Aprendizaje colaborativo

Presentación del tema: "Aprendizaje colaborativo"— Transcripción de la presentación:

1 Aprendizaje colaborativo

2 Aprendizaje colaborativo
Motivación Proceso de enseñanza/aprendizaje: - Limitado por el pizarrón - Exceso de linealidad - Falta de historia Divorcio con la tecnología

3 Aprendizaje colaborativo
autoregulado/ metacognición Teoría sociocultural de Vigotsky Teoría de Flexibilidad Cognitiva Teorías Cognición distribuída Constructivismo Aprendizaje basado en problemas

4 Aprendizaje colaborativo Teorias
(1978)Vygotsky ‘ssociocultural theory of learning emphasizes that human intelligence originates in our society or culture, and individual cognitive gain occursfirst through interpersonal (interaction with social environment) than intrapersonal (internalization). Another aspect of Vygotsky's theory is the idea that the potential for cognitive development is limited to a certain time span which he calls the "Zone of Proximal Development" (ZPD). Constructivism views that knowledge is not 'about' the world, but rather 'constitutive' of the world (Sherman, 1995). Knowledge is not a fixed object, it is constructed by an individual through her own experience of that object. Constructivist approach to learning emphasizes authentic, challenging projects that include students, teachers and experts in the learning community.

5 Aprendizaje colaborativo Teorias
Problem-based learning (PBL), anchored instruction, is a student-centered, contextualized approach to schooling. In this approach, learning begins with a problem to be solved rather than content to be mastered. This is consistent with new models of teaching and learning that suggest the emphasis of instruction needs to shift from teaching as knowledge transmission to less teacher-dependent learning. The concept of distributed cognition emphasizes the interaction among individual, environment, and cultural artifacts. It claims that development and growth of cognitions of individuals should not be isolated events, rather the changes should be a reciprocal process. It starts from the minds of individuals, through the reciprocal teaching and guide each others or acquainting themselves with the tools.

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Johnson y Johnson ( ), a partir de una cuidadosa observación de la práctica pedagógica, han caracterizado los ambientes dentro del aula de acuerdo a los siguientes términos: Competitivos Individualistas Cooperativos

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Ambiente Competitivo: Un miembro del grupo puede alcanzar sus objetivos si y sólo si los otros miembros no consiguen alcanzar los suyos. Ambiente Individualista: El que un miembro del grupo pueda alcanzar o no sus objetivos no influye en que los otros alcancen o no los suyos. Ambiente Cooperativo: Cada miembro del grupo puede alcanzar sus objetivos si y sólo si los otros miembros consiguen alcanzar los suyos.

8 Aprendizaje colaborativo
Según Johnson y Johnson (1978), los ambientes de aprendizaje colaborativo son los que favorecen de mejor forma el aprendizaje de habilidades intelectua-les de orden superior, tales como: Resolución de problemas Pensamiento crítico Pensamiento creativo Pensamiento metacognitivo Retención de información

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MAESTRO Alumno Motivación Coordinación Interrelación OBJETIVOS Aplicaciones prácticas

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¿Qué es CSCL? “Computer-Supported Collaborative Learning” Uso de tecnología computacional como dispositivo de ayuda a los aprendices, para comunicarse y colaborar en actividades conjuntas, mediante una red, asistiéndole en la coordinación y aplicación del conocimiento en cierto dominio (Ayala 96). Personas Tecnología Comp. Dominio/Objetivo Actividades

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CSCL Collaborative Cooperative Divide la tarea entre los aprendices. Cada uno se responsabiliza por una subtarea Trabajo conjunto para resolver una tarea completa la que a menudo no podría resolverse antes de la colaboración (Lewis 96) Aparece un nuevo término “Collective”, que pretende englobar a los dos anteriores. (Pea94)

12 ? ó ¿ Aprendizaje colaborativo CSCL vs. CSCW CSCW CSCL
Distinto contexto CSCW  Trabajo (del grupo) CSCL  Aprendizaje (individual)

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CSCW La meta primera es el trabajo y éste se produce en una comunidad con metas compartidas. Apoya la colaboración con el fin de alcanzar una meta en conjunto. El aprendizaje es incidental (Lewis 96). La meta es la efectividad del desempeño de la tarea en términos de que un producto, abstracto o concreto, como una idea o un diseño, sea alcanzado al mínimo costo. Disminuir el esfuerzo mental (Heeren 96). CSCL Se refiere a quienes llamamos aprendices, y esto implica que el aprendizaje es la intención fundamental de su actividad (Lewis 96). Apunta al aprendizaje individual en los aprendices, como resultado principal (aprendizaje activo y procesamiento individual profundo). Incrementar el esfuerzo mental (Heeren 96).

