Μάθηση δημιουργίας και μέτρησης γωνιών με ενσώματο, τεχνολογικό περιβάλλον μέσω χρήσης κάμερας-αισθητήρα κίνησης σώματος

Abstract

Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να ερευνήσει κατά πόσο η χρήση αισθητήρα κίνησης σώματος μέσα από ένα ενσώματο και τεχνολογικό περιβάλλον μπορεί να έχει θετικές επιδράσεις στο γνωστικό επίπεδο των μαθητών Ε’ και Στ’ Δημοτικού στον τομέα της Γεωμετρίας και συγκεκριμένα στη μέτρηση και δημιουργία γωνιών. Ως αισθητήρα κίνησης επιλέξαμε τον αισθητήρα Orbbec Astra ως εξέλιξη του, δημοφιλούς για εκπαιδευτικές δραστηριότητες, αισθητήρα Kinect. Η θεωρία της ενσώματης μάθησης υποστηρίζει ότι η ανθρώπινη γνώση δεν αποτελεί απομονωμένη αντιληπτική δράση, αλλά επηρεάζεται διαμορφώνεται από τις δραστηριότητες του σώματος. Ως στατικό ορισμό της γωνίας υιοθετούμε αυτόν που ορίζει τη γωνία ως μέρος του επιπέδου που περιλαμβάνεται μεταξύ δύο ακτινών που συναντώνται στα αρχικά σημεία τους, ενώ κατά τον δυναμικό ορισμό γωνία είναι ένα μέτρο της στροφής μιας ακτίνας γύρω από ένα σημείο από μία θέση σε άλλη. Ο μαθησιακός σχεδιασμός περιλαμβάνει οχτώ δραστηριότητες οι οποίες σχεδιάστηκαν μετά από μελέτη της ανάπτυξης των εννοιών γύρω από τη γωνία από την Α’ Δημοτικού έως την Α’ Γυμνασίου, των λανθασμένων αντιλήψεων των μαθητών για τις γωνίες, των δυσκολιών που αντιμετωπίζουν οι μαθητές σχετικά με τις γωνίες, του θεωρητικού πλαισίου για την ενσώματη μάθηση και την εξελικτική πορεία της μάθησης γωνιών, που συμπεριλαμβάνει τη χρήση στατικών και δυναμικών γωνιών καθώς και την εύρεση ομοιοτήτων μεταξύ γωνιών σε διαφορετικές καταστάσεις. Οι δραστηριότητες περιλαμβάνουν δημιουργία γωνιών με το σώμα, μπροστά στον αισθητήρα κίνησης, δημιουργία γωνιών στο χαρτί και στον πίνακα, συμπλήρωση φύλλων εργασίας που συνοδεύουν τις δραστηριότητες δημιουργίας γωνιών μπροστά στον αισθητήρα κίνησης, καθώς και συζήτηση μεταξύ των μαθητών και μεταξύ μαθητών - εκπαιδευτικού. Το λογισμικό που χρησιμοποιεί τον αισθητήρα κίνησης σώματος δημιουργήθηκε στο περιβάλλον του Unity 3d και σχεδιάστηκε βάσει συγκεκριμένου πλαισίου σχεδιασμού ενσώματων περιβαλλόντων για μαθηματική κατανόηση με αξιοποίηση τεχνολογίας. Στην έρευνα συμμετείχαν 12 παιδιά Ε’ και Στ’ Δημοτικού σχολείου και για τον έλεγχο της επίδρασης της διδακτικής παρέμβασης χρησιμοποιήθηκε ένα διαγνωστικό τεστ πριν από την παρέμβαση, ένα διαγνωστικό τεστ μετά την παρέμβαση, τα φύλλα εργασίας, παρατήρηση των δεδομένων από τη βιντεοσκόπηση της παρέμβασης και ατομικές συνεντεύξεις των μαθητών που πραγματοποιήθηκαν μετά το διαγνωστικό τεστ. Η ποσοτική ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε μια στατιστικά σημαντική διαφορά στην επίδοση των μαθητών πριν και μετά τη διδακτική παρέμβαση, ενώ η ποιοτική ανάλυση ανέδειξε κρίσιμα σημεία στην εξέλιξη της κατανόησης των παιδιών καθώς και άλλους παράγοντες που επηρέασαν την κατανόηση των παιδιών, όπως δυσκολίες στην έκφραση σχετικά με όρους που σχετίζονται με τις γωνίες και μια επιπλέον λανθασμένη αντίληψη για τον υπολογισμό του μέτρου της γωνίας που δεν αναφέρεται στη βιβλιογραφία. Οι απόψεις των παιδιών για τη χρήση του αισθητήρα κίνησης είναι θετικές, ενώ προτείνουν τη χρήση του και σε άλλα μαθήματα. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων ανέδειξε στοιχεία που αφορούν τον μαθησιακό σχεδιασμό, όπως ο ρόλος της ορολογίας που χρησιμοποιεί ο εκπαιδευτικός στη μαθησιακή διαδικασία. Βάσει των στοιχείων που προέκυψαν προτείνεται η χρήση της σφήνας ως γνωστικού εργαλείου μέτρησης γωνιών.