Oppimisanalytiikan käynnistäminen, Tapaus: Aalto Online Learning

The digital transformation of learning brings forth data having unprecedented granularity and coverage of learning activity. The research area of Learning Analytics (LA) uses this data to understand and improve learning. The practice of LA is a cyclic process where learning data is collected from different sources and analytics is developed according to stakeholder objectives. Finally, current results are delivered that lead into action which improves learning and produces new data. The goal of this thesis is to bootstrap LA in multiple courses that implement different weekly online learning activities. The term bootstrap underlines the aim to support continuity, further development, and expansion of LA. The research questions were: what learning data the courses currently instrument, and what LA objectives the course staff find most important. This thesis conducts software engineering to construct an LA solution for the research case. Requirements are defined via examination of the case and interviews of the course staff. The developed solution enables real time access to learning data and possibility to integrate data from both Moodle and A-plus learning environments for joined analysis. Novel interactive visualizations are developed according to the user requirements. The work in bootstrapping LA at course level lead to two general findings. First, the integration of learning data from multitude of sources is a common challenge that requires design. Second, teachers' initial LA objectives include aims to monitor expected progress, improve allocation of learning material, identify problematic areas in learning material, and improve interaction with learners.Opetuksen digitaalinen murros synnyttaää ennennäkemättömän tarkkaa ja kattavaa tietoa oppimisaktiviteeteista. Oppimisanalytiikan (OA) tutkimusalue käyttää tätä aineistoa oppimisen ymmärtämiseen ja parantamiseen. OA:n soveltaminen käytäntöön on toistuva prosessi, jossa oppimisaineistoa kerätään erilaisista lähteistä ja analytiikkaa kehitetään omistajiensa tavoitteiden mukaisesti. Lopuksi tuotetaan ajantasaisia tuloksia, jotka johtavat toimintaan, joka parantaa oppimista ja tuottaa uutta aineistoa. Tämän diplomityön tavoitteena on käynnistää OA usealla kurssilla, jotka toteuttavat erilaisia viikoittaisia verkko-oppimisen ratkaisuja. Käynnistäminen pyrkii elinvoimaiseen, kehittyvään ja laajenevaan analytiikkaan. Tutkimuskysymykset olivat, mitä dataa kurssit tällä hetkellä keräävät ja mitkä OA–tavoitteet ovat kurssihenkilökunnalle tärkeimpiä. Työssä rakennetaan ohjelmistotuotannon keinoin OA–ratkaisu tutkittavalle tapaukselle. Ratkaisun vaatimukset määritellään tarkastelemalla tapausta ja haastattelemalla kurssien henkilökuntaa. Kehitetyn ratkaisun avulla aineisto on saatavilla reaaliaikaisesti. Lisäksi ratkaisu mahdollistaa aineiston yhdistämisen Moodle ja A-plus oppimisympäristöistä yhteistä analyysiä varten. Työssä suunnitellaan uusia interaktiivisia tiedon visualisointeja käyttäjävaatimusten mukaisesti. Tutkimus OA:n käynnistämiseksi kurssitasolla tuotti kaksi yleistä tulosta. Ensiksi aineiston yhdistäminen eri lähteistä on tyypillinen haaste, joka vaatii suunnittelua. Toiseksi opettajien tavoitteita OA:ta aloittaessa ovat valvoa odotettua edistymistä, parantaa oppimateriaalin mitoitusta, tunnistaa ongelmakohtia oppimateriaalissa ja parantaa vuorovaikutusta opiskelijoiden kanssa

Chatbots: Characteristics increasing customer satisfaction

The number of chatbots used as customer service agents has increased significantly over the last decade. Even though chatbots lack the ability to simulate human speech and do not perform as well as human agents do, their implementation as customer service agents has several benefits. Therefore, it is important to understand which characteristics customers find appealing and engage them into satisfying interaction. This study examines the characteristics and features which are found to positively affect the customer satisfaction. Moreover, this research investigates if there is a conflict between these characteristics and if it is possible to incorporate them all into a single chatbot to construct the perfect chatbot. The research method used in this study was a literature review, which mainly focused on publications on the subject published in the last few years. The research questions were twofold: which characteristics of chatbots have a positive impact on customer satisfaction and how they conflict with each other. The research questions were addressed as broadly as possible, taking into account the significant and recent literature. The study found multiple characteristics positively affecting customer satisfaction. From the results a table was created where all the characteristics not in conflict can be found. The study also discovered conflicting characteristics that should be considered when a company is designing a chatbot for their target audience. The most significant result was that characteristics found to be appealing to customers were anthropomorphic which indicates that customers want the chatbot to be as human as possible and communicative cues should be carefully considered

