Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.



Published on

Published in: Education
  • If you have any problems with writing, feel free to ask our writers for help! The team of Paper Help ⇒ ⇐ is ready to help with any kind of academic writing!
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • Some of these essay writing guides can be very helpful, but I don't think you should support and promote services that sell essays (written by others) to students, who then turn them in as their own work. That's just wrong, on many levels. Check out for loads of helpful tips, advice and instruction to help students write their own standout essays!
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here


  1. 1. Ecological learning design  framework  Kai Pata  Center of Educa7onal Technology, Tallinn University  Email:  December, 2008 
  2. 2. Based on ar7cles  •  Pata, K. (submiIed) Modeling spaces for self‐directed learning at university  courses. Journal of Educa7onal Technology & Society.  •  Pata, K. (accepted). Revising the framework of knowledge ecologies: how ac7vity  paIerns define learning spaces? In Niki Lambropoulos & Margarida Romero (Eds.),  Educa7onal Social SoVware for Context‐Aware Learning: Collabora7ve Methods &  Human Interac7on. IGI Global imprints in 2010. [ilmumas]  •  Väljataga, T.; Pata, K.; Tammets, K. (2009). Considering learners' perspec7ves to  personal learning environments in course design. Mark J. W. Lee; Catherine  McLoughlin (Toim.). Web 2.0‐Based E‐Learning: Applying Social Informa7cs for  Ter7ary Teaching. IGI Global hIp://www.igi‐ [ilmumas]  •  Fiedler, S.; Pata, K. (2009). Distributed learning environments and social soVware:  in search for a framework of design.In Stylianos Hatzipanagos & Steven Warburton  (Eds.),  Handbook of Research on Social SoVware and Developing Community Ontologies.  IGI Global hIp://www.igi‐[ilmumas]  •  Tammets, K.; Väljataga, T.; Pata, K. (2008). Self‐direc7ng at social spaces:  conceptual framework for course design. In: Proceedings Ed‐Media 2008 (pp. 2030  – 2038). Vienna, 30th june‐4th july, 2008. AACE.   •  Pata, K.; Väljataga, T. (2007). Collabora7ng across na7onal and ins7tu7onal  boundaries in higher educa7on – the decentralized iCamp approach. In:  Proceedings of Ed‐Media 2007 (pp. 353 – 362). Chesapeake, VA: AACE.  
  3. 3. Star7ng from ecologies of knowledge…  •  The theore7cal framework developed by Web  visionaries like John Seeley Brown (1999;  2002), George Siemens (2005; 2006) and  others is directed towards informa(on and  artefacts, meanings and knowledge,  networks and connec(ons, in weaving  ecologies of knowledge.  
  4. 4. How ecology func7ons is not clear  From “Knowing knowledge” book by Siemens (2006):   •  Ecologies and networks provide the solu5on to needed structures and spaces to house and  facilitate knowledge flow (p. 86). Ecology is a knowledge‐sharing environment (p. 87).   •  Ecologies permit diverse, mul5‐faceted concepts… and meanings to emerge based on how  items are organized or self‐organize (p. 87).   •  Ecologies are capable of rapid growth, adap;ng to new compe;;on, differing perspec;ves,  and enabling innova;ve concepts and ideas to gain trac;on (p. 87).    •  Ecologies are nurtured and fostered…instead of constructed, organized and mandated.  Ecologies are: loose, free, dynamic, adaptable, messy, and chao;c (p. 90). Ecology is a living  organism (p. 92).   •  The ecology influences the forma;on of the network itself. The health of each personal  learning network is influenced by the suitability of the ecology in which learner exists (p. 92).   •  The ecology fosters connec;ons to original and knowledge sources, allowing for currency.   The ecology fosters rich interac;on between disparate fields of knowledge, allowing growth  and adapta5on of ideas and concepts. Each par5cipant in the ecology pursues his/her own  objec5ves, but within the organized domain of knowledge of a par5cular field (p. 117).  •  The crea5on of the ecology permits a broad‐scale implementa;on of differing knowledge  and learning experiences, permiNng employees to achieve knowledge‐based needs in a  mul5‐faceted manner, mul5ple ways, and through mul5ple devices (p. 132).  
