Doktoritöö: päris andmete kasutamine kooliõppest toob haridusse elulähedust
Tänapäevane hariduskeskkond nõuab paindlikkust, uuenduslikkust ja võimet teha otsuseid andmetele tuginedes. Ometi on andmete kogumine ja kasutamine õppetöö tarbeks killustunud ning sageli juhuslik. Marge Kusmin, kes kaitses Ӱ Ülikooli digitehnoloogiate instituudis doktoritöö uuris, kuidas luua andmepõhine nutikas koolimaja, mis toetab automaatselt kogutud andmete kasutamist õpetöös ja õpianalüütikas.
Targa kodu süsteemides paiknevad andurid koguvad reaalajas infot keskkonna kohta, et juhtida erinevaid süsteeme: näiteks temperatuuri mõõtmine, et käivitada küte või jahutus või CO2 tase, et ruumi ventileerida. Keerulisemates süsteemides mõõdavad mitu andurid koostöös, näiteks valgusandurid tuvastavad, et on hämar ja
soojuskiirguse andmete muutumine (näiteks: liikumine) käivitab automaatse valgustuse sisse- ja väljalülitamise. Selles kinnises süsteemis on suur hulk andmeid, mis võiksid erinevates õppeainetes kasutust leida kas eluliste näidetena või siis „musta materjalina“, et õpilased saaksid ise nende põhjal hüpoteese püstitada ja olukordi analüüsida.
Marge Kusmin lõi oma doktoritöös suunised tarkvara loomiseks, mis võimaldaks selliste andmete kogumist, et õppijad ja õpetajad saaksid neid õppeprotsessis kasutada. „Päris andmete kasutamine tooks õppimisse elulähedust, sidudes reaalsed keskkonnaandmed õpilaste igapäevase õppimisega,“ toob Kusmin välja võimalused ja lisab, et siiamaani on neid hariduses kasutatud väga vähe, „eluliste andmete põhjal õppimine võiks aga olla ka üks moodus, kuidas tekitada lastes suuremat huvi STEM-õppe (loodusteadus, tehnoloogia, inseneeria, matemaatika) vastu.“
Õppeprotsessis (näiteks füüsikatunnis, kus õppeteema on valgus) näeks see välja selline, et õpilastel on valgusandurid ja nad mõõdavad klassiruumi erinevates punktides valgustugevust ja koostavad andmete põhjal valgustugevuse „soojuskaardi“, selgitab Kusmin. Seejärel katsetavad nad, kuidas mõjutab valgustugevust kardinate-ruloo kasutamine või uurivad, kuidas mõjutab valgustugevus värvide tajumist ja detailide nägemist.
Seda näidet saab täiendada, et uurida valgustugevuse mõju taimedele või inimese bioloogilistele rütmidele. Teema võib lõpetada suurem praktiline töö, kus õpilasrühmad loovad lahenduse valgustuse automatiseerimiseks, kus liigse päikse korral varjab ruloo automaatselt mingi osa akendest.
Selline tund eeldab, et õppijad saavad analüüsida isikustamata andmeid, mida igapäevaselt ümbritsevast keskkonnast kogutakse ning kasutada neid loodus-, tehnoloogia- ja inseneriõppes või iseseisvas uurimises. „Küsimus ei ole enam selles, kuidas tehnoloogia kooli jõuab – see on paljudes koolides juba kohal. Küsimus on hoopis selles, kuidas seda kasutada nii, et see looks lisaväärtust õppeprotsessi ning võimaldaks aru saada, mis õppimises tegelikult toimib, kuidas keskkond õpilasi mõjutab,” põhjendab Kusmin „koos õppijate digitaalsest jalajäljest kogutud andmetega loob see eeldused andmepõhisteks haridusotsusteks – alates õpetamisstrateegiatest kuni klassi- või kooliruumide halduseni.”
Kusmin arendas oma doktoritöö osana välja Targa Koolimaja kontseptsiooni, mille eesmärk on põimida erinevatest allikatest kogutud andmed ning muuta need õppeprotsessis kättesaadavaks ja lõi referentsarhitektuuri ehk ühtse mudeli, mille järgi on võimalik luua tarkvara, et koolid saaksid Targa Koolimaja kontseptsiooni kasutusele võtta. Samuti töötas ta välja koolide enesehindamisemudeli, et need saaksid kindlaks teha oma valmisoleku Targa Koolimaja lahenduste kasutusele võtmiseks ning lõi õpetajatele suunatud toetussüsteemi, mis aitab uudset lahendust teadlikult ja järjepidevalt kasutada.
„Uuenduslike lahenduste loomisel on oluline järgida ka vastutustundliku innovatsiooni põhimõtteid,“ tõdeb Kusmine, selgitades, et ka tema doktoritöös oli tähtsal kohal erinevate osapoolte kaasamine, eetiline kaalutlus ning arvestamine hariduse konteksti eripäradega. Kusmin rõhutab, et vastutustundliku innovatsiooni põhimõtete järgimine suunab rakendama keskonnasõbralikke, majanduslikult mõistlikke ja sotsiaalselt vastutustundlikke lahendusi, aitab ennetada riske ja kujundada lahendusi, mis toetavad koolikogukonna pikaajalisi huve. „Sellised lahendused loovad usaldust ja tagavad uuenduste mõju pideva analüüsi, mis aitab välja selgitada nende mõju õppetööle, juhtimisele ja koolikultuurile, et vajadusel teha korrektuure,“ lisab Kusmin. Vastutustundliku innovatsiooni põhimõtetele tuginemine aitab tagada, et Targa Koolimaja kontseptsiooni rakendamine ei ole lihtsalt tehnoloogiline uuendus, vaid terviklik, väärtuspõhine ja tulevikukindel hariduslahendus
Ӱ Ülikooli digitehnoloogiate instituudi doktorant Marge Kusmin kaitseb doktoritööd "“) 5. septembril. Doktoritöö juhendaja on Mart Laanpere, Ӱ Ülikooli professor. Oponendid on Emanuele Bardone, Tartu Ülikooli professor ja Jari Laru, Oulu Ülikooli lektor.