2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ «Εκπαιδευτικά Τρισδιάστατα Εικονικά Περιβάλλοντα με χαρακτηριστικά Ηλεκτρονικού Παιχνιδιού: Η πιλοτική εφαρμογή VRLERNA» Δρ. Μπαρμπάτσης Κωνσταντίνος 1, Δρ. Οικονόμου Δάφνη 2, Παπαμαγκανά Ιωάννα 3, Ζώζας Ιωάννης 4 1 Εκπαιδευτικός - Πληροφορικός barbatsis@gmail.com 2 Τμήμα Πολιτισμικής Τεχνολογίας και Επικοινωνίας (ΤΠΤΕ), Σχολή Κοινωνικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Αιγαίου d.economou@ct.aegean.gr 3 Εκπαιδευτικός Αρχαιολόγος, υποψήφια διδάκτωρ τμήματος Ιστορίας και Αρχαιολογίας Α.Π.Θ. iopapa@hotmail.com 4 Πληροφορικός zozas@hotmail.com ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σύμφωνα με τις σύγχρονες θεωρίες της ψυχολογίας και της μάθησης, η ενεργητική στάση του εκπαιδευόμενου αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την επίτευξη των θετικών μαθησιακών αποτελεσμάτων. Τα τελευταία χρόνια, οι ταχύτατα αναπτυσσόμενες τεχνολογίες της πληροφορίας και την επικοινωνίας προσέφεραν νέες δυνατότητες στην εκπαιδευτική διαδικασία. Ωστόσο, η δυναμική νέων τεχνολογιών (όπως αυτών των τρισδιάστατων εικονικών περιβαλλόντων και των ηλεκτρονικών παιχνιδιών) θα μπορούσε να αξιοποιηθεί περαιτέρω, παρέχοντας επιπρόσθετη δέσμευση, διασκέδαση και υποκίνηση στον εκπαιδευόμενο. Στην παρούσα εργασία, εστιάζουμε σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα τα οποία συνδυάζουν χαρακτηριστικά και από τις δύο προαναφερθείσες τεχνολογίες. Για να είναι αποτελεσματικό ένα εκπαιδευτικό τρισδιάστατο εικονικό περιβάλλον με χαρακτηριστικά παιχνιδιού, πρέπει να υπηρετεί εξίσου ικανοποιητικά τόσο τη διασκέδαση όσο και τη μάθηση. Όμως, μέσα από τη μελέτη της βιβλιογραφίας διαπιστώθηκε ότι η επίτευξη ισορροπίας μεταξύ διασκέδασης και μάθησης αποτελεί μια πολύπλοκη και δύσκολη διαδικασία. Επομένως, υπάρχει ανάγκη για το σχεδιασμό εκπαιδευτικών περιβαλλόντων τα οποία θα συνδυάζουν τα διασκεδαστικά στοιχεία με το κατάλληλο εκπαιδευτικό περιεχόμενο. Για την εξεύρεση λύσης στον παραπάνω προβληματισμό παρουσιάσθηκε θεωρητικό πλαίσιο για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη εκπαιδευτικών τρισδιάστατων εικονικών περιβαλλόντων, τα οποία θα αξιοποιούν εκείνα τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρονικών παιχνιδιών, που θεωρούνται ικανά να δεσμεύσουν και να υποκινήσουν, καθιστώντας αποτελεσματική τη μαθησιακή διαδικασία. Με βάση τα παραπάνω σχεδιάσθηκε και υλοποιήθηκε πιλοτικό εκπαιδευτικό λογισμικό το οποίο [1249]
«Ψηφιακές και Διαδικτυακές εφαρμογές στην Εκπαίδευση» αποσκοπεί στη διδασκαλία ιστορικού αρχαιολογικού θέματος και προορίζεται για τους μαθητές της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης (γυμνάσιο), με ουσιαστικό σκοπό την αποτίμηση της αποτελεσματικότητας του θεωρητικού πλαισίου. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Μάθηση, υποκίνηση, εκπαιδευτική τεχνολογία, τρισδιάστατα εικονικά περιβάλλοντα, ηλεκτρονικά παιχνίδια. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η μάθηση αποτελεί το βασικό στόχο και την κύρια επιδίωξη κάθε οργανωμένου εκπαιδευτικού προγράμματος (Μπούσιου, Γιουβανάκης, Σαμαρά & Ταχματζίδου, 2003). Το διαχρονικό και θεμελιώδες ερώτημα που τίθεται, αφορά τον τρόπο επίτευξης της «εις βάθος και ουσιαστικής μάθησης» (deep and meaningful learning) (Σαμαρά, 2007). Σύγχρονες θεωρίες της ψυχολογίας της μάθησης θεωρούν ως απαραίτητη προϋπόθεση για την επίτευξη των μαθησιακών στόχων, τη δραστηριοποίηση του εκπαιδευομένου και την ενσωμάτωση του σε μια ενεργητική μαθησιακή διαδικασία (Ρετάλης, Αβούρης & Αναστασιάδης, 2005). Σύμφωνα με τον Rogers (1999), o ενεργητικός χαρακτήρας της μάθησης συνδέεται άρρηκτα με την πρόκληση υποκίνησης. Επομένως, θεωρείται αναγκαία η μετεξέλιξη του υπάρχοντος εκπαιδευτικού σκηνικού προς ένα νέο, το οποίο θα υποκινεί τον εκπαιδευόμενο, εντάσσοντας τον σε μια ενεργητική μαθησιακή διαδικασία. Στο πλαίσιο αυτό