  5. 5. ..towards deepening the ecological  approach  •  Siemens (2005; 2006) assumes that crea7ng meanings  and rela7ons publicly in social soVware environments  would aid through connec7ve processes the forma7on  of new knowledge ecologies and learning cultures.   •  This approach is strongly 7lted towards knowledge,  meanings, communi7es and networks and their spaces  – knowledge ecosystems.   •  However, the Connec7vism framework is inconsistent  in elabora(ng the ecological role of tools, ac(vi(es,  and communi(es in the forma(on and evolvement of  knowledge ecologies.  
  6. 6. Elabora7ng the framework  •  Siemens (2005, 2006) has built his Connec7vist  framework on the ecological understanding.   •  Deepening of the ecological approach enables to  see ac(vi(es in the more central posi(on in the  knowledge ecologies.  •  It is necessary to:   –  elaborate the knowledge ecosystem idea,  –  strengthen the role of ac7vi7es, and   –  introduce the theore7cal framework how ac7vi7es are  related to the knowledge ecosystems.  
  7. 7. Components in the learning ecology  framework  
  8. 8. Network‐knowledge interrela7ons  •  Siemens (2006) wrote in “Knowing Knowledge”: knowledge rests  and changes in the networks that connect people and their  ar5facts.   •  I elaborate this:  –  Tools and ac(vi(es are an ecologically entwined parts of the  network.   –  Knowledge, is more than informa7on and meanings – knowledge has  an ac(vity‐ and tool‐related dimension.   •  Personal learning environments (PLEs) that people construct and  use in their daily ac7vi7es are not merely the mediators, ‘the  inac7ve pipes’ that enable knowledge flow. PLEs are dynamically  evolving ac7vity systems in which the personal objec7ves and  human and material resources are integrated in the course of  ac7on.  
  9. 9. Distributed knowledge inheres in  social prac7ces  •  Bereiter (2002, p. 57) framed and answered the ques7on  about the nature of knowledge as follows: Where is  knowledge if it isn’t contained in individual minds?   –  The kind of answer coming from ac7vity and situated  cogni7on theorists runs along the following lines:  –  Knowledge is not lodged in any physical or metaphysical  organ.   –  Rather knowledge inheres in social prac7ces and in the tools  and ar7facts used in those prac7ces.   –  Knowledge is regarded as distributed. This does not mean  merely that it is spread around, a bit here and a bit there…  knowledge does not consist of liIle bits… all the knowledge is  in the rela(onships – rela(onships among the people  engaged in an ac(vity, the tools they use, and the material  condi(ons of the environment in which ac(on takes place.  
  10. 10. Network in the ecological framework   •  The network in the ecological framework may be  interpreted as a distributed system con(nuously  constructed of our minds and the environment  components.  •  Knowledge that the networks hold is paIern‐like,  distributed between the environment and people, and  dynamically emergent in ac(vi(es.    The tool has been incorporated into one’s body image as an extended hand or forearm.  Regarding it as a tool  Not regarding it as a tool  Atsushi Iriki, and Osamu Sakura  The neuroscience of primate intellectual evolu7on: natural selec7on and passive and inten7onal niche construc7on  Phil. Trans. R. Soc. B (2008) 363, 2229–2241 
  11. 11. Embodied ac7on and enac7on  •  Varela, Thompson & Rosch (1991, p. 149) wrote that knowledge is  the result of ongoing interpreta(on that emerges from our capaci7es  of understanding. These capaci7es are rooted in the structures of our  biological embodiment but are lived and experienced within a  domain of consensual ac(on and cultural history.   •  They coined the term embodied ac5on to transmit the idea that   –  cogni7on depends upon the kinds of experience that come from having a  body with various sensori‐motor capaci7es  –  individual sensori‐motor capaci7es are themselves embedded in a more  encompassing biological, psychological, and cultural context.   •  Using the term enac5on they focused on two points (Varela et al.,  1991, p. 173):   –  1) percep7on consists of perceptually guided ac(on, and   –  2) cogni7ve structures emerge from recurrent sensori‐motor paAerns  that enable ac(on to be perceptually guided.  
