Informing Pedagogical Action: Aligning Learning Analytics With Learning Design.

Abstract This article considers the developing field of learning analytics and argues that to move from small-scale practice to broad scale applicability, there is a need to establish a contextual framework that helps teachers interpret the information that analytics provides. The article presents learning design as a form of documentation of pedagogical intent that can provide the context for making sense of diverse sets of analytic data. We investigate one example of learning design to explore how broad categories of analytics-which we call checkpoint and process analytics-can inform the interpretation of outcomes from a learning design and facilitate pedagogical action. Keywords learning analytics, learning design, pedagogical intent This article examines two relatively new concepts within education, learning analytics, that is, the collection, analysis, and reporting of data associated with student learning behavior, and learning design, that is, the documented design and sequencing of teaching practice, and how together these may serve to improve understanding and evaluation of teaching intent and learner activity. Learning analytics offers a passive method of gathering information on how learners are interacting with learning resources, each other, and their teachers. Unlike traditional surveys or focus groups, which rely on participants both opting to provide feedback and accurately remembering and reporting pas

OASEARCH: Modelo de aplicación basado en web semántica para la búsqueda de objetos de aprendizaje mediante perfilado de consultas

Uno de los aspectos que determina la calidad de un Sistema Educativo Basado en la Web es la manera en que este proporciona a los estudiantes los objetos de aprendizaje que mejor se adaptan a sus condiciones específicas -- Es por lo anterior que se hace necesario contar con mecanismos de búsqueda para estos objetos que puedan ser usados fácilmente por la aplicación o por los usuarios de la misma y que entreguen los resultados más relevantes posibles en un contexto determinado -- Múltiples mecanismos se han propuesto para la búsqueda de recursos digitales en la web -- El enfoque fundamental de recuperación de la información ha sido utilizado por muchos años con bastante éxito pero con el advenimiento de las tecnologías que componen lo que se conoce como La Web Semántica es posible definir nuevas representaciones para los datos que permiten obtener una mayor precisión y relevancia de los resultados obtenidos -- El presente documento presenta un nuevo enfoque para la construcción de motores de búsqueda para objetos de aprendizaje basado en La Web Semántica que se apoya en la definición previa o perfilado de consultas de una manera desacoplada de la aplicación -- Con este enfoque es posible construir Conceptos de Búsqueda que son especificados en una Ontología de Dominio de tal manera que luego puede ser utilizada por la aplicación para entregar sus resultados en un entorno distribuido de repositorios RDF que se basen en el estándar LOM para la descripción de metadato

TOM: TUTOR INTELIGENTE ORIENTANDO A CONSTRUÇÃO DE MAPAS CONCEITUAIS

A tutoria é um método para interação pedagógica utilizada a milhares de anos. Nessa interação o tutor avalia aprendizado do aluno durante o curso das experiências de aprendizagem, sana dúvidas, acompanha sua frequência, afere sua motivação e fornece suporte, geralmente tempestivo, para que a sobrecarga cognitiva, decorrente do próprio processo de aprendizagem, seja minimizada, a fim de tornar esse momento agradável e satisfatório. Ter o conhecimento das necessidades dos alunos é ainda um grande desafio para os professores indistintamente, isso porque, é o primeiro passo para fornecer uma ajuda relevante de modo a contribuir para seu aprendizado. Sob essa perspectiva desenvolvemos uma técnica baseada em regras de associação da mineração de dados a fim de identificar as falhas conceituais em estudantes para que, uma vez conhecida essa lacuna do conhecimento, ela seja preenchida de modo a potencializar o processo cognitivo. Com o objetivo testar essas regras, construímos um sistema tutor inteligente capaz de usá-las e assim, orientar o aluno na construção de mapas conceituais a partir de um tema proposto, tendo como principal diretriz o mapa referência do professor e as respectivas regras de associação que cada conceito deste mapa possui. Assim, a informação faltante ao aluno não é apresentada de modo desestruturado, mas com diferentes níveis de granularidade, similaridades e na sequência mais apropriada para catalisar o aprendizado. Este método possui como questão subjacente uma abordagem pedagógica que utiliza aspectos da teoria da aprendizagem significativa defendida por Ausubel e complementada por Novak

