Investigating the affordances of smart learning in higher education towards sustainable development : a smart e-learning environment framework for enhancing 21st century transversal competencies

Abstract

Οι ανερχόμενες ψηφιακές τεχνολογίες στην καθημερινότητα των ανθρώπων και η «Ψηφιοποίηση» των υπηρεσιών σε κάθε τομέα της ανθρώπινης δραστηριότητας επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο η νέα γενιά μαθητών αλληλοεπιδρά και διαχειρίζεται την πληροφορία. Κατά συνέπεια, οι νέες τεχνολογίες πληροφορικής και επικοινωνιών, με κυρίαρχη την Τεχνητή Νοημοσύνη εισέρχονται στον εκπαιδευτικό χώρο, μετασχηματίζοντας τα παραδοσιακά μαθησιακά περιβάλλοντα σε νέα γνωστά και ως «Έξυπνα περιβάλλοντα μάθησης». Ωστόσο, οι παραδοσιακές παιδαγωγικές προσεγγίσεις αδυνατούν να υποστηρίξουν αυτό το ανερχόμενο είδος έξυπνης μάθησης, αν δεν εξελιχθούν ώστε να γίνουν και οι ίδιες «έξυπνες». Επιπλέον θα πρέπει να συντελέσουν στην ανάπτυξη ικανοτήτων του 21ου αιώνα που απαιτούνται από τους σύγχρονους «έξυπνους» μαθητές/τριες, ώστε οι να γίνουν φορείς της αλλαγής και της καινοτομίας και λύτες σύγχρονων προβλημάτων της ανθρωπότητας με κατεύθυνση τη παγκόσμια βιώσιμη ανάπτυξη. Η διεθνής έρευνα επιτάσσει την ανάγκη για εκπαίδευση προς αυτή την κατεύθυνση, ειδικότερα με την ενσωμάτωση διαθεματικών προγραμμάτων σπουδών στην τριτοβάθμια εκπαίδευση, λόγω του ότι οι φοιτητές/τριες αφενός βρίσκονται στο κατώφλι της επαγγελματικής τους ανάπτυξης και μελλοντικής σταδιοδρομίας, αφετέρου μπορούν να συνδράμουν στην έρευνα και να προτείνουν σημαντικές λύσεις βιωσιμότητας. Δεδομένων των ερευνητικών προκλήσεων σχετικά με τον μετασχηματισμό των μαθησιακών και ειδικότερα των ηλεκτρονικών περιβαλλόντων μάθησης, τις παιδαγωγικές προσεγγίσεις που πρέπει να αξιοποιηθούν προς την ανάπτυξη ικανοτήτων 21ου αιώνα με την ολοένα και μεγαλύτερη εξάπλωση των έξυπνων ψηφιακών τεχνολογιών στην εκπαίδευση, αυτή διδακτορική μελέτη επιχειρεί να δώσει λύση ως προς τη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ έξυπνης παιδαγωγικής και έξυπνων τεχνολογιών. Συνεπώς προσπαθεί να εξετάσει τον τρόπο με τον οποίο η έξυπνη παιδαγωγική καθοδηγεί τη μαθησιακή διαδικασία, πως η έξυπνη τεχνολογία διευκολύνει την μαθησιακή διαδικασία και πως oi εκπαιδευτικές δυνατότητες που προκύπτουν και χαρακτηρίζουν ένα μαθησιακό περιβάλλον «έξυπνο», επιδρούν στην μάθηση του 21ου αιώνα. Επομένως προτείνει ένα πλαίσιο για τον σχεδιασμό ενός τεχνολογικά υποστηριζόμενου περιβάλλοντος μάθησης με τη μορφή ηλεκτρονικού μαθησιακού περιβάλλοντος, με την προοπτική να διερευνηθεί η αποτελεσματικότητά του μέσα από ένα πλήθος εκπαιδευτικών πρακτικών και δυνητικά να είναι ικανό να μετασχηματιστεί σε ένα έξυπνο περιβάλλον μάθησης. Για τον σκοπούς της έρευνας, επιλέχθηκε η ερευνητική μεθοδολογία «Έρευνα βασισμένη σε σχεδιασμό», η οποία αποτελεί επί τω πλείστων βασική ερευνητική μεθοδολογία στην εκπαιδευτική έρευνα, καθώς το ερευνητικό πρόβλημα μελετάται σε ένα αυθεντικό