Σχεδιασμός και ανάπτυξη φορητών σοβαρών παιχνιδιών επαυξημένης πραγματικότητας με βάση τον χάρτη και μελέτη της επίδρασης της χρήσης τους στην ανάπτυξη της χωρικής ικανότητας

Abstract

Orientation and movement in space are crucial for humans. People move daily in known and unknown routes in which they use spatial information either by recalling it from their memory or by decoding verbal instructions or symbolic means, e.g. maps. The development of infants' spatial capacity has important positive effects for their cognitive development in general and their future performance in the fields of science and humanities. Nevertheless, the spatial orientation in the Curricula of the Kindergarten of several countries is approached through Geometry, giving little importance to the use of maps, while, they lack the use of portable Digital Technologies that are in line with the on-the-go learning and the established knowledge approach. On the other hand, in recent years, the computing power of mobile devices such as mobile phones and tablets is constantly increasing. One of the cutting-edge technologies used by these devices is the augmented reality, which utilizes the automatic finding of the users’ location by displaying personalized information on the screen of their device according to their options (e.g. moving in space). Augmented reality can be integrated into a variety of mobile applications, including digital games designed for entertainment and to a lesser extent that use this technology for learning purposes. These games that have the sole purpose of education are referred to in the literature as serious games. In the present dissertation, serious augmented reality map-based games for mobile devices were designed and the effect of their use on the development of infants' spatial ability was studied. The general structure of the dissertation is as follows. Firstly, the theoretical framework around the game and augmented reality is studied. Then, a literature review is carried out regarding the development model that prevails today for the development of infants' spatial capacity and the use of the map, as well as whether new technologies are used in this direction. The recording of the current situation is followed by the problematic and the description of the research activities and the augmented reality applications that were designed. Then a quantitative and qualitative study of the results of the activities is done, and finally a discussion is held on the results and future extensions are proposed. This dissertation aims to contribute by studying whether activities based on modern digital technologies, such as portable computing devices and augmented reality, can influence the developmental model of spatial thinking and map reading and use.

Ο προσανατολισμός και η μετακίνηση στο χώρο έχουν καθοριστική σημασία για τον άνθρωπο. O άνθρωπος, μετακινείται καθημερινά σε γνωστές και άγνωστες διαδρομές στις οποίες χρησιμοποιεί χωρικές πληροφορίες, είτε ανακαλώντας αυτές από τη μνήμη του είτε αποκωδικοποιώντας λεκτικές οδηγίες ή συμβολικά μέσα π.χ. χάρτες. Η ανάπτυξη της χωρικής ικανότητας των νηπίων, έχει σημαντικές θετικές συνέπειες για την γνωστική τους ανάπτυξη γενικότερα και τις μελλοντικές επιδόσεις τους στα πεδία των θετικών και των θεωρητικών επιστημών. Παρόλα αυτά, ο χωρικός προσανατολισμός στα Αναλυτικά Προγράμματα Σπουδών του Νηπιαγωγείου αρκετών χωρών προσεγγίζεται μέσω της Γεωμετρίας, δίνοντας μικρή σημασία στη χρήση των χαρτών, ενώ, οι απουσιάζει από αυτά η χρήση φορητών Ψηφιακών Τεχνολογιών που συνάδουν με την εν κινήσει μάθηση και την εγκαθιδρυμένη προσέγγιση της γνώσης. Από την άλλη πλευρά τα τελευταία χρόνια αυξάνεται η συνεχώς η υπολογιστική ισχύς φορητών συσκευών, όπως είναι κινητά τηλέφωνα και ταμπλέτες. Μια από τις τεχνολογίες αιχμής που χρησιμοποιούν οι συσκευές αυτές είναι και η επαυξημένη πραγματικότητα, η οποία αξιοποιεί την αυτόματη εύρεση της τοποθεσίας του χρήστη προβάλλοντας του εξατομικευμένες πληροφορίες στην οθόνη της συσκευής του ανάλογα με τις επιλογές του (πχ μετακίνηση στο χώρο). Η επαυξημένη πραγματικότητα είναι δυνατόν να ενταχθεί σε διάφορες εφαρμογές φορητών συσκευών, μεταξύ των οποίων είναι και τα ψηφιακά παιχνίδια, που έχουν σχεδιαστεί για ψυχαγωγία και σε λιγότερα τα οποία χρησιμοποιούν την τεχνολογία αυτή για μαθησιακούς σκοπούς. Τα παιχνίδια αυτά που έχουν ως αποκλειστικό σκοπό την εκπαίδευση αναφέρονται στη βιβλιογραφία ως σοβαρά παιχνίδια. Στην παρούσα διατριβή σχεδιάστηκαν σοβαρά παιχνίδια επαυξημένης πραγματικότητάς, με βάση το χάρτη για φορητές συσκευές και μελετήθηκε επίδραση της χρήσης τους στην ανάπτυξη της χωρικής ικανότητας των νήπιων. Η γενική δομή της διατριβής έχει ως εξής. Αρχικά, μελετάται το θεωρητικό πλαίσιο γύρω από το παιχνίδι και την επαυξημένη πραγματικότητα. Έπειτα, πραγματοποιείται βιβλιογραφική ανασκόπηση αναφορικά με το αναπτυξιακό μοντέλο, που επικρατεί σήμερα για την ανάπτυξη της χωρικής ικανότητας των νηπίων και της χρήσης του χάρτη αλλά και με το κατά πόσο νέες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται προς αυτήν την κατεύθυνση. Την καταγραφή της υπάρχουσας κατάστασης ακολουθεί η προβληματική και η περιγραφή των ερευνητικών δραστηριοτήτων και των εφαρμογών επαυξημένης πραγματικότητας που σχεδιάστηκαν. Κατόπιν γίνεται ποσοτική και ποιοτική μελέτη των αποτελεσμάτων των δραστηριοτήτων και τέλος πραγματοποιείται συζήτηση πάνω στα αποτελέσματα και προτείνονται μελλοντικές επεκτάσεις. H παρούσα διατριβή φιλοδοξεί να συνεισφέρει μελετώντας το κατά πόσο δραστηριότητες βασισμένες σε σύγχρονες ψηφιακές τεχνολογίες, όπως οι φορητές υπολογιστικές συσκευές και η επαυξημένη πραγματικότητα, μπορούν να επηρεάσουν το αναπτυξιακό μοντέλο σχετικά με τη χωρική σκέψη και την ανάγνωση και χρήση χάρτη.