Towards a digital learning ecosystem within a community of inquiry: design-based research in ICT engineering education

Yhteiskunnan lisääntyvä digitalisaatio on muuttanut oppimistapojamme ja työskentelyämme merkittävästi. Tieto- ja viestintätekniikan insinöörikoulutuksen alalla uusien digitaalisten teknologioiden ilmaantuminen ja teollisuuden vallankumous ovat synnyttäneet tarpeen kehittää uusia pedagogisia lähestymistapoja, jotka integroituvat saumattomasti alan menetelmiin ja käytäntöihin. Tämä väitöskirja keskittyy digitaalisen oppimisen ekosysteemin suunnittelukehyksen sekä sitä tukevien suunnitteluperiaatteiden luomiseen, missä verkko-oppiminen integroidaan insinöörikoulutukseen huomioiden sekä koulutuspoliittiset näkökulmat että yhteisön sidosryhmien kokemukset ja odotukset. Sidosryhmiksi tässä tutkimuksessa käsitetään opiskelijoiden lisäksi teollisuuden edustajat, sekä ohjaajina tieto- ja viestintätekniikan insinöörikoulutuksen opettajat ja yksikön tutkimus- ja kehityshanketoiminnan henkilöstö. Tutkimus sijoittuu Lapin ammattikorkeakoulun tieto- ja viestintätekniikan insinöörikoulutukseen. Tutkimuksen tavoitteena on varmistaa opiskeluun sitouttavan ja mielenkiintoa ylläpitävän ekosysteemin toteutuminen, jotta opiskelijoille tarjoutuu mahdollisuus hankkia tarvittavat tiedot ja taidot todellisten ongelmien ratkaisemiseen sekä valmistautumiseen digitalisoituvaan elinkeinoelämään ja teollisuuteen. Design-tutkimuksen tarkoituksena on syventää tietämystä alan tekniikan koulutuksen suunnittelusta sekä toteutuksen vaatimuksista ja toimintaperiaatteista.

Tavoitteiden saavuttamiseksi päätutkimusongelmaa: Mitkä ovat digitaalisen oppimisen ekosysteemin suunnitteluperiaatteet ja ominaisuudet, jotka vastaavat sidosryhmien tarpeisiin ja tieto- ja viestintätekniikan insinöörikoulutuksen linjauksiin sekä ohjaaviin asiakirjoihin? lähestytään tässä tutkimuksessa kaikkiaan kolmen osatutkimuksen avulla, joista kukin on raportoitu omana artikkelinaan. Ensimmäiset kaksi osatutkimusta kattavat design-tutkimuksen ensimmäisen syklin ja kolmas osatutkimus kattaa toisen syklin. Ensimmäisessä osatutkimuksessa tutkittiin tietoja viestintätekniikan insinöörikoulutuksen sen hetkisen oppimisen ekosysteemin sidosryhmien ajatuksia ja kokemuksia. Laadullisen tutkimuksen aineisto koostui opiskelijoiden haastatteluista sekä ohjaajilta että teollisuuden ja elinkeinoelämän edustajilta kerätyistä web-kyselyn vastauksista. Tulokset analysoitiin laadullisella sisällönanalyysilla. Toisessa osatutkimuksessa pilotoitiin tiimiyhteistyöalustaa hyödyntävää projektiperustaista oppimista integroidussa opetussuunnitelmassa, käyttäen sulautettua oppimista tutkivan yhteisön (Community of Inquiry, CoI) kontekstissa. Opiskelijoiden kokemuksia arvioitiin CoI-kyselytutkimuksella ja tiimityöalustan käyttöä analysoitiin palvelimen logitietojen perusteella. Kolmas osatutkimus keskittyi opiskelijoiden oppimiskokemuksiin verkossa hyödyntäen myös CoI-instrumenttia. Sekä toisen että kolmannen osatutkimuksen CoI-kyselyn vastausten analyysimenetelmänä oli Rasch Rating Scale Model -malli. Syvemmän ymmärryksen saavuttamiseksi kolmannessa osatutkimuksessa opiskelijoilta pyydettiin myös sanallisia kokemuksia ja ajatuksia. Kunkin osatutkimuksen tulokset muodostivat perustan seuraavien vaiheiden suunnittelulle ja interventioille, tukien design-tutkimuksen etenemistä ja syventäen ymmärrystä.

Tämän väitöstutkimuksen tuloksena ehdotetaan digitaalisen oppimisen ekosysteemin suunnittelukehystä tieto- ja viestintätekniikan insinöörikoulutukselle. Kehystä tukevat seuraavat suunnitteluperiaatteet: 1) tiimiyhteistyöalustan käyttöönotto, 2) kaikkien sidosryhmien aktiivinen osallistuminen yhteistyöhön, 3) ekosysteemin kulttuurin luominen, 4) sulautetun oppimisen hyödyntäminen, 5) ohjaajatiimin perustaminen, 6) online-resurssipoolin luominen, 7) projektiperustaisen oppimisen soveltaminen ja 8) toimialakohtaisten menetelmien ja konseptien hyödyntäminen. Nämä suunnitteluperiaatteet voidaan edelleen tiivistää suunnittelukehyksen ominaisuuksiksi, joita ovat: 1) koheesio, 2) yhteistyö, 3) jakaminen, 4) virtuaalisuus, 5) integrointi, 6) työkalut, 7) ongelmanratkaisu ja 8) teknologia.

Tämän insinööritieteitä ja kasvatustiedettä yhdistävän tutkimuksen tulokset ovat laajentaneet insinöörikoulutuksen tietämystä ja tuottaneet teoreettisesti ja empiirisesti perustellun uuden suunnittelukehyksen ICT-insinöörikoulutuksen digitaalisen oppimisen ekosysteemin suunnittelulle. Tämä tutkimus paikkaa aukon kansainvälisessä tutkimuskentässä ja luo vankan perustan jatkokeskusteluille, tutkimushankkeille ja edistysaskeleille globaalissa digitaalisessa muutoksessa. Lisäksi se edistää korkeakoulujen ja teollisuuden välistä yhteistyötä, mahdollistaen tiedon ja asiantuntemuksen vaihdon tällä nopeasti kehittyvällä alalla.