Stanford Mobile Inquiry-baserad inlärningsmiljö
Stanford Mobile Inquiry-based Learning Environment (SMILE) är en mobil programvara för lärandehantering och pedagogisk modell som introducerar ett innovativt tillvägagångssätt för elevers utbildning. Den är utformad för att driva på inlärningsförmåga av högre ordning som att tillämpa, analysera, utvärdera och skapa. Istället för en passiv, enkelriktad föreläsning engagerar SMILE eleverna i en aktiv lärandeprocess genom att uppmuntra dem att ställa, dela, svara på och utvärdera sina egna frågor. Lärare spelar mer rollen som "coach" eller "facilitator". Programvaran genererar transparent inlärningsanalys i realtid så att lärare bättre kan förstå varje elevs inlärningsresa och eleverna får djupare insikter om sina egna intressen och färdigheter. SMILE är värdefullt för att stödja inlärningsprocessen i avlägsna, fattiga, underbetjänade länder, särskilt i fall där lärare är knappa. SMILE utvecklades under ledning av Dr. Paul Kim, Wilson Wang och Rayan Malik.
Det primära målet med SMILE är att förbättra elevernas ifrågasättande förmåga och uppmuntra mer elevcentrerade praktiker i klassrummen, och möjliggöra en billig mobil trådlös inlärningsmiljö.
Historia
SMILE utvecklades först med hjälp av Seeds of Empowerment (Seeds), en global ideell 501(c)(3)-organisation grundad 2009 av Dr. Paul Kim . Sedan 2009 har NGO hjälpt pilotstudier att testa programvaran runt om i världen, inklusive i länder som Sydafrika, Förenade Arabemiraten, Ghana och Tanzania.
Kim och hans forskarassistenter vid Stanford University var de främsta bidragsgivarna till den inledande tekniska designen av SMILE. Forskningsstudien PocketSchool undersökte en portabel ad-hoc-nätverkslösning som möjliggjorde en interaktiv inlärningsmiljö för flera användare i områden där resurser som elektricitet eller tillgång till Internet är begränsade. Denna forskning var en del av flera projekt anslutna till Stanfords tvärvetenskapliga programmerbara öppna mobila internet som stöds av National Science Foundation .
SMILE utvecklades vidare av GSE-IT vid Graduate School of Education vid Stanford University, och partnerorganisationer som Edify. Licensen för varumärken, mjukvara, hårdvara och teknisk design förblir hos Office of Technology Licensing (OTL) vid Stanford University.
SMILE har listats som ett av de mest innovativa verktygen för morgondagens skolor av International Commission on Financing Global Education Opportunity, som leds av Gordon Brown , Storbritanniens tidigare premiärminister, i sin rapport från 2016.
Hur det fungerar
SMILE består av två huvudapplikationer: en mobilbaserad frågeapplikation för studenter, tillsammans med ett ledningssystem för lärare. Programvaran låter eleverna skapa öppna frågor eller flervalsfrågor på mobiltelefoner under lektionen för att dela med sina klasskamrater och lärare.
Programvaran för klassrumshantering låter eleverna dela, svara och betygsätta frågor på kriterier som kreativitet och analysdjup. Dessa applikationer kan kommunicera via antingen ett lokalt nätverk eller Internet. Det lokala ad hoc-nätverket (SMILE Ad-hoc), som visas i fig. 1, utformades för att utveckla regioner utan någon typ av nätverk; Internetversionen (SMILE Global) är designad för områden med mobila nätverk kopplade till Internet. SMILE Ad-hoc gör det möjligt för elever att engagera sig i SMILE-aktiviteter och utbyta förfrågningar med kamrater i sina klassrum eller sin egen skola. SMILE Global gör det möjligt för studenter över hela världen att utbyta sina förfrågningar oavsett var de befinner sig. Både SMILE Ad-hoc och SMILE Global låter eleverna inkludera multimediakomponenter i sina frågor: SMILE Ad-hoc använder bilder och SMILE Global använder bilder, ljud och video.