πλαίσιο μέσα από επαναληπτικούς κύκλους εργασιών τριών βημάτων: 1. Προκαταρκτικό στάδιο ανάλυσης και εξερεύνησης, 2. Στάδιο πρωτοτύπου, σχεδιασμού και ανάπτυξης και 3. Στάδιο αξιολόγησης, δοκιμής και αναστοχασμού. Αφού μελετήθηκε ενδελεχώς η διεθνής βιβλιογραφία, για τον σαφή ορισμό του ερευνητικού προβλήματος, αναφορικά με τα πλαίσια σχεδιασμού και ανάπτυξης έξυπνων περιβαλλόντων μάθησης, τα πλαίσια ικανοτήτων 21ου αιώνα και την αποσαφήνιση εννοιολογήσεων, πραγματοποιήθηκε ο πρώτος κύκλος εργασιών - η πρώτη μελέτη (Μελέτη#1). Κατά το πρώτο στάδιο διερευνήθηκαν παιδαγωγικές μεθοδολογίες κατάλληλες προς την κατεύθυνση της ανάπτυξης γνωστικών ικανοτήτων (κριτικής σκέψης, ανάλυσης προβλήματος, δημιουργικότητας, καινοτομίας καθώς και μεταγνωστικών δεξιοτήτων). Με κατεύθυνση την εκπαίδευση για την βιώσιμη ανάπτυξη επιλέχθηκε μία εκπαιδευτική πρακτική προσανατολισμένη στην προσέγγιση STE(A)M, με στόχο την συνεισφορά έναντι στην κλιματική αλλαγή (13ος Στόχος Βιώσιμης Ανάπτυξης UNESCO – Δράση για το κλίμα, Πυλώνας Περιβάλλον), κατά την οποία οι φοιτητές/τριες καλούνταν να κατασκευάσουν έξυπνες λύσεις αυτοματισμών με την χρήση μικροελεγκτών Arduino και τεχνολογίες ΙοΤ. Λαμβάνοντας υπόψη τις αρχές της έξυπνης παιδαγωγικής, επιπλέον διερευνήθηκε το προφίλ των 65 (Ν = 65) φοιτητών/τριών ΤΠΕ, που θα συμμετείχαν στην εκπαιδευτική πρακτική. Κατά το δεύτερο στάδιο πραγματοποιήθηκε ο σχεδιασμός μάθησης αξιοποιώντας ως κύριο διδακτικό μοντέλο την Μάθηση βάσει έργου, η οποία ενισχύθηκε με ένα πλήθος γνωστικών/μεταγνωστικών στρατηγικών μάθησης καθώς και με τις αρχές του Ανάστροφου Σχεδιασμού. Στη συνέχεια επιλέχθηκαν τεχνολογίες ιστού κατανεμημένες σε 3 τύπους (ουσιώδεις, εμπλουτισμένες και υποστηρικτικές) και ευθυγραμμίστηκαν με τον μαθησιακό σχεδιασμό ώστε να επιτευχθεί η ενορχήστρωση του ηλεκτρονικού περιβάλλοντος στην πλατφόρμα Wix και να παραδοθεί για πρακτική στους φοιτητές/τριες. Τα αποτελέσματα της πρώτης έρευνας έδειξαν ότι το παιδαγωγικό μοντέλο που αξιοποιήθηκε ενισχύει τις γνωστικές (μεταγνωστικές) ικανότητες των φοιτητών/τριών, καθώς επίσης ότι οι ίδιοι επιτυγχάνουν τα μαθησιακά αποτελέσματα με πολύ καλές επιδόσεις, τα οποία επηρεάζονται από την ενδυνάμωση των μεταγνωστικών δεξιοτήτων. Αναφορικά με τις τεχνολογίες που αξιοποιήθηκαν, αυτές δείχνουν ότι ενσωματώνονται αποτελεσματικά ώστε να προσφέρουν ουσιαστικές μαθησιακές εμπειρίες, αναδεικνύοντας τη σημαντικότητα εμπλουτισμένων τεχνολογιών όπως TinkerCad, και Github. Αναφορικά με τις εκπαιδευτικές δυνατότητες (τις δυνατότητες έξυπνης μάθησης), οι φοιτητές/τριες φαίνεται να εκλαμβάνουν όλες τις καθοδηγούμενες από την παιδαγωγική/ αλληλεπιδράσεις χρήστη. Σημαντική υπεροχή σημείωσαν η αυθεντικότητα, η μαθητοκεντρικότητα, οι δυνατότητες για διερεύνηση, δράση και συνεργατική μάθηση καθώς και για καθορισμό στόχων - στρατηγικό σχεδιασμό. Ο δεύτερος κύκλος εργασιών πραγματοποιήθηκε με τη δεύτερη μελέτη (Μελέτη#2), η οποία εστίασε στην ενίσχυση ενδοπροσωπικών