Εκπαιδευτική εφαρμογή σε πολυαπτικό τραπέζι για τη διδασκαλία μαθηματικής δραστηριότητας: σχεδίαση, ανάπτυξη και αξιολόγηση της πολυαπτικής εφαρμογής για την ενίσχυση εκμάθησης της αλγεβρικής γενίκευσης

Abstract

Η διπλωματική εργασία αφορά τη σχεδίαση, ανάπτυξη και αξιολόγηση μίας διαδραστικής εφαρμογής σε πολυαπτικό τραπέζι για την ενίσχυση εκμάθησης ενός συγκεκριμένου θέματος των μαθηματικών σε συνεργατικό περιβάλλον μάθησης. Τέτοια περιβάλλοντα προκύπτουν σε μία σχολική τάξη με τη μορφή δραστηριοτήτων όπου μαθητές χωρίζονται σε ομάδες για να επιτύχουν έναν κοινό στόχο, συνήθως με τη διαμεσολάβηση εργαλείων, παραδοσιακών ή ψηφιακών. Μία τεχνολογία όπως αυτή του πολυαπτικού τραπεζιού επιτρέπει στους χρήστες του να εργάζονται μαζί πάνω σε ένα θέμα ή μία εργασία που προβάλλεται στην οθόνη του, ενισχύοντας τις δια ζώσης αλληλεπιδράσεις με άμεσους, σύγχρονους διαλόγους, χειρονομίες, ενέργειες και στάσεις του σώματος. Όλα αυτά αποτελούν πλούσιες μορφές αλληλεπίδρασης για τη διδασκαλία και τη μάθηση. Προκειμένου να διερευνηθεί το πλαίσιο μέσα στο οποίο εντάσσεται μία τέτοια διαδραστική εφαρμογή με εκπαιδευτικές πτυχές, διεξήχθη βιβλιογραφική έρευνα πάνω στο συγκεκριμένο μαθηματικό θέμα (άλγεβρα και γενίκευση μοτίβων) καθώς και επιτόπια έρευνα σε σχολική τάξη. Για την επιτόπια έρευνα σχεδιάστηκε πρωτότυπο στο χαρτί σε συνδυασμό με εκπαιδευτικά εργαλεία (Φύλλα Εργασίας). Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την επιτόπια έρευνα οδήγησαν στις σχεδιαστικές απαιτήσεις που θα πρέπει να έχει το τελικό διαδραστικό πρωτότυπο στο πολυαπτικό τραπέζι. Με βάση τις απαιτήσεις αυτές, το τελικό πρωτότυπο σχεδιάστηκε και στο τέλος αξιολογήθηκε από δύο ομάδες δυνητικών χρηστών της εφαρμογής, δηλαδή μαθητές Α' Γυμνασίου, σε εργαστήριο. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν μας δίνουν χρήσιμες και ενδιαφέρουσες πληροφορίες για την επίδραση που έχουν τα εργαλεία, κυρίως τα ψηφιακά, όταν μαθητές αλληλοεπιδρούν συνεργατικά μέσα σε μία ομάδα για να λύσουν ένα πρόβλημα που τους παρουσιάζεται, μαθηματικό ή οργανωτικό.

This master thesis is about the design, development and evaluation of an interactive application on multi-touch table in order to enhance learning of a particular topic of mathematics in a collaborative learning environment. Such environments arise in a classroom in the form of activities, where students are divided into groups to achieve a common goal, usually with the mediation of traditional or digital tools. A multi-touch table allows users to work together on a topic or a task that is displayed on its screen, reinforcing face-to-face interactions with direct, contemporary dialogues, gestures, actions and postures. Αll these constitute rich forms of interaction for teaching and learning. In order to investigate the context in which an interactive application with such educational aspects occurs, a literature search is conducted on the specific mathematical topic (algebra and generalizing patterns) and fieldwork in the classroom. For the fieldwork, a paper prototype is designed along with educational tools (Work sheets). Results obtained from field research led to the design requirements that the final interactive prototype should meet. Based on these requirements, the final prototype was designed and evaluated by two groups of potential users of the application, ie 1st Grade students of secondary school, in laboratory. The results give us useful information about the effect that mediating tools have, mainly the digital ones, when students interacting with each other inτο groups in order to solve the problems they are facing, either mathematical or organizational.