Η συσκευή απτής διεπαφής “Makey Makey” στη διδασκαλία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων στο Δημοτικό

Abstract

Η διεξαγωγή της παρούσας έρευνας ξεκίνησε από έντονο προβληματισμό για τις εναλλακτικές αντιλήψεις των μαθητών στο δύσκολο κεφάλαιο του ηλεκτρισμού. Η στείρα αποστήθιση γνώσεων και η παθητικότητα των μαθητών δεν βοηθούν στο να κατανοούν πολύ σημαντικές έννοιες για τις ΦΕ και για τον ηλεκτρισμό συγκεκριμένα. Για την εννοιολογική κατανόηση του φαινομένου, θεωρήθηκε καλό να χρησιμοποιηθούν πιο καινοτόμα διδακτικά μέσα από ότι το σχολικό εγχειρίδιο. Έτσι, η εργασία πραγματεύεται τη χρήση της συσκευής απτής διεπαφής “Makey Makey” για τη διδασκαλία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων στην Ε’ τάξη του δημοτικού. Σκοπός της είναι να εξετάσει κατά πόσο αυτή μπορεί να συμβάλει στην κατανόηση του φαινομένου από τους μαθητές. Για τη διεκπεραίωση της έρευνας, οι μαθητές τριών τμημάτων της Ε’ τάξης δύο διαφορετικών σχολείων της Πρέβεζας χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες (Ομάδα 1= 17 μαθητές, Ομάδα 2= 17 μαθητές, Ομάδα 3=18 μαθητές) και διδάχτηκαν το ίδιο διδακτικό αντικείμενο αλλά με διαφορετικό διδακτικό μέσο η καθεμιά. Οι διδακτικές παρεμβάσεις κάθε ομάδας διήρκησαν τέσσερα διδακτικά δίωρα, αλλά χρειάστηκε περαιτέρω χρόνος για γνωριμία και ενημέρωση των μαθητών και για τα pre-test και post-test. Η διδασκαλία ήταν σύμφωνη με το εκπαιδευτικό μοντέλο 5E των ΦΕ. Η Ομάδα 1 διδάχτηκε μέσω πειραμάτων με καθημερινά υλικά, η Ομάδα 2 με ηλεκτρονικό υπολογιστή (λογισμικά προσομοιώσεων, εκπαιδευτικά παιχνίδια και εκπαιδευτικό βίντεο) και η Ομάδα 3 χρησιμοποιώντας το “Makey Makey”. Οι ενότητες που διδάχτηκαν οι μαθητές ήταν: 1. «Πότε ανάβει το λαμπάκι;» 2. «Κλειστό/ ανοιχτό κύκλωμα - διακόπτης» 3. «Αγωγοί/ μονωτές - Ηλεκτρικό ρεύμα, μια επικίνδυνη υπόθεση» 4. «Παράλληλη σύνδεση/σύνδεση σε σειρά». Η ερευνητική προσέγγιση που ακολούθησε η έρευνα ήταν ποσοτική και δη, οιωνεί πειραματική. Τα δεδομένα συλλέχτηκαν αφού χορηγήθηκαν στους μαθητές pre-test, φύλλα αξιολόγησης, post-test και ερωτηματολόγιο στο οποίο κατέγραψαν τις εντυπώσεις και τις απόψεις τους από κάθε διδακτικό εργαλείο και έγινε η ανάλυσή τους με το λογισμικό SPSS 25. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι η ομάδα που χρησιμοποίησε το ”Makey Makey” είχε καλύτερες επιδόσεις σε σχέση με τις υπόλοιπες ομάδες εκτός από μία περίπτωση που δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά με την Ομάδα 2. Φάνηκε ότι οι μαθητές είχαν θετική στάση απέναντι σε αυτό, ενώ όσο αφορά τη διατηρησιμότητα των γνώσεων -όπως φάνηκε στο delayed post-test-, οι επιδόσεις της ομάδας που το χρησιμοποίησε ήταν παρόμοιες με της ομάδας που χρησιμοποίησε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η πρωτοτυπία της έρευνας έγκειται στη διδασκαλία πολλών ενοτήτων του ηλεκτρισμού με τη συσκευή απτής διεπαφής, στη δημιουργία φωτεινού παντογνώστη με το “Makey Makey” και το λογισμικό “Scratch”, κυκλωμάτων σε παράλληλη σύνδεση με τα χέρια και τη συσκευή και στη κατασκευή απλών κυκλωμάτων για να γίνει αντιληπτό το πότε ανάβει το λαμπάκι.

The starting point for this research began as a reflection on the alternative perceptions students have on the complicated topic of electricity. Sterile memorization and passive attitudes of students do not contribute effectively to their understanding of important elements of Science, and more specifically, electricity. In order to achieve a successful conceptual understanding of this phenomenon, I propose the use of more innovative educational means than provided in the school handbook. This paper is meant to explore the use of “Makey Makey”, an interactive tangible user interface, as a means of effective electronic circuits education for the 5th grade of Primary School. My aim is to examine to what degree the use of such a device contributes to the understanding of this phenomenon by the students. For this research, 5th grade students from three divisions in two different schools of the town of Preveza were divided into three teams (Team 1= 17 students, Team 2= 17 students, Team 3= 18 students) and were taught the same material but with a different teaching tool for each one. The teaching sessions for each were organized in four, two-hour sessions, but some additional time was also needed to meet with the students and provide them with essential guidance as well as the pre and post-test sessions. All teaching was compliant with the 5E educational model of the Science. Team 1 was taught through experimentation with everyday materials, Team 2 was taught through the use of personal computers (simulation software, educational games and educational videos) and Team 3 through “Makey Makey”. The modules taught were the following: 1. “When does the light switch on?” 2. “Closed/ open circuit – switch” 3. “Conductors/ insulators – Electric current, a dangerous business” 4. “Parallel connection/ connection in series”.

The approach used in this research was quantitative and of quasi-experimental design. The data was collected after the students were provided with a pre-test, evaluation sheets, a post-test and a questionnaire, where they had to submit their impressions and thoughts on each educational tool. The acquired information was analyzed with the SPSS 25 software. The results of the research showed that the team that made use of “Makey Makey” performed better than the other teams, except one isolated case in Team 2, where no significant statistical difference was observed. It was apparent that the students had a positive attitude towards the device, while when it came to the retainability of the acquired knowledge -as shown in the delayed post-test, the performance of the team using it was similar to the team’s that used PCs. The innovative quality of this research lies in its use of tangible user interfaces for the teaching of multiple modules of electricity, making use of the “Makey Makey” device in combination with a board game and of handmade circuits with parallel connections as well as simple circuits to signal when the light is on or off.