η εκπαιδευτική τεχνολογία θα μπορούσε να παίξει σημαντικό ρόλο και να προσφέρει απαντήσεις στο ερώτημα που τέθηκε παραπάνω. Ειδικότερα, τεχνολογίες όπως αυτές των τρισδιάστατων εικονικών περιβαλλόντων και των ηλεκτρονικών παιχνιδιών θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως εκπαιδευτικά εργαλεία για την ανάπτυξη περιβαλλόντων τα οποία θα καθιστούν ενεργητικό τον εκπαιδευόμενο μέσω της διασκέδασης, της δέσμευσης και της υποκίνησης. Τα τρισδιάστατα εικονικά περιβάλλοντα (Virtual Learning Environments) αποτελούν ένα πολλά υποσχόμενο εκπαιδευτικό εργαλείο με μεγάλες δυνατότητες στην παροχή αποτελεσματικής εκπαίδευσης (Winn, 2003; Bruner, 1996). Πρόκειται για περιβάλλοντα που εισάγουν νέες δυνατότητες ως προς τον τρόπο οπτικοποίησης του εκπαιδευτικού υλικού και αλληλεπίδρασης του με το χρήστη (Δημητρόπουλος, 2006), αναδεικνύοντας τις βασικές αρχές της παιδαγωγικής και της διδακτικής (Bricken 1990). Ειδικότερα, ο εκπαιδευτικός τους χαρακτήρας συνάδει με τις βασικές αρχές της εποικοδομητικής θεωρίας μάθησης (Ρόκου & Ρόκος, 2008; Μικρόπουλος, 2004), της «μάθησης μέσω εμπειρίας» και της «ανακαλυπτικής μάθησης» (Bruner, 1996). Διασκεδάζουν και υποκινούν τον εκπαιδευόμενο προς την επίτευξη του μαθησιακού στόχου μετατρέποντας την παθητική παρακολούθηση ενός μαθήματος σε μια ενεργητική διαδικασία. Η τεχνολογία των ηλεκτρονικών παιχνιδιών (Video Games) αποτελεί ένα ταχύτατα αναπτυσσόμενο τεχνολογικό πεδίο. Μια τεχνολογία που διεισδύει όλο και περισσότερο στη σύγχρονη κοινωνία αποτελώντας μια από τις κυρίαρχες, [1250]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ πλέον κερδοφόρες και επιδραστικές μορφές ψυχαγωγίας, ίσως το πιο δημοφιλές μέσο στη νεανική διασκέδαση (Amory et al., 1999; Kirriemuir, 2002). Πολλοί ερευνητές υποστηρίζουν τη χρήση των παιχνιδιών ως υποβοηθητικό μέσο για την επίτευξη των μαθησιακών στόχων. Η άποψη τους αυτή στηρίζεται τόσο στην καταλυτική τους επίδραση στο νεανικό πληθυσμό αλλά όσο και στο γεγονός ότι φαίνεται να υποκινούν με έναν περισσότερο εποικοδομητικό τρόπο από αυτόν που υιοθετεί έως τώρα η συμβατική εκπαίδευση (Klawe, 1999; Prensky, 2002 Facer, 2003; Kirriemuir & McFarlane, 2004). Ο Boyle (1997) θεωρεί ότι τα παιχνίδια είναι δυνατόν να προσδώσουν ένα ελκυστικό και ευχάριστο χαρακτήρα στην μάθηση, προσφέροντας μια ισχυρή «φόρμα» για τον σχεδιασμό αποτελεσματικών εκπαιδευτικών περιβαλλόντων (Virvou, Katsionis & Manos 2005). Ο Papert (1993) υποστηρίζει ότι τα παιχνίδια προσδίδουν ένα γρήγορο και κατά συνέπεια ενδιαφέρον ρυθμό στη διδασκαλία, σε αντίθεση με τα συμβατικά μέσα που εφαρμόζονται στα περισσότερα σχολεία, τα οποία καθιστούν αργή και βαρετή τη διδακτική διαδικασία (Virvou, Katsionis & Manos, 2005). Οι σημερινοί μαθητές λόγω της εξοικείωσης τους με την τεχνολογία των ηλεκτρονικών παιχνιδιών, είναι πιθανόν να απολαμβάνουν περισσότερο μια εμπειρία μάθησης ενσωματωμένη σε ένα ηλεκτρονικό παιχνίδι (BECTA, 2002; Prensky, 2002). ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Στην παρούσα εργασία αναφερόμαστε σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα τα οποία συνδυάζουν στοιχεία από τις τεχνολογίες των εικονικών περιβαλλόντων και των ηλεκτρονικών παιχνιδιών. Εντούτοις, στη συνέχεια εστιάζουμε περισσότερο στη διερεύνηση της εκπαιδευτικής χρησιμότητας των ηλεκτρονικών παιχνιδιών, καθώς αν και η πλειοψηφία των σχετικών ερευνών αναγνωρίζει την καταλυτική επίδραση αυτών στους νέους, ελάχιστα είναι τα διαθέσιμα ερευνητικά στοιχεία σε σχέση με το σχεδιασμό και την ανάπτυξη αποτελεσματικών εκπαιδευτικών ηλεκτρονικών παιχνιδιών (Kirriemuir 2002; Facer 2003; Kirriemuir & McFarlane, 2004). Το εκπαιδευτικό ηλεκτρονικό παιχνίδι οφείλει να υπηρετεί δύο στόχους: τη διασκέδαση και την μάθηση. Και οι δύο αυτοί στόχοι πρέπει να πληρούνται σε ικανοποιητικό βαθμό, προκειμένου το εκπαιδευτικό περιβάλλον να είναι αποτελεσματικό. Η διασκέδαση