ικανοτήτων (κίνητρα, συναισθηματική και συμπεριφοριστική αυτορρύθμιση). Συνεπώς, στο πρώτο στάδιό του διερευνήθηκαν παιδαγωγικές προσεγγίσεις, όπως στρατηγικές που προέρχονται από το μοντέλο κινήτρων ARCS-V σε συνδυασμό με στρατηγικές αυτορρύθμισης, καθώς επίσης τεχνικές-στοιχεία παιχνιδοποίησης. Με προσανατολισμό την εκπαίδευση για την βιώσιμη ανάπτυξη επιλέχθηκε μία εκπαιδευτική πρακτική Ψηφιακών Εκπαιδευτικών Δωματίων Διαφυγής (ΨΕΔΔ), με στόχο την καλή και συμπεριληπτική εκπαίδευση (4ος Στόχος Βιώσιμης Ανάπτυξης UNESCO – Ποιοτική εκπαίδευση, Πυλώνας Κοινωνία). Μεταπτυχιακοί φοιτητές/τριες ΤΠΕ (Ν = 143) κλήθηκαν με την ιδιότητα των εκπαιδευτικών να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν ηλεκτρονικά μαθήματα με γνωστικό αντικείμενο την εκπαίδευση για τη βιώσιμη ανάπτυξη. Στο δεύτερο στάδιο πραγματοποιήθηκε ο μαθησιακός σχεδιασμός αξιοποιώντας το εκπαιδευτικό μοντέλο Μάθηση βάσει έργου, η οποία ενισχύθηκε με τις προαναφερθείσες στρατηγικές και τις αρχές του Ανάστροφου Σχεδιασμού. Δίνοντας μεγαλύτερη έμφαση στις υποστηρικτικές τεχνολογίες ιστού κατασκευάστηκε το ηλεκτρονικό μάθημα στην πλατφόρμα Wix και παραδόθηκε στους συμμετέχοντες φοιτητές/τριες για εκπαιδευτική πρακτική. Τα αποτελέσματα της δεύτερης έρευνας έδειξαν ότι το παιδαγωγικό μοντέλο που αξιοποιήθηκε ενισχύει τις ενδοπροσωπικές ικανότητες των φοιτητών/τριών, ενώ τα μαθησιακά τους αποτελέσματα επιτυγχάνονται με πολύ καλές επιδόσεις, οι οποίες επηρεάζονται από τα αυξημένα κίνητρα τους. Οι τεχνολογίες ιστού που αξιοποιήθηκαν, δείχνουν να ενσωματώνονται αποτελεσματικά ώστε να προσφέρουν ουσιαστικές μαθησιακές εμπειρίες με σημαντικές κατά κύριο λόγο τις υποστηρικτικές τεχνολογίες της Google, τις Padlet, Twiddla και PollEverywhere, ενώ η ενορχήστρωση αυτή προσφέρει ένα σύνολο εκπαιδευτικών δυνατοτήτων καθοδηγούμενες από την παιδαγωγική/αλληλεπιδράσεις χρήστη, που οι φοιτητές/τριες φαίνεται να εκλαμβάνουν. Εξέχουσες δυνατότητες σημειώθηκαν οι υποκινητικές και αυτορρυθμιστικές, από τις οποίες οι υποκινητικές επηρεάζουν σημαντικά την μάθηση. Ο τρίτος και τελευταίος κύκλος επαναληπτικών εργασιών – τρίτη μελέτη (Μελέτη#3) έδωσε έμφαση στην ενίσχυση διαπροσωπικών ικανοτήτων (ικανότητες συνεργασίας - επικοινωνίας, ζωής και καριέρας). Επομένως, στο πρώτο στάδιο εξερευνήθηκαν παιδαγωγικές προσεγγίσεις για την εκπαίδευση σε εργασιακά περιβάλλοντα. Με κατεύθυνση την εκπαίδευση για την βιώσιμη ανάπτυξη επιλέχθηκε μία εκπαιδευτική πρακτική προσανατολισμένη στον 11ο Στόχο Βιώσιμης Ανάπτυξης UNESCO – Βιώσιμες πόλεις και κοινότητες, Πυλώνες Κοινωνία – Οικονομία. Ζητούμενο αποτέλεσε ο σχεδιασμός σε επίπεδο πρωτοτύπου μιας εφαρμογής κινητών που θα συντελούσε στην παροχή υπηρεσιών στους πολίτες μιας έξυπνης πόλης. Βάσει των αρχών της έξυπνης παιδαγωγικής διερευνήθηκε ξανά το προφίλ των συμμετεχόντων 124 (Ν = 124) προπτυχιακών φοιτητών/τριών ΤΠΕ. Στο δεύτερο στάδιο πραγματοποιήθηκε ο σχεδιασμός μάθησης αξιοποιώντας ως διδακτικό μοντέλο την Μάθηση