Vertikaalisen integraation hyödyt ja haitat systeemisten prosessi-innovaatioiden käyttöönotossa: Tapaustutkimuksia rakennusten tietomallinnuksen (BIM) käyttöönotosta Suomen rakennusteollisuudessa

Vertikaalinen integraatio tarkoittaa usean tai kaikkien arvoketjun toimintojen yhdistymistä samaan yritykseen. Monet tutkijat ovat olleet sitä mieltä, että vertikaalinen integraatio edistää systeemisten innovaatioiden synnyttämistä ja käyttöönottoa. Kun tavalliset innovaatiot voidaan ottaa käyttöön sellaisenaan ilman sen suurempia muutoksia laajempaan toimintaympäristöön, systeemisten innovaatioiden menestyksekäs käyttöönotto vaatii merkittäviä muutoksia koko toimintaympäristössä. Usein systeemiset mnnovaatiot ovat kuitenkin liian monimutkaisia ja laajoja yhden yrityksen hallittavaksi. Rakennusten tietomallinnus (BIM) on esimerkki systeemisestä prosessi-innovaatiosta rakennusalalla. Tietomallinnus tarkoittaa laajaa kokonaisuutta, joka koostuu yhteisistä käytännöistä, prosesseista ja teknologioista. Tietomallinnuksen tarkoituksena on hallita rakennukseen liittyvää tietoa digitaalisessa muodossa rakennuksen koko elinkaaren ajan aina suunnittelusta toteutukseen ja käyttöön. Tietomallinnuksen on odotettu tuovan merkittäviä parannuksia rakennusalan tuottavuuteen jo 80-luvulta lähtien, mutta sen käyttöönotto ja leviäminen on osoittautunut ennakoitua hitaammaksi ja vaikeammaksi. Keskeisenä syynä tähän on ollut tietomallinnuksen systeeminen ja organisaatioiden rajat ylittävä luonne. Samalla kuitenkin, myös kiinnostus vertikaaliseen integraation on lisääntynyt rakennusalalla. Tämä tutkimus pyrkiikin valottamaan tietomallinnuksen käyttöönoton ja organisaatiorakenteiden välistä yhteyttä tutkimalla vertikaalisen integraation hyötyjä ja haittoja tietomallinnuksen käyttöönotossa. Tutkimuksen empiirinen osa perustuu kahteen vastakkaiseen tapaustutkimukseen Suomen rakennusteollisuudessa. Toisessa tapauksessa projektiverkosto koostui erillisistä yrityksistä, kun taas toisessa tapauksessa projektiverkosto oli vertikaalisti integroitunut. Molemmissa tapauksissa tarkasteltiin yksittäistä rakennushanketta, jossa testattiin tietomallinnusta. Laadullinen tutkimusaineisto koostuu projektidokumentaatiosta, haastatteluista sekä osapuolien havainnoinnista. Tutkimuksessa luodaan ensin teoreettinen malli vertikaalisen integraation hyödyistä ja haitoista perustuen kirjallisuuskatsaukseen. Tämän jälkeen mallia testataan tutkimusaineistolla ja parannellaan analyysin perusteella. Tutkimuksen tulosten perusteella tietomallinnuksen käyttöönottoon liittyy seitsemän organisaatiorakenteen kannalta merkittävää tekijää. Nämä tekijät ovat (1) johdon tuki, (2) koordinointi ja hallinta, (3) oppiminen ja kokemus, (4) teknologian hallinta, (5) viestintä, (6) motivaatio sekä (7) roolien määrittely. Kaikkiin näihin tekijöihin liittyy vertikaalisen integraation tuomia hyötyjä ja haittoja. Tämän vuoksi yritysjohdon pitäisikin ymmärtää organisaatiorakenteen mahdolliset vaikutukset tietomallinnuksen käyttöönotossa, jotta käyttöönottoprojektit osattaisiin suunnitella ja toteuttaa mahdollisimman sujuvasti.Vertical integration refers to a combination of several or all functions in the value chain under a single firm. Many researchers have suggested that vertical integration facilitates the development and implementation of systemic innovations. As opposed to autonomous innovations that can be introduced as such without any major changes or modifications to the rest of the business system, systemic innovations require significant adjustments in other parts of the business system in order to be implemented successfully. However, systemic innovations are often too complex and large to manage and coordinate under a single integrated find. Building information modelling (BIM) is an example of a systemic process innovation in the construction industry. BIM is a set of interacting policies, processes, and technologies generating a methodology to manage the essential building design and project data in digital format throughout the life-cycle of a building. BIM has been expected to bring significant improvements in productivity in the construction industry since the 1980's but the implementation and diffusion of BIM have been proved to be slower and more difficult than expected, largely due to its interorganizational and systemic nature. At the same time, there has been a trend of vertical integration in the construction industry in recent years. This study aims to shed more light on the connection between BIM implementation and the organizational structure, and examines the advantages and disadvantages of vertical integration in the implementation of BIM as an example of a systemic process innovation. The empirical research is based on two opposite case studies from the Finnish construction industry; a vertically disintegrated project network and a vertically integrated project network. Both case studies included a single construction project where BIM was being implemented. The qualitative data consists of project documentation, interviews, and observations. A theoretical model of the advantages and disadvantages of vertical integration is first constructed based on the literature review. The model is later tested with the empirical data and refined into an improved model based on the analysis. The findings of the study propose that there are seven structurally relevant factors in BIM implementation; (1) management support, (2) coordination and control, (3) learning and experience, (4) technology management, (5) communication, (6) motivation, and (7) defining roles. There are both advantages and disadvantages of vertical integration related to each of these implementation factors. Thus, in order to achieve as smooth implementation as possible, managers should understand the impact of the organizational structure in BIM implementation and plan the implementation projects accordingly