από τη μια πλευρά, αποτελεί μείζονος σημασίας ζήτημα μιας και η ύπαρξη της (ή όχι) συνδέεται άμεσα με τη δέσμευση και κατά συνέπεια την υποκίνηση του παίκτη / εκπαιδευόμενου (Sedighian, 1997; Amory, et al. 1998). Η Ashley Lipson (Prensky, 2000) υποστηρίζει ότι τα εκπαιδευτικά παιχνίδια τα οποία στερούνται χαρακτηριστικών όπως αυτά της διασκέδασης και της δέσμευσης, αποπροσανατολίζουν και δεν προσφέρουν κάτι περισσότερο απ ότι τα συμβατικά εκπαιδευτικά λογισμικά. Ο Malone (1980) θεωρεί ως επιτυχημένα εκείνα τα εκπαιδευτικά παιχνίδια τα οποία διασκεδάζουν και συνεπώς υποκινούν τον εκπαιδευόμενο. Εκείνα τα οποία περιλαμβάνουν την βέλτιστη πρόκληση έχουν ένα κατάλληλο σκοπό και αβέβαιες εκβάσεις, παρέχουν σαφή, εποικοδομητική, και ενθαρρυντική ανατροφοδότηση και προσφέρουν στοιχεία όπως αυτά της περιέργειας και [1251]
«Ψηφιακές και Διαδικτυακές εφαρμογές στην Εκπαίδευση» της φαντασίας. Από την άλλη πλευρά, η μάθηση επιτυγχάνεται μέσω ενός περιβάλλοντος στο οποίο παρέχεται η απαιτούμενη εκπαιδευτική υποστήριξη. Ο όρος «εκπαιδευτική υποστήριξη» αναφέρεται στην υιοθέτηση εκείνων των παιδαγωγικών και διδακτικών αρχών (θεωρίες μάθησης, εκπαιδευτικές μέθοδοι, εκπαιδευτικά εργαλεία) που συνάδουν με το χαρακτήρα των ηλεκτρονικών παιχνιδιών και δύνανται να οδηγήσουν στην επίτευξη των μαθησιακών στόχων (Virvou, Manos, Katsionis & Tourtoglou, 2002). Ωστόσο, μέσα από τη βιβλιογραφική ανασκόπηση και μελέτη των προηγούμενων προσπαθειών ανάπτυξης εκπαιδευτικών ηλεκτρονικών παιχνιδιών διαπιστώθηκε ότι η επίτευξη ισορροπίας μεταξύ διασκέδασης / δέσμευσης / υποκίνησης και μαθησιακής αποτελεσματικότητας αποτελεί μια πολύπλοκη διαδικασία. Αυτός είναι ο λόγος ύπαρξης ελάχιστων επιτυχημένων εκπαιδευτικών τίτλων (Ciavarro, 2006). Ενδεικτική είναι η αναφορά του Brody (1993), ο οποίος επισημαίνει ότι ο συνδυασμός εκπαιδευτικού περιεχομένου και διασκεδαστικών στοιχείων έχει παραγάγει μερικά όχι και τόσο εκπαιδευτικά ηλεκτρονικά παιχνίδια και μερικές όχι και τόσο διασκεδαστικές μαθησιακές δραστηριότητες. Επομένως, υπάρχει ανάγκη για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη εκπαιδευτικών παιχνιδιών τα οποία θα συνδυάζουν διασκεδαστικά (υποκινητικά) στοιχεία με τους κατάλληλους διδακτικούς στόχους και το κατάλληλο εκπαιδευτικό περιεχόμενο. Ειδικότερα, όσον αφορά τη διασκέδαση θα πρέπει να προσδιορισθούν εκείνα τα χαρακτηριστικά των δημοφιλών ηλεκτρονικών παιχνιδιών, τα οποία έχουν την δυνατότητα να υποκινήσουν τον εκπαιδευμένο. Επιπλέον, απαιτείται η ενεργοποίηση της εκπαιδευτικής δυναμικής αυτών των χαρακτηριστικών μέσω της πλαισίωσης τους από κατάλληλες εκπαιδευτικές αρχές (εκπαιδευτική υποστήριξη). Βασικός σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η παρουσίαση ενός θεωρητικού πλαισίου για αποτελεσματικά εκπαιδευτικά ηλεκτρονικά παιχνίδια. Συγκεκριμένα, ενός θεωρητικού πλαισίου για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη εκπαιδευτικών τρισδιάστατων εικονικών περιβαλλόντων, τα οποία θα αξιοποιούν εκείνα τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρονικών παιχνιδιών που θεωρούνται ικανά να δεσμεύσουν και να υποκινήσουν, καθιστώντας αποτελεσματική τη μαθησιακή διαδικασία. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ Βασική συνιστώσα και επιδίωξη του προτεινόμενου θεωρητικού πλαισίου, αποτελεί η ενίσχυση των μαθησιακών αποτελεσμάτων μέσω της διαδικασίας της υποκίνησης. Όμως, ποια είναι τα επιθυμητά μαθησιακά αποτελέσματα και ποιά τα χαρακτηριστικά τα οποία καθιστούν έναν εκπαιδευόμενο υποκινούμενο; Τα επιθυμητά μαθησιακά αποτελέσματα περιλαμβάνουν την ένταση της διέγερσης, της προσοχής, του βαθμού της συμμετοχής, της εμμονής σε αυτό που θέλει να πετύχει ο εκπαιδευμένος (Cordova & Lepper, 1996; Parker & Lepper, 1992). Από την άλλη πλευρά, ο υποκινούμενους εκπαιδευόμενος είναι ενθουσιώδης, εστιασμένος και δεσμευμένος στο στόχο [1252]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ του. Το ενδιαφέρον του για γνώση είναι έκδηλο και νιώθει ευχάριστα κατά τη μαθησιακή διαδικασία. Το θεωρητικό πλαίσιο αποτελείται από το τμήμα του εκπαιδευτικού πλαισίου και από το τμήμα των εκπαιδευτικών εργαλείων. Το εκπαιδευτικό πλαίσιο αποτελεί το παιδαγωγικό υπόβαθρο του θεωρητικού πλαισίου, περιλαμβάνοντας θεωρίες μάθησης και εκπαιδευτικές μεθόδους οι οποίες προάγουν τη δέσμευση, την υποκίνηση και συνάδουν με τον χαρακτήρα των επιλεγόμενων εκπαιδευτικών εργαλείων. Πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνει την εποικοδομητική θεωρία μάθησης, η οποία συνδέεται άμεσα με τα σύγχρονα εκπαιδευτικά λογισμικά καθώς είναι προσανατολισμένη στον εκπαιδευόμενο ο οποίος καλείται να δράσει προκειμένου να αποκτήσει γνώση. Όσον αφορά στις εκπαιδευτικές μεθόδους επιλέχθηκαν αυτές της βιωματικής και της αποκαλυπτικής μάθησης, οι οποίες συνάδουν τόσο με τη βασική επιδίωξη του θεωρητικού πλαισίου (υποκίνηση), όσο και με τις βασικές αρχές της εποικοδομητικής θεωρίας μάθησης μιας και προωθούν την μάθηση μέσω εμπειριών, αλλά και την προσωπική ανακάλυψη της γνώσης. Τα εκπαιδευτικά εργαλεία περιλαμβάνουν τα τρισδιάστατα εικονικά περιβάλλοντα και τα ηλεκτρονικά παιχνίδια, η εκπαιδευτική δυναμική των οποίων έχει αναφερθεί στην εισαγωγή της παρούσης εργασίας. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στο εκπαιδευτικό εργαλείο των ηλεκτρονικών παιχνιδιών και ειδικότερα στα χαρακτηριστικά αυτών. Μελετώντας την αντίστοιχη βιβλιογραφία, καταλήξαμε στην επιλογή εκείνων των χαρακτηριστικών των ηλεκτρονικών παιχνιδιών (φαντασία, περιέργεια, μυστήριο, κανόνες και στόχοι, έλεγχος, αλληλεπίδραση, ρεαλισμός) τα οποία είναι δυνατόν να προκαλέσουν υποκίνηση και συνάμα ικανοποιητικά μαθησιακά αποτελέσματα. Ουσιαστικά, η επιλογή των χαρακτηριστικών στηρίχθηκε στο προτεινόμενο θεωρητικό πλαίσιο και σε μελέτη βιβλιογραφικών αναφορών σχετικών με τα γενικότερα χαρακτηριστικά των ηλεκτρονικών παιχνιδιών. Ειδικότερα, θεωρείται ότι τα εκπαιδευτικά ηλεκτρονικά παιχνίδια δύνανται να ενισχύσουν τη μαθησιακή διαδικασία, αν ενεργοποιηθεί η εκπαιδευτική δυναμική κάποιων βασικών χαρακτηριστικών αυτών. Η ενεργοποίηση θα πραγματοποιηθεί μέσω της ενσωμάτωσης των χαρακτηριστικών σε ένα συγκεκριμένο εκπαιδευτικό πλαίσιο (Garris et al., 2002). Έτσι, επιλέχθηκαν χαρακτηριστικά που συνάδουν με τις βασικές αρχές τις εποικοδομητικής θεωρίας μάθησης, των εκπαιδευτικών μεθόδων της βιωματικής και της ανακαλυπτικής μάθησης και χαρακτηριστικά τα οποία είναι ικανά να δεσμεύσουν και να υποκινήσουν. Τέλος, σημαντικό κριτήριο επιλογής αποτέλεσε το βασικό εκπαιδευτικό εργαλείο που χρησιμοποιήσαμε: το τρισδιάστατο εικονικό περιβάλλον. Έτσι, τα επιλεγόμενα χαρακτηριστικά έπρεπε να είναι κατάλληλα για ενσωμάτωση σε ένα εικονικό περιβάλλον. Συγκεκριμένα, έπρεπε να επιλεχθούν εκείνα τα οποία θα συμβάλουν στην καλύτερη δυνατή αξιοποίηση της εκπαιδευτικής δυναμικής των τεχνολογιών των ηλεκτρονικών παιχνιδιών και κυρίως των εικονικών περιβαλλόντων. Η ΠΙΛΟΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ VRLERNA [1253]
«Ψηφιακές και Διαδικτυακές εφαρμογές στην Εκπαίδευση» Με βάση τις προδιαγραφές που τέθηκαν στην ενότητα του θεωρητικού πλαισίου, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε η πιλοτική εφαρμογή VRlerna. Πρόκειται για ένα αλληλεπιδραστικό τρισδιάστατο εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον με χαρακτηριστικά ηλεκτρονικού παιχνιδιού. Συγκεκριμένα επιχειρήθηκε μια προσομοίωση της «Οικίας των Κεράμων», ενός σημαντικού ευρήματος του αρχαίου οικισμού της Λέρνας στην Αρκαδία. Πρόκειται για ένα κτίριο εντυπωσιακών για την εποχή διαστάσεων (μοναδικό στον Ελλαδικό χώρο) το οποίο τοποθετείται χρονολογικά στην Πρώιμη Εποχή του Χαλκού (3000-2000 π.