Διερευνητικές μαθησιακές δραστηριότητες πειραμάτων ηλεκτρισμού στο δημοτικό με υποστήριξη τεχνικών επαυξημένης πραγματικότητας

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα παρουσιαστεί ένα διαδραστικό και εμπλουτισμένο εκπαιδευτικό πρόγραμμα που χρησιμοποιεί την τεχνολογία επαυξημένης πραγματικότητας για να εμπλέξει τους μαθητές της πέμπτης δημοτικού στον άγνωστο αλλά ενδιαφέρον κόσμο του ηλεκτρισμού. Το πρόγραμμα στοχεύει στη δημιουργία ενός δυναμικού περιβάλλοντος μάθησης, όπου η θεωρητική γνώση συνδυάζεται με πρακτικές εμπειρίες, ενθαρρύνοντας μια βαθύτερη κατανόηση των βασικών εννοιών του ηλεκτρισμού. Πιο συγκεκριμένα στην έρευνα συμμετείχαν 18 μαθητές της Στ΄ Δημοτικού ενός σχολείο του νομού Λασιθίου. Η έρευνα στηρίχτηκε στην διερευνητική προσέγγιση με την κατασκευή πειραμάτων με πραγματικά υλικά (από την ομάδα ελέγχου) και την δημιουργία πειραμάτων μέσω της επαυξημένης πραγματικότητας με χρήση qr code και του διαδραστικού προσομοιωτή Phet Colorado (από την πειραματική ομάδα). Οι διερευνητικές δραστηριότητες έγιναν στην ενότητα της Ε΄ Δημοτικού με τίτλο: «Ηλεκτρισμός» στα κεφάλαια «ΦΕ 4: Ένα απλό κύκλωμα» και «ΦΕ 6: Αγωγοί και Μονωτές». Η ομάδα ελέγχου είχε στη διάθεσή της όλα τα απαραίτητα υλικά που χρειάζονται για την δημιουργία κλειστών ηλεκτρικών κυκλωμάτων σε σειρά, όπως τον λαμπτήρα, τα καλώδια, την μπαταρία καθώς και διάφορα αντικείμενα τα οποία ανήκουν στις δύο κατηγορίες των αγωγών και των μονωτών, όπως ο συνδετήρας, η γόμα, το μολύβι και το κέρμα. Η πειραματική ομάδα είχε στη διάθεσή της τάμπλετ, με τα οποία σάρωναν τα qr code με τις πειραματικές δραστηριότητες που έπρεπε να διερευνήσουν στo ψηφιακό εργαλείο δημιουργία διαδραστικών φύλλων εργασίας Liveworksheets. Μέσα από το ψηφιακό φύλλο εργασίας οι μαθητές μεταφέρονταν στον διαδραστικό προσομοιωτή του Phet Colorado για να υλοποιήσουν τις διερευνητικές τους υποθέσεις. Το ερευνητικό ερώτημα της διπλωματικής είναι αν η επαυξημένη πραγματικότητα με την τεχνική των QR code επηρεάζει την κατανόηση των μαθητών σχετικά με τις φυσικές αρχές του ηλεκτρισμού. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η πειραματική ομάδα παρουσίασε σημαντική βελτίωση των επιδόσεών της σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο ομάδων δείχνει ότι η ΕΠ συμβάλλει στην απόκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων, αναδεικνύοντας τη σημασία των καινοτόμων εκπαιδευτικών εργαλείων. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης ανέδειξαν τόσο την αποτελεσματικότητα όσο και την σημασία της επαυξημένης πραγματικότητας στην εκπαίδευση. Με τη συνδυαστική χρήση της επαυξημένης πραγματικότητας και των απτών υλικών ενός ηλεκτρικού κυκλώματος, οι μαθητές αντιλήφθηκαν τις βασικές αρχές του ηλεκτρισμού με έναν πιο διαδραστικό τρόπο. Είχαν την ευκαιρία να αλληλεπιδράσουν με εικονικά στοιχεία και εξαρτήματα, διερευνώντας τη συμπεριφορά τους σε πραγματικό χρόνο. Κατά τη διάρκεια των δραστηριοτήτων, παρατήρησαν πώς αλλάζει η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος καθώς πρόσθεταν ή αφαιρούσαν εξαρτήματα, και πώς αλληλοεπίδρασαν μεταξύ τους σε ένα εικονικό περιβάλλον. Η αίσθηση του απτού σε συνδυασμό με την οπτική αναπαράσταση προσέφερε στους μαθητές μια πολυδιάστατη εμπειρία μάθησης.