βάσει έργου, η οποία ενισχύθηκε με την ευέλικτη μεθοδολογία Scrum και τις αρχές του Ανάστροφου Σχεδιασμού. Στη συνέχεια επιλέχθηκαν τεχνολογίες ιστού δίνοντας περισσότερη έμφαση στις ουσιώδεις τεχνολογίες, δηλαδή στη λειτουργικότητα της πλατφόρμας ηλεκτρονικής μάθησης Moodle, ενώ το ηλεκτρονικό μάθημα παραδόθηκε στους φοιτητές/τριες για εκπαιδευτική πρακτική και αξιολόγηση. Τα αποτελέσματα της τρίτης μελέτης έδειξαν ότι το παιδαγωγικό μοντέλο ενισχύει τις διαπροσωπικές ικανότητες των φοιτητών/τριών με επίτευξη των μαθησιακών αποτελεσμάτων, σημειώνοντας ξανά πολύ καλές επιδόσεις, οι οποίες επηρεάζονται θετικά από την παραγωγικότητα των φοιτητών/τριών στην ανάπτυξη των έργων τους. Οι ενσωματωμένες τεχνολογίες ιστού δείχνουν ότι διευκολύνουν την μαθησιακή διαδικασία, προσφέροντας ουσιαστικές μαθησιακές εμπειρίες. Από αυτές διακρίθηκαν επιπλέον η Figma και Trello και τα Meeting Rooms (Skype & Teams). Η ενορχήστρωση κατάφερε να προσφέρει ένα σύνολο εκπαιδευτικών δυνατοτήτων κατευθυνόμενες από την παιδαγωγική/ αλληλεπιδράσεις του χρήστη, που οι φοιτητές/τριες φαίνεται να εκλαμβάνουν. Ωστόσο, καμία από τις εκπαιδευτικές δυνατότητες δεν κατάφερε να έχει σημαντικό αντίκτυπο στη μάθηση. Συνολικά τα ευρήματα της έρευνας αποδεικνύουν ένα «μερικώς αποτελεσματικό» πλαίσιο, το οποίο υποδηλώνει ένα καλά σχεδιασμένο παιδαγωγικό μοντέλο με γνώμονα την Μάθηση βάσει έργου, η οποία ενισχύθηκε με μεθοδολογίες, στρατηγικές και τεχνικές ώστε να ενδυναμώσει κατ’ αντιστοιχία ένα συγκεκριμένο σετ δεξιοτήτων ολιστικά, σε ευθυγράμμιση με της αρχές της «Έξυπνης» παιδαγωγικής. Παραταύτα, υστερεί σημαντικά σε τεχνολογικές δυνατότητες (κατευθυνόμενες από το σύστημα) λόγω των περιορισμών ενσωμάτωσης της τεχνολογίας. Κατά συνέπεια αναδεικνύει τους περιορισμούς των υπαρχόντων ηλεκτρονικών μαθησιακών περιβαλλόντων μάθησης ως προς την αξιοποίηση και ενσωμάτωση της υπάρχουσας τεχνολογίας (κυρίως προβλήματα διαλειτουργικότητας και ανοικτών προτύπων), η οποία είναι διαθέσιμη σε ευρεία κλίμακα στην εκπαιδευτική κοινότητα σε αντιπαραβολή με τις τεχνολογικές κατευθυνόμενες από το σύστημα δυνατότητες που μπορεί να προσφέρει ένα έξυπνο περιβάλλον ηλεκτρονικής μάθησης. Καθορίζοντας τη έννοια του «έξυπνου» μαθησιακού περιβάλλοντος, διακρίνει τις δυνατότητες έξυπνης μάθησης και τις κατηγοριοποιεί με βάση μια οντολογία εξυπνάδας έξι επιπέδων, ενώ παράλληλα ενισχύει την διεθνή έρευνα προτείνοντας έναν τρόπο αξιολόγησης τεχνολογικά υποστηριζόμενων περιβαλλόντων μάθησης ως προς το επίπεδο ωριμότητάς τους σε «εξυπνάδα», για μελλοντικές μελέτες. Εν κατακλείδι, ενισχύει την ακαδημαϊκή και ερευνητική κοινότητα παρέχοντας περαιτέρω θεωρητικές και πρακτικές μελλοντικές προτάσεις, αναφορικά με την εκπαιδευτική τεχνολογία, τον μετασχηματισμό του ρόλου των εκπαιδευτικών στη σύγχρονη εκπαίδευση του 21ου αιώνα και την εκπαιδευτική πολιτική για την εισαγωγή/ μετασχηματισμό διεπιστημονικών προγραμμάτων σπουδών για την βιώσιμη ανάπτυξη στην ανώτατη εκπαίδευση.