Eleverna uppmanas att skicka in sina frågor till serverhanteringsapplikationen som sedan samlar in alla elevers frågor och skickar tillbaka dem till elevernas mobilbaserade applikation så att varje elev kan svara på sina kamraters frågor. Lärare kan också skriva in frågor för att testa information. Samtidigt som eleverna svarar på sina kamraters frågor ombeds eleverna också att betygsätta frågorna på en skala från 1 (dålig) - 5 (utmärkt). Lärare och elever kan också utveckla sina egna lämpliga standarder för betygsfrågor.
Frågebetyg
Instrumentet är utformat för att identifiera prestandavariationer. Det gör det möjligt för arrangörer att definiera fem olika nivåer av frågekvalitet. Till exempel:
| Fråga Svårighet | Beskrivning |
|---|---|
| Kategori 1 | Eleverna svarar med minimal kognition som involverar enkla minnen av lärt material eller enkla aritmetiska beräkningar |
| Kategori 2 | Eleverna gör en enkel analys av frågetyper och kvaliteter (t.ex. ställer frågor om frågor) eller löser problem med enkla resonemang. Dessa frågor är utformade för att bedöma om eleverna kan känna igen och göra skillnader mellan frågor av låg kvalitet och frågor av högre ordning. |
| Kategori 3 | Eleverna löser givna problem med en mellannivå av kognition och analys. |
| Kategori 4 | Eleverna löser givna problem med en djupare nivå av analys och resonemang. |
| Kategori 5 | Eleverna ignorerar distraherande information och extraherar endast korrekt information för att dra en nödvändig slutsats. Eleverna måste formulera sin egen rationella ekvation för att komma fram till en slutsats. |
Programvaran för datahantering samlar in dessa svar, registrerar den tid det tar för eleverna att svara och sparar dessa data för läraren att analysera. Eleverna kan också se hur allas fråga bedömdes och om de svarade rätt på frågorna.
Som facilitatorer av detta system har lärare möjligheten att välja "inlärningssätt" som beskriver de olika former eller aktiviteter av ifrågasättande som eleverna ägnar sig åt. Följande är en lista över de olika arbetssätten.
Driftlägen
SMILE har fem driftlägen. Handledaren väljer läge för varje aktivitet.
| Läge | Beskrivning (ersatt beskrivning med vad som stod på smilewebbplatsen) |
|---|---|
| Examläge | I examensläge kan endast grupparrangörer skapa frågor. Betyg och kommentarer är inaktiverade. Sessionen förblir stängd (frågor är inte synliga) tills du går in i lösningsläget. Resultaten är dolda tills de visas. |
| Brainstorming-läge | En session där deltagarna kan ställa stora frågor som ska delas, kommenteras och betygsättas för ytterligare kritiska diskussioner. Ledare ber ofta deltagarna att komma med frågor som reflekterar över förändrade trender, framväxande teknologier eller sociala fenomen som kan ha en betydande inverkan på hur vi gör affärer idag och imorgon. |
| Öppna till slutet läge | Ett frågesport där eleverna först skapar öppna frågor och sedan förvandlar dessa frågor till flervalsfrågor genom att lägga till svarsalternativ. Eleverna svarar och betygsätter sedan varandras frågor. Arrangören styr när eleverna kan skapa frågor och när de kan svara på frågor. |
| Läge i studenttempo | Ett frågesport där eleverna först skapar sina egna frågor, och sedan besvarar och betygsätter varandras frågor. Eleverna kan skapa och svara på frågor samtidigt. |
| Läge i arrangörstakt | Ett frågesport där eleverna först skapar sina egna frågor, och sedan besvarar och betygsätter varandras frågor. Arrangören styr när eleverna kan skapa frågor och när de kan svara på frågor. |
Lärare kan främja en klassrumsmiljö som är antingen samarbetsvillig, konkurrenskraftig eller båda, beroende på vad de anser kommer att motivera sina elever mer. När man skapar frågor i team efterlyser lärmiljön samarbete. När man rangordnar varje lags frågor förvandlas aktiviteten till ett tävlingsspel. Dessutom är generering av flervalsfrågor en kritisk aspekt av denna inlärningsmodell eftersom det leder eleverna att göra grundlig forskning för att hitta rätt svar och distraktioner. Att verifiera att distraktorer inte är genomförbara svar på frågan förstärker också elevens inlärning av materialet.
