410014Y Tieto- ja viestintätekniikka pedagogisena välineenä 2. luento. Tämä luento keskittyy oppimiseen ja oppimisteorioihin.

1. Luento2: Teoria
410014Y Tieto- ja viestintätekniikka pedagogisena
työvälineenä
Jari Laru, KT
yliopistonlehtori, teknologiatuettu oppiminen ja opetus

2. ”Technology is now rapidly transitioning a
tool for exploratory tinkering at the margins
of mainstream education to becoming an
expected component of the core, universal
infrastructure of education” (Roschelle, 2013)
Roschelle, J. (2013). Special Issue on CSCL:
Discussion. Educational Psychologist, 48(1), 67-
70.

3. Oppimisen perusteet ja hype pitää
erottaa
”We need distinguish between enduring
fundamentals of learning and the transient
froth splashed up by each new wave of
innovation” (Goodyear & Retalis, 2010).
http://www.flickr.com/photos/42956340@N00/11223187/
Oppiminen Hype

4. • ”Learning is often hard, but it’s never
been more important”
Learning is key..
..but why?

5. KESKUSTELE: MIKSI OPPIMINEN ON
TÄRKEÄMPÄÄ KUIN KOSKAAN?

6. Brown, A. L., & Cocking, R. R. (2000). How people
learn. J. D. Bransford (Ed.). Washington, DC: National
Academy Press.
Sawyer, R. K. (Ed.). (2006). The Cambridge
handbook of the learning sciences (Vol. 2, No. 5).
New York: Cambridge University Press.
ILMAINEN
http://nap.edu/catalog.php?record_id=9853

7. Kognitiiviset työkalut (erottava tekijä)

8. Kognitiiviset työkalut
Davidson, I. (2010). Stone tools and the evolution of hominin and human cognition. Stone Tools and the Evolution of Human Cognition, 185-205.
http://www.academia.edu/235788/Chapter_9._Stone_tools_and_the_evolution_of_hominin_and_human_cognition

11. Learning and adaptation are closely linked
”some of the oldest, most deeply-
rooted and most powerful
methods of human learning
through
- Observation,
- Imitation and
- Participation
Works best when what must be
learned is directly available to
senses”
=> native language, pre-linguistic
sharing of tool-making skills
(Goodyear & Retalis, 2010).
http://www.flickr.com/photos/vastateparksstaff/4170372067/

12. TEOLLISTUMINEN 1700-
(NYKYAIKAINEN KOULU)

13. 1800 luvun loppu 1930-luku
Haasteet ja vaatimukset muuttuvat
Jäljittelystä itse-ilmaisuun. Kirjoitustaito

14. Haasteet ja vaatimukset muuttuvat
”Factory model” – massatuotannon
jäljittely kouluissa
“Within classrooms, too, the factory-model school is pictured as imposing uniformity on
students. They are described as sitting in rows, passively listening while an authoritative
teacher indoctrinates them in what the system wants them to know and how the system
wants them to think.” (Hirch, 2010).
Hirsch Jr, E. D. (2010). The schools we need: And why we don't have them. Random
House Digital, Inc.

15. Behaviorismi (1940-)
Kaikki toimintamme perustuu
käyttäytymiseen, mukaan lukien
toimintamme, ajattelumme ja
tunteemme. Käytöstä voi säädellä
hyvällä ja huonolla palautteella

16. 16
Skinner, B. F. (1958). Teaching machines. Science.
http://www.scribd.com/doc/13551290/Teaching-Machines-SKINNER
“Skinner first conceptualized a teaching
machine for the classroom for use by
individual students. This machine could
present information, reinforce
appropriately and then branch to the
next level of difficulty depending on the
individual's performance. The roots of
computer-assisted instruction can
be easily seen in Skinner's teaching
machine.”
Programmed Instruction was
characterized by:
• clearly stated behavioral
objectives
• small frames of instruction
• self-pacing
• active learner response to inserted
questions
• immediate feedback to the
correctness of the response