Technologies to enhance self-directed learning from hypertext

With the growing popularity of the World Wide Web, materials presented to learners in the form of hypertext have become a major instructional resource. Despite the potential of hypertext to facilitate access to learning materials, self-directed learning from hypertext is often associated with many concerns. Self-directed learners, due to their different viewpoints, may follow different navigation paths, and thus they will have different interactions with knowledge. Therefore, learners can end up being disoriented or cognitively-overloaded due to the potential gap between what they need and what actually exists on the Web. In addition, while a lot of research has gone into supporting the task of finding web resources, less attention has been paid to the task of supporting the interpretation of Web pages. The inability to interpret the content of pages leads learners to interrupt their current browsing activities to seek help from other human resources or explanatory learning materials. Such activity can weaken learner engagement and lower their motivation to learn. This thesis aims to promote self-directed learning from hypertext resources by proposing solutions to the above problems. It first presents Knowledge Puzzle, a tool that proposes a constructivist approach to learn from the Web. Its main contribution to Web-based learning is that self-directed learners will be able to adapt the path of instruction and the structure of hypertext to their way of thinking, regardless of how the Web content is delivered. This can effectively reduce the gap between what they need and what exists on the Web. SWLinker is another system proposed in this thesis with the aim of supporting the interpretation of Web pages using ontology based semantic annotation. It is an extension to the Internet Explorer Web browser that automatically creates a semantic layer of explanatory information and instructional guidance over Web pages. It also aims to break the conventional view of Web browsing as an individual activity by leveraging the notion of ontology-based collaborative browsing. Both of the tools presented in this thesis were evaluated by students within the context of particular learning tasks. The results show that they effectively fulfilled the intended goals by facilitating learning from hypertext without introducing high overheads in terms of usability or browsing efforts

Learning Activities with Semantic. Hypermedia in Higher Education

The increasing use of information and communication technologies (ICT) in diverse professional and personal contexts calls for new knowledge, and a set of abilities, competences and attitudes, for an active and participative citizenship. In this context it is acknowledged that universities have an important role innovating in the educational use of digital media to promote an inclusive digital literacy. The educational potential of digital technologies and resources has been recognized by both researchers and practitioners. Multiple pedagogical models and research approaches have already contributed to put in evidence the importance of adapting instructional and learning practices and processes to concrete contexts and educational goals. Still, academic and scientific communities believe further investments in ICT research is needed in higher education. This study focuses on educational models that may contribute to support digital technology uses, where these can have cognitive and educational relevance when compared to analogical technologies. A teaching and learning model, centered in the active role of the students in the exploration, production, presentation and discussion of interactive multimedia materials, was developed and applied using the internet and exploring emergent semantic hypermedia formats. The research approach focused on the definition of design principles for developing class activities that were applied in three different iterations in undergraduate courses from two institutions, namely the University of Texas at Austin, USA and the University of Lisbon, Portugal. The analysis of this study made possible to evaluate the potential and efficacy of the model proposed and the authoring tool chosen in the support of metacognitive skills and attitudes related to information structuring and management, storytelling and communication, using computers and the internet

Modelo para la generación de cursos virtuales usando tecnologías de la web semántica para sistemas de gestión de aprendizaje

