Technology Integration 1 

Running head:  TECHNOLOGY INTEGRATION IN RELATION TO LEARNING THEORIES        Technology Integration in Relation to Behaviorist, Cognitivist, and   Constructivist Learning Theories  Cean L. Spahn  William Paterson University 

Technology Integration 2 

Abstract  Technology can help learners reach their fullest potential, but when it is just used for  the sake of saying that it is being used, are teachers really meeting the needs of their learners?  This paper, by summarizing the behaviorist, cognitive and constructivist learning theories,  reminds teachers that it is important to reflect on what they are doing with technology and why  they are doing it. 

Technology Integration 3 

Steve  Ballmer  (2005),  the  Chief  Executive  Officer  for  Microsoft  Corporation  once  said,  “The number one benefit of information technology is that it empowers people to do what they  want to do. It lets people be creative. It lets people be productive. It lets people learn things  they didn't think they could learn before, and so in a sense it is all about potential.” Technology  and  potential  mean  a  lot  to  today’s  students,  for  it  is  through  technology  that  all  students,  including ones with disabilities or special needs, can reach their fullest learning capabilities. In  order to get students to have truly memorable learning experiences, however, teachers need to  keep in mind that computers, gadgets, software, and other forms of technology should not be  used just for the sake of saying they are being used or just because everyone else is using them.  To  circumvent  this  halfhearted,  bandwagon  attitude  and  to  create  more  meaningful  lessons  that integrate technology, teachers should revisit behaviorism, cognitivism and constructivism,  three  traditional  learning  theories,  to  see  how  they  can  each  be  used  to  justify  the  use  of  certain  technologies  in  a  given  situation  and  guide  teachers’  selection  of  technology.  As  an  eleven year teacher of the Lewis F. Cole Middle School in Fort Lee, NJ, I have recently taken a  step  back  and  reflected  on  the  theoretical  connections  behind  what  I  and  some  of  my  colleagues do with technology in our classrooms.   One of the first theories of learning that emerged was behaviorism. It dates back to the  early  part  of  the  20th  century  when  John  B.  Watson  and  others  like  Ivan  Pavlov,  William  Thorndike,  and  B.F.  Skinner  strived  to  predict  and  control  behavior  and  hypothesized  that  psychology  was  not  about  the  mind  but  about  the  external  behaviors  exhibited  by  people  (Cunia,  2007).  Behaviorism  uses  the  A‐B‐C  model  to  explain  the  learning  process.  “A”  is  the  antecedent  or  the  environment  that  presents  some  kind  of  stimulus  or  cue  to  a  learner.  This 

Technology Integration 4 

stimulus  then  elicits  “B”  or  a  behavior  in  the  learner.  “C”  is  the  consequence  or  result  that  occurs  immediately  after  the  behavior.  This  result  helps  to  reinforce  the  desired  behavior.  Learning is said to have occurred when there is “a change in the probability that a person will  behave in a particular way in a particular situation” (Newby, Stepich, Lehman & Russell, 2006, p.  27). According to Skinner (1968) students learn quicker when teachers provide contingencies or  the A and C aspects of the behaviorist model. Newby, et al. (2006) explain that teachers need to  slowly and steadily make adjustments to the contingencies in order to get students to meet a  certain  learning  goal.  New  information  should  be  logically  sequenced  or  broken  down  into  “frames” which consist of “information along with a question, problem, or exercise that calls for  a response” (Newby, et al., 2006).   A technology program like Odyssey, which is used in my school, is partially based on the  behaviorist theory and principles. The computer program covers math, language arts, science  and  social  studies.  Through  animated  drill  and  practice  exercises  that  stimulate  a  student  to  think,  students  answer  logically  sequenced  multiple  choice  questions  and  receive  immediate  feedback  on  their  answers.  For  example,  in  the  grammar/writing  section  of  the  program,  a  stimulus, like a frog trying to hop across lily pads is presented, along with a problem sentence  involving homophones. Students then must choose the correct use of a word like their, there or  they’re  to  fill  in  the  blank.  Upon  submission  of  the  answer,  the  student  receives  immediate  feedback and positive reinforcement. In this case, the frog moves to the next lily pad and the  next question. Sounds, video and music accompany the program and serve as the reinforcers.  The  program  also  has  an  artificial  intelligence  feature  which  monitors  students’  performance  levels,  and  then  increases  difficulty,  remediates  or  moves  the  learner  onto  the  next  level. 

