Μηχανισμός προσαρμογής της μαθησιακής διαδικασίας στο Moodle με βάση το μαθήτυπο υποστηριζόμενος από αλγόριθμο εξόρυξης δεδομένων
Authors: Καραγιάννης Ιωάννης 
Published: September 2021

Αντικείμενο μελέτης της παρούσας διατριβής αποτελεί η παροχή προσαρμοστικής μάθησης μέσα από ένα ισχυρό Σύστημα Διαχείρισης Μάθησης, το Moodle. Παρόλο που το Moodle υποστηρίζει τη χρησιμοποίηση ποικίλων δραστηριοτήτων και διαθέτει εργαλεία που βοηθούν τον καθηγητή να οργανώσει το μάθημα του, διαθέτει ένα εγγενές μειονέκτημα. Το μειονέκτημα αυτό είναι ότι δεν λαμβάνει υπόψη τις ιδιαιτερότητες του εκπαιδευόμενου, όπως είναι ο μαθήτυπος και η προηγούμενη γνώση, παρουσιάζοντας το ίδιο ακριβώς μάθημα σε όλους τους εκπαιδευόμενους. Τα Προσαρμοστικά Εκπαιδευτικά Συστήματα Υπερμέσων που χρησιμοποιήθηκαν για να θεραπεύσουν το πρόβλημα δεν πέτυχαν τον προσδοκώμενο σκοπό καθώς υστερούν έναντι των Συστημάτων Διαχείρισης Μάθησης σε ευχρηστία, ευελιξία και προσφερόμενα εργαλεία. Στόχος της έρευνας μας είναι η ανάπτυξη ενός ευέλικτου μηχανισμού, που μπορεί να ενσωματωθεί στο Moodle, και να χρησιμοποιηθεί για την προσαρμογή της παρουσίασης του μαθησιακού υλικού και της προτεινόμενης σειράς πλοήγησης σε αυτό. Στα περισσότερα συστήματα που αναφέρονται στη βιβλιογραφία, η προσαρμογή γίνεται είτε με βάση τη συμπεριφορά (μαθήτυπο) του εκπαιδευόμενου είτε με βάση τη γνώση του. Προκειμένου να επιτευχθεί το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα, ο προτεινόμενος μηχανισμός είναι υβριδικός, καθώς βασίζεται τόσο στη συμπεριφορά όσο και στη γνώση των εκπαιδευόμενων και μάλιστα αυτά ανιχνεύονται στατικά και δυναμικά. Για τη δυναμική ενημέρωση του μοντέλου εκπαιδευόμενου, όσον αφορά τη συμπεριφορά, χρησιμοποιείται μια μέθοδος αυτόματης ανίχνευσης του μαθήτυπου σύμφωνα με την οποία δεδομένα που αποθηκεύονται από το σύστημα κατά τη διάρκεια της μελέτης των εκπαιδευόμενων, όπως είναι οι χρόνοι μελέτης και ο αριθμός επισκέψεων σε κάθε κατηγορία υλικού, χρησιμοποιούνται ως είσοδος σε ένα αλγόριθμο εξόρυξης δεδομένων. Η έξοδος του αλγορίθμου αποτελείται από τους μαθήτυπους των εκπαιδευόμενων οι οποίοι αποθηκεύονται στο μοντέλο εκπαιδευόμενου και χρησιμοποιούνται για την προσαρμογή της μαθησιακής διαδικασίας. Για τη δυναμική ενημέρωση της γνώσης του εκπαιδευόμενου προτείνεται η χρήση δύο νέων τιμών, του υπολογισμού της προόδου με βάση το χρόνο και με βάση το βαθμό των εκπαιδευόμενων. Καθ’ όλη τη διάρκεια ανάπτυξης του προτεινόμενου μηχανισμού, κύριο μέλημα αποτέλεσε αυτός να είναι απλός και ευέλικτος ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικά Συστήματα Διαχείρισης Μάθησης αλλά και να μην επιβαρύνει τον καθηγητή με πρόσθετο φόρτο εργασίας. Συνοψίζοντας, η συμβολή της διατριβής στο χώρο της προσαρμοστικής μάθησης είναι η ανάπτυξη ενός υβριδικού μηχανισμού προσαρμογής που μπορεί να ενσωματωθεί στο Moodle, ο οποίος βασίζεται σε μία απλή μέθοδο αυτόματης ανίχνευσης του μαθήτυπου και σε ένα νέο τρόπο αναπαράστασης της γνώσης του εκπαιδευόμενου. Στο πλαίσιο αξιολόγησης του προτεινόμενου μηχανισμού πραγματοποιήθηκαν δύο αξιολογήσεις σε προπτυχιακούς φοιτητές που παρακολούθησαν το Μάθημα «Διαδικαστικός Προγραμματισμός» του πρώτου εξαμήνου του Τμήματος Εφαρμοσμένης Πληροφορικής. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο προτεινόμενος μηχανισμός, χωρίς να μειώνει τη δεδομένη ευχρηστία του Moodle, ενθαρρύνει τους φοιτητές να ασχοληθούν περισσότερο ενεργά με τη μελέτη τους, τους βοηθά να μάθουν ευκολότερα και βελτιώνει τις επιδόσεις τους στη γραπτή εξέταση της προόδου. Εξίσου ενθαρρυντικά είναι τα αποτελέσματα της μεθόδου αυτόματης ανίχνευσης του μαθήτυπου, τα οποία δείχνουν ότι η ακρίβεια πρόβλεψης που επιτυγχάνεται είναι υψηλή συγκριτικά με άλλες παρόμοιες μεθόδους.