Tesis por compendio / Los juegos serios colaborativos tienen un impacto positivo en el comportamiento y el aprendizaje, pero siguen desarrollándose para plataformas tecnológicas tradicionales como videoconsolas y ordenadores de sobremesa o portátiles, los cuales han sido identificados como sub-óptimos para niños en diversos estudios. En su lugar, el uso de dispositivos móviles como tabletas y teléfonos inteligentes presenta diversas ventajas: son económicamente asequibles, están ampliamente distribuidos, y pueden ser transportados, lo cual permite la actividad física y poder iniciar un juego sin necesitar que los usuarios se trasladen a una localización fija, especialmente dedicada para tal fin. Además, combinar varios de estos dispositivos y coordinar la interacción entre ellos en lo que se denomina Entorno Multi-Pantalla (EMP) proporciona beneficios adicionales para la colaboración tales como una mayor escalabilidad, conciencia del espacio de trabajo, paralelismo y fluidez de las interacciones. La interacción en estos entornos multi-tableta es por tanto un aspecto crítico. Los dispositivos móviles están diseñados para ser interactuados mediante el toque de los dedos principalmente, lo cual es muy sencillo y directo, pero está normalmente limitado a la pequeña dimensión de las pantallas, lo que puede conllevar la oclusión de la pantalla y la infrautilización del espacio periférico. Por esta razón, esta tesis se centra en la exploración de otro mecanismo de interacción que puede complementar al táctil: interacciones tangibles alrededor del dispositivo. Las interacciones tangibles están basadas en la manipulación de objetos físicos, lo que presenta un valor adicional en la educación de los niños puesto que resuena con los manipulativos educativos tradicionales y permite la exploración del mundo físico. Por otra parte, la explotación del espacio que envuelve a las pantallas tiene diversos beneficios adicionales para actividades educativas colaborativas: reducida oclusión de la pantalla (lo cual puede incrementar la conciencia del espacio de trabajo), el uso de objetos tangibles como contenedores de información digital que puede ser transportada de forma continua entre dispositivos, y la identificación de un determinado estudiante a través de la codificación de su ID en un operador tangible (lo cual facilita el seguimiento de sus acciones y progreso durante el juego). Esta tesis describe dos enfoques distintos para construir juegos educativos colaborativos en EMPs utilizando interacciones tangibles alrededor de los dispositivos. Una, denominada MarkAirs, es una solución óptica aérea que no necesita ningún hardware adicional aparte de las tabletas excepto diversas tarjetas de cartón impresas. La otra, Tangibot, introduce un robot tangiblemente controlado y otro atrezo físico en el entorno, y se basa en tecnología RFID. Ambas interacciones son respectivamente evaluadas, y se observa que MarkAirs es usable y poco exigente tanto para adultos como para niños, y que se pueden realizar con éxito gestos de grano fino encima de las tabletas con ella. Además, al aplicarse en juegos colaborativos, puede ayudar a reducir la oclusión de las pantallas y la interferencia entre las distintas acciones de los usuarios, lo cual es un problema que puede surgir en este tipo de escenarios cuando solamente se dispone de interacciones táctiles. Se evalúa un juego educativo colaborativo con MarkAirs con niños de educación primaria, y se concluye que este mecanismo es capaz de crear experiencias de aprendizaje colaborativo y de presentar un valor añadido en términos de experiencia de usuario, aunque no en eficiencia. Con respecto a Tangibot, se muestra que controlar colaborativamente un robot móvil mediante unas palas tangibles con cierta precisión es factible para niños a partir de los tres años de edad, e incluso para personas mayores con un deterioro cognitivo leve. Además, proporciona una experiencia divertida / Collaborative serious games have a positive impact on behavior and learning, but the majority are still being developed for traditional technological platforms, e.g., video consoles and desktop/laptop computers, which have been deemed suboptimal for children by several studies. Instead, the use of handheld devices such as tablets and smartphones presents several advantages: they are affordable, very widespread, and mobile---which enables physical activity and being able to engage in a game without requiring users to gather around a fixed, dedicated, location. Plus, combining several of these devices and coordinating interactions across them in what is called a Multi-Display Environment (MDE) brings on additional benefits to collaboration like higher scalability, awareness, parallelism, and fluidity of the interaction. How to interact with these multi-tablet environments is therefore a critical issue. Mobile devices are designed to be interacted mainly via touch, which is very straightforward but usually limited to the small area of the displays, which can lead to the occlusion of the screen and the underuse of the peripheral space. For this reason, this thesis focuses on the exploration of another interaction mechanism that can complement touch: tangible around-device interactions. Tangible interactions are based on the manipulation of physical objects, which have an added value in childhood education as they resonate with traditional learning manipulatives and enable the exploration of the physical world. On the other hand, the exploitation