Enhancing Personalization and Learner Engagement

Context-aware technologies promise great potential in technology enhanced learning (TEL). However, as transformation arises in educational set up as a result of the use of context-aware technologies, so is the challenge emerging of applying sound pedagogical foundation when employing these technologies. Furthermore, despite the fact that context-aware systems offer potential to cater for different learners’ needs, how to provide a learning experience tailored to each learner’s needs in an extremely diverse and rich environment still poses a challenge. In addition, although the notion of adaptation as utilized by context-aware technologies enhances learning experience, it has also been criticized for the lack of learner involvement which is a crucial component in achieving effective learning. In an attempt to address these challenges, the first goal of this study was to formulate a pedagogical framework that could offer a platform for the integration of pedagogy and technology in a context-aware learning environment (CALE). The second goal was to enhance personalization by exploring the internal dimensional context. In particular, the study examined the use of learning preferences as context. The scope of personalization covered in this thesis was on social personalization. Specifically, learners’ sociological preferences were considered as a basis for achieving social personalization. The third goal was to enhance learner engagement at both individual level and in a collaborative environment. In order to achieve this, context-aware recommendation approach was explored with the aim of involving learners through decision making. Social personalization and small-group collaborative learning approach were investigated. Specifically, sociological preference similarity strategy was used as a basis for group formation. Another method used was structuring the learning activity flow based on Kolb’s experiential learning model with an extension on the active experimentation phase. This approach was intended to ensure learner involvement at both individual and collaborative level. The fourth goal of the study was to implement a personalized and engaging context-aware learning environment (PECALE). PECALE was implemented within the CALE pedagogical framework formulated in the first goal. The results of the experiment showed that the study’s approach had a positive impact on learner engagement in terms of learner participation, individual performance and group performance. This work and its findings may provide useful insights for conducting further research in the area of context-aware learning, personalized learning, learner engagement, small-group collaborative learning and group composition. The CALE pedagogical framework developed may be significant to developers of CALEs and instructors who use these environments. Zusammenfassung Kontextsensitive Technologien bieten ein vielversprechendes Potenzial für den Einsatz im Bereich des technologieunterstützten Lernens (TEL). Während das Bildungssystem durch diese Technologien einen Wandel erfährt, besteht die Herausforderung darin, diese auf der Basis einer soliden pädagogische Grundlage anzuwenden. Obwohl kontextsensitive Systeme das Potenzial bieten auf die unterschiedlichen Bedürfnisse des Lernenden einzugehen, besteht die Herausforderung darin, eine Lernerfahrung zu schaffen, welche auf den jeweiligen Lernenden in seiner vielfältigen und reichhaltigen Umgebung zugeschnitten ist. Zusätzlich, obwohl das Konzept der Anpassbarkeit, wie es in kontextsensitiven Technologien genutzt wird, die Lernerfahrung verbessert, steht es aufgrund des Mangels bei der Einbeziehung des Lernenden – welches eine entscheidende Komponente für effektives Lernen darstellt – in der Kritik. In einem Versuch, diese Herausforderungen anzugehen, war das erste Ziel dieser Dissertation, ein pädagogisches Rahmenwerk zu schaffen, welches eine Plattform für die Integration von Pädagogik und Technologie in einer kontextbezogenen Lernumgebung (CALE) bietet. Das zweite Ziel war es, die Personalisierung zu verbessern, indem der interne dimensionale Kontext erforscht wurde. Insbesondere untersuchte die Dissertation die Verwendung von Lernpräferenzen als Kontext. Der Bereich der Personalisierung, welcher in dieser Arbeit betrachtet wurde, konzentriert sich dabei auf die soziale Personalisierung. Insbesondere wurden die soziologischen Präferenzen des Lernenden als Grundlage für die Verwirklichung sozialer Personalisierung berücksichtigt. Das dritte Ziel war es, das Engagement des Lernenden in der individuellen sowie kollaborativen Umgebung zu verbessern. Um dies zu erreichen, wurde ein kontextsensitiver Empfehlungsansatz erforscht, mit dem Ziel die Lernenden durch ihre Entscheidungsfindungen mit einzubeziehen. Hierbei wurden die soziale Personalisierung und ein kooperativer Kleingruppenansatz untersucht. Insbesondere wurde als Grundlage für die Gruppenbildung eine Strategie gewählt, welche die Ähnlichkeiten der soziologischen Präferenzen berücksichtigt. Eine weitere Methode war, den Fluss der Lernaktivität anhand von Kolbs erfahrungsorientiertem Lern-Modell mit einer Erweiterung bezüglich der aktiven Experimentierphase, zu strukturieren. Dieser Ansatz sollte die Beteiligung des Lernenden sowohl auf individueller als auch auf kollaborativer Ebene gewährleisten. Das vierte Ziel der Dissertation war die Implementierung einer personalisierten und engagierenden kontextsensitiven Lernumgebung (PECALE). PECALE wurde innerhalb des pädagogischen Rahmenwerks CALE implementiert, so wie im ersten Ziel gefordert. Die Ergebnisse des Experiments zeigten, dass die Herangehensweise der Studie einen positiven Einfluss auf das Engagement des Lernenden in Bezug auf die Lernbeteiligung, die individuelle Leistung und die Gruppenleistung hatte. Diese Arbeit und ihre Ergebnisse stellen nützliche Erkenntnisse bereit für die Durchführung weiterer Forschung im Bereich des kontextsensitiven Lernens, des personalisierten Lernens, des Lern-Engagements, des kollaborativen Kleingruppen-Lernens und der Lerngruppengestaltung. Das entwickelte pädagogische Rahmenwerk CALE könnte bedeutsam für Entwickler von CALEs und Lehrenden sein, welche jene Lernumgebungen verwenden.