[論文レビュー] Breakout: An Open Measurement and Intervention Tool for Distributed Peer Learning Groups

Dan Calacci, Oren Lederman+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 6, 2016

Innovative Teaching and Learning Methods参考文献 10被引用数 9

ひとこと要約

Breakoutは、オンラインコースにおけるビデオベースのブレイクアウトセッションを通じて、分散型ピアラーニンググループにおけるリアルタイムの測定と干渉を可能にするオープンソースプラットフォームです。音声および相互作用データを収集し、サーバーサイドのアナリティクスエンジンを介してグループダイナミクスの指標を計算し、研究者が通信パターンを研究・影響することが可能なリアルタイムの可視化を支援することで、学生の関与度を向上させ、オンライン学習環境におけるグループダイナミクスに関するスケーラブルな研究を可能にします。

ABSTRACT

We present Breakout, a group interaction platform for online courses that enables the creation and measurement of face-to-face peer learning groups in online settings. Breakout is designed to help students easily engage in synchronous, video breakout session based peer learning in settings that otherwise force students to rely on asynchronous text-based communication. The platform also offers data collection and intervention tools for studying the communication patterns inherent in online learning environments. The goals of the system are twofold: to enhance student engagement in online learning settings and to create a platform for research into the relationship between distributed group interaction patterns and learning outcomes.

研究の動機と目的

• オンライン学習環境、特にMOOCにおいて、非同期フォーラムに依存することで社会的 Presence と関与度が制限されるという、同期的で顔を合わせた相互作用の欠如に対処すること。
• 分散型オンライン学習環境におけるリアルタイムのグループ相互作用データ収集・分析を可能にするスケーラブルでオープンなプラットフォームの構築。
• 会話パターン（たとえば、発言の順番、優位性、重複）が学習成果や学生の残留に与える影響を解明する研究を支援すること。
• 研究者がグループダイナミクスに影響を与えるための干渉として、リアルタイムの可視化を展開できるモジュラーで拡張可能なツールを提供すること。
• ラボベースのグループダイナミクス研究と現実世界のオンライン学習の間のギャップを埋め、大規模かつ現実世界のデータ収集と実験を可能にする。

提案手法

• プラットフォームは、当初Google Hangoutsを含むビデオ会議ツールと統合され、発言時間、参加・退出イベント、音声レベルなどのリアルタイムの音声およびイベントデータを収集する。
• 音声データは、発言イベントと重複を特定するために処理され、低振幅ノイズをフィルタリングし、同時発言を同定するための音量閾値が使用される。
• サーバーサイドのアナリティクスエンジンが、参加者ごとの発言回数、有向グラフとしての応答パターン、発言の順番の頻度、重複発言の割合といった、重要なグループダイナミクス指標を計算する。
• アナリティクスエンジンは、RESTおよびWebSocketを介して、外部利用を想定した安全なリアルタイムAPIを提供し、JSON形式で計算された統計を配信する。
• D3.jsで構築されたモジュラー可視化プラットフォームにより、計算された指標に基づいて研究者がリアルタイムの可視化（例：Meeting Mediator）を迅速に作成・デプロイできる。
• 可視化はビデオチャットの横に表示され、動的に更新されるため、オンライングループ会議中にリアルタイムのフィードバックや干渉戦略を実施可能となる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 同期的でビデオベースのピアラーニングセッションは、オンラインコースにおける学生の関与度と会話パターンにどのように影響するか？
• RQ2 支配性、発言の順番、発言の重複といった、測定可能なグループダイナミクス指標は、分散型オンライン学習グループにおける学習成果を予測できるか？
• RQ3 グループ相互作用に関するリアルタイムのフィードバック可視化は、協働性を向上させ、優位性を低減させ、オンラインピアラーニング環境におけるチームの関与度を高めることができるか？
• RQ4 高関与と低関与のオンライン学習グループにおける会話パターンは、どのように異なるか？
• RQ5 Breakoutのようなオープンで拡張可能なプラットフォームは、オンライン教育におけるグループダイナミクスに関するスケーラブルで現実世界の研究をどの程度可能にするか？

主な発見

• Breakoutは、リアルタイムの音声およびイベントデータを効果的に収集・処理し、グループ相互作用パターンの詳細な分析を可能にした。
• プラットフォームのアナリティクスエンジンは、発言頻度、応答パターン、発言の重複といった指標を計算し、グループダイナミクスの定量的測定を提供した。
• Meeting Mediatorの可視化は、支配的参加者や関与度が低い参加者を効果的に特定し、干渉のための視覚的ヒントを提供した。
• システムはRESTおよびWebSocketを介してリアルタイムのデータストリーミングをサポートしており、ライブ会議中に動的可視化と干渉のデプロイが可能となった。
• モジュラー設計により、研究者がカスタム可視化を迅速にプロトタイプ化・デプロイ可能となり、オンライングループ設定における干渉研究の加速が達成された。
• Breakoutは、制御されたラボ実験を超えて、本物の教育環境におけるオンライン学習におけるグループダイナミクスの包括的かつ大規模なデータ収集を可能にした。