of the space surrounding the displays has several potential benefits for collaborative-learning activities: reduced on-screen occlusion (which may increase workspace awareness), the use of tangible objects as containers of digital information that can be seamlessly moved across devices, and the identification of a given student through the encoding of their ID in a tangible manipulator (which facilitates the tracking of their actions and progress throughout the game). This thesis describes two different approaches to build collaborative-learning games for MDEs using tangible around-device interactions. One, called MarkAirs, is a mid-air optical solution relying on no additional hardware besides the tablets except for several cardboard printed cards. The other, Tangibot, introduces a tangible-mediated robot and other physical props in the environment and is based on RFID technology. Both interactions are respectively evaluated, and it is observed that MarkAirs is usable and undemanding both for adults and for children, and that fine-grained gestures above the tablets can be successfully conducted with it. Also, when applied to collaborative games, it can help reduce screen occlusion and interference among the different users' actions, which is a problem that may arise in such settings when only touch interactions are available. A collaborative learning game with MarkAirs is evaluated with primary school children, revealing this mechanism as capable of creating collaborative learning experiences and presenting an added value in user experience, although not in performance. With respect to Tangibot, we show how collaboratively controlling a mobile robot with tangible paddles and achieving certain precision with it is feasible for children from 3 years of age, and even for elderly people with mild cognitive impairment. Furthermore, it provides a fun experience for children and maintains them in a constant state of flow. / Els jocs seriosos col·laboratius tenen un impacte positiu en el comportament i l'aprenentatge, però continuen sent desenvolupats per a plataformes tecnològiques tradicionals com videoconsoles i ordinadors de sobretaula o portàtils, els quals han sigut identificats com sub-òptims per a xiquets en diversos estudis. D'altra banda, l'ús de dispositius mòbils com ara tabletes i telèfons intel·ligents presenta diversos avantatges: són econòmicament assequibles, estan àmpliament distribuïts i poden ser transportats, la qual cosa permet l'activitat física i poder iniciar un joc sense necessitat de què els usuaris es traslladen a una localització fixa i especialment dedicada per a eixa finalitat. A més, combinar diversos d'estos dispositius i coordinar la interacció entre ells en el que es denomina Entorn Multi-Pantalla (EMP) proporciona beneficis addicionals per a la col·laboració tals com una major escalabilitat, consciència de l'espai de treball, paral·lelisme i fluïdesa de les interaccions. La interacció amb estos entorns multi-tableta és per tant crítica. Els dispositius mòbils estan dissenyats per a ser interactuats mitjançant tocs de dit principalment, mecanisme molt senzill i directe, però està normalment limitat a la reduïda dimensió de les pantalles, cosa que pot ocasionar l'oclusió de la pantalla i la infrautilització de l'espai perifèric. Per aquesta raó, la present tesi se centra en l'exploració d'un altre mecanisme d'interacció que pot complementar al tàctil: interaccions tangible al voltant dels dispositius. Les interaccions tangibles estan basades en la manipulació d'objectes físics, cosa que presenta un valor addicional en l'educació dels xiquets ja que ressona amb els manipulatius tradicionals i permet l'exploració del món físic. D'altra banda, l'explotació de l'espai que envolta a les pantalles té diversos beneficis addicionals per a activitats educatives col·laboratives: reduïda oclusió de la pantalla (la qual cosa pot incrementar la consciència de l'espai de treball), l'ús d'objectes tangibles com a contenidors d'informació digital que pot ser transportada de forma continua entre dispositius, i la identificació d'un estudiant determinat a través de la codificació de la seua identitat en un operador tangible (cosa que facilita el seguiment de les seues accions i progrés durant el joc). Aquesta tesi descriu dos enfocaments distints per a construir jocs educatius col·laboratius en EMPs utilitzant interaccions tangibles al voltant dels dispositius. Una, denominada MarkAirs, és una solució òptica aèria que no precisa de cap maquinari addicional a banda de les tabletes, exceptuant diverses targetes de cartró impreses. L'altra, Tangibot, introdueix un robot controlat tangiblement i attrezzo físic addicional en l'entorn, i es basa en tecnologia RFID. Ambdues interaccions són avaluades respectivament, i s'observa que MarkAirs és usable i poc exigent tant per a adults com per a xiquets, i que es poden realitzar gestos de granularitat fina dalt de les tabletes amb ella. A més a més, en aplicar-se a jocs col·laboratius, pot ajudar a reduir l'oclusió de les pantalles i la interferència entre les distintes accions dels usuaris, problema que pot aparèixer en este tipus d'escenaris quan solament es disposa d'interaccions tàctils. S'avalua un joc educatiu col·laboratiu amb MarkAirs amb xiquets d'educació primària, i es conclou que aquest mecanisme és capaç de crear experiències d'aprenentatge col·laboratiu i de presentar un valor afegit en termes d'experiència d'usuari, tot i que no en eficiència. Respecte a Tangibot, es mostra que controlar conjuntament un robot mòbil mitjançant unes pales tangibles amb certa precisió és factible per a xiquets a partir de tres anys i inclús per a persones majors amb un lleu deteriorament cognitiu. A més, proporciona una experiència divertida per als xiquets i els manté en un estat constant de flow. / García Sanjuan, F. (2018). CREAME: CReation of Educative Affordable Multi-surface Environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/101942 / Compendio

