University of Oulu

Technology-enhanced statistics learning experiment : a case study at upper secondary level

Saved in:
Author: Oikarinen, Juho
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Education
Format: ebook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 4.4 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526213866
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2016
Publish Date: 2016-10-31
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Human Sciences of the University of Oulu for public defence in Kaljusensali (KTK112), Linnanmaa, on 10 November 2016, at 12 noon
Tutor: Professor Sanna Järvelä
Professor Raimo Kaasila
Reviewer: Docent Markus Hähkiöniemi
Doctor Tarja-Riitta Hurme
Opponent: Docent Sari Havu-Nuutinen
Description:

Abstract

The aim of this study was to examine and develop statistics education by implementing computer supported collaborative learning (CSCL). This study has been influenced by design-based research, and it focuses on describing the statistical learning of upper secondary school students (N=138) in a CSCL environment, both quantitative and qualitative methods have been utilised. The present study is filling a gaping void in classroom study and disseminates new knowledge with a novel approach in combining CSCL, mathematics education at secondary level and statistical literacy.

First, the students’ starting level in statistical literacy was assessed in the pre-test in which students’ perceptions and knowledge of statistics was evaluated. The results showed that students had a severe lack of understanding of basic statistical concepts.

Second, CSCL supports students in collaborating asynchronously in different small-groups by using technology. Results suggest that studying in a group fostered their learning and the electronic and interactive material clarified learned topics which was designed by integrating the principles of cognitive theory of multimedia learning.

Third, the shift from traditional didactic instruction towards student-centred CSCL learning was challenging for students. According to the results, students had only a few earlier experiences in learning CSCL environments. The quality of the students’ conversational acts varied considerably. It seems that learning how to collaborate productively needs practice. According to the results, the articulation and quality of mathematical discussion increased as students’ acquaintance with their teammates improved.

Students’ collaboration in small groups was examined by using video analyses and content analyses. Contact summary sheet -instrument used in analyses facilitated observation of the magnitude and quality in student’s inter-subjective phenomena in collaborative learning.

Fourth, students in the treatment group had better learning outcomes than students in the control group. The results suggest a statistically significant difference between treatment and control groups only in the delayed post-test and the effect size indicates a medium effect. The interactive material and CSCL seemed to foster and facilitate the development of statistical literacy. Nevertheless, students were critical of studying in the CSCL environment.


Tiivistelmä

Tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia ja kehittää tilastojen opetusta hyödyntäen tietokoneavusteista yhteisöllistä oppimista (CSCL). Tutkimus on saanut vaikutteita design-perustaisesta tutkimuksesta ja se keskittyy kuvaamaan lukio-opiskelijoiden (N=138) tilastojen oppimista CSCL-ympäristössä ja tutkimuksessa on hyödynnetty kvantitatiivisia ja kvalitatiivisia menetelmiä. Tämä tutkimus lisää tietämystä luokkahuonetutkimuksesta ja yhdistää CSCL:n ja tilastollisen lukutaidon opetuksen toisella asteella.

Ensimmäiseksi oppilaiden tilastollisen lukutaidon lähtötaso mitattiin alkutestissä, missä arvioitiin heidän ennakkokäsityksiä ja tietoa tilastoista. Tutkimustulokset osoittivat, että oppilailla oli suuria vaikeuksia ymmärtää tilastollisia peruskäsitteitä.

Toiseksi CSCL-teknologia tukee asynkronisesti pienryhmätyöskentelyä. Tulosten mukaan opiskelu ryhmissä tuki opiskelijoiden oppimista ja sähköinen ja interaktiivinen oppimateriaali selkiytti opeteltavia asioita, joka oli suunniteltu kognitiivisen multimedia oppimisteorian periaatteiden mukaisesti.

Kolmanneksi opiskelijat kokivat haasteellisuutta siirryttäessä perinteisestä opettajajohtoisesta opetusmenetelmästä oppijakeskeiseen CSCL-oppimismenetelmään. Tulosten mukaan opiskelijoilla on ollut vain vähän aikaisempia kokemuksia oppimisesta CSCL-ympäristöissä. Opiskelijoiden funktionaalisten roolien laadut vaihtelivat huomattavasti. Näyttää ilmeiseltä, että produktiivisen yhteistoiminnallisuuden oppimiseen tarvitaan harjoittelua. Tutkimustulosten mukaan artikulaatio ja laatu matemaattisissa keskusteluissa lisääntyivät oppimistilanteissa, kun opiskelijoiden ryhmätyöskentelytaidot kehittyivät.

Opiskelijoiden pienryhmätyöskentelyä tutkittiin video- ja sisällönanalyysin avulla. Analysoinnissa käytetty contact summary sheet -instrumentti auttoi havainnoimaan opiskelijoiden intersubjektiivista yhteistoiminnallisen oppimisen laatua ja määrää.

Neljänneksi opetuskokeiluun osallistuneilla oli parempia oppimistuloksia verrattaessa kontrolliryhmän oppilaisiin. Tutkimustulosten mukaan tilastollisesti merkittävä ero oli havaittavissa opetuskokeilu- ja kontrolliryhmän välillä ainoastaan viivästetyssä lopputestissä ja vaikutuksen suuruus on keskivoimakasta. Interaktiivinen opetusmateriaali ja CSCL näyttäisivät edistävän tilastollisen lukutaidon kehittymistä. Tästä huolimatta, opiskelijat suhtautuivat kriittisesti opiskeluun CSCL-ympäristössä.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. E, Scientiae rerum socialium
ISSN: 0355-323X
ISSN-E: 1796-2242
ISSN-L: 0355-323X
ISBN: 978-952-62-1386-6
ISBN Print: 978-952-62-1385-9
Issue: 168
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.