  12. 12. Conceptualiza7on of objects is  dependent of our bodily projec7ons  •  Lakoff and Johnson (1999, p. 20) introduce the idea of embodiment, which  incorporates our experiences as an integral part in the forma(on of  concepts.   •  Previously percep7on has been associated with movement and separate  from mental processes with concep7ons. Lakoff and Johnson claim that  categoriza7on is not a product of conscious reasoning or the intellect but  results instead as a product of embodied experiences.   •  An embodied concept is a neutral structure that is actually part of, or makes  use of, the sensori‐motor system of our brains. From our daily experiences  we form understanding of events and cluster them under conceptual  metaphors (eg. ahead, under, forward), our experiences drive our  formula7on of complex metaphors (eg. argument is war)  •  New, embodied view of concepts considers perceptual symbols as neural  representa7ons located in sensory‐motor areas in brain. This means  concepts are not perceived as arbitary symbols but rather concepts consist  of the reac(va(on of the same neural ac(va(on paAern that is present  when we perceive the objects or en((es they refer to and when we  interact with them (Pecher and Zwaan, 2005). 
  13. 13. Cognitve iceberg from Adrian Paul Harris  extended cogni7on, percep7on  Habitus ‐ sets of  interrelated Complex  Metaphors  cogni7ve unconscious  Complex Metaphors (CM)  Primary Metaphors (PM)   The whole 'iceberg' triangle represents the physical body, while the area below the wavy  line represents the quot;cogni7ve unconsciousquot; (Lakoff and Johnson, 1999: 10). This contains  the Primary Metaphors (PM) that underpin Complex Metaphors (CM), and sets of  interrelated Complex Metaphors (Lakoff and Johnson, 1999) which I interpret as habitus  seen from a different perspec7ve. The physical body is engaged in a dynamic rela7onship  with the local environment through extended cogni7on, percep7on and what Gibson calls  quot;affordancesquot; (Gibson, 1979). As 95 percent of embodied thought occurs below our  consciousness (Lakoff and Johnson, 1999), most of this processing never reaches everyday  awareness, which is at the iceberg's 7p. 
  14. 14. Embodied simula7on  we simulate  ac7on and  emo7on  directly  without   cogni7ve  processing  We simulate the ac7on  ‘context’ and ‘culture’ play a major role in taking par7cular ac7on  traces as if doing it  Ac7ons embedded in  contexts yield a significant  signal increase (Iaccoboni  et al., 2005). 
  15. 15. Distributed knowledge emerges as a  result of embodied simula7on   •  Cogni7on is embodied through grounding knowledge directly  in sensory‐motor experiences without the media7on of  symbolic representa7ons (Pecher & Zwaan, 2005).   •  We perceptually ac7vate certain mul7‐modal ac7on‐ poten7alites of embodied symbols that mediate our  purposeful and goal‐directed ac7ons (see Gallese & Lakoff,  2005):  –  from observa7on of others and the environment (Rizzolay et al.,  2001),   –  from listening narra7ves (Rizzolay & Arbib, 1998; Iaccoboni,  2005)   –  from reading narra7ves (Scorolli & Borghi, 2007)   –  from looking everyday images of objects or works of art (Gallese &  Freedberg, 2007).  