Online basierte Lernplattformen sind an Universitäten und Hochschulen im Bereich der Lehre weitestgehend eingeführt. An Schulen werden diese Lernplattformen ebenfalls immer mehr genutzt. Bei der Nutzung von online basierten Lernplattformen verspricht man sich eine Reihe von Verbesserungen im Bereich der Selbstlernkompetenzen. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, in welcher Form Lernangebote auf der Basis von Lernplattformen über das Internet für Schüler bereitgestellt werden können und welche Konsequenzen sich für den Aufbau der Lernplattformen ergeben, wenn diese in der Schule eingesetzt werden. Parallel hierzu wird untersucht, wie stark sich die Selbstlernkompetenz der Schüler während der Nutzung von online basierten Lernplattformen verändert. Damit eine Zuordnung der entwickelten Szenarien zu den jeweiligen Lernplattformen vereinfacht wird, wurde ein Diagramm in der Form eines Fünfeckes entwickelt. Dieses Diagramm wird als didaktisches Pentagramm in der Arbeit eingeführt und verwendet. Bei der Nutzung der Lernplattformen wird die Möglichkeit der Kollaboration zwischen den Nutzern (Lehrende und Lerner) als Klassifikationskriterium aus der Sicht eines Lerners eingeführt. Daraus ergeben sich zwei Typen von Lernplattformen: - Primär kollaborative Systeme (PKS) bzw. Gruppenlernsysteme, bei denen die Kollaboration einen wesentlichen Bestandteil des Wissenserwerbs darstellt und - Sekundär kollaborative Systeme (SKS) bzw. Individuallernsysteme, bei denen eine Kollaboration mit anderen Lernern in den Hintergrund rückt. Der Einsatz der Lernplattformen wird zum einen durch einen Fragebogen zum anderen durch die Messung der Leistungsentwicklung im Vergleich zu Testgruppen ohne die Nutzung von online basierten Lernplattformen erfasst. Aus diesen Ergebnissen heraus werden allgemeine technische Anforderungen an Lernplattformen abgeleitet. Durch die Umsetzung dieser Forderungen soll sichergestellt werden, dass bei einem Einsatz der Lernplattformen im schulischen Bereich ein optimaler Lernerfolg erreicht werden kann. Es wird nachgewiesen, dass für Einsatz von online basierten Lernplattformen bei Lernern mit einer gering ausgeprägten Selbstlernkompetenz eine Steuerung des Lernweges notwendig ist. In diesem Fall führt der Einsatz von online basierten Lernplattformen des Types SKS zu einer Verbesserung der Lernleistung. Der kollaborative Ansatz unter Nutzung eines primär kollaborativen Systems bzw. Gruppenlernsystems führt bei den Testgruppen zwar zu einer Verbesserung der Selbstlernkompetenz, hierbei können jedoch keine Verbesserungen von Lernleistungen gegenüber dem klassischen Lehransatz nachgewiesen werden. ---- <img src="http://vg01.met.vgwort.de/na/532892aa69654092b591f5531a8bf22c" width="1" height="1" alt=""/>

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-01T10:57:51Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Matheus Rudolfo Diedrich Ullmann - 2016.pdf: 1264745 bytes, checksum: 65f8378224bd7fd700216a920f2da7a0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-01T11:00:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Matheus Rudolfo Diedrich Ullmann - 2016.pdf: 1264745 bytes, checksum: 65f8378224bd7fd700216a920f2da7a0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T11:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Matheus Rudolfo Diedrich Ullmann - 2016.pdf: 1264745 bytes, checksum: 65f8378224bd7fd700216a920f2da7a0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The MassiveOpenOnlineCourses(MOOCs)areonlinecourseswithopenenrollment that involvingahugeamountofstudentsfromdifferentlocations,withdifferentback- grounds andinterests.Thelargenumberofstudentsimpliesahugeandunmanageable number ofinteractions.Thisfact,alongwiththedifferentinterestsofstudents,resulting in low-qualityinteractions.Duetothelargenumberofstudents,alsobecomesunviable composition manuallylearninggroups.DuetothesecharacteristicspresentinMOOCs, a methodforforminggroupswasdevelopedinthiswork,asanattempttoattendthedi- chotomy existsbetweenthecollective,whichinvolvestheformationofanonlinelearning community onamassivescale,andindividual,withdifferentinterests,priorknowledge and expectationsanddifferentleadershipprofiles.Fortheformationofgroups,anadapta- tion ofParticleSwarmOptimizationalgorithmwasproposedbasedonthreecriteria,kno- wledge level,interestsandleadershipprofiles,formingthengroupswithdifferentlevels of knowledge,similarinterestsanddistributedleadership,providingbetterinteractionand knowledgeconstruction.Werecreatedtwovariationsoftheproblem,withfivestudents and theothersix.Basedoncomputationaltests,thealgorithmdemonstratedthatableto attend thegroupingcriteriainasatisfactorycomputingtimeandismoreefficientthanthe model randomgroupsformation.Thetestsalsodemonstratedthatthealgorithmisrobust taking intoaccountthevariousdatasetsanditerationsvariations.Toevaluatethequality of interactionsandknowledgebuildingingroupsformedbythemethod,Acasestudy wasconducted;andfortheanalysisofthecollecteddiscourses,itwastakenasthebasis