La oferta de educación virtual crece rápidamente y a su vez el uso de entornos virtuales de aprendizaje (VLE). La mayoría de docentes explotan muy limitadamente los VLEs, debido a su conocimiento limitado de pedagogías y de las teorías de diseño instruccional. La revisión de la literatura analizada, dio como resultado que pocos modelos de diseño instruccional han incluido el uso de las tecnologías de la web semántica para sus soluciones educativas. Sin embargo, aquellos trabajos que toman en cuenta dichas tecnologías, se enfocan más en el contenido específico del diseño de curso y otros trabajos asumen que el docente debería conocer acerca de diseño instruccional. Esto permitió notar, que no se toma en cuenta aspectos como: el enfoque pedagógico, es decir las teorías de aprendizaje y/o de diseño instruccional, el contexto del curso y la secuencia de actividades. Adicionalmente, ninguno de los trabajos considera la integración a un VLE. Se identifica los factores que influyen en el modelado del proceso de creación de contenido educativo en cursos online para entornos LMS tradicionales, y se propone un Modelo para el proceso de construcción de cursos virtuales utilizando tecnologías de le web semántica como RDF, OWL, SWRL, SPARQL para sistemas de gestión de aprendizaje. Este modelo permite producir en forma estructurada, organizada y pedagógicamente asistida, las plantillas de cursos virtuales. Para plasmar el modelo se plantea una arquitectura que permite desarrollar módulos de creación de plantillas de cursos en el sistema de gestión de aprendizaje Moodle. Se acompaña de la descripción del desarrollo de los diferentes módulos de creación de cursos virtuales mediante la metodología SCRUM. Para validar el modelo propuesto se plantean dos estudios: el primero aplicado en docentes universitarios respecto a cuatro aspectos analizados: facilidad de uso, soporte pedagógico, satisfacción y tiempo; se observó que existe una diferencia significativa a favor de la construcción de cursos virtuales en un LMS en donde se incorpora el modelo propuesto. En el segundo estudio, aplicado en estudiantes universitarios, se observó que, en el aspecto de la facilidad de uso, sí existe una diferencia significativa a favor del uso del aula virtual usada por los estudiantes y que fue creada por un docente con el módulo que incorpora el modelo propuesto. Se afirma entonces que el modelo planteado ofrece mejoras con respecto al proceso de creación de aulas virtuales tradicional que se incorpora en un LMS.Abstract: The virtual education offer grows rapidly and, in turn, the use of virtual environment of learning (VLE). Most teachers exploit in a very limited way the VLEs due to the limited knowledge of the of pedagogy and instructional design theories. The analyzed systematic review of literature resulted in the fact that few models of instructional design have included the use of semantic web technologies for their educational solutions. However, those works that take into account such technologies focus more on the specific content of course design and other works assume that the teacher should know about the instructional design. This permitted to note that aspects such as the pedagogic focus (i.e., the learning theories and instructional design theories), the course context and the activity sequence are not considered. Additionally, no work considers the integration to a VLE. Factors influencing on the modelling of the creation process of educational content in online courses for traditional LMS environment are identified, and a Model for the construction process of virtual courses is proposed, using semantic web technologies such as RDF, OWL, SWRL, and SPARQL for learning management systems. This model can produce in a structured, organized and pedagogically-assisted way, the designs of virtual courses templates. To put into practice the model, an architecture allowing to develop modules of design creation of courses in the Moodle learning management system is stated. Included there is the description of the development of the different virtual course creation modules through SCRUM methodology. To validate the proposed model, two studies are stated: the first one is applied to university teachers as to four analyzed aspects: usability, pedagogic support, satisfaction and time. It is observed that there is a significant difference in favor of the construction of virtual courses in a LMS where the proposed model is incorporated. In the second study is applied to university students, it was observed that in the aspect of usability, there is a significant difference in favor of the use of the virtual classroom used by students, which was created by a teacher with a module incorporating the proposed model. It is, therefore, affirmed that the proposed model offers improvements as to the traditional creation process of virtual classrooms incorporated into an LMS.Doctorad