  16. 16. Ac7on‐related cues in social soVware  systems  •  When ac7ng in social learning environments not  only the meanings are newly created from found  informa7on, but also the ac(on‐related cues are  picked up from different narra(ves and from the  whole systems, and they are integrated into our  ac(on plans.   •  Besides possibili7es of organizing meanings with  various ways in social learning environments,  much more aIen7on needs to be put on these  ac(on‐related cues individuals and communi(es  interact with in the environment.  
  17. 17. Ecological learning framework  •  Network may be interpreted as a distributed system  con7nuously constructed of our minds and the  environment components in the course of ac7on;   •  Knowledge is paIern‐like, distributed between the  environment and people, and is dynamically emergent  in ac7vi7es,   •  Knowledge emerges as a result of embodied  simula(on, when people perceptually ac7vate certain  mul7‐modal ac7on‐poten7alites from the environment  that mediate their purposeful and goal‐directed  ac7ons, and leave ac7on‐ and meaning traces as a  feedback to the environment.  
  18. 18. Ecological learning framework  •  Self‐directed learners’ common cultural learning  spaces may be characterized as abstract niches,  and the facilitators may use these niche  descrip7ons in learning design instead of learning  environment proper7es and func7ons.   •  Niche characteris7cs are collec7vely determined  through individually perceived affordances during  the applica7on of personal and collabora7ve  learning environments for self‐directed ac7vi7es.  
  19. 19. Components in the learning ecology  framework  
  20. 20. Personal learning spaces – learning  niches – learning ecology  •  To take ac7on self‐directed learners develop abstract  individual cogni(ve learning spaces (Underwood &  Banyard, 2008) ‐ personal learning environments (PLEs).  PLEs contain various material and human resources that  they ac7vate in their goal‐directed ac7on.   •  Ecologies are formed when many individuals with various  perspec7ves and goals would embody parts of the  environment selec7vely in the course of ac7on while they  compose PLEs as cogni7ve learning spaces.   •  Many abstract subspaces – learning niches ‐ can be formed  within ecologies. Such spaces emerge when parts of the  environment are embodied and used similar way by many  people.  
  21. 21. Niches  •  Hutchinson (1957) defined a niche as a region  (n‐dimensional hypervolume) in a mul7‐ dimensional space of environmental factors  that affect the welfare of a species.   •  Niches have been conceptualized as the  environmental gradients with certain  ecological amplitude, where the ecological  op7mum marks the gradient peaks where the  organisms are most abundant.  
  22. 22. Niche gradients  •  Any niche gradient is a peak of the fitness  landscape of one environmental characteris7c  (Wright, 1931), which can be visualized in two‐ dimensional space as a graph with certain skew  and width, determining the ecological  amplitude.   •  The shape of the fitness   graph for certain   characteris7c can be   ploIed through the   abundance of certain   specimen benefiGng   of this characteris(c.   
  23. 23. Affordances as learning niche gradients  •  Gibson (1979) originally defined affordances as opportuni7es for  ac7on for an observer, provided by an environment. He suggested  that a niche is a set of affordances that constrains possible  behavior with respect to what we are able to do in a certain niche.   •  The environment in affordance conceptualiza7on does not merely  involve material objects and tools in the environment.   •  Barab and Roth (2006) have noted that connec7ng learners to  ecological networks, where they can learn through engaged  par7cipa7on, ac7vates the affordance networks, which are not  en7rely delimited by their material, social, or cultural structure,  although one may have elements of all of these; instead, they are  func7onally bound in terms of the facts, concepts, tools, methods,  prac7ces, commitments, and even people that can be enlisted  toward the sa7sfac7on of a par7cular goal.  
  24. 24. Learning niches appear as social  collec7on or affordances  •  Affordances emerge and poten7ally become  observable in ac7ons what people undertake to realize  individual or shared objec7ves.   •  Any individual conceptualizes learning affordances  personally, but the range of similar learning affordance  conceptualiza7ons may be clustered into more general  affordance groups.   •  Communi7es interac7ng similarly within certain  environmental surroundings for certain learning would  define various ideal or affordances and niches.   •  The crea7on of these niches is of ecological nature and  they are not part of the material learning environment  per se.  
