Educational Technologies for Supporting Self-Regulated Learning in Online Learning Environments
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Doctoral thesis (article-based)
| Defence date: 2015-08-17
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2015
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
138 + app. 62
Series
Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 92/2015
Abstract
Learning activities are increasingly performed in online learning environments. In higher education, courses often utilize a blended learning approach where some learning activities take place at the campus while others are performed online. On one hand, distance learning introduces challenges for students, because the lack of face-to-face guidance requires them to more independently regulate their own learning. On the other hand, the digitalization of learning environments introduces new opportunities for automating guidance. This thesis explores technologies for supporting self-regulated learning in online learning environments. The focus is on technologies that can be automated, do not require effort from the instructor and are scalable. We designed a study planning tool that utilizes a new kind of curriculum model which describes the connections between the learning goals of the courses as well as their connections to the high-level goals of the degree programs. Interactive visualizations show to students how the courses build on top of each other and what each course contributes to the goals that the student has selected. The visualizations aim to help students to evaluate the importance of the topics covered in each course for their personal goals. We also studied ways to automatically support students' self-monitoring of their study habits in online learning environments. Retrospective analysis of students' behavior revealed signs of some harmful study habits such as procrastination or misusing the automated assessment. We evaluated two interventions for improving students' awareness of their own behavior: achievement badges and visualizations. Achievement badges provided students with immaterial rewards for utilizing desired study practices such as submitting early or avoiding resubmissions, while the visualizations displayed to students their current behavior and what outcomes similar behavior has predicted in previous years. The methods were evaluated in controlled experiments in a university-level computer science course where students completed homework exercises online. Both the achievement badges and the visualizations improved some aspects of students' behavior. However, they had the strongest influence on students who were already high-performing. We also studied the relationship between students' achievement goal orientations and their responses to the interventions. Students with performance-approach orientation exhibited most interest towards the badges, while those with performance-avoidance orientation exhibited most interest towards the visualizations.Opiskelu on lisääntyvissä määrin siirtymässä verkkoon. Korkeakouluopetuksessa hyödynnetään usein sulautuvia opetusmuotoja, joissa osa oppimisesta tapahtuu lähiopetuksessa ja osa verkossa. Toisaalta etäopiskelu luo opiskelijoille uusia haasteita, koska suoran ohjauksen puute vaatii opiskelijoita säätelemään omaa opiskeluaan itsenäisesti. Toisaalta oppimisympäristöjen digitalisoituminen tarjoaa uusia mahdollisuuksia ohjauksen automatisoimiseen. Tässä työssä tutkitaan teknologioita itsesäätelevän opiskelun tukemiseksi verkko-oppimisympäristöissä. Pääpaino on tekniikoissa, jotka voidaan automatisoida, eivät vaadi merkittävää lisätyötä opettajalta ja jotka ovat skaalautuvia. Työ sisältää kaksi osa-aluetta: opintojensuunnittelun tukeminen ja itsetarkkailun tukeminen. Työssä suunniteltiin opintojensuunnittelutyökalu, joka hyödyntää uudenlaista kurssien osaamistavoitteiden keskinäiset yhteydet sekä niiden yhteydet koulutusohjelmien korkean tason tavoitteisiin kuvaavaa tietomallia. Rakenteen vuorovaikutteiset visualisaatiot tuovat esiin kurssien rakentumisen toistensa päälle sekä sen, kuinka kukin kurssi liittyy opiskelijan valitsemiin tavoitteisiin. Visualisaatioiden tavoitteena on auttaa opiskelijaa ymmärtämään kurssien osaamistavoitteiden merkitys omille tavoitteilleen. Työn toisessa osassa tutkittiin tapoja tukea automatisoidusti opiskelijoiden opiskelutapojen itsetarkkailua verkko-oppimisympäristöissä. Vanhojen lokitietojen analyysi paljasti merkkejä haitallisista tavoista kuten opiskelun jättäminen viime hetkeen tai automaattisen tarkastuksen väärinkäyttö. Tutkimme kahta menetelmää opiskelijoiden huomion kiinnittämiseksi opiskelutapoihin: suoritusmerkit ja visualisoinnit. Suoritusmerkit tarjosivat opiskelijoille aineettomia palkkioita hyvien opiskelutapojen noudattamisesta kuten ajoissa palauttamisesta tai turhien uusintapalautusten välttämisestä, kun taas visualisaatiot havainnollistivat opiskelijoille heidän toimintatapojaan sekä millaisiin lopputuloksiin vastaava toiminta on johtanut aiempina vuosina. Menetelmiä arvioitiin satunnaistetuissa kokeissa yliopistotason tietotekniikan kurssilla, jolla opiskelijat tekivät kotitehtäviä verkossa. Sekä suoritusmerkit että visualisaatiot paransivat joitakin opiskelijoiden toiminnan osa-alueita. Molemmilla oli kuitenkin suurin vaikutus opiskelijoihin, jotka suoriutuivat jo ennestään hyvin. Työssä tutkittiin myös tavoiteorientaation yhteyttä siihen, kuinka opiskelijat reagoivat menetelmiin. Opiskelijat, joilla oli suoritus-lähestymisorientaatio, osoittivat eniten kiinnostusta suoritusmerkkeihin, kun taas suoritus-välttämisorientoituneet osoittivat eniten kiinnostusta visualisaatioihin.Description
Supervising professor
Malmi, Lauri, Prof., Aalto University, Department of Computer Science, FinlandThesis advisor
Korhonen, Ari, Dr., Aalto University, Department of Computer Science, FinlandKeywords
educational technology, self-regulated learning, study planning, achievement badge, visualization, goal orientation, learning analytics, opetusteknologia, itsesäätöinen oppiminen, opintojensuunnittelu, suoritusmerkki, visualisaatio, tavoiteorientaatio, oppimisanalytiikka
Parts
- [Publication 1]: Tapio Auvinen, Juha Paavola and Juha Hartikainen. STOPS: A Graph-based Study Planning and Curriculum Development Tool. In Proceedings of the 14th Koli Calling International Conference on Computing Education Research, Joensuu, Finland, pages 25–34, November 2014. http://dx.doi.org/10.1145/2674683.2674689
- [Publication 2]: Tapio Auvinen. Harmful Study Habits in Online Learning Environments with Automatic Assessment. In Proceedings of the 2015 International Conference on Learning and Teaching in Computing and Engineering (LaTiCE), Taipei, Taiwan, pages 50-57, April 2015. http://dx.doi.org/10.1109/LaTiCE.2015.31
- [Publication 3]: Lasse Hakulinen, Tapio Auvinen and Ari Korhonen. The Effect of Achievement Badges on Students’ Behavior: An Empirical Study in a University-Level Computer Science Course. International Journal of Emerging Technologies in Learning, volume 10, issue 1, pages 18-29, February 2015. http://dx.doi.org/10.3991/ijet.v10i1.4221
- [Publication 4]: Lasse Hakulinen, Tapio Auvinen. The Effect of Gamification on Students with Different Achievement Goal Orientations. In Proceedings of the 2014 International Conference on Teaching and Learning in Computing and Engineering (LaTiCE), Kuching, Malaysia, pages 9-16, April 2014. http://dx.doi.org/10.1109/LaTiCE.2014.10
- [Publication 5]: Tapio Auvinen, Lasse Hakulinen and Lauri Malmi. Increasing Students’ Awareness of their Behavior in Online Learning Environments with Visualizations and Achievement Badges. Accepted for publication in IEEE Transactions on Learning Technologies, volume 8, issue 3, 14 pages, May 2015. http://dx.doi.org/10.1109/TLT.2015.2441718