χ.) (Caskey, 1968). Ο βασικός εκπαιδευτικός σκοπός της εφαρμογής αφορά στη διδασκαλία της αρχαίας ελληνικής ιστορίας στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση με τρόπο εύληπτο από το σύνολο των μαθητών. Ειδικότερα, η εφαρμογή στοχεύει στην παρουσίαση ιστορικών στοιχείων που απουσιάζουν από τη συμβατική διδασκαλία και αποσκοπεί στο να αποτελέσει μια αρχική γνωριμία των μαθητών με την Πρώιμη Εποχή του Χαλκού στην Ηπειρωτική Ελλάδα, ώστε να αποκτήσουν τις πρώτες δυνατότητες για να προχωρούν σε κρίσεις και ερμηνείες γύρω από την περίοδο αυτή. Η αρχιτεκτονική της εφαρμογής αποτελείται από τρία διαφορετικά επίπεδα (σχήμα 1): το επίπεδο του πλαισίου λειτουργίας, το επίπεδο πολυμέσων και το επίπεδο του εικονικού περιβάλλοντος. Κατά την εκτέλεση βασικών διεργασιών της εφαρμογής τα τρία επίπεδα είτε αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, είτε λειτουργούν παράλληλα. Σχήμα 1: Αρχιτεκτονική εφαρμογής επίπεδα Το πλαίσιο λειτουργίας αποτελεί τον «εγκέφαλο» του συστήματος, ο οποίος καθορίζει το πώς και πότε θα ενεργοποιηθεί η λειτουργία των δύο άλλων επιπέδων. Το βασικότερο συστατικό του πλαισίου λειτουργίας είναι η βάση δεδομένων. Ειδικότερα, η δομή της βάσης δεδομένων αφορά στη διαχείριση των ενεργειών (πίνακας όπου αποθηκεύονται οι ενέργειες του χρήστη καθώς και οι απαντήσεις του στις γνωστικές δοκιμασίες), τη διαχείριση των αντικειμένων (πίνακας όπου αποθηκεύονται τα αντικείμενα αρχαιολογικά ευρήματα που έχει επιλέξει και παρατηρήσει ο κάθε χρήστης) και τη διαχείριση του εικονικού περιβάλλοντος (όπου αποθηκεύεται η διαδρομή που έχει ακολουθήσει ο χρήστης μέσα στο εικονικό περιβάλλον). Το επίπεδο πολυμέσων περιλαμβάνει τα γραφικά της εφαρμογής καθώς και εφαρμογές στις οποίες παρουσιάζονται οι οδηγίες και οι στόχοι του παιχνιδιού, οι [1254]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ πληροφορίες σχετικά με το ιστορικό υπόβαθρο της «Οικίας των Κεράμων», οι επιβραβεύσεις και οι ανταμοιβές προς τον εκπαιδευόμενο. Το επίπεδο εικονικού περιβάλλοντος αφορά τους όλους τους τρισδιάστατους εικονικούς χώρους της εφαρμογής και τα τρισδιάστατα αντικείμενα. Ο βασικός χώρος της «Οικίας των Κεράμων» αποτελείται από τρεις περιοχές: την αυλή, το ισόγειο και τον όροφο του κτηρίου. Κάθε περιοχή υποδιαιρείται σε επιμέρους χώρους με βάση τη λειτουργικότητα και τη χρησιμότητα αυτών. Συγκεκριμένα, η αυλή περιλαμβάνει το χώρο γύρω από το κτήριο παρέχοντας πρόσβαση σε δύο αποθήκες. Το ισόγειο αποτελείται από έξι δωμάτια και ο όροφος περιλαμβάνει δύο βασικά δωμάτια και κάποιους εξωτερικούς χώρους (εξώστες). Η βασική δομή του εκπαιδευτικού σεναρίου της εφαρμογής βασίσθηκε στην αρχιτεκτονική διαρρύθμιση του κτηρίου. Κάθε χώρος αντιστοιχεί σε ένα μικρότερης κλίμακας εικονικό περιβάλλον. Κάθε μικρότερο εικονικό περιβάλλον αποτελεί μια «πίστα» ή ένα επίπεδο του παιχνιδιού. Η πιλοτική εφαρμογή «VRLerna» σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε με βάση τις αρχές της εποικοδομητικής θεωρίας μάθησης. Ο εκπαιδευόμενος μαθαίνει για την προϊστορική Ελλάδα μέσω της άμεσης εμπειρίας του με ένα κτήριο της εποχής εκείνης (βιωματική μάθηση). Συμμετέχει ενεργά στη διαδικασία εξερευνώντας τους χώρους της οικίας, εντοπίζοντας και παρατηρώντας τα αρχαιολογικά ευρήματα και γενικότερα ανακαλύπτοντας τη γνώση. Αλληλεπιδρά σχεδόν φυσικά με το περιβάλλον με τρόπο που προσεγγίζει τις καθημερινές του δραστηριότητες Έτσι η γνώση για την ζωή στην συγκεκριμένη χρονική περίοδο, αποκτάται δια μέσου εμπειριών πρώτου προσώπου και όχι από περιγραφές τρίτων (Winn 1993). Η τρισδιάστατη αναπαράσταση του χώρου (εικόνα 1) παρέχει νέες δυνατότητες οπτικοποίησης και αλληλεπίδρασης με το εκπαιδευτικό υλικό (Δημητρόπουλος, 2006) αναδεικνύοντας βασικές αρχές της παιδαγωγικής (Bricken 1990). Εικόνα 1: Τυπική οθόνη εφαρμογής Ο ρεαλισμός (γεωμετρικά μοντέλα, υφές, φωτισμός) κυμαίνεται σε ικανοποιητικά επίπεδα παρέχοντας άμεση αντίληψη και προσαρμογή στο χώρο. Ο τρόπος πλοήγησης σχεδιάσθηκε έτσι ώστε να μην αποπροσανατολίζει, παρέχοντας στο χρήστη αίσθηση του χώρου, [1255]