Let's Ask Students About Their Programs, Automatically

Students sometimes produce code that works but that its author does not comprehend. For example, a student may apply a poorly-understood code template, stumble upon a working solution through trial and error, or plagiarize. Similarly, passing an automated functional assessment does not guarantee that the student understands their code. One way to tackle these issues is to probe students' comprehension by asking them questions about their own programs. We propose an approach to automatically generate questions about student-written program code. We moreover propose a use case for such questions in the context of automatic assessment systems: after a student's program passes unit tests, the system poses questions to the student about the code. We suggest that these questions can enhance assessment systems, deepen student learning by acting as self-explanation prompts, and provide a window into students' program comprehension. This discussion paper sets an agenda for future technical development and empirical research on the topic

Huomion kiinnittyminen koko luokan simulaatio-opetuksessa - tapaustutkimus katseenseurantaa käyttäen

Nykyteknologian avulla opiskelijoiden huomionkiinnittymistä opetuksen aikana voidaan tutkia esimerkiksi katseenseurantalaseja käyttäen. Tätä kautta saadaan tietoa opiskelijoiden kognitiivisista prosesseista ja opettajan toiminnan vaikutuksesta niihin. Tässä tutkimuksessa seurattiin erään lukiolaisen katsetta koko luokan simulaatio-opetuksen aikana. Analyysi keskittyi opettajan toiminnallaan antamien vihjeiden merkitykseen huomion kiinnittymiselle. Opettaja ja opiskelija myös haastateltiin. Opiskelija seurasi melko hyvin opettajan antamia vihjeitä; opettajan vuorovaikutus simulaation kanssa sekä selvät kysymykset saivat opiskelijan huomion kiinnittymään vihjeiden mukaisesti. Tulevaisuudessa tulisi kerätä lisää dataa eri konteksteissa tulosten vahvistamiseksi.Nykyteknologian avulla opiskelijoiden huomionkiinnittymistä opetuksen aikana voidaan tutkia esimerkiksi katseenseurantalaseja käyttäen. Tätä kautta saadaan tietoa opiskelijoiden kognitiivisista prosesseista ja opettajan toiminnan vaikutuksesta niihin. Tässä tutkimuksessa seurattiin erään lukiolaisen katsetta koko luokan simulaatio-opetuksen aikana. Analyysi keskittyi opettajan toiminnallaan antamien vihjeiden merkitykseen huomion kiinnittymiselle. Opettaja ja opiskelija myös haastateltiin. Opiskelija seurasi melko hyvin opettajan antamia vihjeitä; opettajan vuorovaikutus simulaation kanssa sekä selvät kysymykset saivat opiskelijan huomion kiinnittymään vihjeiden mukaisesti. Tulevaisuudessa tulisi kerätä lisää dataa eri konteksteissa tulosten vahvistamiseksi

