIM, Prof. Frans Mäyrä Lääketieteen opetus 24 htk • 7. TAUCHI, Prof. Roope Raisamo Liikunta- ja terveyspelit 24 htk • 6. TRIM, Tutkimusjohtaja Jarmo Viteli Luonnontieteiden opetus, 24 htk • 5. TAUCHI, Tutkimusprof. Markku Turunen Sosiaalinen media kielten opetuksessa 24 htk • 4. EDU, Prof. Eero Ropo EDU, Lehtori Sari Yrjänäinen) Arvoverkkohankkeen yhteistyön johtaminen 12 htk • TAUCHI, Prof. Roope Raisamo Miten toteutetaan hankkeessa • Learning by Piloting • • • • • • • Laitteet investointeina kaupasta kouluille Ideoidaan koulujen kanssa sovellukset TAUCHI kehittää ohjelmistot Integroidaan tutkimustieto teknologian kehitykseen Nopea sovellusten pilotointi kouluissa Pilottien ja teknologian kehitys ja integrointi opetukseen Opettajat ja oppilaat tuottavat sovellustietoa Vaikuttavuuden arviointi • Lisääkö teknologian integroinnin lisäys oppimista? • Miten hankkeen teknologia muuttaa opettajan ja oppilaan oppimiskäsityksiä, -prosesseja, opiskelua ja ympäristöä? • Opettajuus ja oppijuus? • TVT:n soveltaminen osoittaa monipuolisesti positiivisia vaikutuksia, tässä erotetaan pidemmälle viedyn järjestelyn vaikutukset • Osoitetaan myös vaikutuksia opettajan työhön • Mitataan esimerkiksi: • Input (tässä laite- ja kehitysinvestointi sekä perehtymis- ja ylläpito investointi ja lisenssit sekä materiaalikulut) • Output (opetuksesta osallisten määrä, hyödyntävien opettajien määrä) • Outcomes (käyttö- ja hyödyntämisaika myös suhteessa opettajan toimintaan) • Impact (oppimistulokset) Konkreettinen toteutusesimerkki, eOppiasema • Tarkoituksena eriyttää lyhytaikaisesti erityisen tuen tarpeita (..10 min –45 min) • Oppimisongelmat –huippuedistyvät oppilaat • Voidaan tuoda yleisopetuksesta erityisopetukseen ja takaisin • Eriytetyt tilat pienempiä, intensiivisempää opetusta • Active Learning Spaces soveltaa vuorovaikutusteknologioita eOppiaseman käyttöön (Tammerkoski) • Järjestetään erimuotoisia uusia oppimismahdollisuuksia • Yhteistyö ja verkko erityiskoulujen kanssa, oppituntien vaihto/ siirto verkon kautta etänä • Tampereen kaupungin hanke, OPH:n rahoittama • OPH:n rahoituksella kehitetään tilat ja opettajien valmiudet Missä hanke on menossa? • Aloitus vuoden 2012 alusta • Useita palavereita ja esittelyjä kaupungin kanssa • Haptiikkasessio rehtoreiden kanssa, lähitulevaisuudessa tilallisten vuorovaikutustapojen esittely ja demoilu • Tekniset palaverit e-Varikon ja remontoitavien/ uusien koulujen kanssa • Tammerkoski, Klasu, Ylöjärvi, integrointi tilamuutoksiin • Laiteympäristön kartoitus ja määrittely • Sähkötaso tekee AV-suunnitelman hankkeen sisäisesti • WP1 selvitykset ovat käynnissä koulukohtaisesti • Sanna Järvinen (TRIM) • Annala/ Karonen (matematiikka, kielet), Liisanpuisto (liikunta), Ammattiopisto • Lehdistötiedote, varaudutaan siihen että lehdistö voi kiinnostua tuloksista jo aikaisin; osin yrityshankkeet vielä ilman päätöksiä Kiitos! Yhteystiedot: Arto Hippula, yhteyspäällikkö arto@cs.uta.fi 040 846 8024
© Copyright 2024