Εικονική πραγματικότητα Εκπαιδευτική έρευνα και διδακτική πράξη

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Εικονική πραγματικότητα Εκπαιδευτική έρευνα και διδακτική πράξη"

Πρίσκα Κορωναίος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Εικονική πραγματικότητα Εκπαιδευτική έρευνα και διδακτική πράξη Καθηγητής Αναστάσιος Μικρόπουλος Εργαστήριο Εφαρμογών Εικονικής Πραγματικότητας στην Εκπαίδευση Πανεπιστήμιο

2 Ιδιαίτερα τεχνολογικά χαρακτηριστικά 1. τρισδιάστατες χωρικές αναπαραστάσεις, εικονικά περιβάλλοντα 2. διαισθητική αλληλεπίδραση με φυσικούς χειρισμούς, σε πραγματικό χρόνο. 3. πολυαισθητηριακά κανάλια αλληλεπίδρασης 4. εμβύθιση στο εικονικό περιβάλλον.

3 1. τρισδιάστατες χωρικές αναπαραστάσεις Αρκούν ώστε μία 3D αναπαράσταση να αποτελέσει ένα ΕΠ;

4 2. διαισθητική αλληλεπίδραση Φυσικές χειρονομίες, προσθέτουν στην «εικονικότητα» (virtuality)

5 3. πολυαισθητηριακά κανάλια αλληλεπίδρασης

6 4. εμβύθιση

7 Εικονική πραγματικότητα και εκπαίδευση Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά με τι προσφερόμενες δυνατότητες (affordances) που περιλαμβάνει η εικονική πραγματικότητα φαίνεται ότι συνεισφέρουν σε θετικά μαθησιακά αποτελέσματα μέσω των εκπαιδευτικών εικονικών περιβαλλόντων. (Mikropoulos & Natsis, 2011)

8 Εκπαιδευτικό Εικονικό Περιβάλλον Ένα εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον (κόσμος) είναι το εικονικό περιβάλλον (κόσμος) που βασίζεται σε ένα παιδαγωγικό μοντέλο. Είναι ένα εικονικό περιβάλλον (κόσμος) που δημιουργεί, τροποποιεί ή χειρίζεται ο μαθητής για να αναπαραστήσει τις γνώσεις του εμπλεκόμενος σε νοηματοδοτημένες διεργασίες κριτικής σκέψης και συμβάλλει σε θετικά μαθησιακά αποτελέσματα.

9 Ερευνητικό πεδίο: HMI σε ΕΠΕ

Β7. Μεθοδολογία: Εμπειρική μελέτη [Vrellis, I., Moutsioulis, A. & Mikropoulos, T. A. (2014). Primary school students attitude towards gesture based interaction.

10 Β7. Μεθοδολογία: Εμπειρική μελέτη [Vrellis, I., Moutsioulis, A. & Mikropoulos, T. A. (2014). Primary school students attitude towards gesture based interaction. A comparison between Microsoft Kinect and mouse. In D. G. Sampson, J. M. Spector, N.-S. Chen, R. Huang, Kinshuk (Eds.), Proceedings of the 14th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies ICALT2014 (pp ) MA: IEEE.] Α. Activity A construction activity involving the assembly of simple models out of primitive 3D objects was designed. More specifically, participants had to create a house model by combining a cube and a pyramid, and a tree model by combining a cylinder and a cone. The available 3D primitives were located in a transparent inventory on the right part of the screen (Fig. 1). Participants had to move the correct primitives to the empty space on the left side of the screen and combine them in order to create the requested models (Fig. 2). The primitives were designed so that they would become a single object when placed in contact with each other in the correct way. For example, if the cube was placed under the pyramid then the house model would be formed. Instead, if the cube got under the cone, nothing would happen. The activity was developed in Unity3D combined with the KinectExtras with MsSDK package. Figure 1. The activity (initial state) Figure 2. The activity (completed state)

11 Β7. Μεθοδολογία: Εμπειρική μελέτη The purpose of the activity was to engage the participants into drag and drop actions with the two different interfaces: the mouse and the Kinect. The drag and drop actions were implemented as follows: (a) Mouse: the user could select the desired primitive by moving the mouse pointer over it and pressing the left mouse button. Then they could move it to the left by dragging the mouse while keeping the left button pressed, and drop it by releasing the left mouse button (b) Kinect: the user could select the desired primitive by moving the Kinect pointer over it and closing their palm. Then they could move it to the left by moving their hand while keeping the palm closed, and drop it by opening their palm. The user could use either hand. It should be noted that the initial design of the activity allowed both for drag and drop actions (right hand) and rotation actions (left hand). Nevertheless, a pilot study with four students showed that the task was too difficult, so rotation actions were finally not implemented. It should be noted that although the activity was related to the educational subject of primitive geometric objects for K6 students (recognition, description, manipulation), its main purpose was not to measure the learning outcome but rather student s attitude towards the two different interfaces (mouse, Kinect). B. Subjects Participants were 32 primary school students (10 girls, 22 boys). Their ages were from 7 to 11 years old (mean=8.69, SD=.931). The students went from second to sixth grade which means that they had been taught the primitive geometric objects.

