Loeng4
- 1. Infotöötlusmudeli rakendusi haridustehnoloogias 4. loeng Kai Pata
- 2. Loengu kava • Infotöötlusmudeli rakendused haridustehnoloogias • Erinevates esitusviisides info edastamine arvutite vahendusel ja selle mõju. • Mudelid ja õppimine. • Mõistekaardid ja teised arvutipõhised teadmiste struktureerimise vahendid.
- 3. Infotöötlusmudel hariduses • Broadbent (1958): inimene kui infotöötlusmasin sisendite, väljundite ja piiratud protsessivõimega (kodeerimine, võrdlemine, salvestamine jne.). Konnektsionism - infotöötlusprotsessid neuronite võrgustikus (McCulloch and Pitts, 1943; Hebb, 1949): intelligentsus sünnib paljude koostoimivate neuronite interaktsioonil (Rumelhart et al.,1986). Infotöötlusparadigmas jaotatakse käitumine faasideks ja jälgitakse neis toimuvaid protsesse.
- 4. 4 mudelit multimeedia õppimisel • 4 mudelit multimeedia õppimisel: – Sweller‘i kognitiivse koormuse teooria (cognitive load theory) (Sweller, 2003), – Mayer‘i kognitiivne multimeedia õppimise teooria (cognitive theory of multimedia learning) (Mayer, 2001); – Kintschi (1986) teksti mõistmise ja Schnotz‘i ja Bannert’i (2003) teksti ja graafilise info mõistmise integreeritud arusaamise mudel (model of text and graphics comprehension) (Schnotz & Bannert, 2003); – S. Ainsworth’i multi-representatsioonilise õppimise DeFT raamistik (1999, 2006).
- 5. Mõisted • Multimeedia - info verbaalsed (tekstid, audio) ja visuaalsed (illustratsioonid nt. fotod, joonised, graafikud, animatsioonid nt. videod, mudelid) esitusviisid. Multimeedia õppimine - sõnadest ja piltidest mentaalsete kujutluste (representatsioonide) loomine. Multimeedia instruktsioon - visuaalse ja verbaalse info kombineeritud õpiotstarbeline esitamine.
- 6. Mälu osad Kordamine Tähelepanemine Salvestamine Info Sensoorne Töömälu Pikaajaline mälu (lühiajaline mälu) mälu Meenutamine Tähelepanuta Unustamine Unustamine jäänud info Piiratud mahtuvusega Piiramatu mahtuvusega 7 +/- 2 infokogumit (känki) Salvestused pikaajalised Salvestused lühiajalised Info omandamine mällu – salvestamine Info alalhoidmine mälus – säilitamine Info ammutamine mälust – meenutamine
- 7. Meeldejätmine Tähendus kodeerijale Mõttekad seosed Huvi Töömälu Takistab infoühikute sarnasus Aktiivne tähelepanu visuo-spatial scratch pad Korduse efekt “Sisemise silma” Materjali organiseeritus keskus Pikaajaline Genereerimise efekt känkimine mälu Kahe kanali efekt Töömälu täidesaatev Protseduuriline Info keskus mälu känkimine Episoodiline “Sisekõne” keskus mälu põhjendamine “Sisemise kõrva” Semantiline keskus mälu phonological loop Tajutud info kodeeritakse seesmisteks sõnalisteks ja pildilisteks kujutlusteks, mis salvestatakse mälujälgedena pikaajalisse mällu.
- 8. Meenutamine visuo-spatial scratch pad Metamälu (Knowledge about) “Sisemise silma” Meenutamise ajendi ja mälujälje keskus ühilduvus Pikaajaline känkimine Ülesandespetsiifilisus mälu Õpitu ülekanne Töömälu Protseduuriline mälu Meenutamise känkimine ajendid Episoodiline “Sisekõne” keskus mälu põhjendamine Semantiline “Sisemise kõrva” mälu keskus phonological loop Tajutud infost loodud seesmised kujutlused toimivad meenutamise ajenditena, mille abil otsitakse varem salvestatud mälujälgedest sobivaid ja aktiveeritakse need töömälus.
