Abstract

This dissertation explores adaptive regulation in collaborative learning by using novel technologies for data collection and analysis. Adaptation is a key feature of regulated learning, because through adaptation learners change their ways of thinking and learning when faced with challenges. However, because of methodological limitations, studying adaptation has been challenging. This dissertation focuses on exploring the differences between high- and low-challenge sessions in terms of phases of regulation, how metacognitive monitoring triggers adaptation, and how sequences of adaptive regulation and maladaptive behavior emerge throughout a learning session. To capture adaptation in group learning situations, two data sets were collected in authentic learning situations. The first data collection took place during a mathematics didactics course organized for teacher education students; the second data collection was conducted during an advanced physics course for high-school students. The data collected included log, video, and heart rate data. Process-oriented methods were used to combine qualitative analysis of the video data and group-level analysis of changes in heart rate values. The results indicate that in high-challenge sessions learners return to planning throughout the session, which can be interpreted as a sign of adaptation. The results also show that monitoring acts as a trigger for adaptation and report how group-level small-scale adaptation can be evidenced by considering the phase, target, and valence of shared monitoring events. Physiological state transitions defined from the heart rate data have potential to reveal information about whether the group is on track in the learning process. The findings provide insight into how adaptation happens in an authentic collaborative learning setting. Methodologically, the study provides an innovative solution for capturing adaptation using multimodal data and novel analytical methods. At the theoretical level, the dissertation contributes to the field with details of the relationship between metacognitive monitoring and small-scale adaptation. For pedagogical practice, this study signals a need for adaptive support during the learning process: collaborative groups take very different routes to success in terms of when and how they adapt their learning process.

Tiivistelmä

Tämä väitöstutkimus tarkastelee adaptiivista säätelyä yhteisöllisen oppimisen tilanteissa uusien teknologisten tutkimusmenetelmien avulla. Adaptiivinen säätely on merkittävä yhteisöllisessä oppimisessa, sillä se auttaa oppijoita muuttamaan heidän tapojaan ajatella ja oppia tilanteen vaatimalla tavalla. Tässä väitöstutkimuksessa tarkastellaan, millaisia itsesäätöisen oppimisen prosesseja oppijoilla käynnistyy vaikeustasoltaan erilaisissa oppimistilanteissa, miten adaptaatio toteutuu itsesäätöisen oppimisen eri vaiheissa yhteisöllisten oppimistilanteiden aikana ja mikä on metakognitiivisen monitoroinnin merkitys adaptiivisen säätelyn käynnistämisessä. Väitöstutkimus koostuu kahdesta erillisestä osatutkimuksesta. Ensimmäinen tutkimus toteutettiin luokanopettajaopiskelijoiden matematiikan didaktiikan kurssin aikana ja toinen lukio-opiskelijoiden fysiikan kurssilla. Tutkimusaineisto koostuu lokidatasta, videoaineistosta ja sydämen sykevaihtelua mittaavasta aineistosta. Analyysissa tutkimusaineisto yhdistettiin ja aineistoa tarkasteltiin hyödyntäen prosessitutkimuksen menetelmiä. Tulokset osoittavat, että vaikeustasoltaan haastavissa oppimistilanteissa oppijat palaavat toistuvasti itsesäätöisen oppimisen suunnitteluvaiheeseen. Tulokset osoittavat metakognitiivisen monitoroinnin toimivan adaptiivisen säätelyn käynnistäjänä. Tämä näkyy erityisesti ryhmätasolla itsesäätöisen oppimisen syklissä tapahtuvassa adaptaatiossa, kun tarkastellaan jaetun syklin vaihetta, säätelyn kohdetta ja valenssia. Tulokset osoittavat myös, että oppijoiden sykevälivaihtelun mittaaminen voi antaa tietoa oppimisen tarkoituksenmukaisesta etenemisestä. Väitöstutkimus osoittaa, miten adaptaatio tapahtuu osana aitoja yhteisöllisen oppimisen tilanteita. Tutkimus hyödyntää uudenlaisia metodologisia ratkaisuja ja monikanavaista tutkimusaineistoa adaptiivisen säätelyn tunnistamisessa. Teoreettisesti, väitöskirja osoittaa metakognitiivisen monitoroinnin ja itsesäätöisen oppimisen syklissä tapahtuvan adaptaation välisen yhteyden. Käytännön näkökulmasta tutkimus osoittaa, että oppijat tarvitsevat tukea adaptiivisten itsesäätelyprosessien käytössä, sillä yhteisöllisen oppimisen tilanteissa oppijoilla voi olla erilaisia toimintatapoja sen suhteen, miten ja milloin he säätelevät oppimistaan adaptiivisesti.