Technology Integration 5 

Formative  and  summative  assessments  are  built  right  into  each  skill  sequence  along  with  a  reports feature. This allows teachers and students to view their progress over time and enables  the teacher to pinpoint students’ weakness and strengths.   The program, in its fourth year, has been successful in helping to improve the individual  skills of students. Language arts students do learn when to use commas and when not to and  math students do learn how to factor or reduce a fraction. The musical and visual components  of  the  program  also  make  students  feel  like  they  are  playing  games  instead  of  doing  schoolwork.  The  only  downside  is  that  after  the  first  half  of  the  year,  some  students  lose  interest  because  they  have  to  play  the  games  for  90  minutes  a  week  according  to  a  district  mandate. This is shown when those learners start to just click on answers without even reading  the  passage  in  a  test.  Teachers  at  this  time  must  provide  additional  reinforcement  to  get  students to focus on the program’s activities. For example, teachers of younger students might  allow  them  to  pick  out  of  a  prize  box  after  completing  their  activities  and  for  older  kids  rewarding them with a prepaid download code for music would work well. Overall, the program  has been kept in spite of these setbacks because by the end of the year students’ skills in math  and reading are noticeably improved.   In  contrast  to  the  behaviorist  theory  which  focuses  on  the  external  environment,  the  information  processing  perspective  or  cognitive  theory  stresses  the  internal  processes  of  the  mind or what happens to new information once it enters a learner. According to Driscoll (2005),  there  are  three  processes  that  occur  when  a  learner  actively  engages  his  or  her  mind  to  integrate  new  information.  The  first  is  called  attention,  which  is  when  the  learner  picks  from  the thousands of new bits of information he or she is flooded with each day and decides which 

Technology Integration 6 

information he or she is going to process (Newby, et al. 2006). This is an important distinction  from the behaviorist theory which views learning as more passive. The next phase is encoding  which is when the learner takes the new information, translates it into a language that can be  understood  by  the  brain  and  then  stores  or  integrates  the  new  information.  This  process  further  involves  making  connections  with  prior  learning  and  the  learner’s  existing  knowledge  base. In the final phase, retrieval, the information, if encoded and assimilated correctly, can be  easily  retrieved  and  used  in  the  future.  This  is  what  constructivists  think  constitutes  learning  (Newby, et al. 2006).    

Inspiration,  a  piece  of  software  that  allows  students  (and  teachers)  to  create 

graphic organizers embedded with images, sounds, and/or hyperlinks, supports the information  processing  perspective.  Students  take  concepts,  ideas  and/or  new  pieces  of  information  on  a  topic (attention) and categorize them into organized webs or outlines  that demonstrate their  interrelationships (encoding). Contained in the program is the ability for students or teachers to  import their own pictures or sounds and also create links to other sources of information found  on  internet  websites.  The  written  and  visual  aspects  of  the  program  work  together  and  help  students remember and recall new information (retrieval). Figure 1 shows how a student could  organize elements of a drama like Macbeth into a web that would integrate more easily into his  or  her  schema.  Figure  2  shows  the  same  information  found  in  the  Macbeth  web,  but  Inspiration, through only the click of a button, has converted the details into an outline. Both  views help students encode information in a way so that it can be more easily recalled at a later  time. 

Technology Integration 7 

Within my school the program was recently used by students in a collaborative language  arts  class when  they created  character  webs  for  the  book  Monster  by  Walter  Dean  Myers.  In  the  attention  phase  each  student  had  to  choose  four  characters  that  they  wanted  to  explore  from the fiction text and give a general statement of what the character’s role was in the story.  For  example,  the  main  character,  Steve  Harmon  could  be  described  as  a  16‐year‐old,  African  American  boy  from  Harlem  who  is  on  trial  for  felony  murder.  To  assist  with  the  encoding  process, the students first had to choose four adjectives to describe each character. For Steve,  words like afraid, lonely, confused and liar were chosen. Then for each adjective, students had  to gather one quote from the book to support their word choices. Page numbers also had to be  included.  The  final  encoding  step  involved  connecting  all  the  characters  in  the  web  to  show  their interrelationships.  Some students placed Steve in the middle and then branched off the  other  characters  from  him.  Others  gave  each  character  the  same  level  in  the  web  and  then  added  links  from  one  character  to  another  to  explain  their  connection.  Overall,  the  program  served  as  a  great  tool  for  getting  students  to  remember  a  lot  of  information  and  be  able  to  retrieve  it  later  on,  the  final  phase  of  learning  according  to  the  information  processing  perspective. This was clearly demonstrated when on a summative test, which was given more  than a week after the Inspiration assignment, 90% of students were able to successfully answer  objective and open‐ended questions about the characters.   According  to  Driscoll  (2005)  the  last  theory,  constructivism  received  its  name  in  more  recent years, but has roots tied to John Dewey and its ideas connected to other theorists like  Piaget  and  Vygotsky  (as  cited  in  Newby,  et  al.,  2006).  It  is  based  on  the  idea  that  learners  construct  knowledge  for  themselves,  and  it  is,  therefore,  subjective  rather  than  objective 