twomodelsofdiscourseanalysisfoundintheliterature.Theresultsofthecasestudy demonstrated thatthegroupsformedbytheproposedmethodachievedthebestresultsin the interactionsandknowledgeconstruction,whencomparedwithgroupsthatdonotuse it. / Os Massive OpenOnlineCourses (MOOCs) sãocursos online com inscriçõesabertas que envolvemumaenormequantidadedeestudantesdediferenteslocalidades,comdife- rentes backgrounds e interesses.Ograndenúmerodealunosimplicaemumaenormee não gerenciávelquantidadedeinterações.Estefato,juntamentecomosinteressesdife- rentes dosalunos,resultaeminteraçõesdebaixaqualidade.Devidoàgrandequantidade de alunos,tambémtorna-seinviávelacomposiçãodegruposdeaprendizagemdeforma manual. DevidoàessascaracterísticaspresentesnosMOOCs,ummétodoparaformação de gruposfoidesenvolvidonestetrabalho,comoumatentativaparaatenderadicoto- mia queexisteentreocoletivo,queenvolveaformaçãodeumacomunidade online de aprendizagem emumaescalamaciça,eoindividual,comdiferentesinteresses,conhe- cimentos prévioseexpectativasecomdiferentesperfisdeliderança.Paraaformação dos grupos,umaadaptaçãodoalgoritmo ParticleSwarmOptimization foi propostacom base emtrêscritérios,níveldeconhecimento,interesseseperfisdeliderança,formando então gruposcomníveisdeconhecimentodiferentes,interessessemelhanteseliderança distribuída,proporcionandoumamelhorinteraçãoeconstruçãodeconhecimento.Foram criadas duasvariaçõesdoproblema,umacomcincoalunoseoutracomseis.Combase em testescomputacionais,oalgoritmodemonstrouqueconsegueatenderoscritériosde agrupamento emumtempodecomputaçãosatisfatórioeémaiseficientequeomodelode formação degruposaleatório.Ostestesdemonstraramtambémqueoalgoritmoérobusto levandoemcontaosvariadosconjuntosdedadosevariaçõesdeiterações.Paraavaliara qualidade dasinteraçõeseaconstruçãodeconhecimentonosgruposformadospelomé- todo, umestudodecasofoirealizado;eparaaanálisedosdiscursoscoletados,tomou-se como basedoismodelosdeanálisedediscursopresentesnaliteratura.Oresultadodo estudo decasodemonstrouqueosgruposformadospelométodopropostoobtiveramos melhores resultadosnasinteraçõeseconstruçãodoconhecimento,quandocomparados com osgruposquenãooutilizaram.

Online basierte Lernplattformen sind an Universitäten und Hochschulen im Bereich der Lehre weitestgehend eingeführt. An Schulen werden diese Lernplattformen ebenfalls immer mehr genutzt. Bei der Nutzung von online basierten Lernplattformen verspricht man sich eine Reihe von Verbesserungen im Bereich der Selbstlernkompetenzen. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, in welcher Form Lernangebote auf der Basis von Lernplattformen über das Internet für Schüler bereitgestellt werden können und welche Konsequenzen sich für den Aufbau der Lernplattformen ergeben, wenn diese in der Schule eingesetzt werden. Parallel hierzu wird untersucht, wie stark sich die Selbstlernkompetenz der Schüler während der Nutzung von online basierten Lernplattformen verändert. Damit eine Zuordnung der entwickelten Szenarien zu den jeweiligen Lernplattformen vereinfacht wird, wurde ein Diagramm in der Form eines Fünfeckes entwickelt. Dieses Diagramm wird als didaktisches Pentagramm in der Arbeit eingeführt und verwendet. Bei der Nutzung der Lernplattformen wird die Möglichkeit der Kollaboration zwischen den Nutzern (Lehrende und Lerner) als Klassifikationskriterium aus der Sicht eines Lerners eingeführt. Daraus ergeben sich zwei Typen von Lernplattformen: - Primär kollaborative Systeme (PKS) bzw. Gruppenlernsysteme, bei denen die Kollaboration einen wesentlichen Bestandteil des Wissenserwerbs darstellt und - Sekundär kollaborative Systeme (SKS) bzw. Individuallernsysteme, bei denen eine Kollaboration mit anderen Lernern in den Hintergrund rückt. Der Einsatz der Lernplattformen wird zum einen durch einen Fragebogen zum anderen durch die Messung der Leistungsentwicklung im Vergleich zu Testgruppen ohne die Nutzung von online basierten Lernplattformen erfasst. Aus diesen Ergebnissen heraus werden allgemeine technische Anforderungen an Lernplattformen abgeleitet. Durch die Umsetzung dieser Forderungen soll sichergestellt werden, dass bei einem Einsatz der Lernplattformen im schulischen Bereich ein optimaler Lernerfolg erreicht werden kann. Es wird nachgewiesen, dass für Einsatz von online basierten Lernplattformen bei Lernern mit einer gering ausgeprägten Selbstlernkompetenz eine Steuerung des Lernweges notwendig ist. In diesem Fall führt der Einsatz von online basierten Lernplattformen des Types SKS zu einer Verbesserung der Lernleistung. Der kollaborative Ansatz unter Nutzung eines primär kollaborativen Systems bzw. Gruppenlernsystems führt bei den Testgruppen zwar zu einer Verbesserung der Selbstlernkompetenz, hierbei können jedoch keine Verbesserungen von Lernleistungen gegenüber dem klassischen Lehransatz nachgewiesen werden. ---- <img src="http://vg01.met.vgwort.de/na/532892aa69654092b591f5531a8bf22c" width="1" height="1" alt=""/>

