Ανάπτυξη και αξιολόγηση εκπαιδευτικού λογισμικού για την προσέγγιση των διαλυτών-μη διαλυτών υλικών και των θερμικών φαινομένων: τήξη-πήξη για παιδιά προσχολικής ηλικίας

Abstract

The current thesis analyzes the development of an educational simulative software for Kindergarten education, related to the discipline of Natural Sciences, and more specifically to the topics of "Non-Soluble- Soluble Materials" and “Thermal phenomena: Melting and Freezing of the Materials”. Basic motive of our attempt is the absence of similar educational software within the Greek education context for the aforementioned subject, as well as the need of students nowadays to interact with the digital world.Within this framework, we designed our software based on specific parameters, such as the Theories of Learning, the specific characteristics of preschool aged children, the nature of the discipline of Natural Sciences and the objectives of the Educational Curriculum. Moreover, we investigated the children’s perceptions of the above-mentioned natural phenomena, as well as, their digital preferences and the appealing characteristics of digital games. These parameters served as the basis for our software design.The current thesis describes in detail, the multiple factors taken into account while implementing the software, with an appropriate programming tool, as well as the interim assessment of its usability through the Think Aloud Protocol. This evaluation method was implemented to improve the software’s usability, leading -consequently- to the implementation of experimental research in order to evaluate the effectiveness of software at a cognitive level.

Στην παρούσα διατριβή αναλύεται η ανάπτυξη ενός εκπαιδευτικού λογισμικού προσομοιωτικού χαρακτήρα για τις Φυσικές Επιστήμες στο Νηπιαγωγείο, και πιο συγκεκριμένα για τις ενότητες «Διαλυτά-Μη Διαλυτά Υλικά» και «Θερμικά Φαινόμενα: Τήξη και Πήξη των Υλικών». Κίνητρο αποτέλεσε η έλλειψη εκπαιδευτικών λογισμικών στο ελληνικό πλαίσιο για το γνωστικό αντικείμενο των Φυσικών Επιστημών, καθώς και η ανάγκη του σημερινού μαθητή για αλληλεπίδραση στον ψηφιακό κόσμο.Στο πλαίσιο αυτό, ο σχεδιασμός του λογισμικού βασίστηκε στις Θεωρίες Μάθησης, στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του παιδιού της προσχολικής ηλικίας, στη φύση του γνωστικού αντικειμένου των Φυσικών Επιστημών και στη στοχοθεσία του Αναλυτικού Προγράμματος. Επιπρόσθετα, διερευνήθηκαν οι αντιλήψεις των παιδιών για τα δύο προαναφερθέντα φυσικά φαινόμενα, οι προτιμήσεις τους και τα στοιχεία ελκυστικότητας των ψηφιακών παιχνιδιών, παράμετροι που αποτέλεσαν τη βάση για το σχεδιασμό του λογισμικού.Στη διατριβή, περιγράφονται αναλυτικά όλοι οι παράγοντες που ελήφθησαν υπόψη κατά την υλοποίησή του λογισμικού μέσω κατάλληλου εργαλείου προγραμματισμού, καθώς και η ενδιάμεση αξιολόγηση της ευχρηστίας του μέσω του Πρωτόκολλου Ομιλούντων Κεφαλών. Η αξιολόγηση αυτή χρησιμοποιήθηκε για τη βελτίωση της ευχρηστίας του, οδηγώντας στη συνέχεια στην πραγματοποίηση της πειραματικής έρευνας για την τελική αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας σε επίπεδο γνώσεων του λογισμικού.