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¿Qué tienen en común CSCW y CSCL? El aprendizaje es el denominador común y ocurre de manera intencional o no (Lewis 96). CSCL apoya la adquisición, por parte de los individuos, de conocimiento, habilidades o actitudes que ocurre como resultado de la interacción del grupo o más concretamente, el aprendizaje individual como resultado del propósito del grupo (Kaye 95).

15 Historia del CSCL - En los 70’s aparecen los primeros tutores inteligentes (individual) - A finales de los 80 hay una sensación de fracaso A principios de los 90’s se desarrollan las redes de computadores (LAN y WAN) las que permiten el desarrollo CSCL Gracias a la WEB se desarrolla el e-learning a partir del se desaroola el M-Learning

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Muchas aplicaciones se han desarrollado en esta área, orientadas a diferentes propósitos. TurboTurttle Siveduc Ambiente dinámico multiusuario para explorar la Física Newtoniana mediante simulación. Usuarios manipulan objetos dentro del ambiente desde su PC. Interac-túan con telepunteros y voz. Sistema de educación virtual que posibilita el aprendizaje basado en aplicaciones en línea a través de Internet. Administra los contenidos educativos y permite la interac-ción profesor-alumnos y alumnos-alumnos. TheU CyberEd Universidad Virtual construida en 3D. El ambiente se adecúa a las características del estudiante. Comunicación via texto, voz, video, pizarras compartidas, foros de discusión. Ambiente de aprendizaje a distancia. Ofrece cursos a través del Web. Interacción mayor-mente asincrónica. Los estudiantes reciben materiales via Web. Evaluación e instruc-ción a través de formularios, , chat.

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CLARE CO-Learn Ambiente de aprendizaje colaborativo basado en hipertexto. Ambiente integrado para el aprendizaje a distancia. Incluye escenarios de lectura, workshop, foros, archivo y estudio. CSILE LearnLinc Ambiente de construcción de conocimiento basado en texto e imágenes. Fomenta la discusión para la creación de conocimiento. Aula virtual. Incluye: videoconferencia, pedir la palabra, votación, anotaciones. CyberCampus ExploreNet Aplicación de realidad virtual, con interacción en tiempo real. Servicios desde shopping y juegos hasta aprendizaje a distancia. Ambiente gráfico distribuido, de propósito general. Soporta juegos de roles con propósitos educativos. Basado en la teoria constructivista.

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¿Que tienen en común estas aplicaciones? Son medios que apuntan a facilitar el aprendizaje de grupos. Pero utilizan enfoques totalmente distintos para alcanzar este objetivo. Las aplicaciones podrían entonces agruparse de acuerdo al tipo de actividad de aprendizaje para la que fueron diseñadas: Tutoriales Resolución de problemas Simulaciones Debates Modelación

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Tutoriales Presentan información multimedial Asistencia online de un tutor (consultas, objetivos) Interacción mediante herramientas compartidas (ej.: pizarra) y discusión Herramientas para dirigir la clase (ej.: floor control) Resolución de Problemas Los estudiantes comparten herramientas Se trabaja en problemas planteados por el tutor La interacción es más libre (menos guía del tutor) Simulación Incluye simuladores y micromundos Los estudiantes manipulan objetos y menúes

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Debate Apoyan la discusión y argumentación sobre algún tópico Moderador negocia los objetivos de aprendizaje, la duración de la discusión, fija nuevos tópicos, asegura la relevancia de las respuestas Modelación Al igual que en simulación, los estudiantes interactúan con el ambiente manipulando objetos os estudiantes crean los parámetros dentro del ambiente Permite probar hipótesis Han aparecido muchas aplicaciones (comerciales y experimentales) que intentan aglutinar todos estos elementos en un solo ambiente, ofreciendo apoyo integral a un curso. Son conocidos com Courseware o Course in a Box.