«Ψηφιακές και Διαδικτυακές εφαρμογές στην Εκπαίδευση» αποτελεσματική και άνετη κίνηση μεταξύ μεγάλων αποστάσεων, εστίαση στις σημαντικές διεργασίες του εικονικού περιβάλλοντος (Darken, 1996). Υιοθετεί τη φυσική μεταφορά του βαδίσματος, μια από τις πιο αποδοτικές μεταφορές μετακίνησης στα εικονικά περιβάλλοντα λόγω του ότι μιμείται μια κατάσταση που λαμβάνει χώρα στην καθημερινότητα του χρήστη (Slater, 1995) Η οπτική ακολουθεί το εγωκεντρικό πλαίσιο αναφοράς, σύμφωνα με το οποίο ο χρήστης παρατηρεί τον χώρο με τρόπο παρόμοιο όπως και στο φυσικό κόσμο. Τόσο η πλοήγηση όσο και η αλληλεπίδραση με τα αντικείμενα του περιβάλλοντος, πραγματοποιείται με το «ποντίκι» και τα βέλη κατεύθυνσης του πληκτρολογίου. Πρόκειται για αλληλεπίδραση η οποία στηρίζεται σε προγενέστερη γνώση των χρηστών, γεγονός που διευκολύνει την εύκολη προσαρμογή τους στο εικονικό περιβάλλον (Neale, 1997). Η εμπειρία περιήγησης στην εφαρμογή ενεργοποιεί τη φαντασία. Ο εκπαιδευόμενος έρχεται σε επαφή με παρελθούσες καταστάσεις οι οποίες δεν αποτελούν τμήμα της συμβατικής καθημερινότητας του και δεν είναι δυνατόν να προσεγγιστούν διαφορετικά. Προηγούμενες έρευνες υποστηρίζουν ότι η ενσωμάτωση στοιχείων φαντασίας στο εκπαιδευτικό περιεχόμενο προκαλούν μεγαλύτερο ενδιαφέρον και αυξημένα μαθησιακά αποτελέσματα (Cordova & Lepper, 1996; Parker & Lepper, 1992). Με την είσοδο του στο περιβάλλον της εφαρμογής (εικόνα 2) ο εκπαιδευόμενος ενημερώνεται για τον βασικό σκοπό του παιχνιδιού (εντοπισμός σημαντικού αρχαιολογικού ευρήματος) και δέχεται οδηγίες σχετικά με την επίτευξη του στόχου. Επίσης, δέχεται πληροφορίες για την ιστορική περίοδο, τον οικισμό και το κτήριο. Η πληροφόρηση είναι σαφής, λιτή χωρίς πολλές λεπτομέρειες. Η ξεκάθαρη παράθεση των στόχων και των κανόνων πριν από την εμπλοκή με τις δραστηριότητες του παιχνιδιού, συμβάλλει στην υποκίνηση του εκπαιδευομένου. Από την άλλη ερευνητικές προσπάθειες σχετικές με τα παιχνίδια έχουν δείξει ότι η φειδωλή πληροφόρηση (Malone & Lepper, 1987), η έκπληξη, οι απροσδόκητες εξελίξεις (Berlyne, 1960), η αδυναμία πρόβλεψης των μελλοντικών εξελίξεων (Kagan, 1972), ενισχύουν το μυστήριο. Ως στοιχεία μυστηρίου μπορούν να θεωρηθούν η συμπερίληψη κάποιων δραστηριοτήτων σε πλαίσιο που ενισχύει τη φαντασία (Asgari & Kaufman 2004), η αναζήτηση των αρχαιολογικών αντικειμένων και η εξερεύνηση των άγνωστων χώρων του κτηρίου. Επίσης οι Malone και Lepper (1987) θεωρούν ότι το μυστήριο εξάπτει την περιέργεια η οποία αποτελεί έναν από τους βασικούς παράγοντες που οδηγούν στη μάθηση. [1256]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ Εικόνα 2: Αρχική οθόνη εφαρμογής Ο εκπαιδευόμενος καλείται να εξερευνήσει και να προσπελάσει όλα τα επίπεδα του παιχνιδιού (έξι στο ισόγειο και ένα ενιαίο στον όροφο). Σε κάθε ένα από αυτά βρίσκονται διάσπαρτα αντικείμενα, τα οποία αποτελούν αντίγραφα αρχαιολογικών ευρημάτων από τις ανασκαφές στην «Οικία των Κεράμων». Ο εκπαιδευόμενος παροτρύνεται μέσω της βοήθειας και των οδηγιών του παιχνιδιού να τα εντοπίσει. Επιλέγοντας κάθε αντικείμενο, μια τρισδιάστατη αναπαράσταση του εμφανίζεται σε ξεχωριστό πλαίσιο αριστερά της οθόνης (εικόνα 3). Εκεί ο εκπαιδευόμενος έχει τη δυνατότητα να το περιστρέψει, να το εξετάσει και να εστιάσει προσεκτικότερα στα σημεία που επιθυμεί. Πρόκειται για λειτουργία σημαντική για την αποτελεσματικότητα της εφαρμογής καθώς σύμφωνα με την εποικοδομητική θεωρία μάθησης η παρατήρηση του μαθησιακού αντικειμένου μέσα από πολλαπλές και διαφορετικές οπτικές συμβάλλει στην απλούστευση του θέματος και στην ευκολότερη κατανόηση του (Jonassen, 1994). Εικόνα 3: Δωμάτιο κτηρίου / επίπεδο παιχνιδιού Η μετάβαση από το ένα επίπεδο στο άλλο προϋποθέτει την επιτυχή ολοκλήρωση μιας γνωστικής δοκιμασίας και ειδικότερα την απάντηση σε μια σειρά από ερωτήσεις πολλαπλών επιλογών (εικόνα 4). Το περιεχόμενο των ερωτήσεων σχετίζεται με το αντίστοιχο επίπεδο και τα αντικείμενα που περιλαμβάνονται σε αυτό. Οι γνωστικές δοκιμασίες είναι κλιμακούμενης δυσκολίας ώστε να ενισχύεται τόσο η υποκίνηση όσο και η απόδοση του εκπαιδευομένου (Locke & Latham, 1990). Οι Malone και Lepper (1987) υποστηρίζουν ότι οι χρήστες ενός παιχνιδιού προκαλούνται από δοκιμασίες μετρίου βαθμού δυσκολίας (ούτε πολύ εύκολες αλλά και ούτε πολύ δύσκολες). Στις περιπτώσεις όπου το επίπεδο δυσκολίας είναι πάρα πολύ χαμηλό ή πάρα [1257]