12 Β7. Μεθοδολογία: Εμπειρική μελέτη C. Procedure The empirical study took place at a school (Fig. 3, Fig. 4). The activity was projected on a wall and each participant tested it alone both with the mouse (Fig. 3) and the Kinect (Fig. 4). In order to counteract fatigue, practice, and carryover effects counterbalancing was used: half students used the mouse first and Kinect afterwards, while the other half used the Kinect first and the mouse afterwards. Before each session the researcher asked the participant a short demographic questionnaire regarding age, grade, computer and video game experience. Then, the researcher explained the student the goal of the activity and let them perform it. Especially in the Kinect condition the student was placed at the appropriate position opposite the sensor and hints were given on how to position their hands in order to select, drag and drop the primitives. Figure 3. Empirical evaluation of the activity with the mouse Figure 4. Empirical evaluation of the activity with the Kinect

13 Β7. Μεθοδολογία: Εμπειρική μελέτη After completing the activity with both interfaces the researcher asked the participant the following questions: Q1. Did you like the activity? (yes, no) Q2. How easy was moving objects with mouse? (1=Not at all 5=Very much) Q3. How easy was moving objects with Kinect? (1=Not at all 5=Very much) Q4. Which type of control did you like most? (mouse, Kinect) Q5. Which type of control did you find easier? (mouse, Kinect) Q6. Which type of control did you find more fun? (mouse, Kinect) Q7. Which type of control would you use again? (mouse, Kinect). The above questions were formed by the researchers. Standard usability questionnaires like USE [15] or IBM CSUQ [16] were not considered suitable for this study because of the participant s young age. The answers were later imported in SPSS 21 for statistical analysis.

14 Ερευνητικό πεδίο: παρουσία σε ΕΠΕ

15 Ερευνητικό πεδίο: στερεοσκοπία, διαφυλικές

16 Ποια προσέγγιση ενδείκνυται στη διδακτική πράξη;

17 1. Πολλαπλές αναπαραστάσεις

18 2. Δημιουργία, όχι αναπαραγωγή της γνώσης

19 3. Αυθεντικές μαθησιακές δραστηριότητες

20 4. Αναστοχασμός

21 5. Συνεργατική σύνθεση της γνώσης

22 1. Πολλαπλές αναπαραστάσεις 2. Δημιουργία, όχι αναπαραγωγή της γνώσης 3. Αυθεντικές μαθησιακές δραστηριότητες 4. Αναστοχασμός 5. Συνεργατική σύνθεση της γνώσης Διδακτικό μοντέλο: οικοδόμηση της γνώσης

H διδακτική πράξη Θεωρία μάθησης Διδακτικό μοντέλο Στρατηγική διδασκαλίας Διδακτικές τεχνικές Εξαρτημένη μάθηση Γνωστική επεξεργασία Κοινωνιογνωστική θεώρηση Άμεση διδασκαλία Επαγωγή

23 H διδακτική πράξη Θεωρία μάθησης Διδακτικό μοντέλο Στρατηγική διδασκαλίας Διδακτικές τεχνικές Εξαρτημένη μάθηση Γνωστική επεξεργασία Κοινωνιογνωστική θεώρηση Άμεση διδασκαλία Επαγωγή Συνεργατική μάθηση Διδακτικοί στόχοι / Προσδοκώμενα μαθησιακά αποτελέσματα Θυμάμαι Αντιλαμβάνομαι Εφαρμόζω Αναλύω Αξιολογώ Δημιουργώ Εισήγηση Καταιγισμός ιδεών Χιονοστιβάδα Εννοιολογική χαρτογράφηση Μάθηση