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Clasificación de aplicaciones CSCL

22 Aprendizaje colaborativo
WebCT 57 paises 1.500 instituciones facultades 6,9 millones

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Contenido de un curso WebCT

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Bulletin board

25 Aprendizaje colaborativo
Mail privado

26 Aprendizaje colaborativo
Apoyo a cursos con herramientas Web (Website del curso)

27 Aprendizaje colaborativo
WCB : Virginia Commonwealth University LearningSpace : Lotus & IBM (comercial) WebCT : University of British Columbia  WebCT.com TopClass : WBT Systems (comercial) Virtual-U : Simon Fraser University, Canada (comercial)

28 Aprendizaje colaborativo
¿Apoyan estos sistemas el aprendizaje colaborativo o solamente el aprendizaje grupal?

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JIGSAW ( es una técnica orientada a la creación de ambientes de aprendizaje colaborativo, desarrollada en la década de los 70’s por Elliot Aronson en la Universidad de Texas y Universidad de California. Fase 1: Grupos cooperativos (I) Formación de los grupos. Designar un líder. Dividir la lección. Distribuir los materiales. Investigación personal. Fase 2: Grupos expertos Pares con el mismo tema. Lectura y resumen. Ser experto en el tema. Planificar enseñanza.

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Fase 3: Pares de práctica Formación de pares distintos, pero con el mismo segmento. Practicar la presentación, escuchando a quien presenta e incorporando mejoras a su presentación. Fase 4: Grupos cooperativos (II) Los alumnos regresan a sus grupos originales. Cada estudiante presenta su segmento al grupo (enseñar y aprender). Instar a los otros a hacer preguntas para aclarar dudas.

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Fase 5: Monitoreo Mientras los pares y grupos cooperativos trabajan, el profesor se mueve de grupo en grupo, observando el proceso y asistiendo a los estudiantes. Fase 6: Evaluación Al final de la sesión se debe evaluar el grado de aprendizaje de los estudiantes, a través de un test individual que cubra todos los segmentos.

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Student Team Learning: Un enfoque para desarrollar el aprendizaje colaborativo Sudent Team Learning es un conjunto de técnicas cooperativas desarrolladas en la universidad John Hopkins (USA). Su principal representante es Robert Slavin, quien ha desarrollado un amplio trabajo de creación e investigación en el ámbito del aprendizaje colaborativo.

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Student Team Learning: Un enfoque para desarrollar el aprendizaje colaborativo La idea básica es que cuando los alumnos interactúan en pequeños equipos de aprendizaje cuidadosamente estructurados, y son recompensados según el progreso alcanzado por todos los miembros del equipo, generalmente se produce un incremento en la autoestima de los estudiantes, mejores resultados de aprendizaje, niveles mayores de ayuda mutua en la realización de la tarea y se estimula el desarrollo de relaciones sociales caracterizadas por el respeto y aceptación a los compañeros, incluyendo los menos aventajados o de distintos grupos étnicos.

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Student Team Learning: Un enfoque para desarrollar el aprendizaje colaborativo Estas técnicas han sido comparadas con los métodos tradicionales en muchos estudios, encontrándose los siguientes resultados: Favorecen el logro académico en alumnos de rendimiento medio, bajo y alto. Mejoran las relaciones interraciales y otras relaciones sociales. Estimulan la aceptación de los alumnos con mayores dificultades de aprendizaje. Mejoran la autoestima de los estudiantes que participan en estos equipos de estudio. Mejoran la actitud de los alumnos hacia el contenido del curso y hacia la institución de enseñanza. Disminuyen el tiempo que requiere realizar la tarea de aprendizaje.

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Entre las metas a alcanzar en el aprendizaje colaborativo podemos citar: Abandono de la idea (por parte de los estudiantes) de que el profesor lo sabe todo. El profesor es un facilitador que da a los alumnos la oportunidad de desarrollar su propio aprendizaje. Lo más importante es la adquisición de meta-conocimientos, donde el aprendizaje y la solución de problemas se hace en grupo. Lograr el aprendizaje del estudiante a través del constructivismo, la colaboración y la enseñanza a los otros. Motivación de los estudiantes por situaciones del mundo real.

36 Mecanismos que operan en una situación colaborativa (Dillenbourg)
Aprendizaje colaborativo Mecanismos que operan en una situación colaborativa (Dillenbourg) Conflicto o desacuerdo La propuesta alternativa Auto-explicación Apropiación Esfuerzo cognitivo compartido Regulación mutua

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Conflicto o desacuerdo Las interacciones verbales generadas para resolver un conflicto están directamente relacionadas con el aprendizaje. Un desacuerdo, un pequeño malentendido es tan eficiente como un conflicto claro entre dos agentes que creen P y no P.

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La propuesta alternativa En general, las personas se niegan a abandonar sus propias hipótesis porque no poseen otras que las reemplacen, y tienden a diseñar experimentos que las confirmen. La interacción en un grupo les permite tener propuestas alternativas (generadas en la interacción con los demás miembros del grupo), y escoger aquella que les resulte más conveniente.