La place importante du tutorat dans la réussite d'un dispositif de formation en ligne a ouvert un nouvel axe de recherche dans le domaine des EIAH (Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain). Nos travaux se situent plus particulièrement dans le champ de recherches des ACAO. Dans un contexte collaboratif, le tutorat et les outils « d'awareness » constituent des solutions admises pour faire face à l'isolement qui très souvent, mène à l'abandon de l'apprenant. Ainsi, du fait des difficultés rencontrées par le tuteur pour assurer un encadrement et un suivi appropriés à partir des traces de communication (en quantités conséquentes) laissées par les apprenants, nous proposons une approche multi-agents pour analyser les conversations textuelles asynchrones entre apprenants. Ces interactions sont révélatrices de comportements sociaux-animateur, indépendant, etc... qu'il nous paraît important de pouvoir repérer lors d'une pédagogie de projet pour permettre aux apprenants de situer leurs travaux par rapport aux autres apprenants et situer leur groupe par rapport aux autres groupes d'une part, et d'autre part permettre au tuteur d'accompagner les apprenants dans leur processus d'apprentissage, repérer et soutenir les individus en difficulté pour leur éviter l'abandon. Ces indicateurs seront déduits à partir des grands volumes d'échanges textuels entre apprenants.L'approche a été ensuite testée sur une situation réelle, qui a montré une parfaite concordance entre les résultatsobservés par des tuteurs humains et ceux déterminés automatiquement par notre système. / The growing importance of online training has put emphasis on the role of remote tutoring. A whole new area of research, dedicated to environment for human learning (EHL), is emerging. We are concerned with this field. More specifically, we will focus on the monitoring of learners.The instrumentation and observation of learners activities by exploiting interaction traces in the EHL and the development of indicators can help tutors to monitor activities of learners and support them in their collaborative learning process. Indeed, in a learning situation, the teacher needs to observe the behavior of learners in order to build an idea about their involvement, preferences and learning styles so that he can adapt the proposed activities. As part of the automatic analysis of collaborative learner¿s activities, we describe a multi agent approach for supporting learning activities in a Virtual Learning Environment context. In order to assist teachers who monitor learning processes, viewed as a specific type of collaboration, the proposed system estimates a behavioral (sociological) profile for each student. This estimation is based on automatic analysis of students textual asynchronous conversations. The determined profiles are proposed to the teacher and may provide assistance toteacher during tutoring tasks. The system was experimented with students of the master "software quality" of the Ibn Tofail University. The results obtained show that the proposed approach is effective and gives satisfactory results.

<p>I denna studie undersöks deltagarnas handlingar och mål i ett IT och lärandeexperiment. Experimentet är inspirerat av en undersökning gjord av Schnotz, Böckheler och Grzondziel (1999) med tyska studenter. I den undersökningen undersöks bland annat effekterna av lärande i par med hjälp avstatiska bilder kontra tillgång till interaktiva animerade bilder. Detta görs genom att testa deltagarnas kunskaper före och efter en lärandeperiod där en grupp haft tillgång till statiska bilder och en annan haft tillgång till interaktiva animerade bilder (simuleringar). Ämnet är tidszoner och tidsskillnader samt tiden vid jordenruntresor. Med utgångspunkt i den undersökningen och som en del i en större undersökning har med några modifikationer undersökningen gjorts om med svenska deltagare. Syftet i denna studie är att undersöka deltagarnas perspektiv för att förstå varför de gör som de gör. Genom interaktionsanalys, videoinspelning och transkription har delar av deltagarnas arbete under inlärningsfasen studerats. I analysen redovisas hur olika faktorer påverkar deltagarnas handlande. Dessa faktorer är de resurser deltagarna använder, de mål deltagarna har och relationen i paret. Den betydelse deltagarna ger olika resurser och faktorer diskuteras också. Resultatet visar att deltagarnas syfte inte är att först och främst lära sig utan att svara på de instuderingsfrågor som är en del av instuderingsfasen. Detta visar i sin tur att för att förstå artefakters roll i en verksamhet är det viktigt att förstå deltagarnas perspektiv. Annars är lätt att tillskriva artefakterna egenskaper de inte har. I slutet av studien redovisas en skiss för hur de resurser som deltagare har tillgång till, deltagarens mål och deltagarens erfarenheter är med och skapar det handlingsutrymme som deltagaren har till sitt förfogande och i vilken handlingarna utförs. Dessutom visas att deltagarens handlingar i sin tur är med och formar hans mål och resurser. Handlingarna blir en del av deltagarens erfarenhet.</p>

本研究的主要目的在探究以想法為中心的教學設計對大學生學習歷程與知識信念的影響。本研究透過知識論壇 (Knowledge Forum，KF) —一個以知識翻新（knowledge-building）教育理念為核心所建立的數位學習平台—來記錄學生的學習歷程。研究設計採個案研究法，以一個班級為研究單位，藉由多元資料的蒐集，以深入瞭解知識翻新教學對大學生在學習歷程上的影響。研究對象為某大學修習「生活科技概論」課程之22位學生。 資料來源包括：(1) 知識論壇上的學習筆記(note)—即學生整學期在知識論壇平台上的貼文與對話記錄；(2) 期末科技成品與影音記錄—即課程中學生所設計科技產品的期末發表; (3) 期末反思—即學生的期末學習心得; (4) 知識信念問卷(Chan & Elliott, 2004)的前後測資料。 本研究依據資料分析結果提出以下三點主要結論: (1)協作式的知識共構活動可以幫助學生跳脫傳統以個人為中心的學習方式，並進而以集體想法交流的形式來共構知識；(2) 從學生在科技產品上的創意表現可知，學生已逐漸能體認到知識是可以被創造的，人人都有能力創造知識；(3) 學生經過一學期的知識建構過程後，在知識信念上也有部分轉變，特別是在「天賦能力」的面向上，傾向學習能力並非天賦且不可改變的觀點。 根據上述結論，本研究在教育實務上提出以下三點建議：(1) 教師應多運用想法中心的教學設計，以培養有自主想法的學生，並藉此激勵學生積極參與學習社群中的知識共構活動；(2) 教師應將知識創造的能力視為學生學習的關鍵能力，以培養學生面對未來職場所需的競爭力；(3) 師資培育機構應注重師資培育生在知識信念上的發展，並協助其養成更具建構取向與學生中心的教學信念。 