17. Kognitivismi (1940-1970)
Jean Piaget

18. Oppiminen perustuu tietorakenteiden
muuttumiseen
Organisoituminen (Organisation /
equilibrium): kaikki kognitiiviset
rakenteet ovat keskenään
riippuvaisia ja uuden tiedon täytyy
sopia olemassaolevaan systeemiin.
Sopeutuminen (adaptation):
Organismi pyrkii sopeutumaan
ympäristöönsä selviytyäkseen.
• Assimilitaatio:
• Akkommodaatio:

19. Konstruktivismi 1950-
1. Valmius assimiloida. Jos lapsi ei ymmärrä
opetettavaa asiaa, sillä ei ole merkitystä
2. Opetuksen tulee olla riittävän simppeliä
(assimilitaatio onnistuu), mutta samalla
haastavaa (disequialibirum tapahtuu)
3. Pitää olla tietoinen lapsen
kehitystasosta, mitä milläkin tasolla voi
edellyttää ja mitä ei. (kehitystasot)
4. Älykkyys syntyy toiminnassa. Lapsi on
luonnostan utelias ja tietoa pitää pystyä
rakentelemaan itse => konstruktivismi.
Jean Piaget

20. Bruner osoitti että (hyvinkin
nuoret) oppilaat voivat oppia
mitä tahansa kunhan opetus on
järjestetty asianmukaisesti.
Eli Brunerin näkemys on, että
Kehityksen taso ei rajoita
symbolista ajattelua.
Tämä oli voimakkaassa
ristiriidassa Piagetin ajatusten
kanssa.
Mieli jatkuvasti kehittyvänä
prosessina
=> rooli sosiaaliselle
vuorovaikutukselle, kielelle ja
opetukselle mielen
muodostumisessa

21. Konstruktivismi
Nykyaikaisten
oppimisympäristöjen taustateoria
Oppiminen nähdään laajasti ottaen
aktiivisena tietojen, merkityksien ja
käsityksien rakentamisena.

22. http://3.bp.blogspot.com/_akgCqCWNQNE/S_o-VDbKVoI/AAAAAAAAApI/qxHQdxOf4ro/s640/seventies_chic_small.jpg

23. • ”Ability to distinguish between what is
changing and what is staying the same.
Adaptation is not enough”

24. 1970- alkaen: Mielen
rakenteet ja prosessit
pääteltäviä, ei
suoraan
observoitavia
Esim. Oppiminen
prosessina, joka
johtaa muutoksiin
syvämuistissa.

25. Brown, A. L., & Cocking, R. R. (2000). How
people learn. J. D. Bransford (Ed.).
Washington, DC: National Academy Press.
Tiedon luonteen muutos

26. Epämääräiset ongelmat
opetuksessa

27. Jerome Bruner
cognitive psychology
and cognitive learning
theory in educational
psychology
Seymort Papert
Artificial
Intelligence, Constructi
onism, Logo
programming language
Jean Piaget
Developmental
Psychology, Constructi
vism, Cognitive
Development
Kay, A. (1990). User Interface: A Personal View. The Art
of HumanComputer Interface Design (pp. 191-207).
Addison-Wesley.
http://proteus.fau.edu/practicum/texts/kay.pdf
Alan Kay: Doing with Images Makes
Symbols Pt 1 (1987).
http://www.archive.org/details/AlanKeyD198
7

28. A Personal computer for Children of All Ages
He thought that computers might be instruments
that would support the construction of the
knowledge in a variety of media
anytime, anywhere (Feldman, 2004; Kay, 1972)

29. "The word constructionism is a
mnemonic for two aspects of the
theory of science education
underlying this project.
From constructivist theories of
psychology we take a view of
learning as a reconstruction rather
than as a transmission of
knowledge.
Then we extend the idea of
manipulative materials to the idea
that learning is most effective
when part of an activity the
learner experiences as
constructing is a meaningful
product.” (Papert, 1980)http://nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=875119

30. Tietotekninen
vallankumous
1970-1980
henk.koht.
koneet

31. Two strategiesA.Language
• Abstract thought and ability to deal with complex
conceptual systems
• Creation and manipulation of symbolic
representations of the world
B.Use of ICT
• to render visible – more broadly – to make
available to the senses – that which would
otherwise be abstract or hidden”
• THESE two strategies are often combined.
(Goodyear & Retalis, 2010)

