Effects of learning with e-TPCK on pre-service teachers' Technological Pedagogical Content Knowledge

Abstract

Η Τεχνολογική Παιδαγωγική Γνώση του Περιεχομένου (ΤΠΓΠ) εισήχθη στην εκπαιδευτική ερευνητική κοινότητα τα τελευταία 15 χρόνια για να αντιμετωπίσει το πολυετές ζήτημα του τι πρέπει να γνωρίζουν οι εκπαιδευτικοί για να ανταποκριθούν επιτυχώς στην ενσωμάτωση της τεχνολογίας για μεγιστοποίηση των μαθησιακών αποτελεσμάτων (Angeli & Valanides, 2005, 2009; Mishra & Koehler, 2006, Niess, 2005). Παρά τις συστηματικές και αξιόλογες ερευνητικές προσπάθειες που έγιναν σχετικά με τη θεωρητική διατύπωση, την ανάπτυξη και την αξιολόγηση της ΤΠΓΠ μέσα στο πλαίσιο παραδοσιακών εμπειριών μάθησης, πρόσωπο με πρόσωπο, τόσο στην τριτοβάθμια εκπαίδευση όσο και στην επαγγελματική ανάπτυξη των εκπαιδευτικών, ο ερευνητής θεώρησε ότι το πλαίσιο της ΤΠΓΠ απαιτεί συμπληρωματική τεχνολογική λύση. Ως εκ τούτου, η μελέτη εισήγαγε τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη ενός ηλεκτρονικού περιβάλλοντος μάθησης, του e-TPCK, το οποίο χρησιμοποιεί προσαρμοζόμενες τεχνολογίες και υποβοηθά την αυτορρυθμιζόμενη μάθηση με στόχο τη συνεχή ανάπτυξη της ΤΠΓΠ, με εξατομικευμένο τρόπο. Το e-TPCK ενσωματώθηκε στο μάθημα της Εκπαιδευτικής Τεχνολογίας σε συνδυασμό με την παραδοσιακή διδασκαλία ώστε να αντιμετωπιστούν οι περιορισμοί που προκαλούν τα παραδοσιακά μοντέλα μάθησης και να υποστηρίξει την ανάπτυξη της ΤΠΓΠ στους υποψήφιους εκπαιδευτικούς πιο αποτελεσματικά. Αν και ο ερευνητής παραδέχτηκε ότι η χρονική περίοδος ενός ακαδημαϊκού εξαμήνου δεν είναι αρκετή για την επίτευξη τεράστιων αλλαγών στην ανάπτυξη της ΤΠΓΠ των υποψήφιων εκπαιδευτικών, εντούτοις υπέθεσε ότι θα προκύψουν σημαντικά μαθησιακά οφέλη για τους υποψήφιους εκπαιδευτικούς της πειραματικής ομάδας. Τα αποτελέσματα της έρευνας, κατά την αξιολόγηση σεναρίων εκπαιδευτικού σχεδιασμού με τη χρήση τεχνολογίας, έδειξαν ότι η πειραματική ομάδα ξεπέρασε την επίδοση της ομάδας ελέγχου όσον αφορά την ανάπτυξη της ΤΠΓΠ και των συναφών της δεξιοτήτων, επιβεβαιώνοντας τον ισχυρισμό ότι η χρήση της τεχνολογίας μπορεί να διευκολύνει καλύτερα την ανάπτυξη της από τα πιο παραδοσιακά μέσα μάθησης και διδασκαλίας. Ταυτόχρονα, όμως, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το e-TPCK παρείχε καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα για μερικούς υποψήφιους εκπαιδευτικούς στην πειραματική ομάδα. Η εξασθενημένη καθοδήγηση που προσέφερε το e-TPCK με προσαρμοζόμενες τεχνολογίες για την ανάπτυξη της ΤΠΓΠ χρησιμοποιώντας αναλυτικά παραδείγματα, υπό τη μορφή σεναρίων εκπαιδευτικού σχεδιασμού με τη χρήση τεχνολογίας, ήταν μαθησιακά πιο επωφελής για τους υποψήφιους εκπαιδευτικούς που θεωρήθηκαν αρχάριοι στις δεξιότητες εκπαιδευτικού σχεδιασμού με τη χρήση της τεχνολογίας. Αντίθετα, στους πιο προχωρημένους υποψήφιους εκπαιδευτικούς, αν και στην αρχή η εκπαιδευτική υποστήριξη που προσέφερε το σύστημα υπήρξε επωφελής, στην πορεία μάλλον έχασε τη θετική επίδρασή της, με τους εκπαιδευτικούς να επιδεικνύουν ένα αποτέλεσμα αντίστροφης εμπειρίας και να μην μπορούν να φτάσουν στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους. Το αποτέλεσμα αυτό δημιούργησε ερωτήματα σχετικά με τον εκπαιδευτικό σχεδιασμό του e-TPCK, ως μέσο διδασκαλίας του εκπαιδευτικού σχεδιασμού με χρήση της τεχνολογίας και υποστήριξης της ανάπτυξης της ΤΠΓΠ των υποψήφιων εκπαιδευτικών, λαμβάνοντας υπόψη τις προηγούμενες γνώσεις τους και το μεταβαλλόμενο επίπεδο εμπειρογνωμοσύνης τους. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να εξετάζονται κατά την ανάπτυξη εκπαιδευτικών παρεμβάσεων, αλλά το επίπεδο εμπειρίας μαζί με το γνωστικό φορτίο που επιβάλλεται από τις εκπαιδευτικές παρεμβάσεις θα πρέπει να είναι το κύριο μέλημα. Ωστόσο, αυτό δεν απαλείφει τη θετική συνεισφορά του e-TPCK χρησιμοποιώντας τα αναλυτικά παραδείγματα ή την προσαρμοζόμενη υποστήριξη για να βοηθήσει τους εκπαιδευτικούς να αναπτύξουν δεξιότητες ενσωμάτωσης της τεχνολογίας με πιο αποτελεσματικό και εξατομικευμένο τρόπο. Παρ’ όλα αυτά, η ανάγκη βελτίωσης του εκπαιδευτικού σχεδιασμού του συστήματος, εντός του πλαισίου του γνωστικού φορτίου, ώστε να αντιμετωπιστεί το φαινόμενο αντιστροφής της εμπειρίας, λαμβάνοντας υπόψη τα μεταβαλλόμενα επίπεδα γνώσης των εκπαιδευόμενων, είναι υψηλή. Το e-TPCK θα πρέπει να είναι σε θέση να ανταποκρίνεται όχι μόνο στις ανάγκες των αρχάριων μαθητών, στα αρχικά στάδια απόκτησης γνώσης και δεξιοτήτων αλλά και στις ανάγκες των πιο προχωρημένων εκπαιδευτικών, συμβάλλοντας έτσι στην ανάπτυξη της ΤΠΓΠ τους. Συμπερασματικά, τα ευρήματα που παρουσιάζονται εδώ είναι ενθαρρυντικά και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βάση για μελλοντικές ερευνητικές μελέτες που αφορούν την ενσωμάτωση των συστημάτων με προσαρμοζόμενες τεχνολογίες στα μαθήματα εκπαίδευσης υποψήφιων εκπαιδευτικών ή στα μαθήματα επαγγελματικής ανάπτυξης των εκπαιδευτικών.

