Teadusmetodoloogia

1. IFI8003 16.05.2017
Targa koolimaja andmekogumise ja
-analüütika lahenduse
referentsarhitektuur
Marge Kusmin
Juhendaja PhD Mart Laanpere

2. Üldine eesmärk
Luua referentsarhitektuur automatiseeritud
andmekogumiseks
❖ nii füüsilisest kui ka virtuaalsest õpikeskkonnast (õpilaste ja
õpetajate arvutid, VOSK, e-õppe keskkond),
❖ füüsilisse õpikeskkonda integreeritud anduritest (õhk, valgus,
liikumine, infrapuna ülesvõtte tulem jmt) ja
❖ kantavatest anduritest (bio- ja neurotagasiside), et
❖ tuvastada mustrid, mis aitavad tõlgendada õppijate
reaktsioone ja emotsioone õpipotsessis ning
❖ koguda andmeid õpianalüütikaks ja STEM hariduse
elavdamiseks õppeprotsessis.

3. Teema valik
❖ Paradigma muutus hariduses
❖ Eesti Elukestva Õppe Strateegia 2020
❖ Muutunud õpikäsitus
❖ Digipööre hariduses
❖ Sotsiaal-tehnilise režiimi muutus hariduses esitab
väljakutse haridusteenuste arhitektuurile
❖ pilvepõhisus, VOSK’ile keskendatus, teenustele
orienteeritus, intelligentsus ja koostalitlusvõimelisus

4. Aktuaalsus
❖ Muudatused tehnoloogia kasutamisel õppeprotsessis: sisu
edastamise CD-st keerulise e-õppe keskkonnani (Moodle, EIS,
eKool)
❖ VOSK, pilvepõhisus ja IoT suunavad järjekordsele “digipöördele”
hariduses: “Targa koolimaja” lahendustele
❖ IoT potentsiaal hariduses (füüsilise ja virtuaalse sidumine - vajab
veel uurimist, “tervikpilt” puudub)
❖ Referentsarhitektuuri võimalused tarkvaraarenduses

5. Tark territoorium
Sketch of a museal field: a smart physical place always in interaction with the virtual
components (web and mobile) of the technological environment

6. Andmed Targast majast
❖ õhu kvaliteet
❖ õhurõhk
❖ co, co2
❖ gaasileke
❖ niiskus
❖ h2s
❖ temperatuur
❖ küttesüsteem
https://aicointegracion.wordpress.com/2012/10/27/tecnologias-
residenciales-del-siglo-xxi/

7. Asukoha määramine
https://www.mallmaverick.com/system/site_images/photos/0
00/001/704/original/blog_ibeacon5.jpg
https://www.cabotsolutions.com/wp-content/ uploads/2014/08/cabot-
ibeacon-mall-design-blog-size.jpg

8. Liikumine, positsioneerimine,
asukoht, ümberpaiknemine
https://appinventiv.com/newimages/ibea-img.png
http://cdn.infoq.com/statics_s1_20170411-0445/resource/articles/smoothing-human-trajectory-streams/en/resources/1.jpg

9. Silmside jälgimine
https://www.tobiipro.com/product-listing
http://www.tobiipro.com/imagevault/publishedmedia/icl4o9hzditjncoslyiw/TobiiPro_classroom_eye_tracking_course_2_1.jpg

10. Referentsarhitektuur
❖ Referentsarhitektuur võimaldab mallipõhiseid
tarkvaraarhitektuuri lahendusi konkreetsele domeenile
❖ RA toetab erinevatel osapooltel
ühise keele leidmist, et
määratleda loodava tarkvara
nõuded, kvaliteedi näitajad jmt
❖ näide (referentsarhitektuur) ->

12. Probleem
Kuidas kirjeldada erinevatele huvirühmadele „targa
koolimaja“ riist- ja tarkvaralist arhitektuuri, mis
võimaldab automaatselt koguda andmeid nii füüsilisest kui
ka virtuaalsest õpikeskkonnast (VOSK meetod – võta oma
seade kaasa, e-õpe) eesmärgiga kasutada neid andmeid
õpianalüütikaks ja STEM hariduse elavdamiseks
õppeprotsessis?

13. Uurimisküsimus (1)
❖ Milline tehnoloogia valida andmete kogumiseks
füüsilisest õpikeskkonnast?
❖ Milliseid andmeid saab ja on juba andurite (IoT
lahendused) abil kogutud füüsilisest õpikeskkonnast?
❖ Milliseid andmeid ei tohi haridusasutuses või -
tegevuses mingil juhul koguda?
❖ Milised andurid (IoT lahendused) on optimaalsed, et
kasutada neid „Targa koolimaja“ lahendustes?

14. Uurimisküsimus (2)
❖ Millised on Targa koolimaja referentsarhitektuuri
komponendid ja struktuur?
❖ Milline on kooli tingimustes (levinuim) sobivaim
andurite/IoT lahenduste kasutusmuster?
❖ Kuidas visualiseerida targa koolimaja
referentsarhitektuuri?
❖ Millised on huvirühmade ootused Targa koolimaja
referentsarhitektuuri rakendamiseks erinevas
kontekstis (nt. riistvara hanked, võrgu seadistamine,
õpianalüütika)?

15. Uurimisküsimus (3)
❖ Kuidas valideerida, rakendada ja arendada Targa
koolimaja referentsarhitektuuri?
❖ Milline olemasolevatest valideerimisviisidest on Targa
koolimaja referentsarhitektuuri jaoks optimaalne ja
kuivõrd tuleb seda kohandada?
❖ Kuidas juhtida Targa koolimaja referentsarhitektuuri
elutsüklit?
❖ Kuidas muuta Targa koolimaja referentsarhitektuur
erinevatele huvigruppidele tähenduslikuks ja
vajalikuks?

16. Meetod
❖ Kombineeritud uuring, kus arendus- ja uurimistegevused on agiilsed ja
iteratiivsed koosnedes kolmest olulisemast etapist:
❖ Analüüsietapp: ülevaade uuringuga seotud teadusartiklitest ja
võimalikest anduritest /IoT lahendustest Targa koolimaja tarbeks;
fookusgupi intervjuud ekspertide ja õpetajatega.
❖ Disainietapp: Targa koolimaja lahendusteks pilootklassi
ettevalmistamine TLÜ HIK-is; väiksemahulise empiirilise uuringu
läbiviimine ja referentsarhitektuuri kaasdisain TLÜ tudengite ja
kooliõpilastega
❖ Rakendamisetapp: referentsarhitektuuri kohandamine ja
rakendamine Väätsa Põhikoolis, kooli-tasandil andmete kogumine

17. Disainietapp
❖ Disaini e arendusprotsess (III-VI semester)
❖ Disaini e arendusprotsessi kavandamine
(pilootklassiruumi häälestamine HIK-is)
❖ Disaini e arendusprotsessi läbiviimine ja
monitoorimine (testuuringu ja uuringu läbiviibimine)
❖ Disaini e arendusprotsessi resultaadi kirjeldamine
(rakenduse visandid, vaheversioonid ja
lõplik/valminud rakendus)

19. Oodatav tulemus
Luua referentsarhitektuur automatiseeritud
andmekogumiseks nii füüsilisest kui ka virtuaalsest
õpikeskkonnast, füüsilisse õpikeskkonda integreeritud
anduritest ja kantavatest anduritest, et tuvastada mustrid,
mis aitavad tõlgendada õppijate reaktsioone ja emotsioone
õpipotsessis ning koguda andmeid õpianalüütikaks ja
STEM hariduse elavdamiseks õppeprotsessis.

20. IFI8003 16.05.2017
Tänan!