학습분석학 기반의 온라인 토론활동 시각화 원리 개발 연구

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 사범대학 교육학과, 2017. 8. 나일주.온라인 토론은 원격대학이나 사이버 대학, 묵스 제공기관 등 온라인을 전제로 하는 교육기관뿐만 아니라 전통적 대학과 같은 교육기관에서도 널리 사용하는 보편적인 디지털 학습 환경 기반의 교수방법이다. 이러한 추세에 따라 온라인 토론의 질을 높이기 위한 노력 또한 다양하게 경주되고 있다. 온라인 학습에서 발생하는 다양한 디지털 자료를 분석하여 학습에 도움이 되는 정보로 만들어 제공하는 것을 지향하는 학습분석학은 이러한 상황에서 각광을 받고 있으며, 학습분석은 온라인 토론의 질을 향상시킬 수 있는 중요한 방법 중 하나로 여겨지고 있다. 학습분석의 방법을 사용하면 현재 진행되고 있는 토론활동으로부터 생성되는 디지털 데이터를 분석하여 토론학습에 유용성이 높은 정보를 제공하는 것이 가능해지기 때문이다. 학습자의 참여, 토론의 방향성, 토론의 효율성, 상호작용의 양상 등에 대해 학습자가 생성한 데이터를 분석하고, 이를 적절히 가공하여 의미 있는 정보로 표현하여 제공한다면, 이는 학습자와 교수자 모두에게 큰 도움이 될 것이다. 온라인 토론을 통해 생성되는 데이터를 분석한 결과는 아주 드물게 텍스트의 형태로만 표현될 수 있으나, 대개는 수치를 포함한 그래프나 이미지 즉, 시각적 표상의 형태로 표현되는 것이 일반적이다. 정보를 시각적 표상의 형태로 표현하는 것은 적은 시간과 노력을 들여 통합적인 정보를 얻는 데에 유리하기 때문이다. 그렇다면 온라인 토론의 경우, 학습자에게 제공되어야 하는 정보는 어떤 종류여야 하며, 또 이를 시각화하여 표현하는 데에는 어떠한 원리가 적용되어야 할 것인가? 이 연구는 온라인 토론에서 학습분석의 결과로 나타나는 정보들을 어떠한 형태로 학습자나 교수자에게 제공할 것인지에 대한 방법을 구안하는 데에 활용될 수 있는 원리, 즉 학습분석의 결과에 대한 시각적 표상물을 구현해 내기 위한 기저 원리를 추출·구안하는 것을 목적으로 수행되었다. 이를 보다 구체적으로 표현하면 다음과 같은 두 개의 연구 문제가 된다. 첫째, 학습분석학 기반의 온라인 토론활동 시각화 원리는 무엇인가? 둘째, 학습분석학 기반의 온라인 토론활동 시각화 원리에 대한 사용자의 반응은 어떠한가? 본 연구는 설계·개발 연구 유형2의 방법을 적용하여 문헌에 기초한 원리의 초안 도출, 사례분석을 통한 원리의 수정, 원리에 대한 전문가 타당화, 원리에 대한 사용성 평가 및 원리를 적용한 프로토타입 개발, 개발된 프로토타입에 대한 사용자 반응 평가 등 내적·외적 타당화의 과정을 거쳐 최종 원리를 개발하는 방법을 따랐다. 그 구체적인 절차는 다음과 같다. 먼저 시각적 정보 처리 과정과 정보 시각화, 학습분석학과 온라인 토론활동의 시각화와 관련된 선행문헌을 고찰하여 시각화 원리들을 도출하였다. 다음으로는 사례 분석의 과정을 거쳐 시각화 원리를 수정하여 시각화 원리 초안을 도출하였다. 개발된 시각화 원리의 초안에 대한 타당성을 검증하기 위해 관련 분야의 전문가 6인을 대상으로 3차에 걸쳐 타당화를 받았다. 이후 시각화 원리를 활용할 것으로 예상되는 교수설계자, 웹디자이너, 컴퓨터프로그래머로 구성된 잠재적 사용자 6인을 대상으로 시각화 원리에 대한 사용성 평가를 실시하였다. 이들은 시각화 원리를 적용하지 않고 1차적으로 시각적 표상물 프로토타입을 개발하였고, 이후 시각화 원리를 반영하여 시각적 표상물의 프로토타입을 수정하였다. 이들이 개발한 시각적 표상물에 시각화 원리가 잘 적용되었는지에 대한 전문가 검토를 거쳐 최종 시각적 표상물이 설계되었다. 마지막으로 시각적 표상물 프로토타입에 대한 학습자의 반응을 평가하였다. 시각화 원리를 기반으로 개발된 시각적 표상물을 학습자에게 제시하고, 사용자 경험 중심의 반응 평가를 실시하였다. 이후 평가 결과를 반영하여 최종 시각화 원리를 개발하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같았다. 