  25. 25. Feedback from cultural knowledge  •  Niches enable to enact knowledge and influence personal  networks because of ecological inheritance leH as  feedback to the social soHware systems.   •  HeV (2001) wrote that: “we engage a meaningful  environment of affordances and refashion some aspects of  them… These laRer constructed embodiments of what is  known – which include tools, ar5facts, representa5ons,  social paRerns of ac5ons, and ins5tu5ons – can be called  ecological knowledge.  Ecological knowledge through its  various structural, material culture, human seNng  manifesta5ons becomes an integral social and cultural part  of ‘the environment’, with these social and cultural  affordances cons5tu5ng effec5ve, largely material, forms of  knowledge with their own func5onal significance, cultural  transmission, and adapta5on implica5ons.”  
  26. 26. Feedback as an ecological factor  •  A recent literature in evolu7onary theory emphasizes the  idea of niche construc7on (Odling‐Smee et al., 2003) as an  ecological factor. They introduce the term ecological  inheritance.   •  The niche‐construc7on perspec7ve stresses two legacies that  organisms inherit from their ancestors, genes and a  modified environment with its associated selec(on  pressures.   •  The feedback must persist for long enough, and with enough  local consistency, to be able to have an evolu(onary effect.   •  Social soVware systems demonstrate similar  interdependency between user‐generated environmental  influence and the development of user culture.  
  27. 27. Social retrieval of ac7vity‐related  informa7on  •  The more user‐defined ac7vity‐related informa7on an  ac7vity traces exist in social‐soVware, the beIer the  systems get for social retrieval of ac7vity‐related  informa7on and interac7on with similar people.  •  The systems obtain new quali7es for monitoring and  geyng awareness, that would open the gateway to the  otherwise non‐traceble communi7es in which the  members are not personally related into social  networks through shared ac(vi(es, but they inhabit  similar ac(vity‐niches. 
  28. 28. Communi7es may be influenced by  the niches of other communi7es   •  Vandermeer (2008) has defined some niche rules what I have elaborated  for social systems:  –  a) In an obligate construc(ve niche the organism dies in the absence of niche  construc7on; Wikis and microblogging environments can be considered  obligate construc7ve niches, where single person without the community has  very liIle benefit of the system    –  b) In a faculta(ve construc(ve niche the organism survives even in the  absence of niche construc7on, nevertheless will benefit further from the  construc7on; Blogs or social bookmarking systems may be seen as faculta7ve  construc7ve niches, in which keeping individual diary or collec7ng bookmarks  gives some addi7onal value even without the community   –  c) A faculta(ve organism survives even in a non‐construc7ve niche, but  benefits further from the construc7on; A faculta7ve user of web systems will  not rely on its’ ac7vi7es on the niche construc7on of the other users;  –  d) An obligate organism does not survive unless a constructed niche becomes  available; An obligate web user has constructed its personal learning  environment of community tools and services eg. of ‘pulling feeds’, and cannot  func7on effec7vely without this niche construc7on.   
  29. 29. Niches in a  learning space  •  The learning space  term denotes an  abstract composi7on  of dynamically  changing learning  niches.   •  Within one abstract  learning space for a  certain group several  learning niches may  appear, which may  be commonly  actualized in  different phases of  the learning ac(vity.  
