Opis istraživanja

Važno područja koje je potrebno zastupiti prilikom korištenja računalnih tehnologija za podršku e-učenju je STEM područje. STEM područje obuhvaća znanost, tehnologiju, inženjerstvo i matematiku (eng. Science, Technology, Engineering, Mathematics) te omogućuje stjecanje znanja i razvoj vještina koje su potrebne i primjenjive u mnogim djelatnostima. Jedan od izazova razvoja sustava za e-učenje je kako iskoristiti prednosti tehnologije da bi se predmete iz STEM područja učinilo zanimljivijima te postiglo da studenti budu motiviraniji za usvajanje gradiva i ostvaruju uspješnije rezultate. To uključuje i podršku vrednovanju znanja u online okruženju. Jedna od velikih prednosti korištenja online provjera znanja nad provjerama u pisanom obliku je pružanje trenutne povratne informacije studentu. Pravovremene povratne informacije su posebno važne za formativno vrednovanje znanja kojemu je cilj praćenje napretka, pružanje poticaja i usmjeravanje daljnjeg učenja.

Dosadašnja istraživanja

Predloženo istraživanje vezuje se za potporu ‘Sustav preporučivanja za računalom podržano učenje’ (voditelj: prof. dr. sc. Nataša Hoić-Božić). U okviru navedene potpore razvijen je obrazovni sustav preporučivanja nazvan ELARS – E-Learning Activites Recommmender System. Sustav ELARS omogućuje personalizaciju suradničkih e-aktivnosti koje se izvode uz pomoć sustava za e-učenje (Moodle, Instructure Canvas i sl.) i alata Weba 2.0. Sustav potiče i kontinuirano sudjelovanje u e-aktivnostima određivanjem preporuka na temelju podataka o preferencijama studenata i grupa te njihovim postignućima tijekom kolegija. Sustav omogućuje automatsko grupiranje studenata za e-aktivnosti koje se izvode uz pomoć sustava za e-učenje i Web 2.0 alata prema kriteriju definiranom od strane nastavnika. U razvoju algoritama za određivanje preporuka korištene su tehnike optimizacije tehnologijom heterogenog paralelnog programiranja kako bi razvijeni sustav bio skalabilan i mogao podržati veći broj studenata.

Istraživanje je uključilo i razvoj didaktičkih modela e-učenja koji koriste ELARS. Razvijeni modeli su primijenjeni i verificirani u radu sa studentima na Odjelu za informatiku (kolegiji Multimedijski sustavi, Operacijska istraživanja 1, Primjena hipermedije u obrazovanju 1 i 2, Multimedijski i hipermedijski sustavi), Učiteljskom fakultetu (Izvannastavne informatičke i tehničke aktivnosti) i Sveučilišnom preddiplomskom studiju politehnike Sveučilišta u Rijeci (Osnove elektrotehnike 2). Dobiveni rezultati su pokazali da je sustav ELARS efikasan u smislu da studenti koji ga koriste postižu bolje rezultate na e-kolegijima. Ustanovilo se i da studenti smatraju sustav korisnim za primjenu kod e-aktivnosti, da su zadovoljni izgledom sučelja i dobivenim preporukama. Rezultati primjene sustava ELARS na e-kolegiju Osnove elektrotehnike 2 ukazali su na potrebu za pružanjem podrške vrednovanju poznavanja matematičkih postupaka te prikupljanjem dodatnih podataka o studentima u svrhu pružanja povrtnih informacija i određivanja preporuka.

U istraživanju je korišten pristup istraživanju temeljen na dizajnu (eng. design-based research, DBR). Radi se o sustavnom pristupu koji uključuje iterativno unaprjeđivanje sustava kroz niz ciklusa koji obuhvaćaju analizu, dizajn, razvoj i implementaciju. Prednost ovog pristupa za razvoj obrazovnih okruženja je u tome što se svaki ciklus DBR-a temelji na rezultatima prethodnog ciklusa dobivenim kroz suradnju istraživača i nastavnika-praktičara.

Ciljevi istraživanja

Opći cilj je podizanje kvalitete obrazovanja uvođenjem inovativnih računalnih tehnologija za e-učenje i poučavanje te promocija novih pedagoških pristupa e-učenja 2.0 kroz dijeljenje znanja o primjerima iz prakse.

Specifičnim ciljevima se otvara novi pravac istraživanja koji razvojem programske podrške vrednovanju znanja zadacima koji uključuju matematičke postupke i proračune stavlja naglasak na specifične potrebe provjere ostvarenosti ishoda učenja u okviru e-kolegija iz STEM područja.

Specifični ciljevi su:

  1. Unaprjeđenje postojećih modela sustava preporučivanja ELARS u svrhu implementacije novih funkcionalnosti.
  2. Razvoj programske podrške za izvođenje provjera znanja iz STEM područja u okviru sustava preporučivanja ELARS.
  3. Izrada korisničkog sučelja za osmišljavanje aktivnosti provjera znanja iz STEM područja i praćenja rezultata studenata u okviru nastavničkog sučelja klijentske aplikacije sustava ELARS.
  4. Izrada dizajna učenja za e-kolegije koji uključuju aktivnosti provjere znanja iz STEM područja i njihova realizacija u praksi.
  5. Izrada uputa s preporukama za implementaciju razvijenih funkcionalnosti.