첫째, 온라인 토론활동을 시각화하기 위한 대상으로는 1) 참여도, 2) 학습자 간 상호작용, 3) 토론내용-중심단어, 4) 토론내용-메시지유형, 5) 토론내용-찬반의견분포의 5개 범주가 알맞은 것으로 나타났다. 둘째, 온라인 토론에 대한 시각화의 원리로는 1) 추적성(traceability)의 원리, 2) 비교성(comparability)의 원리, 3) 축약성(implicity)의 원리, 4) 전체-세부성(overview+detail)의 원리의 4가지 원리가 도출되었다. 셋째, 시각화 원리를 적용한 시각화 결과물에 대한 사용자 평가는 유용성, 실용성, 심미성, 사용의도 등 전체 문항에 대해 높은 긍정적 반응을 얻은 것으로 나타났다. 이 연구의 결과물에는 각각의 시각화 대상과 각 원리들에 따른 상세 시각화 가이드라인이 첨부되어 제공되었다. 이상의 연구 결과에 기초하여 본 연구의 이론적 함의와 실천적 시사점, 그리고 연구 방법에 관한 논의를 하였다. 후속 연구로서 학습분석을 위한 토론활동에 대한 모델링 연구, 학습자의 특성을 고려한 시각적 표상물 개발에 관한 연구, 실제 맥락에서의 사용자 반응 평가 연구, 교수설계자, 시각 디자이너, 컴퓨터프로그래머 간의 관점 차이를 연결하는 종합자적 연구, 그리고 학습분석학의 특성을 반영하여 빅데이터를 자동으로 분석하여 시각화해주는 시스템의 설계 및 개발 등이 필요함을 제언하였다.I. 서론 1 1. 연구의 배경 및 목적 1 2. 연구 문제 8 3. 연구의 의의 8 4. 용어의 정의 10 가. 학습분석학 10 나. 온라인 토론활동 시각화 11 다. 시각적 표상물 11 라. 사용자 경험 중심 평가 12 II. 선행문헌 고찰 13 1. 시각적 정보 처리 과정과 정보 시각화 13 가. 시각지능과 시각적 정보 처리 과정 13 나. 시각적 정보의 구성요소 및 유형 22 다. 정보 시각화 원리 및 가이드라인 32 2. 학습분석학과 온라인 토론활동 시각화 46 가. 학습분석의 활용 목적 및 데이터 분석 방법 46 나. 온라인 토론활동의 개념 및 특성 59 다. 온라인 토론활동의 시각화 대상별 시각화 기법 69 3. 사용자 경험 중심의 반응 평가 방법 85 가. 사용자 경험의 개념 및 특성 86 나. 사용자 경험 중심의 평가 요소 및 방법 90 III. 연구 방법 96 1. 학습분석학 기반의 온라인 토론활동 시각화 원리 개발 100 가. 선행문헌 검토를 통한 시각화 원리 개발 100 나. 전문가 검토를 통한 시각화 원리 수정 102 2. 시각화 원리에 대한 사용자 반응 평가 110 가. 시각화 원리에 대한 사용성 평가 111 나. 시각화 원리가 적용된 시각적 표상물에 대한 사용자 경험 중심의 반응 평가 117 IV. 연구 결과 120 1. 학습분석학 기반의 온라인 토론활동 시각화 원리 개발 결과 120 가. 선행 연구 분석 결과 도출된 시각화 원리 초안 120 나. 시각화 원리 도출 과정에 대한 전문가 타당화 결과 123 다. 구성요소 및 시각화 원리에 대한 전문가 타당화 결과 125 라. 시각화 원리 및 상세 시각화 가이드라인에 대한 전문가 타당화 결과 132 2. 시각화 원리에 대한 사용자 반응 평가 결과 148 가. 시각화 원리에 대한 사용성 평가 결과 148 나. 시각적 표상물 프로토타입에 대한 사용자 경험 중심의 반응 평가 결과 158 3. 학습분석학 기반의 최종 온라인 토론활동 시각화 원리 166 가. 학습분석학 기반의 온라인 토론활동 시각화 대상 174 나. 학습분석학 기반의 온라인 토론활동 시각화 원리 179 Ⅴ. 논의 및 결론 187 1. 연구 결과의 이론적 함의 187 가. 온라인 토론활동 시각화 원리의 이론적 함의 187 나. 인간시각지능의 응용 연구: 탐색과 발견의 도구로서의 시각화 191 2. 연구 결과의 실천적 시사점 194 가. 온라인 토론활동 시각화 원리의 효용성 194 나. 온라인 토론활동에 대한 피드백으로서의 시각적 표상물 196 3. 연구 방법에 관한 논의 199 가. 설계·개발 연구 방법을 적용한 연구 과정 199 나. 사용자 경험 중심의 반응 평가 202 4. 결론 및 제언 204 가. 요약 및 결론 204 나. 연구의 한계 및 추후 연구를 위한 제언 207 참고문헌 211 부록 247 Abstract 298Docto