32. TIETOTEKNIIKKA KOGNITIIVISENA
TYÖKALUNA

36. KESKUSTELE: MITÄ ARJEN SUJUMISEN
KANNALTA VÄLTTÄMÄTTÖMIÄ VÄLINEITÄ
TIEDÄT?
MITÄ KOGNITIIVISIA TYÖVÄLINEITÄ OLET
KÄYTTÄNYT

37. YHTEISÖLLINEN OPPIMINEN

38. http://www.opettaja.fi/cs/Satellite?c=Page&pagename=OpettajaLehti%2FPage%2Fjuttusivu&cid=1351276519632
&juttuID=1355755409657

39. Yhteisöllinen oppiminen
(1970)
“Collaborative education in the U.S. began in the
1970s as a response to the previous decade’s
mentality that students who needed help and didn’t
seek this help did not belong in college. In response
to this, colleges began providing peer tutoring and
in-class group work. This led to the discovery that
these forms of collaboration did not change what
people learned, but how they learned”

40. Dickson, W. & Vereen, M. A. (1983). Two students at one microcomputer. Theory Into Practice, 22(4), 296-300. doi:10.1080/00405848309543077
Tutkimus: parityöskentelyä
tietokoneen äärellä
“it appeared that when
we did have to put two
children in front of a
computer, the results
were actually positive:
the imperfect
individualisation was
compensated for by the
benefits of social
interactions”
1983: Key educational
principle was the adaptation
of instruction to individual
needs

41. Yleinen käsitys tvt-tuetusta oppimisesta
on kuitenkin edelleen individualistinen..
• ”The modern fable is that
computers will precisely track
and monitor the exact state
of every student’s
needs, capabilities, and
preferences.
In this vision, students work
in isolation so that they can
move at their own pace”
(Roschelle, 2013).Roschelle, J. (2013). Special Issue on CSCL: Discussion.
Educational Psychologist, 48(1), 67-70.

42. Teknologia(n käyttö) on kuitenkin
muuttunut sosiaaliseksi..

43. Oppiminenkin on muuttumassa
yhteisölliseksi, ihan kuten teknologiakin..
• In the 20th century, (collaborative) learning was
almost always in the service of individual
knowledge outcomes
• Now ability to participate in a collaborative
knowledge building activities is a core ability
that schools and societies should cultivate in
order to prepare students for the realities of
knowledge work (Bereiter, 2002)
• OECD is planning to asses students’
collaboration skills in 2015

44. Oppilaiden yhteistyötaitoja tultaneen
mittaamaan OECD:n PISA-testissä 2015
PISA 2015. DRAFT COLLABORATIVE PROBLEM SOLVING FRAMEWORK. March 2013.
http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/Draft%20PISA%202015%20Collaborative%20Problem%20Solving%20Framework%20.pdf

45. KESKUSTELE: JOS YHTEISTYÖTAITOJA
RYHDYTÄÄN MITTAAMAAN, TULEEKO
KOULUN MUUTTUA JA JOS TULEE, NIIN
MITEN?

46. Dillenbourg, P. (1999). What do you mean by collaborative
learning. Collaborative learning Cognitive and computational
approaches, 1–16. Citeseer. Retrieved from
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.167.4
896&rep=rep1&type=pdf
A coordinated
synchronous activity that
is the result of continued
attempt to construct and
maintain a shared
conception of a problem
(Roschelle &
Teasley, 1995)
Roschelle, J., & Teasley, S. (1995). The construction of shared
knowledge in paired problem solving. Computersupported
collaborative learning (pp. 69-97). Springer-Verlag.
What is collaborative learning?