關鍵詞：想法中心、電腦支援協作學習、知識翻新、知識信念、主動學習 / The purpose of this research was to investigate the effects of idea-centered education on college students’ learning progress and change in epistemological beliefs. An online collaborative knowledge-building environment—Knowledge Forum (KF)—was employed in this study to document the process of students’ idea generation and development, as well as their belief change. This study employed a case-study design, using a college class as a unit for investigation, with multiple datasets collected to understand how knowledge building might affect students’ learning process and outcome. Participants were 22 students (16 females and 6 males) who took a course titled “Introduction to Living Technology” in a university, Taiwan. Major data sources include: (1) Students’ online discourse recorded in a KF database; (2) Students’ final presentations about the technology products they designed (the presentations were videotaped); (3) An open-ended survey employed to elicit students’ reflection on what they did and learned from this course; (4) A belief questionnaire, adopted from Chan & Elliott (2004), which was administered in the beginning and at the end of the course. There were three main findings: (1) An idea-centered approach was found helpful for students to move away from individual-based learning to taking more collective responsibility in their knowledge advancement. It was found that with support of KF, students were able to engage in continuous idea exchange and improvement; (2) As evidenced in students’ performance on the design of creative technology products, it was suggested that students have gradually realized that knowledge can be created and that all humans has potential to create knowledge; (3) After doing knowledge-building for a whole semester, the participating students also shifted their’ beliefs to become less inclined to believe in inborn ability as a fixed quality. Building on the findings, this study made the following suggestions: (1) To foster student capacity for more autonomous learning and collaborative knowledge building, teachers should try to encourage students to work with ideas and to engage them in sustained idea improvement; (2) Teachers should regard knowledge creation as a key ability that students need to acquire in order to face the competitive workplace in the future; (3) Teacher education programs should pay attention to the development of students’ epistemological beliefs, and to help student develop a more constructivist-oriented and student-centered teaching beliefs. Keywords: idea-centered, CSCL, knowledge building, epistemological beliefs, active learning

Este trabalho apresentará estudos referentes a uma proposta de arquitetura para ambientes computacionais de suporte à colaboração para auxiliar o ensino e o treinamento em áreas multidisciplinares de engenharia de controle e automação. A motivação provém de evoluções de tecnologias da Web, redes sociais, ambientes virtuais, e mundos virtuais 3D que proporcionam sucessivas possibilidades inovadoras de emprego de tecnologia no ensino. Estas tecnologias podem ser usadas no ensino à distância ou de forma complementar (ensino híbrido) ao ensino-aprendizagem tradicional. O emprego de ambientes computacionais virtuais como incubadores para o desenvolvimento e criação de uma infinidade de materiais educacionais e didáticos torna-se crescentemente frequente na comunidade científica ao passo que instituições de ensino percebem o potencial desta iniciativa. A colaboração virtual entre estudantes dispersos geograficamente e a cooperação entre instituições de ensino diversas são indicadores do avanço destas metodologias. À medida que ambientes virtuais evoluem, podem-se empregar cada vez mais funcionalidades e tecnologias a este complemento ou ferramenta de ensino. É sabido que a prática laboratorial é de suma importância para aprendizagem de áreas tecnológicas, como a engenharia elétrica. Maneiras de expandir esta prática aliada a outras técnicas altamente defendidas na comunidade científica serão abordadas neste estudo, que sucede a um trabalho anterior do autor, no qual é proposto a conjunção de componentes de automação simulados com reais de forma a expandir cenários didáticos. A automação destes ambientes voltados ao ensino passa a se tornar real através de técnicas computacionais relacionadas a gerenciamento, monitoração e adaptação de conteúdo. Dentre as tecnologias e características englobadas pela arquitetura proposta estão: ambientes sociais, ambientes imersivos com visualização tridimensional (metaversos), tutoriamento virtual autônomo baseado em coleta de informações de interação, auxílio à colaboração de usuários, experimentos com componentes intercambiáveis de realidade mista e outras funcionalidades afins. De forma a propor uma implementação viável para este nicho de pesquisa foram desenvolvidos vários estudos de caso e um protótipo, chamado de 3D AutoSysLab, um ambiente imersivo virtual otimizado com ligações a experimentos de realidade mista, visualização de materiais educacionais e mídias interativas, auxílio à colaboração, e suporte à tutoriamento autônomo. Tanto testes do protótipo quanto a utilização dos estudos de caso serviram de validação experimental do trabalho. A validação da utilização ainda não se encontra completa embora resultados preliminares apontem a queda do índice de reprovação de estudantes da Engenharia Elétrica na UFRGS em uma determinada unidade curricular. O emprego de técnicas de acesso remoto além de proporcionar que instituições de ensino cooperem compartilhando recursos materiais/equipamentos também abre horizontes para a colaboração de estudantes entre instituições. Isso alavanca uma melhoria na qualidade do conjunto ensino-aprendizagem e também no emprego de recursos