Technology Integration 8 

(Newby,  et  al.,  2006).  Each  individual  student  brings  to  a  learning  experience  his  or  her  own  experiences and, therefore, uniquely interprets and integrates any new knowledge. As a result,  students  learn  the  most  when  they  are  allowed  to  actively  create  meaning  from  different  experiences.  Individual  constructivism  posits  that  knowledge  is  “a  matter  of  individual  interpretation”  (Newby,  et  al.,  2006,  p.  35).  Social  constructivism  centers  on  the  idea  that  groups of learners should work together to reach a shared understanding of new information.  According to Collins, Brown, & Holum, 1991, and Rogoff, 1990, teachers are like the guides who  pose realistic and meaningful problems for students to solve (as cited in Newby, et al., 2006).  Constructivists  see  the  teacher  as  an  active  participant  in  the  learning  the  new  information.  They may not have all the answers but they will work with the students to discover them.   Technology based activities that create problematic situations for groups of students to  solve  align  well  with  constructivist  theory.  In  the  near  future,  60  honors  level  students  will  participate  in  a  going  green  webquest.  Groups  of  students  will  become  authors  hired  by  the  Fort Lee School District to write children’s books for fourth graders on how to go green and use  alternative sources of energy at home, school or in society. Groups will agree upon a specific  area  to  focus  on  and  use  the  internet,  print,  and  electronic  databases  to  gather  their  information. They will also need to generate hand‐drawn illustrations or gather online images,  digitally scanned pictures or clip art. This gathering process, according to Newby, et al. (2006)  will  help  students  learn  more  about  going  green  and  aid  with  the  retention  of  all  this  new  information.  After  the  books  have  been  published,  students  will  then  visit  the  elementary  schools to share their books with the fourth graders. They will have to dress like professional  authors  and  illustrators,  to  further  extend  their  role  playing  experience.  Overall,  the 

Technology Integration 9 

constructivist theory would view this project as an effective way for learners to actively create  meaning through social interactions and the presence of a complex environment. They would  also  recommend  that  activities  like  one  mentioned  should  occur  throughout  the  year  to  help  students delve more deeply into topics.  In closing, while it is true that with technology all things seem possible, as teachers we  must allocate time, perhaps, several times a year to think about why we are using a particular  piece of technology. Educational theories like behaviorism, cognitivism and constructivism can  help us make connections between the ways we apply technology in our lessons to the ways  that our students learn. After thoughtful reflection about some of the technology used at the  Lewis F. Cole Middle School, I can say that through the use of certain software like Odyssey and  Inspiration  and  through  the  development  of  problem‐based  activities  like  the  going  green  assignment, the teachers are not just jumping on the technology bandwagon. Instead, they are  using technology to help each student reach his or her fullest potential. Can you say that about  your school? 

Technology Integration 10 

References  Balmer, S. (17 February 2005). [address} Address presented at the Alamo Area Community  Information System Unlimited Potential Grant Announcement, San Antonio Texas.  [Transcript] Retrieved April 18, 2008, from  http://www.microsoft.com/presspass/exec/steve/2005/02‐17aacis.mspx  Cunia, E. C. B. (2007). Behavioral learning theory: Web quest. Retrieved April 18, 2008, from  http://suedstudent.syr.edu/~ebarrett/ide621/behavior.htm 

Driscoll, M.P. (2005). Psychology of learning for instruction (3rd ed.). Boston: Allyn & Bacon.  Inspiration Software, Inc. (n.d.) Inspiration classroom examples: Language arts. Retrieved April  18, 2008, from http://www.inspiration.com/productinfo/inspiration/using_insp/  index.cfm?fuseaction=langarts  Newby, T.J., Stepich, D.A., Lehman, J.D., & Lehman, J.D. (2006). Educational technology for  teaching and learning. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, Inc.   

Technology Integration 11 

Figure Captions  Figure 1. Sample of how information on plot and characters in Macbeth could be organized into  a web using Inspiration.  Figure 2. Sample of how information entered into a web can easily be converted into an  outline.   

Technology Integration 12 

       

             

Technology Integration 13