I stället för testresultat kan betygen av frågorna användas för att bedöma läranderesultat. Att analysera en elevs förmåga att betygsätta andra elevers frågor kan användas för att mäta kritiskt tänkande.
SMILE på Google Assistant
SMILE på Google Assistant består av tre huvudfunktioner: Question Evaluator Quiz, funktionen Senaste nyheter och funktionen för skolämnen. Applikationen gör det möjligt för studenter att aktivt engagera sig i sitt lärande genom att ställa frågor och dess utveckling leds av Wilson Wang och Rayan Malik.
Question Evaluator Quiz hjälper eleverna att identifiera effektiva frågor genom att be dem rangordna öppna frågor med hjälp av en förutbestämd SMILE-rubrik baserad på Blooms Taxonomy. Frågesporterna är uppdelade i olika ämnen, såsom ekonomi eller historia, och eleverna ska rangordna 5 frågor från sitt valda ämne från nivå 1-5. Studenter och deras lärare får en visuell rapport efter att frågesporten har slutförts som inkluderar deras totala poäng samt personliga inlärningsverktyg för att hjälpa studenten att förbättra både sina frågeanalysfärdigheter och konceptuell förståelse.
Funktionen Senaste nyheter uppmuntrar eleverna att aktivt läsa nyheterna samtidigt som de lär dem hur man ställer insiktsfulla frågor. Eleverna förses med 10 nyhetsartiklar om olika ämnen från en mängd olika nyhetskällor. Efter att ha läst alla artiklarna väljer eleverna en artikel att slutföra den interaktiva övningen med. I övningen ombeds eleverna att skapa flera frågor med hjälp av specifika nyckelord från artikeln som de valt. Frågorna eleverna skapar rangordnas från nivå 1-5 med hjälp av programvara för artificiell intelligens och en visuell rapport skapas som ger en heltäckande översikt över deras prestationer i den interaktiva övningen.
Funktionen för skolämnen gör det möjligt för elever att lära sig innehåll från sin läroplan via frågebaserat lärande. Eleverna väljer ett ämne från sin läroplan, till exempel Government Intervention in Economics, och ställer sedan frågor om ämnet med hjälp av specifika nyckelord. Frågorna eleverna skapar rangordnas från nivå 1-5 med hjälp av programvara för artificiell intelligens. Den här funktionen är fortfarande under utveckling och är för närvarande tillgänglig för den brittiska A-Level-läroplanen.
SMILE på Google Assistant designas för närvarande som en separat applikation för iOS- och Android-enheter.
Öva
Eftersom det är innehålls-agnostiskt är SMILE avsedd för ett brett utbud av utbildningsmiljöer. Till exempel har vissa skolor framgångsrikt implementerat SMILE i sin läroplan. SMILE använder effektivt mobiler och det "vända" klassrummet.
Läraren har flera funktioner till sitt förfogande. Fönstret Aktivitetsflöde låter läraren aktivera de olika stadierna av aktiviteten . Studentstatusfönstret visar aktuell status för varje elev . Resultattavlan visar varje elevs svar . Fönstret Frågestatus visar metadata om frågan. Frågefönstret visar själva frågan och dess förutbestämda korrekta svar . Fönstret för bästa poäng visar vilken elev som fick högst poäng och vilken fråga som fick högst betyg. Knappen Spara frågor låter läraren spara data från en given övning till servern.
LE i matteklassrummen
Matematikklasser i Argentina och Indonesien har implementerat SMILE som en inlärningsmodell. I en typisk miljö går eleverna igenom flera faser av lärande. De är: Introduktion och enhetsutforskning, Fråga efter problem, Elevgruppering och generering av frågor, Generering av frågor, Frågelösning, Resultatgranskning, Reflektion och Upprepning och berikning. Song, Kim och Karimi beskriver detta i sin uppsats från 2012, Inquiry-based Learning Environment Using Mobile Devices in Math Classroom. Efter att ha bekantat sig med de mobila enheterna ombads eleverna att skapa utmanande frågor som "inte ens deras lärare skulle kunna lösa." Eleverna grupperades också i grupper för att generera frågor där varje medlem skulle försöka också lösa och verifiera sina svar på sina egna frågor. Förutom att använda sina mobiler tog eleverna bilder på kompletterande figurer eller grafik som de ritade för att illustrera frågan. Vid den här tiden gick handledare runt för att vägleda eleverna och hjälpa dem att urskilja vad som är en bra fråga. Efteråt löste eleverna sina kamraters frågor och betygsatte dem efter kvalitet. Handledare skulle övervaka dessa aktiviteter i realtid och låta eleverna granska det korrekta svaret och elevernas/gruppens rangordning av frågorna. Efter granskning ombads eleverna förklara sin process för att skapa matematiska frågor och hur de löste dem.