«Ψηφιακές και Διαδικτυακές εφαρμογές στην Εκπαίδευση» πολύ υψηλό σε σχέση με τις δυνατότητες των εκπαιδευομένων, το ενδιαφέρον χάνεται νωρίς και εγκαταλείπεται η οποιαδήποτε προσπάθεια (Pivec, Dziabenko & Schinnerl 2003). Μετά την γνωστική δοκιμασία, ο εκπαιδευόμενος δέχεται ανατροφοδότηση σε σχέση με την εκπλήρωση των στόχων. Αν απαντήσει σωστά σε όλες τις ερωτήσεις συνεχίζει την περιήγηση του στον επόμενο χώρο. Αν απαντήσει λάθος μπορεί να προσπαθήσει ξανά. Η ανατροφοδότηση κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού υποκινεί τον χρήστη και τον ωθεί στην αναπροσαρμογή της συμπεριφοράς ανάλογα με τις επιδόσεις του (Kernan & lord, 1990). Κατά τη διάρκεια της εξερεύνησης το σύστημα υποβοηθά τον εκπαιδευόμενο με σύντομες οδηγίες σχετικές με την κατεύθυνση που πρέπει να ακολουθήσει ή με το τι ενέργειες θα πρέπει να κάνει κάθε χρονική στιγμή. Εικόνα 4: Γνωστική Δοκιμασία ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Καταλήγοντας επισημαίνουμε ότι η πιλοτική εφαρμογή σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε με βάση τις αρχές της εποικοδομητικής θεωρίας μάθησης, παρέχοντας νέες δυνατότητες οπτικοποίησης και αλληλεπίδρασης με το εκπαιδευτικό υλικό. Ο εκπαιδευόμενος συμμετέχει ενεργά στη διαδικασία, περιηγούμενος στους χώρους της οικίας, εξερευνώντας και ανακαλύπτοντας τη γνώση. Η εμπειρία αλληλεπίδρασης με την πιλοτική εφαρμογή εμπεριέχει φαντασιακά στοιχεία, ενισχύει το μυστήριο, εξάπτει την περιέργεια και γενικά δύναται να προκαλέσει το ενδιαφέρον του εκπαιδευομένου. Ο ρεαλισμός του τρισδιάστατου εικονικού περιβάλλοντος (γεωμετρικά μοντέλα, υφές, φωτισμός) κυμαίνεται σε ικανοποιητικά επίπεδα παρέχοντας άμεση αντίληψη και προσαρμογή στο χώρο. Η αλληλεπίδραση (πλοήγηση, επιλογή και διαχείριση αντικειμένων) σχεδιάστηκε έτσι ώστε να μην αποπροσανατολίζει, παρέχοντας στο χρήστη αίσθηση του χώρου, αποτελεσματική και άνετη κίνηση μεταξύ μεγάλων αποστάσεων, εστίαση στις σημαντικές διεργασίες του εικονικού περιβάλλοντος. Ο εκπαιδευόμενος εμπλέκεται σε γνωστικές δοκιμασίες κλιμακούμενης δυσκολίας και δέχεται ανατροφοδότηση για την εκπλήρωση των στόχων. Όλα τα παραπάνω συνάδουν στο ότι τόσο το θεωρητικό πλαίσιο όσο και η πιλοτική εφαρμογή, είναι δυνατόν να ενισχύσουν την υποκίνηση και την αποτελεσματικότερη μάθηση. Όμως, για την εξαγωγή περισσότερο ασφαλών συμπερασμάτων απαιτείται η αξιολόγηση της εν λόγω [1258]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ εφαρμογής σε μαθητές Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης, τα αποτελέσματα της οποίας θα παρουσιασθούν σε μελλοντική εργασία. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Amory A., Naicker K., Vincent J., & Claudia A., (1998), «Computer Games as a Learning Resource» Proceedings of ED-MEDIA, ED- TELECOM 98, World Conference on Education Multimedia and Educational Telecommunications, Vol. 1, pp. 50-55. 2. BECTA., (2002), «British Educational Communications and Technology Agency» http://www.becta.org.uk/research/research.cfm?section=1&id=519 3. Boyle T., (1997), Design for Multimedia learning. London: Prentice Hall. ISBN 0-13-242215-8. 4. Bricken W., (1990), Learning in Virtual Reality, Technical report No. HITL- M-90-5, University of Washington. 5. Brody H., (1993), Video Games that Teach?. In Technology Review, November/December 1993, pp. 51-57. 6. Bruner J., (1996), Towards a theory of instruction, New York: WW Norton. 