- 9. Säilitamine Pikaajaline mälu Sensoorse info hääbumine Protseduuriline Uue info juurdevool Info mälu Töömälu Episoodiline mälu Semantiline mälu Mäluvead: • Episoodilise mälu kasutamine muudab mälujälgi • Semantilise info kasutamine mälujälgi ei muuda • Semantilise mälu tühikute täitmine tüüpilise teadmisega • Varem omandatu segab uue omandamist • Hilisem teadmine segab varasema ammutamist
- 10. Skeemiteooria: Anderson, 1977 (Schema theory) • Situatsioonispetsiifilised skeemid/käitumis- ja teadmismustrid ning võrgustikud moodustuvad õppimise käigus ja salvestatakse protseduurilises pikaajalises mälus (deklaratiivse vastand). Need skeemid aktiveeritakse töömälus vastavate meenutamise ajendite abil. Skeemid on pidevas muutumises, teatud seosed tugevnevad ja teised inhibeeritakse. Skeemiteooria puhul pole aga selge, kas infot ikka salvestatakse skeemidena ja kuidas...või on tegemist teatud neuronitevahelise aktiveerumisteega, mis aitab töömällu tuua enam seostatud infot. Skeemiteooria üheks pedagoogiliseks väljundiks on erinevate heuristikute nt. mõistekaart kasutamine õppimisel.
- 11. Sweller‘i kognitiivse koormuse teooria • Optimaalsed on need õppimistingimused ja metoodikad, mis arvestavad inimese kognitiivse toimimisega. Seesmine kognitiivne koormus ( Intrinsic cognitive load) võimetus teatud operatsioone töömälus korraga sooritada, sõltub kogemusest Ülearune kognitiivne koormus (Extragenous cognitive load) ülemäärane töötlemise keerukus töömälus, on muudetav instruktsiooni keerukuse vähendamisega Ülesandespetsiifiline kognitiivne koormus (Germaine cognitive load) kognitiivsete skeemide koostamisega seonduv töötlemise keerukus töömälus, vajalik tõsta/langetada, et õppimine huvitaks
- 12. Töömälu maht - 7+2 Instruktsiooni elementide omavaheline interaktiivsus Instruktsiooni esitusviis (tekst, joonis, diagramm jne.) Madal interaktiivsus – • Laua peal on taldrik. korraga arvestatakse • Taldrikust paremal on vaid 2 elemendi suhet. lusikas. Sõnaline esitusviis on • Lusika kõrval on kahvel. keerukam. • Taldrikust vasakul on tass. Kõrge interaktiivsus – korraga arvestatakse 5 elemendi erinevaid omavahelisi suhteid. Pildiline esitusviis on lihtsam.
- 13. Töömälu koormav instruktsioon Kui instruktsioonist arusaamine ei eelda paljude elementide samaaegset seostamist ja töömälus hoidmist on tegu madala interaktiivsusega. Sellisel juhul ei oma visuaalne või verbaalne esitusviis töömälu säästmisel tähtsust. Kui instruktsioonist arusaamine eeldab mitmete elementide samaaegset aktiveerimist töömälus on tegu kõrge interaktiivsusega. Sellisel juhul on oluline töömälu mahu vähendamine visuaalse infoga.
- 14. Tähelepanuga seotud aspektid • Tähelepanu: teadlikult kontrollitud aktiivne tähelepanu nõuab töömälu ressursse, automaatne tähelepanemine mitte. Sweller (2003) väidab, et automaatsel tähelepanul blokeeritakse pikaajalisest mälust info meenutamine, seevastu aktiivse tähelepanu korral toimub pidev varasema infoga võrdlemine. • Tähelepanemine eeldab olulise info selekteerimist ebaolulisest, vältimaks töömälu ülekoormust. • Infot selekteeritakse hierarhiliselt olulisusest tulenevalt.
- 15. Memex ja hüpertekst Vannevar Bush (1890-1974) Artiklis "As We May Think" - soovitas luua assotsiatiivse süsteemi info leidmiseks kataloogisüsteemide asemele - see on tänapäevaste linkidel põhinevate süsteemide aluseks. Millised peaksid efektiivsed hüpertekstid olema, et toetada kognitiivset teksti mõistmist?