LE i vården
En typisk SMILE-session innebär att deltagarna ställer frågor angående hälsovårdsämnen som är vanligast förekommande och av intresse för dem själva. Frågor kan omfatta tagna bilder från referenser, fysiska miljöer eller ljud och videor av patienter. SMILE samlar sedan in alla förfrågningar för att omfördela dem så att deltagarna kan svara på dem. När deltagarna svarar ombeds de att rangordna sina kamraters frågor och även presentera logiken bakom sina egna frågor. Handledare observerar och analyserar frågornas kvalitet efter relevans och tydlighet. Till slut visas en genomgång av korrekt besvarade frågor, genomsnittligt betyg och antal genererade frågor.
Teknologi
.jpg)
Deltagare i SMILE Plug -modellen måste vara fysiskt närvarande och anslutna till ad-hoc SMILE WiFi-nätverket. En SMILE Plug-router innehåller SMILE-servermjukvaran, KIWIX, Khan Academy Lite, andra olika öppna utbildningsresurser inklusive läroböcker för öppen utbildning och fyra olika program för kodningsspråk.
SMILE Global gör det möjligt för studenter över hela världen att utbyta sina förfrågningar oavsett var de befinner sig. Människor som är intresserade av ett visst ämne (t.ex. "hälsa") kan söka på nyckelordet och även skapa sina egna frågor, svara på befintliga frågor eller kommentera frågor och svara. SMILE Global-servern är tillgänglig i molnet.
Kosta
Kostnaden för att implementera en SMILE-aktivitet beror på infrastrukturen som finns på skolan, men minimikostnaderna är $80 per mobiltelefon (en för varje 2-3 elever), $300 för en bärbar bärbar dator och $100 för en lokal router. Mobila enheter ger ett billigt alternativ till den traditionella datorlabmodellen.
Under 2012 samarbetade SMILE-teamet med Marvell för att skapa SMILE Consortium.
SMILE Plug on Raspberry Pi
.jpg)
2016 implementerades SMILE-pluggen på en Raspberry Pi 3. SMILE startar på en minut när den är ansluten till USB-ström. I utvecklingsländer med begränsad tillgång till el krävs ett USB-batteri. Pi, designad för användning i områden med låg internetanslutning, ger en lokal WiFi-åtkomstpunkt. Pluggen kräver ett microSD-kort som fungerar som hårddisk och lokalt arkiv för offlineresurserna. För att uppdatera SMILE-kontakten kommer man att byta ut det tidigare microSD-kortet med ett nyare microSD-kort med uppdaterade resurser.
SMILE Global och naturlig språkbehandling
Under 2017 kommer SMILE Global att samverka med ett naturligt språkbearbetnings-API. SMILE-teamet har förberett en databank med frågor som är förkategoriserade enligt rubriken för frågekvalitet. API:et returnerar ett betyg för varje fråga som skickas på SMILE Global. Det omedelbara svaret och feedbacken ger eleverna en chans att göra förbättringar av sina frågor i realtid.
Projekt
SMILE har nått över 25 länder, inklusive USA, Indien, Argentina, Mexiko, Costa Rica, Colombia, Nepal, Kina, Uruguay, Indonesien, Sydkorea, Sydafrika, Sri Lanka, Pakistan och Tanzania.
Argentina
Under 2012 undersökte utbildningsministeriet i Buenos Aires att ändra mobiltelefonförbudet i klassrummet som hade varit i kraft sedan 2006. Förutom att använda SMILE kan lärare nu skapa körbara program på mobila enheter för att underlätta inlärning i klassrum.