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Auto-explicación Cuando uno de los miembros de un grupo de trabajo está más capacitado que los otros, los demás se benefician de sus habilidades. Sin embargo, el alumno que sabe más también se beneficia. En el "efecto de auto-explicación", el alumno que sabe más se ve obligado a clarificar sus propios conocimientos para transmitirlos a los otros a la hora de elaborar la explicación.

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Apropiación Supongamos que nos encontramos con dos estudiantes, A y B. El estudiante B es más hábil en el desarrollo de una tarea que A. Cuando A desarrolla su acción, B la integra en su propio plan, dándole una interpretación o un uso que va más allá de lo que el alumno A había considerado originalmente. El aprendizaje se produce cuando A reinterpreta su acción a partir de la forma en que B la utilizó.

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Esfuerzo cognitivo compartido Cuando dos o más personas colaboran, a menudo comparten el esfuerzo cognitivo que demanda la tarea, tratando de evitar redundancias en su realización (varios miembros haciendo lo mismo). Espontáneamente el grupo distribuye a cada individuo algunas sub-tareas a fin de que cada uno pueda dedicarle mayores recursos a la parte que le corresponde. Estas tareas implican una construcción común de significados: cada uno realiza su parte pero necesita de la constante interacción con los demás para alcanzar el éxito personal y, finalmente, el éxito del equipo.

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Regulación mutua Durante la resolución colaborativa de un problema, generalmente uno debe justificar el por qué de lo que hizo o está haciendo. A través de estas discusiones los miembros del grupo regulan mutuamente sus actividades. Quien habla, trata de asegurarse de que quien lo está escuchando comprenda correctamente y, en caso contrario, buscará la forma de hacerse entender. Progresivamente, entre todos se construye una comprensión compartida del problema.

43 Ejemplos de aplicaciones colaborativas
Nelson Baloian

44 COLDEX Project European IST program
U. Duisburg, U. Chile, Politecnica Madrid, U. Saarland, UNED, U. Vexjö, Aims at designing innovative learning environment in order to support a wide range of global open learning activities within scientific domains Combining challenge-based learning with modeling tools and experimental scenarios

45 Principles for designing educational environments
Authentic Activities: modeling of activities and tools derived from professional practices Construction: learners create and share artifacts within their communities Collaboration: educational environments should be designed to facilitate a close collaboration between learners and with an expert

46 Challenge-Based Learning
Discovery- based Problem-based Experiential learning Challenge- based Cognitive focus Knowledge inquiry Knowledge construction To grasp and transform experience Knowledge interpretation, inquiry and construction Role of student Detective, picking up clues Participant, searching Active participant, choosing Active constructor/ designer Role of teacher “As mystery writer” Coach Facilitator Coach, co-experimenter and designer

47 Modelling tool (stochastic)

48 Modelling tool (system dynamics)

49 DExTs Digital Experimental Toolkits Experimental instructions
Scientific background information Modeling and simulation tools Access to real scientific data Formulation of initial challenges

50 The Seismo Scenario

51 The Seismo Scenario

52 The Moon Scenario

53 The Maze Scenario

54 The Astro Scenario

55 The Astro Scenario

56 The Computer-integrated Calassroom

57 Students’ attention problem in a Computer-integrated Calassroom
Students frequently lose the focus of attention if too much information is displayed The students get distracted if the teacher has to spend too much time in entering commands, searching for files, changing between programs

58 Coping with the Students’ attention problem
Automatize frequently performed action Distribute assignments, learning material Collect results Share documents for collaborative use Use integrated environments For avoiding context changes Promote the use of as few windows as possible

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60 The Teacher’s inerface

61 The Students’ interface

62 Participatory simulations
Role-playing activity oriented towards learning complex and dynamic systems Mapping real world problems to simulated context and behaviors Knowledge and patterns emerge from local interactions among users Highly effective in large groups Simple to set up and interact with Simple decision process: Analyze information, exchange information, make decisions and see the outcomes It allows to relate actions and their consequences Highly motivating even in large groups Participation and collaboration increase the understanding of the simulated reality and problem-solving abilities Mobility has positive effects in engagement Can be integrated in a whole classroom learning by doing Las aplicaciones de participatory simulation tienen la gracia de poder tratar con objetivos de aprendizaje complejos ya que estos son simulados mediante la participación activa de sus alumnos. Los objetivos educativos son embebidos dentro de la aplicación y requieren seguir reglas simples de acción. Son altamente efectivos para salas de clase con gran cantidad de alumnos, ya que permite una alta interacción entre todos, que luego se pueden analizar para la posterior deducción e inferencia del objetivo educativo La motivación se produce por las reglas de la aplicación a seguir que hace que el alumno interactúe activamente con sus compañeros. 62