24 Διδακτικές παρεμβάσεις Προσδοκώμενα Αποτελέσματα (Διδακτικοί στόχοι) Οι μαθητές αναμένεται να: 1. ερμηνεύουν τη λειτουργία της όρασης (2 ο και 4 ο επίπεδο Bloom) 2. αναλύουν τις παραμέτρους λειτουργίας της όρασης και των προβλημάτων της μυωπίας και της πρεσβυωπίας (4 ο επίπεδο Bloom) 3. πειραματίζονται, αναλύουν και εφαρμόζουν τις γνώσεις τους για τη διόρθωση των προβλημάτων της μυωπίας και της πρεσβυωπίας (3 ο, 4 ο και 5 ο επίπεδο Bloom). Πηγή: Πρόγραμμα σπουδών Φυσικών Επιστήμων για το «νέο σχολείο» Βασικά θέματα (Επιστημονικό περιεχόμενο) Όραση και μάτι Προβλήματα όρασης: μυωπία, πρεσβυωπία Ενδεικτικές Δραστηριότητες (Διδακτικές και μαθησιακές δραστηριότητες) Προσομοίωση λειτουργίας της ανθρώπινης όρασης Για τον εκπαιδευτικό Η δυναμική προσομοίωση επιτρέπει τη διερευνητική προσέγγιση και μελέτη της όρασης και των συνηθισμένων προβλημάτων της. Η αξιοποίηση της προσομοίωσης παρέχει στον/στην εκπαιδευτικό την κατάλληλη υποστήριξη («σκαλωσιά», ζώνη επικείμενης ανάπτυξης) και ένα εργαλείο για αναστοχασμό. Η αξιοποίηση της προσομοίωσης μπορεί να γίνει και σε ομαδοσυνεργατικό πλαίσιο. Μπορούν επίσης να αξιοποιηθούν οι τεχνικές του καταιγισμού ιδεών ή της χιονοστιβάδας. Για το μαθητή Πριν ξεκινήσεις, διάβασε προσεκτικά τις οδηγίες της προσομοίωσης. 1. Παρατήρησε την εστίαση των φωτεινών ακτίνων πάνω στον αμφιβληστροειδή χιτώνα του ματιού, όπου σχηματίζεται το είδωλο του αντικειμένου που βλέπεις. Η όραση είναι σωστή, για αυτό βλέπεις εστιασμένο και καθαρό το κείμενο. 2. Μετακίνησε προς τα δεξιά το δρομέα της μυωπίας, για να την αυξήσεις. Το κείμενο γίνεται θολό. Το βλέπεις, όπως κάποιος που έχει μυωπία. 3. Παρατήρησε το μάτι και τις φωτεινές ακτίνες. Μπορείς να μετακινείς το δρομέα και να παρατηρείς το μάτι ταυτόχρονα. 4. Τι συμπέρασμα βγάζεις για το μυωπικό μάτι; Τι πρέπει να γίνει για να διορθωθεί η μυωπία; 5. Φέρε την προσομοίωση στην αρχική της συνθήκη, αυτή με τη σωστή όραση και κάνε το μάτι να έχει πρεσβυωπία, όπως έχουν συνήθως οι άνθρωποι μεγάλης ηλικίας. Βλέπεις ότι και στην περίπτωση της πρεσβυωπίας το κείμενο είναι θολό. 6. Τι διαφορά παρατηρείς σε σχέση με το μυωπικό μάτι; 7. Βάζοντας τα γυαλιά, η όραση χειροτερεύει. Γιατί; 8. Τι πρέπει να γίνει για να διορθωθεί η όραση; 9. Ποια η διαφορά στο σχηματισμό του ειδώλου στις περιπτώσεις της μυωπίας και της πρεσβυωπίας; 10. Σε τι διαφέρει ο τρόπος διόρθωσης της όρασης σε κάθε περίπτωση; Εκπαιδευτικό Υλικό (Μαθησιακό αντικείμενο) ΦΩΣ: Μάτι. Προσομοίωση «το ανθρώπινο μάτι, η μυωπία και η πρεσβυωπία»: hotoden tro.edu. gr/lor/r/ 8521/61 76

25 Ειδική αγωγή: αυτισμός

26 Ειδική αγωγή: δυσλεξία

27 Αναφορές Mikropoulos, T. A. & Natsis, A. (2011). Educational Virtual Environments: A Ten Year Review of Empirical Research ( ). Computers & Education, 56(3), Natsis, A., Hormova, H., Mikropoulos, T. A. (2014). Students views on different learning objects. In L. Gómez Chova, A. López Martínez, I. Candel Torres (eds.) INTED 2014 Proceedings, 8th International Technology, Education and Development Conference (pp ). Valencia: IATED Academy.

Σχετικά έγγραφα

Εικονική πραγματικότητα και εκπαίδευση: Εκπαιδευτικά εικονικά περιβάλλοντα και κόσμοι

Εικονική πραγματικότητα και εκπαίδευση: Εκπαιδευτικά εικονικά περιβάλλοντα και κόσμοι Αναστάσιος Μικρόπουλος Εργαστήριο Εφαρμογών Εικονικής Πραγματικότητας στην Εκπαίδευση Πανεπιστήμιο Τεχνολογίες μάθησης