Technological Pedagogical Content Knowledge (TPCK) has been introduced to the educational research community during the last 15 years to address the perennial issue of what teachers need to know to become successful facilitators of technology-enhanced student learning (Angeli & Valanides, 2005, 2009; Mishra & Koehler, 2006; Niess, 2005). While systematic and worthwhile research efforts have been undertaken regarding the conceptualization, development, and assessment of TPCK within the context of face-to-face learning experiences in higher education and teacher professional development settings, the researcher herein posited that the framework of TPCK requires a complementary technological solution. Therefore, the study introduced the design and the development of e-TPCK, a self-paced adaptive electronic learning environment that was integrated in a face-to-face educational technology course, in a blended learning fashion, as to remedy for the constraints induced by traditional models of learning in higher education and promote the development of pre-service teachers’ TPCK competencies in efficient, effective, and individualized ways. Although the researcher conceded that the time period of one academic semester was not enough time for attaining tremendous changes in pre-service teachers’ TPCK competencies, it was hypothesized that considerable learning gains would be obtained for the pre-service teachers assigned to the experimental group. The results showed that the experimental group outperformed the control group in developing TPCK knowledge and related competencies in two design tasks, substantiating the claim that the use of technology can better facilitate the development of e-TPCK competencies than more traditional means of learning and teaching. At the same time, though, results indicated that e-TPCK provided a more facilitating learning effect for some students in the experimental group. The instructional adaptive guidance that e-TPCK offered for TPCK development using fading worked examples, in the form of design scenarios, led to mathemagenic effect primarily for students who were regarded as novices, in terms of their initial instructional design competency. In contrast, for students, who regarded as more experienced, the instructional guidance of the system although was proved beneficial at the beginning of their engagement, along the way, lost its positive impact. Hence, these pre-service teachers exhibited the expertise reversal effect and did not manage to reach the maximum of their capabilities in this electronic adaptive learning environment. This result raised several questions regarding the instructional design of e-TPCK, as a means to teach technology-infused instructional design and support all student teachers’ TPCK development, considering their prior knowledge and their changing levels of expertise. There are many factors that an instructional designer must consider, but the level of experience of intended learners along with the cognitive load imposed by the instructional designs should be the preeminent concern. However, this does not necessarily repeal the value of the instructional format of e-TPCK using the faded worked examples or adaptive scaffolding for helping student teachers develop technology integration skills in more efficient, effective, and individualized ways. Nevertheless, the need to improve the instructional design of the system, within CLT framework, as to remedy expertise reversal effect, while taking into consideration the changing levels of learners’ knowledge base is high. The e-TPCK should be able to address not only the needs of novice learners, in the preliminary stages of knowledge and skill acquisition, but also the needs of more advanced learners contributing to their TPCK development. In conclusion, the findings presented herein are encouraging and can be used as baseline data for future empirical studies regarding the integration of adaptive learning systems in teacher education courses or teacher professional development courses.