RoomCast : an authoring environment and runtime system for classroom orchestration of screen-based software resources

Modern whole class collectivist pedagogies focus on the development of community knowledge through activities in which young learners engage in collaborative inquiry over multi-week instructional units. Instruction is organized as a sequence of temporal phases. As students move from phase to phase, the resources that the children need to do their work may change. Within each phase, students serving in different roles may require specialized resources as well. The orchestration of those time-varying, heterogeneous resource sets imposes substantial design and enactment challenges on teachers, and transitions often come at the cost of significant instructional time, even (or perhaps especially) when those resources are digital. This thesis introduces RoomCast: an authoring environment and runtime system for the orchestration of interactive, screen-based software resources in multi-week, whole-class instructional units. Designed to address problems of practice identified in prior research, RoomCast adopts a cable television metaphor that positions the teacher as the provider of individualized “channel packages” to students, with each “channel” representing a specific pedagogical resource. Prior to instruction, teachers design the set of different “channel packages” needed within each phase and corresponding to student roles or identities. Dur- ing enactment, students “log in” on individual and public devices, they are presented with a “channel lineup” based on their role in the current phase, and can “change channels” depending on their needs; teachers use an interactive tool to transition among phases and to reallocate channels during a phase. In addition to describing the design and implementation of RoomCast, the thesis presents the results of an exploratory study of the use of the system’s authoring and runtime features by teachers and learners in three 6th grade classrooms. Evidence of RoomCast’s reliability and usability, both at individual and classroom level, is provided, thus showing its value as an orchestration technology.

Le moderne pedagogie di gruppo svolte a livello dell'intera classe si concentrano sullo sviluppo di conoscenze collettive attraverso attività nelle quali gli studenti collaborano, eseguendo ricerche ed analisi, durante unità formative che si sviluppano per molteplici settimane. L'istruzione è organizzata come una sequenza di fasi temporali. Quando gli studenti procedono da una fase a quella successiva, le risorse di cui necessitano per svolgere i propri incarichi possono variare. Inoltre, all'interno di una fase gli essi assumono diversi ruoli e per questo hanno bisogno di specifiche risorse. L'orchestrazione di questi insiemi variabili di risorse eterogenee impone significanti sfide per gli insegnanti dal punto di vista sia della pianificazione che dell'attuazione in classe; inoltre, le transizioni tra fasi spesso comportano la riduzione del tempo utile di insegnamento, anche (o forse soprattutto) quando queste risorse sono digitali. Questa tesi introduce RoomCast, un ambiente di pianificazione e sistema per gestire la classe durante l'attività didattica, supportando l'orchestrazione di risorse software interattive e visualizzate su display. Adottando la metafora del distributore di canali televisivi, RoomCast affida all'insegnante l'incarico di assegnare ''pacchetti'' personalizzati di ''canali'' agli studenti, dove ogni ''canale'' rappresenta una specifica risorsa pedagogica. Prima del periodo di insegnamento, il docente progetta l'insieme di pacchetti di canali necessari in ogni fase e corrispondenti a identità o ruoli assunti dagli studenti. Durante le lezioni, gli studenti accedono a dispositivi pubblici e personali, e su ognuno possono utilizzare una specifica selezione di canali in base al loro ruolo in ogni fase; possono poi ''cambiare canale'' a seconda delle necessità. Gli insegnanti usano uno strumento interattivo dedicato a gestire le transizioni tra fasi e possono anche riallocare singoli canali durante una fase. Oltre a descrivere il design e l'implementazione di RoomCast, la tesi presenta i risultati di uno studio esplorativo dell’uso del sistema da parte di insegnanti e studenti di tre classi del sesto anno di una scuola elementare americana. Si mostrano prove dell’affidabilità e usabilità, a livello di singolo utente e di intera classe, di RoomCast, confermando il valore dello strumento come tecnologia per orchestrazione della classe.