7. Caskey J.L., (1968), Lerna in the Early Bronze Age, AJA 72, 313 316. 8. Cordova D. I., & Lepper M. R., (1996), Intrinsic motivation and the process of learning: Beneficial effects of contextualization, personalization, and choice. Journal ofeducational Psychology, 88, 715-730. 9. Facer K., (2003), Computer games and learning, http://www.nestafuturelab.org/research/discuss/02discuss01.htm 10. Garris R., Ahlers R., and Driskell.J.E., (2002), Games, motivation and learning, Simulation & gaming, An Interdisciplinary Journal of Theory, Practice and Research. Vol33, No.4 Dec. 2002. 11. Jonassen, D.H., (1994). Thinking technology: Toward a constructivist design model. Educational Technology, 34 (4), 34-37. 12. Kernan, M. C., & Lord, R. G., (1990), Effects of valence, expectancies, and goal-performance discrepancies in single and multiple goal environments. Journal of Applied Psychology, 75, 194-203. 13. Kirriemuir J., & McFarlane A., (2004), Literature review in games and learning: A report for NESTA Futurelab, http://www.nestafuturelab.org/research/reviews/08_01.htm 14. Kirriemuir J., (2002), Video gaming, education and digital learning technologies. D-Lib Magazine, 8(2). 15. Klawe M., (1999), Computer games, education and interfaces: The E- GEMS project. In Proceedings of the Graphics Interface 1999 Conference (pp. 36-39), Ontario, Canada. 16. Malone T. W., (1981), Toward a theory of intrinsically motivating instruction, Cognitive Science, (4), 333-369 17. Malone T.W., (1980), What makes things fun to learn? A study of [1259]
«Ψηφιακές και Διαδικτυακές εφαρμογές στην Εκπαίδευση» intrinsically motivating computer games. Palo Alto, CA: Xerox. 18. Papert S., (1993), The Children s Machine: Rethinking School in the Age of the Computers. Basic Books, New York, 1993. 19. Rogers A., (1999), Η εκπαίδευση ενηλίκων, Μεταίχμιο, Αθήνα. 20. Sedighian K., (1997), Challenge-Driven Learning: A Model for Children s Multimedia Mathematics Learning Environments. Conference of Educational Multimedia & Hypermedia & Educational Telecommunications, 1997, Calgary, Canada. 21. Virvou M., Katsionis G., & Manos K., (2005), Combining Software Games with Education: Evaluation of its Educational Effectiveness. Educational Technology & Society, Journal of International Forum of Educational Technology & Society and IEEE Learning Technology Task Force, April 2005, Vol. 8, No 2. 22. Virvou M., Manos K., Katsionis G., & Tourtoglou K., (2002), Incorporating the Culture of Virtual Reality Games into Educational Software via an Authoring Tool, Proceedings of the IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC 2002), Tunisia, pp. 422-428. 23. Winn W., (1993), A conceptual basis for educational applications of virtual reality. [Online]. Available: http://www.hitl.washington.edu/publications/r-93-9/ [25 January 2009]. 24. Δημητρόπουλος Κ., (2006), «Εικονική Πραγματικότητα και Μοντέλα Παραμόρφωσης στην Ιατρική Εκπαίδευση μέσω Διαδικτύου», Διδακτορική Διατριβή, Πανεπιστήμιο Μακεδονίας, Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής, Θεσσαλονίκη. 25. Μπούσιου Δ., Γιουβανάκης Θ., Σαμαρά Χ., & Ταχματζίδου Κ., (2003), «Θέματα Μάθησης και Διδακτικής», Εκδόσεις Πανεπιστήμιο Μακεδονίας, Θεσσαλονίκη. 26. Ρετάλης Σ., Αβούρης Ν., Αναστασιάδης Π., (2005), «Οι προηγμένες τεχνολογίες διαδικτύου στην υπηρεσία της μάθησης», Καστανιώτης, Αθήνα. 27. Ρόκου Φ., Ρόκος Γ., (2008), «Τα εικονικά εργαστήρια στη διδασκαλία της Πληροφορικής», 2η Πανελλήνια Διημερίδα με διεθνή συμμετοχή «Διδακτική της Πληροφορικής», Ρόδος. 28. Σαμαρά Χ., (2007), «Μοντελοποίηση και ανάπτυξη πολυμεσικού συστήματος ηλεκτρονικής μάθησης με χρήση αντικειμένων μάθησης και δυνατότητες προσαρμογών στο χώρο του διαδικτύο»υ, Διδακτορική Διατριβή, Πανεπιστήμιο Μακεδονίας, Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής, Θεσσαλονίκη. [1260]