63 The Framework should help:
Networking Discover participants, build connections, synchronize information Define and assign roles Which kind of actors and what they will represent Define and assign objects Which kind of objects will be exchanged between participants Specify rules How will objects be exchanged (still not very automatic) Teacher support The conductor must ensure all participants play an active role in the simulation El framework que se propone, permite especificar una gran cantidad de instancias de simulación participatoria, mediante la determinación de: El objetivo educativo de la realidad que se quiere simular Definición de las metas que los alumnos deben alcanzar Y la especificación de reglas y roles que los alumnos deben seguir para simular la realidad y alcanzar los objetivos educativos 63

64 HCI Principles considered
Pen-Based User Interface offers a more natural and intuitive interface enabling the sharing and exchange so as to improve efficiency Gestures most frequent actions are deleting, selecting and moving an efficient as a form of interaction easy to learn, utilize and remember Mobility and exchange of objects on the fly handhelds provide high mobility and portability and easy way for creating ad-hoc networks through peer-to-peer connections such network allows deliberate information exchange between users as well as to automatically interaction between devices: Proximity detection is done with infrared sensors (IrDA) combined with Wi-Fi La interfaz de la aplicación ha sido construida en base a los principios de: pen-based user interface Acciones diversas activadas por gestos Uso de las tecnologías inalámbricas para favorecer el intercambio de información entre los dispositivos que tiene cada uno de los alumnos, cuando llegue el momento de que interactuen entre ellos. 64

65 Designing (creating) roles &Items
Example: A Trust building rules learning scenario En este gráfico se puede ver como el profesor mediante un gesto de arrastrar los íconos que representan a alumnos, indica los roles de compradores o vendedores. En el gráfico más a la derecha, se puede ver como el profesor es capaz de definir un bien mediante un sketch (una bicicleta en este caso) y un gesto de un rectángulo que asociará una acción de definir un bien a ser comercializado 65

66 Example: Diseases, symptoms and treatments
Designing Items Example: Diseases, symptoms and treatments a b En este gráfico se puede ver como el profesor mediante un gesto de arrastrar los íconos que representan a alumnos, indica los roles de compradores o vendedores. En el gráfico más a la derecha, se puede ver como el profesor es capaz de definir un bien mediante un sketch (una bicicleta en este caso) y un gesto de un rectángulo que asociará una acción de definir un bien a ser comercializado 66

67 Exchanging Items: Proximity+ IrDA
En estas secuencias de figuras, se puede ver tres estados distintos de como dos alumnos están intercambiando objetos. El PDA de arriba ofrece inicialmente un bien al comprador de abajo, mediante un gestos de su lapiz que arrastra el bien hacia la zona de intercambio (en amarillo). Dada la proximidad entre los alumnos, la cual es detectada por su dispositivo IRDA, el bien es enviado al comprador (la información de este bien es enviada a través de la red inalámbrica). Finalmente si el cliente está de acuerdo con el bien ofrecido, entonces con un gesto de arrastrar el objeto, este es adquirido. 67

68 Exchanging Items (Example:shares)
En el PDA de la izquierda se puede ver la interfaz de los shares que cada alumno tiene para comercializar. En las secuencias de PDA de al lado, y de manera analoga a la anterior aplicación, se puede ver como dos alumnos están comercializando estos bienes. 68

69 Teacher support to oversee the activity

70 The Technological Base
TCP/IP connections to other applications for transmitting/receiving objects Multicast UDP traffic for discovering and discarding partners Multicast discovery manager TCP/IP connections manager Communication Node Active partners list

71 Integration of formal and informal Learning
Motivation Integration of classroom learning and learning “in the wild” Lack of common data platform to exchange data Different interaction rules in each application

72 A platform which offers
CIC A platform which offers a collaborative environment for learning and teaching a learner-centered design of educational technologies (PDAs and whiteboards) a seamless integration of interaction design inside and outside of formal learning environments.

73 CIC PDAs provide for a unique interface and a seamless transition between the learning environments of the classroom, outside “in the wild,” and at home.

74 CIC McSketcher overview of different types of documents (instructions, material and personal work) that may be shared with other participants

75 McSketcher – interaction
CIC McSketcher – interaction The user drags one node (basement) to a student and another one to the teacher

76 CIC System architecture Decentralized architecture
No central server Replicated architecture All uses have their own copy of the data and the application State-based synchronization The current state of the objct is used for sincroniztion Trans-Platform Object exchange between java and .NET Support for gesture-based interaction Providing a reusable library for gesture recognition

77 Fin