tecnológicos, o que pode, inclusive, representar uma alternativa econômica viável para a prática laboratorial. / This work will present studies towards a proposal of architecture for computer supported collaborative environments applied to enhance learning and training of multidisciplinary areas linked to automation and control engineering. Recent evolutions of Web technologies, social networks, virtual environments, and 3D virtual worlds motivate the adoption of new technologies in education, opening successive innovative possibilities. These technologies or tools can be used in distance education scenarios and/or can also enhance traditional learning-teaching (blended or hybrid learning scenario). The use of virtual environments as breeding grounds for creation and display of learning and didactical materials is a trend among educational institutes since they realized the potential of this endeavor. Physically dispersed and geographically distant students can collaborate in virtual learning environments as well as educational institutions, proving the advance of learning methodologies involving technology. New functionalities to this teaching and learning complementary tool can be added as virtual environments continually evolve. It is known and a wide advocated issue that laboratorial practice is essential to technical education, foremost in engineering. Expanding and obtaining the optimal results from this practice allied to other tools can be seen as the natural continuation of previous work from the author, in which is described a strategy to use mixed reality interchangeable components applied in didactic experiments to broaden learning scenarios. The automation of virtual learning environments is beginning to mature through computational techniques related to management, monitoring and content adaptation. In order to develop a feasible implementation to this research area, several case studies and a prototype were elaborated, the last called 3D AutoSysLab, in which a metaverse is used as interface, experiments are linked to virtual objects representations, learning objects are displayed in a simple way with interactive medias and simple collaboration and feedback is given through an autonomous tutoring system. The experimental validation was based on the use and evaluation of the prototype and his separated modules (case studies). Preliminary results showed that the failure rate, in a determined curriculum unit from the Electrical Engineering of UFRGS, has dropped and the student’s acceptance was very high in a blended learning scenario. The remote experimentation brings up the possibility to narrow different learning institutions in cooperation, this way sharing material resources (equipments) and closing up students. From cooperation and collaboration is expected a leveling and optimization of quality of the pair teaching-learning, as well as a better employment of economical resources.

Este trabalho apresentará estudos referentes a uma proposta de arquitetura para ambientes computacionais de suporte à colaboração para auxiliar o ensino e o treinamento em áreas multidisciplinares de engenharia de controle e automação. A motivação provém de evoluções de tecnologias da Web, redes sociais, ambientes virtuais, e mundos virtuais 3D que proporcionam sucessivas possibilidades inovadoras de emprego de tecnologia no ensino. Estas tecnologias podem ser usadas no ensino à distância ou de forma complementar (ensino híbrido) ao ensino-aprendizagem tradicional. O emprego de ambientes computacionais virtuais como incubadores para o desenvolvimento e criação de uma infinidade de materiais educacionais e didáticos torna-se crescentemente frequente na comunidade científica ao passo que instituições de ensino percebem o potencial desta iniciativa. A colaboração virtual entre estudantes dispersos geograficamente e a cooperação entre instituições de ensino diversas são indicadores do avanço destas metodologias. À medida que ambientes virtuais evoluem, podem-se empregar cada vez mais funcionalidades e tecnologias a este complemento ou ferramenta de ensino. É sabido que a prática laboratorial é de suma importância para aprendizagem de áreas tecnológicas, como a engenharia elétrica. Maneiras de expandir esta prática aliada a outras técnicas altamente defendidas na comunidade científica serão abordadas neste estudo, que sucede a um trabalho anterior do autor, no qual é proposto a conjunção de componentes de automação simulados com reais de forma a expandir cenários didáticos. A automação destes ambientes voltados ao ensino passa a se tornar real através de técnicas computacionais relacionadas a gerenciamento, monitoração e adaptação de conteúdo. Dentre as tecnologias e características englobadas pela arquitetura proposta estão: ambientes sociais, ambientes imersivos com visualização tridimensional (metaversos), tutoriamento virtual autônomo baseado em coleta de informações de interação, auxílio à colaboração de usuários, experimentos com componentes intercambiáveis de realidade mista e outras funcionalidades afins. De forma a propor uma implementação viável para este nicho de pesquisa foram desenvolvidos vários estudos de caso e um protótipo, chamado de 3D AutoSysLab, um ambiente imersivo virtual otimizado com ligações a experimentos de realidade mista, visualização de materiais educacionais e mídias interativas, auxílio à colaboração, e suporte à tutoriamento autônomo. Tanto testes do protótipo quanto a utilização dos estudos de caso