Shapes of stellar activity cycles

Context.Magnetic activity cycles are an important phenomenon both in the Sun and other stars. The shape of the solar cycle is commonly characterised by a fast rise and a slower decline, but not much attention has been paid to the shape of cycles in other stars. Aims.Our aim is to study whether the asymmetric shape of the solar cycle is common in other stars as well, and compare the cycle asymmetry to other stellar parameters. We also study the differences in the shape of the solar cycle, depending on the activity indicator that is used. The observations are also compared to simulated activity cycles. Methods.We used the chromospheric Ca II H&K data from the Mount Wilson Observatory HK Project. In this data set, we identified 47 individual cycles from 18 stars. We used the statistical skewness of a cycle as a measure of its asymmetry, and compared this to other stellar parameters. A similar analysis has been performed for magnetic cycles extracted from direct numerical magnetohydrodynamic simulations of solar-type convection zones. Results.The shape of the solar cycle (fast rise and slower decline) is common in other stars as well, although the Sun seems to have particularly asymmetric cycles. Cycle-to-cycle variations are large, but the average shape of a cycle is still fairly well represented by a sinusoid, although this does not take its asymmetry into account. We find only slight correlations between the cycle asymmetry and other stellar parameters. There are large differences in the shape of the solar cycle, depending on the activity indicator that is used. The simulated cycles differ in the symmetry of global simulations that cover the full longitudinal range and are therefore capable of exciting non-axisymmetric large-scale dynamo modes, and wedge simulations that cover a partial extent in longitude, where only axisymmetric large-scale modes are possible. The former preferentially produce positive and the latter negative skewness.Peer reviewe

Zeeman-Doppler imaging of five young solar-type stars

Context. The magnetic activity of the Sun changes with the solar cycle Similar cycles are found in other stars as well, but their details are not known to a similar degree. Characterising stellar magnetic cycles is important for the understanding of the stellar and solar dynamos that are driving the magnetic activity. Aims. We present spectropolarimetric observations of five young, solar-type stars and compare them to previous observations, with the aim to identify and characterise stellar equivalents of the solar cycle. Methods. We use Zeeman-Doppler imaging (ZDI) to map the surface magnetic field and brightness of our targets. The magnetic field is decomposed into spherical harmonic expansions, from which we report the strengths of the axisymmetric versus non-axisymmetric and poloidal versus toroidal components, and we compare them to the Rossby numbers of the stars. Results. We present five new ZDI maps of young, solar-type stars from December 2017. Of special interest is the case of V1358 Ori, which had gone through a polarity reversal between our observations and earlier ones. A less evident polarity reversal might also have occurred in HD 35296. There is a preference for a more axisymmetric field, and possibly a more toroidal field, for the more active stars with lower Rossby number, but a larger sample should be studied to draw any strong conclusions from this. For most of the individual stars, the amounts of toroidal and poloidal field have stayed on levels similar to those in earlier observations. Conclusions. We find evidence for a magnetic polarity reversal having occurred in V1358 Ori. An interesting target for future observations is chi(1) Ori, which may have a short magnetic cycle of a few years. The correlation between the brightness maps and the magnetic field is mostly poor, which could indicate the presence of small-scale magnetic features of different polarities that cancel one another out and are thus not resolved in our maps.Peer reviewe

Long-term spot monitoring of the young solar analogue V889 Herculis

Context. Starspots are important manifestations of stellar magnetic activity. By studying their behaviour in young solar analogues, we can unravel the properties of their magnetic cycles. This gives crucial information of the underlying dynamo process. Comparisons with the solar cycle enable us to infer knowledge about how the solar dynamo has evolved during the Sun’s lifetime. Aims. Here we study the correlation between photometric brightness variations, spottedness, and mean temperature in V889 Her, a young solar analogue. Our data covers 18 years of spectroscopic and 25 years of photometric observations. Methods. We use Doppler imaging to derive temperature maps from high-resolution spectra. We use the Continuous Period Search method to retrieve mean V-magnitudes from photometric data. Results. Our Doppler imaging maps show a persistent polar spot structure varying in strength. This structure is centred slightly off the rotational pole. The mean temperature derived from the maps shows an overall decreasing trend, as does the photometric mean brightness, until it reaches its minimum around 2017. The filling factor of cool spots, however, shows only a weak tendency to anti-correlate with the decreasing mean brightness. Conclusions. We interpret V889 Her to have entered into a grand maximum in its activity. The clear relation between the mean temperature of the Doppler imaging surface maps and the mean magnitude supports the reliability of the Doppler images. The lack of correlation between the mean magnitude and the spottedness may indicate that bright features in the Doppler images are real