- 16. Text Organization and Its Relation to Reading Comprehension: A Synthesis of the Research Shirley V. Dickson; Deborah C. Simmons; Edward J. Kameenui Teksti esitusviis mõjutab teksti analüüsimist vt. W. Kintsch’i teksti mõistmise teooriaid Teksti struktuur mõjutab teksti analüüsimist vt. Külli Kübara magistritöö http://www.utlib.ee/ekollekt/diss/mag/2005/b17398125/kubar.pdf Eestikeelse kõnesünteesi kasutatavus bioloogiaalaste tekstide edastamisel nägemispuuetega õpilastele : magistritöö bioloogia didaktikas Figure 3. Text organization includes physical presentation and text structures.
- 17. Teksti struktuur mõjutab teksti analüüsimist
- 18. Tekstibaasi struktuur (W. Kintsch) Makropropositsioon Pealkiri Alapealkirjad või lõikude tähendus Propositsioonide Propositsioonid tähendus Uusim raamat: Kintsch, W. (1998) Comprehension: A paradigm for cognition. New York: Cambridge University Press.
- 19. van Dijk’i ja Kintschi teksti mõistmise mudel (1983) construction-integration model (Kintsch, 1988) W - sõnad P - aatompropositsioonid Pk - propositsioonid Kintsch ja van Dijk väidavad, et teksti lugemisel moodustatakse töömälus kolm erinevat mentaalset mudelit: hierarhiline teksti representatsioon, semantiline teksti tähendus ja episoodiline situatsioonimudel
- 20. Hüperteksti mudeleid Hierarhiline navigeerimine: pealeht-alateema-ala- alateema, puudub assotsiatiivne linkimine, ei võimalda materjalide taaskasutust õpiobjektidena (nt. tutorial) Mõistepõhine navigeerimine: mõisted tekstis seonduvad mõistete seletustega sõnaraamatus (nt. wikipedia) Kaardipõhine navigeerimine: kaardile on paigutatud semantiliselt seotud ressursid, kasutatakse all neurovõrkide mudelit, liikumine on holistiline, kõik kaardi osad on orientiirid. http://jodi.tamu.edu/Articles/v03/i01/Brusilovsky/
- 21. Pikaajaline mälu Töömälu Sidususe saavutamiseks varasemate teadmistega aktiveeritakse pikaajalises mälus olevad kognitiivsed skeemid, mis mõjutavad semantilist analüüsi (Schnotz, 1994)
- 22. Mis juhtub õppimisel töömälus? Kintschi teooria (1986) Pikaajaline mälu Töömälu Selektiivne Tähelepanemine ammutamine Õpetaja teoreetiline Töömälus olevat mõttemudelit Õpilane loob uue selgitus e. täiendatakse ja mõttemudeli kontseptuaalne modifitseeritakse pikaajalises kontseptuaalsest mudel mälus oleva infoga mudelist Õpilase arusaamu arvestav kohandatud mõttemudel teooriast Iseloomustab algajaid
- 23. Mis juhtub õppimisel töömälus? van Leeuw’i ja Chi teooria (2003) Tähelepanemine Töömälu Ammutamine Pikaajaline mälu Õpetaja teoreetiline Töömälus toimuva Õpilane toob töömällu selgitus e. seesmise põhjendamise pikaajalisest mälust seal kontseptuaalne käigus lisab õpilane leiduva oma mõttemudeli mudel õpetaja teooriast oma teooriast mõttemudelisse uut infot Õpilase kontseptuaalselt parandatud mõttemudel teooriast Iseloomustab eksperte
- 24. Mudeli konstrueerimine versus mudeli rakendamine tasks the students had to solve the genetic problem: Why might the outside traits of insect generations change if the pesticide was used? Kas toimub Kintschi või vanLeeuw’i ja Chi mudeli järgi? Õpetaja poolt loodud mudeliga õppimine on Figure 1. Whiteboard with template model for expressive modeling (left) and ‘Ghost model’ for exploratory kognitiivselt keerukam, sest tuleb oma teadmisi sobitada modeling (right). “tundmatusse” mudelisse ja oma arusaamist saabhad to use a The groups that worked in expressive learning environment of CVW (see Fig.1, left) whiteboard with the background image containing a ladybird, the pesticide, and the chromosomes in order to model their problem representation by vaid osade arrows. The groups that worked in the kontrollida adding texts and kaupa.
