Η επίλυση προβλήματος σε περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας ως πλαίσιο ενίσχυσης της επισκοπικής χωρικής γνώσης

Abstract

This research thesis belongs to the scientific area of the educational exploitation of non-immersive 3D virtual reality environments to improve spatial behavior in the real spatial environment. It concerns the exploration of the possibilities of 3D virtual environments in terms of enhancing the survey spatial knowledge of the students and it is spatial problems-based. It focuses on analyzing the performance of participants when they are called to solve spatial problems in three different experimental conditions. The instruments used were a virtual environment adjusted accordingly and traditional floor-plan diagrams as maps, along with pencil and paper. The participants were first-year students from the Department of TEEAPH, University of Patras. The quantitative approach was adopted, with combination of quantitative and qualitative data with the latter were been quantified. Initially, the degree of familiarity of the students with the 3D virtual environment was studied, then the avatar was evaluated and finally we measured and evaluated their performance in spatial problems solving. Analysis of the data collected in solving spatial problems, both into the virtual environment and with "pencil and paper" on a real map showed that this supports enhancing the survey spatial knowledge of learners and the transfer of spatial skills from the virtual to the real environment.

Η παρούσα ερευνητική διατριβή εντάσσεται στην εκπαιδευτική αξιοποίηση των ΤΠΕ και ειδικότερα στην επιστημονική περιοχή της εκπαιδευτικής αξιοποίησης των τρισδιάστατων περιβαλλόντων τεχνολογίας εικονικής πραγματικότητας μη-εμβυθιστικού τύπου. Η έρευνά μας ανήκει στην κατηγορία χρήσης της τεχνολογίας εικονικής πραγματικότητας για βελτίωση της χωρικής συμπεριφοράς στον πραγματικό κόσμο. Αφορά στη διερεύνηση των δυνατοτήτων των τρισδιάστατων εικονικών περιβαλλόντων αναφορικά με την ενίσχυση της επισκοπικής χωρικής γνώσης των εκπαιδευομένων χρηστών, αξιοποιώντας την επίλυση προβλημάτων χώρου. Εστιάζει στην ανάλυση της επίδοσης των συμμετεχόντων, όταν καλούνται να επιλύσουν χωρικής φύσεως προβλήματα, σε τρεις διαφορετικές πειραματικές συνθήκες. Τα μέσα που χρησιμοποιήθηκαν είναι ένα εικονικό περιβάλλον που αρχικά αξιολογήθηκε από χρήστες για την καταλληλότητά του και προσαρμόστηκε αναλόγως καθώς και παραδοσιακά μέσα έγχαρτης αναπαράστασης χώρου, και συγκεκριμένα χάρτης-σχεδιάγραμμα κάτοψης και μολύβι. Το δείγμα της έρευνας αποτελείται από φοιτήτριες του Τμήματος Επιστημών της Εκπαίδευσης και της Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία (Τ.Ε.Ε.Α.Π.Η.) του Πανεπιστημίου Πατρών. Σε ολόκληρη την έκταση της διατριβής οι συμμετέχουσες φοιτήτριες αναφέρονται και ως «φοιτητές» γενικότερα με ταυτόσημη σημασία. Ποσοτική προσέγγιση υιοθετήθηκε για τη διεξαγωγή της έρευνας, με συνδυασμό ποσοτικών και ποιοτικών δεδομένων, τα οποία αναλύθηκαν ποσοτικά. Αρχικά, μελετήθηκε ο βαθμός εξοικείωσης των εκπαιδευομένων χρηστών με το τρισδιάστατο εικονικό περιβάλλον, με εμφάνιση ή μη του εικονικού ανθρώπου (avatar) και στη συνέχεια η επίδοση στην επίλυση προβλημάτων χωρικής φύσης. Η ανάλυση των δεδομένων που συλλέχθηκαν κατά την επίλυση προβλημάτων, τόσο στο εικονικό περιβάλλον όσο και με «μολύβι-χαρτί», έδειξε ότι το εικονικό περιβάλλον, με την αξιοποίηση του εικονικού ανθρώπου και την επίλυση χωρικών προβλημάτων αναζήτησης, εντοπισμού και προσδιορισμού θέσεων, συμβάλει στην ενίσχυση της επισκοπικής χωρικής γνώσης των εκπαιδευομένων καθώς φαίνεται να υποστηρίζεται η μεταφορά χωρικών δεξιοτήτων από το εικονικό στο φυσικό περιβάλλον.