Εκπαιδευτικές εφαρμογές ρομποτικής και εικονικής πραγματικότητας: προσαρμογή, εφαρμογή και αξιολόγηση λογισμικού για τη διδασκαλία εννοιών μηχανικής σε μαθητές Ε΄ δημοτικού

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η διδασκαλία εννοιών της μηχανικής με τη χρήση περιβάλλοντος εικονικής πραγματικότητας και εκπαιδευτικής ρομποτικής. Σκοπός της έρευνας είναι να διερευνηθεί κατά πόσο η χρήση εκπαιδευτικής ρομποτικής και εικονικής πραγματικότητα μπορεί να συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση εννοιών της μηχανικής, όπως η ταχύτητα, η επιτάχυνση και η τριβή. Για το σκοπό αυτό, επιλέχθηκαν και οργανώθηκαν τρεις ομάδες μαθητών της Ε’ τάξης του δημοτικού, οι οποίες διδάχθηκαν το ίδιο περιεχόμενο με τρεις διαφορετικούς τρόπους διδασκαλίας. Η πρώτη ομάδα διδάχθηκε στα πλαίσια ομαδοσυνεργατικής διερευνητικής μάθησης αξιοποιώντας ένα περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας, η δεύτερη ομάδα έκανε χρήση εκπαιδευτικής ρομποτικής, , εφαρμόζοντας ομοίως μία μέθοδο ομαδοσυνεργατικής διερευνητικής μάθησης, ενώ η τρίτη ομάδα χρησιμοποίησε συμβατικά μέσα διδασκαλίας. Για τις ανάγκες της έρευνας, κατασκευάστηκαν δραστηριότητες με τη χρήση υλικών Lego Mindstorm (εκπαιδευτική ρομποτική) και ένα περιβάλλον ΕΠ με τη χρήση προγράμματος σχεδιασμού (Unity3D). Η συλλογή των δεδομένων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση φύλλων αξιολόγησης, τεστ πριν και μετά την ολοκλήρωση των διδαχτικών παρεμβάσεων, ενώ στις ομάδες που έκαναν χρήση περιβάλλοντος ΕΠ και εκπαιδευτικής ρομποτικής δόθηκε ερωτηματολόγιο προκειμένου να καταγραφούν οι εντυπώσεις τους από τη χρήση αυτών των εργαλείων. Τα αποτελέσματα παρουσίασαν ότι οι μαθητές που έκαναν χρήση του περιβάλλοντος ΕΠ είχαν υψηλότερες επιδόσεις σε σχέση με τους μαθητές που χρησιμοποίησαν συμβατικά μέσα διδασκαλίας (ομάδα ελέγχου), παρόλο που σε μία περίπτωση η διαφορά δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Επίσης, η χρήση εκπαιδευτικής ρομποτικής δεν φάνηκε να επηρεάζει την επίδοση των μαθητών της δεύτερης ομάδας σε σχέση με τις άλλες ομάδες, εκτός της περίπτωσης της διατήρησης της γνώση (post-test) σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Η έρευνα έδειξε τη θετική ή μη επίδραση της εικονικής πραγματικότητας και της εκπαιδευτικής ρομποτικής στις επιδόσεις των μαθητών. Επίσης, φάνηκε η θετική στάση των μαθητών ως προς τα συγκεκριμένα εργαλεία αλλά και τα στοιχεία που δεν τους εντυπωσίασαν, ενώ έγινε φανερή η ανάγκη για περαιτέρω διερεύνηση.