Αλληλεπιδραστικά τρισδιάστατα περιβάλλοντα και αστρονομία : δημιουργία και αξιολόγηση εφαρμογής για τη διδασκαλία του ηλιακού συστήματος

Abstract

Στην εργασία μελετάται η ανάπτυξη και η χρήση τρισδιάστατου αλληλεπιδραστικού περιβάλλοντος για τη διδασκαλία στοιχείων για το ηλιακό σύστημα. Η χρήση εφαρμογών της εικονικής πραγματικότητας και γενικότερα των τρισδιάστατων εικονικών περιβαλλόντων στην εκπαίδευση, είναι καλά τεκμηριωμένη από τις κονστρουκτιβιστικές και κοινωνικο-πολιτιστικές θεωρίες μάθησης.Σκοπός ήταν κατά πρώτον να ελεγχθεί το περιβάλλον από τεχνικής και χρηστικής άποψης και κατά δεύτερον το κατά πόσο επιτυγχάνονται οι μαθησιακοί στόχοι του διδακτικού του υλικού. Τα παραπάνω μελετήθηκαν δίνοντας την εφαρμογή σε ομάδα χρηστών και συλλέγοντας στοιχεία από αυτούς, που αξιολογούσαν τις παραπάνω παραμέτρους.Ο εικονικός κόσμος δημιουργήθηκε με τη χρήση της πλατφόρμας ανοικτού λογισμικού OpenSimulator, η οποία βασίζεται στην τεχνολογία του Second Life. Ειδικότερα, δημιουργήθηκε εικονικός κόσμος που απεικόνιζε το ηλιακό σύστημα σε δύο επίπεδα. Στο πρώτο, έγινε αναπαράσταση του ηλιακού συστήματος σε κλίμακα, ενώ το δεύτερο επίπεδο παρείχε πληροφορίες για αυτό. Ερευνητικά δεδομένα συλλέχθηκαν από τυχαίο δείγμα φοιτητών του Παιδαγωγικού Τμήματος Δημοτικής Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου Αιγαίου, που οργανώθηκαν σε δύο ομάδες. Στην πρώτη ομάδα δόθηκε η εφαρμογή, ενώ στην δεύτερη δόθηκαν πληροφορίες με ένα απλό πρόγραμμα παρουσίασης. Με τη χρήση ερωτηματολογίων έγινε έλεγχος της επίτευξης των μαθησιακών στόχων και στις δύο ομάδες. Στην πρώτη ομάδα δόθηκε ένα επιπλέον ερωτηματολόγιο για την τεχνική και χρηστική αξιολόγηση της εφαρμογής.Τα αποτελέσματα κρίνονται ως ικανοποιητικά. Και οι δύο ομάδες παρουσίασαν πρόοδο όσον αφορά τις γνώσεις τους για το ηλιακό σύστημα, αλλά η πρώτη ομάδα είχε καλύτερα αποτελέσματα από τη δεύτερη ομάδα, η οποία είχε πρόσβαση μόνο στις πληροφορίες. Ακόμη, η πλειοψηφία των χρηστών της εφαρμογής δήλωσαν ότι οι περισσότεροι από τους παιδαγωγικούς στόχους της εφαρμογής επιτεύχθηκαν και συμφώνησαν ότι τα τρισδιάστατα περιβάλλοντα κάνουν το μάθημα πιο ενδιαφέρον και οπτικοποιούν καταστάσεις και γεγονότα, που είναι αδύνατο να αναπαρασταθούν με άλλον τρόπο. Ακόμη, υποστήριξαν ότι θα χρησιμοποιούσαν τρισδιάστατα περιβάλλοντα στη διδασκαλία.

The study deals with the development and evaluation of a 3D virtual environment for teaching facts about the solar system. Many teachers have a theoretical, but not scientific, background and as a result they lack basic scientific knowledge about the solar system. This leads to misconceptions and inadequate teaching of the subject. On the other hand, the use of virtual reality applications and -in general- of 3D virtual environments in education, is well established by the constructivistic and socio-cultural learning theories. Taking these facts into consideration, an application was developed with a twofold purpose. The first was to study the virtual environment from a technical and utilitarian aspect. The second was to examine the degree to which the learning goals were achieved. Research data were collected evaluating the above parameters.The 3D virtual environment was developed using OpenSimulator, a software platform that is based on the Second Life's technology. More specifically, a virtual world was created depicting the solar system in two levels. In the first level, there was an illustration of the solar system on a scale, while the second level provided more detailed information. Two groups of randomly selected students from the Department of Primary School Education of the University of the Aegean were formed. The application was administered to the first group. The second group had access to online learning material, the same as in the first group. Data were collected with the use of questionnaires that studied the achievement of learning goals in both of these groups. In the first group one more questionnaire was given for the technical and utilitarian evaluation of the application. The findings of the study are considered satisfactory. Both groups indicated progress regarding their knowledge about the solar system, but the first group of users had better results than the second that had access only to online information. Also, most of the users of the virtual world stated that the pedagogical goals of the application were achieved and agreed that the 3D environment makes the lesson more interesting and visualizes situations and facts which are otherwise impossible to represent. Finally, they stated that they would use 3D virtual environments in their teaching.