- 25. Paivio (1986) duaalse kodeerimise mudel Kognitiivsed protsessid visuaalse ja verbaalse infoga toimuvad eraldi süsteemides, infot saab kodeerida ka ühest süsteemist teise.
- 26. Mayer’i (2001) multimeedia õppimise mudeli põhialused • 1. Visuaalset ja verbaalset infot töödeldakse erinevate kanalite/süsteemide kaudu. 2. Kumbki infotöötluskanal on limiteeritud infotöötlusvõimega. 3. Töötlemine on aktiivne protsess, mille käigus püütakse saavutada sidusus erinevatest kanalitest tuleva info vahel.
- 27. Multimeedia printsiip • Inimesed õpivad paremini, kui infot esitatakse korraga nii verbaalsel kui ka visuaalsel kujul.
- 28. Hajutatud tähelepanu printsiip • Inimesed õpivad paremini kui sõnaline ja visuaalne info on omavahel füüsiliselt integreeritud.
- 29. Modaalsuse printsiip • Inimesed õpivad paremini, kui infot esitatakse pigem visuaalselt ja audiona kui visuaalselt ja tekstina. Samuti on õppimine efektiivsem kui tekst esitatakse jutustavas stiilis ning inimese poolt esitatuna (mitte masinkõne). Animatsioonidelt õppimine pole tingimata efektiivsem kui staatilistelt piltidelt õppimine.
- 30. Ülemäärasuse printsiip • Inimesed õpivad paremini, kui sama informatsiooni ei esitata neile rohkem kui ühes modaalsuses. Seosed S.Ainsworthi teoreetilise raamistikuga!
- 31. Tükeldatuse, eelteadmiste ja modaalsuse printsiip • Inimesed õpivad paremini, kui infot esitatakse mõistlikul määral tükeldatud annustena, info esitus on suuline ja sisaldab tuntud mõisteid.
- 32. Sidususe printsiip • Inimesed õpivad paremini, kui esitatakse vaid oluline info struktureeritud moel, kusjuures omavahel seotud mõisted ja kujutised asuvad ekraanil lähestikku nii ruumiliselt kui ka ajaliselt.
- 33. Teksti ja graafilise info mõistmise integreeritud arusaamise mudel Schnotz ja Bannert, 2003 Kintschi Visuaalse või info vanLeeuw töötlemise ja Chi ühest mudeli mudelit järgi pole leitud Mudel näitab seoseid propositsioonilise ja visuaalse mõttemudeli vahel ning info modaalsuse muutmist.
- 34. S.Ainsworth’i multi-representatsioonilise õppimise raamistik (1999) FUNKTSIOONID TÄIENDAVAD ROLLID PIIRAV SÜGAVAM MÕISTMINE INTERPRETATSIOON LAIENDAMINE ERINEVAD ERINEV ABSTRAKTSIOON SEOTUS PROTSESSID INFO TEADAOLEV PIIRAB DETAILNE PIIRAB TUNDMATUT ÜLESANDED STRATEEGIAD INDIVIDUAALSED ÜLDIST ERINEVUSED
- 35. S. Ainsworth’i DeFT raamistik (2006) • Erinevad esitusviiside dimensioonid peavad kombineeruma, et õppimine oleks edukas: – Disaini parameetrid (Design): representatsioonide arv, info jaotus neil, -tüüp, nende järgnevus, info tõlkimine ühest esitusviisist teise – Representatsioonide pedagoogilised funktsioonid (Functions): koormuse vähendamine, seesmise info väline representeerimine, info esitusviis kui piirav tegur – Õppija kognitiivsed operatsioonid ülesannetega (Tasks): esitusviisi tüübi mõistmine, esitusviisi seotus ainevaldkonnaga, sobiva esitusviisi valimine ülesandes, esitusviisi konstrueerimisoskus