47. • Structure of interaction
designed to facilitate
accomplishment of an
end product or goal
through people working
together in groups
• well-stuctured
knowledge domain
• is accomplished by the
division of labor among
participants, as an
activity where each
person is responsible for
a portion of the problem
solving
Cooperative vs. Collaborative
• Collaboration as a
philiosophy of interaction
and personal lifestyle
• Ill-structured knowledge
domain
• mutual engagement of
participants in a
coordinated effort to solve
problem together
Cooperative learning Collaborative learning
Resta & Laferriere, 2007; Panitz, 1996;
Slavin, 1997; Teasley, 1995

48. Commonalities
• Learning is active
• The teacher is usually more a facilitator than a “sage
on the stage”
• Teaching and learning are shared experiences
• Students participate in small-group activities
• Students take responsibility for learning
• Students reflect on their own assumptions and thought
processes
• Social and team skills are developed through the give-
and-take of consensus-building
Kirchner, 2001

49. Four instructional motives for the use of
technology in support of collaborative learning
1. To prepare students for the knowledge society
(collaboration skills and knowledge creation
2. To enhance students cognitive performance or
foster deep understanding
3. To add flexibility of time and space for
cooperative/collaborative learning
4. To foster student engagement and keep track
of student cooperative/collaborative work
Resta & Laferriere, 2007

50. Computer-
Supported
Collaborative
Learning
Dillenbourg, P., Järvelä, S., & Fischer, F. (2009). The
evolution of research on computer-supported
collaborative learning: from design to orchestration. In
Technology-Enhanced Learning. Principles and products
(p. 3-19). Edited by N. Balacheff, S. Ludvigsen, T. de
Jong, T., A. Lazonder & S. Barnes. Springer.
most of images used have been retrieved from commons.wikipedia.org

52. 52
LET - Oppimisen ja koulutusteknologian tutkimusyksikkö
Jari Laru, 22.4.2009
Tärkeimpiä tutkimuskysymyksiä
CSCL:n opetuskäytössä
• Kollaboraatio itsessään ei synnytä oppimistuloksia; se on
riippuvaista siitä kuinka ryhmät sitoutuvat
vuorovaikutukseen
• Tutkijoita laajalti kiinnostava kysymys on: mitkä ovat ne
olosuhteet jossa CSCL ympäristö tukee tehokkaasti
oppimista (Dillenbourg, Baker, Blaye, & O’Malley, 1996)
– Missä olosuhteissa spesifit vuorovaikutusprosessit tapahtuvat?
– Mitä vuorovaikutusprosesseja voidaan pitää oppimista
ennakoivina?
• Kolme oppimista edistävää oppimisprosessia
– Selittäminen
– Argumentointi / väittely
– Yhteisen ymmärryksen hakeminen

53. 53

54. OPPIMISEN ITSESÄÄTELY

55. Despite intensive research in computer-
supported collaborative learning (CSCL) over
the last decade, there is relatively little
research about how groups and individuals in
groups engage, sustain, support, and
productively regulate collaborative processes.
(Järvelä & Hadwyn, 2013)
Järvelä, S., & Hadwin, A. F. (2013).
New frontiers: Regulating learning in
CSCL. Educational

56. Pelkkä jakaminen ja yhteistyö ei riitä
• Sekä itsenäinen että yhteisöllinen oppiminen
vaatii strategista otetta oppimiseen – me
tarvitsemme itsesäätelyn taitoja oppimisesta
(self-regulated learning)
• Kollaboraatio on hankalaa: se on haastavaa ja
se ei ole spontaania. Eri yksilöillä on omat
käsitykset, taustat, mielipiteet, tavoitteet.
• Itsesäätelytaitoja voi opetella

57. Itsesäätelytaitoja
•Tehtävän ymmärtäminen: mitä teen, miksi
teen, mistä tässä on kyse, miksi tästä on
hyötyä, miksi tämä on tärkeä
•Suunnittelu: tehdään suunnitelmia ja asetetaan
tavoitteita. Mitä minun tulisi ymmärtää, mitä
minun tulisi tehdä saavuttaakseni tavoitteeni?
•Työskentely: SRL oppilaat hyödyntävät
strategioita opiskellessaan:
alleviivauksia, linkittämisiä, käsitekarttoja
ym, oman toiminnan tarkkailu

61. http://www.youtube.com/watch?v=lowJzysaXJg
http://sannajarvela.wordpress.com/

62. ”Tulevaisuuden” luokka
• Active learning, active student’s minds
• Support students Ask questions, find
answers, arque, disarque.. => stimulate active
engagement (Järvelä, 2013)