  30. 30. Changing niches in learning space  •  In a learning space people construct inconsistent personal cogni(ve  spaces (PLEs) in their minds, which in community level are perceived  as niches.   •  Learner’ appropriate personal learning environment and the current  niche is determined by the exclusion of the affordances that form the  align niches – thus, always binary structures of common and align  niches exist.   •  The affordances from align niches must be integrated temporarily into  ones personal learning environment for performing certain ac7ons.  For this we must translate affordances from align to our own space.  This causes us to move from one niche to another.  My current niche  where I am with  My PLE  Niche affodances  my PLE  Align niches  Niche affodances 
  31. 31. Perceived learning affordances of using an aggregator ploIed on the learning space 
  32. 32. Differences between the tradi7onal  and ecological learning designs  
  33. 33. An ecological learning design  framework for suppor7ng self‐directed  learning in new social Web   Promo7ng self‐direc7on with self‐chosen tools at courses:   1. Define the learning and teaching niches for your students by collec7ng their  affordance percep7ons of their learning spaces.   •  To support the conscious self‐managed development of learner‐ determined spaces, provide students with the tools of visualizing and  monitoring their ac7vity‐paIerns and learning landscapes, and enhancing  public self‐reflec7on and collabora7ve grounding of learning affordances.  •  To maintain coherence of the current niche, introduce cycles of re‐ evalua7on of learning affordances of the learning space within your  course.  2. Try to influence the niche re‐emergence by embedding ac7vity traces and  ecological knowledge relevant to evoke affordances for certain niches or  select ac7vity systems where these traces are naturally present.   3. Use same social learning environments repeatedly to gain from feedback  leV as ac7vity traces and embodied knowledge of earlier learners. 
  34. 34. Evolving design  •  Theore7cally, in the self‐directed learning process students  should be promoted to use their own personal learning  environments. Thus, the learning environment as a system  of tools and resources cannot be ready when learning starts  but has to evolve as part of learners’ self‐directed individual  and collabora7ve ac7on process in which facilitator has a  guiding role. 
  35. 35. Using niches in design  •  To run emergent boIom‐up courses, facilitators would  need to establish some constraints and guidelines for  planning the learning process.   •  Rather than composing a list of op7onal course tools,  resources and ac7vi7es, an abstract learning space might  be determined for the course design and made explicit to  the learners.  •  Learners’ percep7on of ac7on poten7ali7es of their  personal and collabora7ve learning environments –  learning affordances ‐ could be dynamically collected in a  boIom up manner during learners’ public planning of their  goals, visualiza7on, and self‐reflec7on of their learning  ac7vi7es and learning environments. 
  36. 36. BoIom up genera7on of niche affordances  Affordance ontologies for coupling ac7vi7es and tools  Ployng niches on  tool landscape 
  37. 37. Using niche info for planning ac7vi7es  and choosing tools  •  The affordance‐based learning space descrip7on might  be re‐used in the course design as a guideline for  students and the facilitator  •  Knowing the learning niche characteris7cs enables to  develop par7cular list of suggested ac7vi7es and plan  appropriate instruc7ons during the course.  •  When planning par7cipa7on at the courses and for  choosing tools and resources for personal learning  environments, self‐directed students might need  informa7on of the affordances that a par7cular course  community perceives in rela7on to certain tools. 
  38. 38. Using feedback from niche for  adap7ve self‐direc7on  •  Knowing niche’s learning affordances and making  the abstract learning space explicit for the  learners and for the facilitator would permit:  –  i) the individualized learner‐specific integra(on of  their goal‐directed ac(vi(es with other perceived  components, resources and community ac(vi(es in  the environment; and  –  ii) the reuse of the commonly perceived affordances  for environmentally adap(ve self‐direc(on. 
  39. 39. Dynamic monitoring of niche  •  The emergence of the course’s learning space would consist  of cycles of developing and monitoring the learning niches.   •  Such dynamical monitoring and grounding of the mutually  used learning affordances is possible when learner can  draw schemes of ac7vity paIerns and tool landscapes and  write public reflec7ve pos7ngs in their weblogs.   •  It is assumed that if some tools were available for learners  and facilitator to visualize the niche with less analy7cal  effort during the course of ac7on, this might increase the  use of affordances as niche gradients in adap7ve shaping of  self‐directed learning. 
  40. 40. Acknowledgements to….  2008 september  Peeter Normak  Moving between niches