SlideShare a Scribd company logo
1 of 8
Μια νέα οπτική γωνία της 3D Εικονικής
                Πραγματικότητας και της επίδρασής της στην
                         Εκπαιδευτική διαδικασία
                Βολιώτη Χριστίνα, Παπαβασιλείου Αναστασία, Πολυμεράκη Ελένη
                  chvoliot@csd.auth.gr, papavasa@csd.auth.gr, epolymer@csd.auth.gr


Περίληψη
Στο παρόν άρθρο γίνεται αναφορά στην τρισδιάστατη εικονική πραγματικότητα και συγκεκριμένα
στην επίδρασή της στην εκπαιδευτική διαδικασία. Αρχικά, διατυπώνεται η έννοια της εικονικής
πραγματικότητας και γίνεται μια κατηγοριοποίηση των διαφόρων τύπων που υπάρχουν. Παρατίθενται
οι τομείς που χρησιμοποιείται και γίνεται αναφορά στα πλεονεκτήματα αλλά και στα μειονεκτήματα
των 3D εικονικών περιβαλλόντων. Στη συνέχεια παρουσιάζεται μια έρευνα με τα αποτελέσματά της, τα
οποία αναφέρονται στις επιπτώσεις που επιφέρει η χρήση της επικοινωνιακής τροπικότητας (κείμενο ή
ήχος) στο γνωστικό φόρτο και τη μάθηση. Στόχος αυτού του άρθρου είναι να ανακαλύψει εάν τα 3D
εικονικά περιβάλλοντα μάθησης επιφέρουν θετικά αποτελέσματα στη διαδικασία της μάθησης αλλά και
στην απόκτηση γνώσης.

Λέξεις κλειδιά: virtual reality, εποικοδομισμός, 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης, πολυ-χρηστικό
εικονικό εκπαιδευτικό περιβάλλον



Εισαγωγή
Μετά την αλματώδη εξέλιξη που σημειώθηκε στην τεχνολογία του υλικού των υπολογιστών,
σημειώνονται αντίστοιχα αποτελέσματα και στην τεχνολογία του λογισμικού. Οι ραγδαίες
αυτές αλλαγές που συμβαίνουν, δεν μπορούν να αφήσουν ανεπηρέαστο τον τομέα της
εκπαίδευσης, όπου δημιουργείται η ανάγκη για νέες τεχνολογίες, οι οποίες υποστηρίζουν
νέα περιβάλλοντα μάθησης. Στην εποχή μας δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στον τρόπο
αλληλεπίδρασης του χρήστη με το υπολογιστικό σύστημα. Χαρακτηριστικά αναφέρει ο
Dickey (2005a), ότι η δημιουργία διαδραστικών περιβαλλόντων μάθησης είναι μια
σύγχρονη τάση που υποστηρίζεται από την αυξανόμενη στροφή προς τον εποικοδομισμό.
Επιπλέον, τα εκπαιδευτικά παραδείγματα υποστηρίζουν ότι η γνώση οικοδομείται για αυτό
και οι μαθητές είναι υποχρεωμένοι να ασχολούνται περισσότερο με τη μαθησιακή
διαδικασία. Συνεπώς, τα περιβάλλοντα που ευνοούν τους μαθητές και που είναι σε θέση να
τα διαχειριστούν και να τα εξερευνήσουν, είναι περισσότερο αποτελεσματικά στην
εποικοδομητική μάθηση. Η εικονική πραγματικότητα (Virtual Reality – VR) αποτελεί κύριο
εκφραστή της νέας αυτής τάσης.
   Λόγω του μεγάλου εκπαιδευτικού ενδιαφέροντος που αποκτά η εικονική
πραγματικότητα καθώς και του ότι εισάγει «νέες ευκαιρίες και δυνατότητες» στην
εκπαίδευση, αναδύθηκε η ανάγκη να παρουσιάσουμε στο συγκεκριμένο άρθρο τις θετικές
και αρνητικές πλευρές του VR αλλά και μια σύγχρονη έρευνα με τα αποτελέσματά της. Η
σημαντικότητα της έρευνας είναι ότι εξετάζει το γνωστικό φόρτο και το μαθησιακό
αποτέλεσμα σε σχέση με τα εικονικά περιβάλλοντα μάθησης.