SMILE-workshops om musik, språkkonst och matematik genomfördes i Misiones och Talarin i augusti 2011. Genom att använda en utforskande inlärningspedagogik kunde eleverna komponera sånger. Mobila enheters kraft att nå den sista milen och den sista skolan är mest uppenbar där elektricitet och tillgång till internet inte är garanterad.
Chile
På grund av Chiles centraliserade natur är det svårare för utbildning att nå de fattigaste områdena i landet. Konceptet med ett mobilt klassrum, eller "pocket school", kopplat och sammankopplat av ett nätverk av mobiltelefoner, är ett försök att dra nytta av de resurser som redan finns tillgängliga i de mest underbetjänade samhällena.
Indonesien
Eleverna ombads generera matematiska frågor som täcker ett brett spektrum av ämnen, från triangel-vinkel summasats, till bråk, ytor och diametrar.
Sydkorea
SMILE Global testades med medicinska studenter vid Chungbuk National University. Kriterier för frågor av hög kvalitet, kriterierubriker och exempel på frågor av hög och låg kvalitet diskuterades först med eleverna. Eftersom eleverna redan hade mycket erfarenhet av att använda teknik, ägnade de 60 % av sin tid åt att göra förfrågningar.
Förenade arabemiraten
SMILE Global testades med femtiofyra KG2-studenter i augusti 2020 under en studie ledd av Rayan S. Malik i Dubai. Eleverna introducerades till SMILE Global via workshops och tillbringade sju veckor med att lära sig innehåll genom att interagera med SMILE Global. Fem olika läranderesultat, inklusive kritiskt tänkande och begreppsförståelse, kvantifierades för att undersöka effekten av SMILE Global på elevernas läranderesultat. Studien fann att även om SMILE Global inte hade någon statistisk effekt på elevernas konceptuella förståelse, förbättrade det avsevärt deras frågeanalysfärdigheter och självförtroende.
Fynd
Förstelärarna rapporterade att SMILE synliggör elevtänkandet. Yngre elever är bättre på att skapa frågor av högre kvalitet. Äldre elever är redan vana vid den traditionella inlärningsmodellen där faktaåterkallelse är huvudtemat för klassrumsaktiviteter.
Citat från "Förtjänstlärares användning av SMILE för att införa studentgenererade frågeövningar"
Lärare behöver en inledande utbildningsperiod och viss uppföljande mentorskap så att de kan underlätta frågor. Att anpassa utbildningens innehåll till närmiljön är avgörande. Utan att sätta in fördelarna med SMILE i det lokala sammanhanget kommer lärare och elever inte att hitta någon övertygande anledning att ta till sig pedagogiken.
SMILE fungerade bäst när tjänstemän, tillsammans med civilsamhällets organisationer, universitet och lokala företag, arbetade tillsammans för att föra programvaran till klassrummen.
Sammanhållning av integration
Den viktigaste lärdomen här är att processen att utveckla kritiskt tänkande förmodligen inte skiljer sig alltför från processen för språkinlärning: Det tar tid och bra vägledning tillsammans med riklig exponering.
Citat från "Att använda teknik för att lära ut konsten att ställa frågor"
Framgångsgraden för att implementera SMILE är beroende av hur sammanhållet en frågebaserad pedagogik är knuten till läroplanen som lärs ut på en skola. Även om SMILE kan implementeras med den befintliga läroplanen (till exempel med elever som ställer enkla matematiska frågor), är det mest effektivt som en extra plattform för att främja kritiskt tänkande. Högre lärares motivation, bättre klassrumsintegration och högre användningsfrekvens är tre faktorer som ökar SMILE-bevarandet.
Utmaningar
Kulturella normer som styr relationerna mellan vuxna och elever och situationsberoende auktoritetsroller kan hämma elevens ifrågasättande.
SMILE var svårare att implementera inom områden där pedagogik för att lära utantill var typiska undervisningsmetoder. Vissa elever tyckte att det var svårt att skapa sina egna frågor, med tanke på deras tidigare klassrumserfarenheter med aktiviteter utantill.
Dessutom tog elever med liten erfarenhet av att använda smartphones längre tid att förstå och använda tekniken. Så småningom anpassade de sig dock efter utforskning.