serviram de validação experimental do trabalho. A validação da utilização ainda não se encontra completa embora resultados preliminares apontem a queda do índice de reprovação de estudantes da Engenharia Elétrica na UFRGS em uma determinada unidade curricular. O emprego de técnicas de acesso remoto além de proporcionar que instituições de ensino cooperem compartilhando recursos materiais/equipamentos também abre horizontes para a colaboração de estudantes entre instituições. Isso alavanca uma melhoria na qualidade do conjunto ensino-aprendizagem e também no emprego de recursos tecnológicos, o que pode, inclusive, representar uma alternativa econômica viável para a prática laboratorial. / This work will present studies towards a proposal of architecture for computer supported collaborative environments applied to enhance learning and training of multidisciplinary areas linked to automation and control engineering. Recent evolutions of Web technologies, social networks, virtual environments, and 3D virtual worlds motivate the adoption of new technologies in education, opening successive innovative possibilities. These technologies or tools can be used in distance education scenarios and/or can also enhance traditional learning-teaching (blended or hybrid learning scenario). The use of virtual environments as breeding grounds for creation and display of learning and didactical materials is a trend among educational institutes since they realized the potential of this endeavor. Physically dispersed and geographically distant students can collaborate in virtual learning environments as well as educational institutions, proving the advance of learning methodologies involving technology. New functionalities to this teaching and learning complementary tool can be added as virtual environments continually evolve. It is known and a wide advocated issue that laboratorial practice is essential to technical education, foremost in engineering. Expanding and obtaining the optimal results from this practice allied to other tools can be seen as the natural continuation of previous work from the author, in which is described a strategy to use mixed reality interchangeable components applied in didactic experiments to broaden learning scenarios. The automation of virtual learning environments is beginning to mature through computational techniques related to management, monitoring and content adaptation. In order to develop a feasible implementation to this research area, several case studies and a prototype were elaborated, the last called 3D AutoSysLab, in which a metaverse is used as interface, experiments are linked to virtual objects representations, learning objects are displayed in a simple way with interactive medias and simple collaboration and feedback is given through an autonomous tutoring system. The experimental validation was based on the use and evaluation of the prototype and his separated modules (case studies). Preliminary results showed that the failure rate, in a determined curriculum unit from the Electrical Engineering of UFRGS, has dropped and the student’s acceptance was very high in a blended learning scenario. The remote experimentation brings up the possibility to narrow different learning institutions in cooperation, this way sharing material resources (equipments) and closing up students. From cooperation and collaboration is expected a leveling and optimization of quality of the pair teaching-learning, as well as a better employment of economical resources.

I denna studie undersöks deltagarnas handlingar och mål i ett IT och lärandeexperiment. Experimentet är inspirerat av en undersökning gjord av Schnotz, Böckheler och Grzondziel (1999) med tyska studenter. I den undersökningen undersöks bland annat effekterna av lärande i par med hjälp avstatiska bilder kontra tillgång till interaktiva animerade bilder. Detta görs genom att testa deltagarnas kunskaper före och efter en lärandeperiod där en grupp haft tillgång till statiska bilder och en annan haft tillgång till interaktiva animerade bilder (simuleringar). Ämnet är tidszoner och tidsskillnader samt tiden vid jordenruntresor. Med utgångspunkt i den undersökningen och som en del i en större undersökning har med några modifikationer undersökningen gjorts om med svenska deltagare. Syftet i denna studie är att undersöka deltagarnas perspektiv för att förstå varför de gör som de gör. Genom interaktionsanalys, videoinspelning och transkription har delar av deltagarnas arbete under inlärningsfasen studerats. I analysen redovisas hur olika faktorer påverkar deltagarnas handlande. Dessa faktorer är de resurser deltagarna använder, de mål deltagarna har och relationen i paret. Den betydelse deltagarna ger olika resurser och faktorer diskuteras också. Resultatet visar att deltagarnas syfte inte är att först och främst lära sig utan att svara på de instuderingsfrågor som är en del av instuderingsfasen. Detta visar i sin tur att för att förstå artefakters roll i en verksamhet är det viktigt att förstå deltagarnas perspektiv. Annars är lätt att tillskriva artefakterna egenskaper de inte har. I slutet av studien redovisas en skiss för hur de resurser som deltagare har tillgång till, deltagarens mål och deltagarens erfarenheter är med och skapar det handlingsutrymme som deltagaren har till sitt förfogande och i vilken handlingarna utförs. Dessutom visas att deltagarens handlingar i sin tur är med och formar hans mål och resurser. Handlingarna blir en del av deltagarens erfarenhet.