Α. Τζιμογιάννης (επιμ.), Πρακτικά Εργασιών 7ου Πανελλήνιου Συνεδρίου
με Διεθνή Συμμετοχή «Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση», σ. 1-7
Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, Κόρινθος, 23-26 Σεπτεμβρίου 2010
2                                              7ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή


Θεωρητικό Υπόβαθρο
Η έννοια της εικονικής πραγματικότητας ορίζεται μέσα από την εμπειρία που βιώνει ο
χρήστης της. Οι τρεις βασικές πτυχές της εικονικής πραγματικότητας είναι οι παρακάτω
(Burdea & Coiffet, 2003):
   1. η εμβύθιση (immersion) στο περιβάλλον, δηλαδή η αίσθηση που δημιουργείται στο
      χρήστη ότι παρευρίσκεται ο ίδιος στον τρισδιάστατο εικονικό χώρο,
   2. η αλληλεπίδραση (interaction), δηλαδή η δυνατότητα που προσφέρεται στο χρήστη να
      πλοηγηθεί στον τρισδιάστατο εικονικό χώρο, αλλά και να έρθει σε επαφή με τα
      αντικείμενα του χώρου σε πραγματικό χρόνο (real time),
   3. η φαντασία (imagination), η ικανότητα δηλαδή του ανθρώπινου μυαλού να συνθέτει
      νοητικές εικόνες καταστάσεων που δεν υφίστανται στην πραγματικότητα. Ο βαθμός
      στον οποίο μια προσομοίωση αποδίδει καλά, εξαρτάται από την ανθρώπινη
      φαντασία.
   Τα συστήματα εικονικής πραγματικότητας μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορες, ίσως
και αλληλεπικαλυπτόμενες, κατηγορίες ανάλογα με τον τρόπο και τα μέσα που
χρησιμοποιούν για να προσεγγίσουν την πραγματικότητα (Δημητριάδης, Καραγιαννίδης,
Πομπόρτσης, Τσιάτσος, 2008):
   •     Επιτραπέζια εικονική πραγματικότητα (Desktop VR): στην κατηγορία αυτή
      ανήκουν τα συστήματα που προβάλλουν τον εικονικό κόσμο σε μια τυπική οθόνη
      επιτραπέζιου υπολογιστή. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι τα ηλεκτρονικά
      παιχνίδια.
   •     Video Mapping: αποτελεί μια παραλλαγή των επιτραπέζιων συστημάτων εικονικής
      πραγματικότητας. Χρησιμοποιεί την οθόνη του υπολογιστή για την αναπαράσταση
      του εικονικού κόσμου, αλλά δέχεται και σήματα σύνθετης εικόνας.
   •     Συστήματα εμβύθισης (Immersive VR): στη συγκεκριμένη κατηγορία εικονικών
      συστημάτων οι χρήστες εμβυθίζονται πλήρως στον εικονικό κόσμο με τη βοήθεια
      κάποιων συσκευών εισόδου/εξόδου.
   •     Τηλεπαρουσία (tele-presence): η συγκεκριμένη κατηγορία χρησιμοποιεί
      απομακρυσμένους αισθητήρες του πραγματικού κόσμου, για να μεταφέρει τις
      συνθήκες του πραγματικού περιβάλλοντος στο εικονικό.
   •     Μικτή πραγματικότητα (Mixed Reality): είναι ένα είδος συστήματος εικονικής
      πραγματικότητας που συνδυάζει ένα σύστημα εικονικής πραγματικότητας με ένα
      σύστημα τηλεπαρουσίας.
   •     Fish Tank VR: πρόκειται για συστήματα εικονικής πραγματικότητας που
      συνδυάζουν μια στερεοσκοπική οθόνη υγρών κρυστάλλων μαζί με ένα μηχανισμό για
      την παρακολούθηση της κίνησης του κεφαλιού. Με αυτό το σύστημα προσφέρεται στο
      χρήστη μια μεγαλύτερη αίσθηση ρεαλισμού.
   •     Ενισχυμένη εικονική πραγματικότητα (Augmented VR): ένα σύστημα εικονικής
      πραγματικότητας που συνδυάζει την πραγματική σκηνή με την εικονική που παράγει
      ο υπολογιστής, βελτιστοποιώντας την αίσθηση ρεαλισμού και προσεγγίζοντας πολύ τη
      συνειδητή πραγματικότητα.
   Ένας ακόμα διαχωρισμός μπορεί να γίνει με βάση το πόσοι χρήστες μπορούν να έχουν
πρόσβαση και να αλληλεπιδράσουν με το εικονικό περιβάλλον ανά πάσα στιγμή. Υπάρχουν
δύο τύποι συμμετοχής: τα περιβάλλοντα απλού χρήστη και τα συνεργατικά εικονικά
περιβάλλοντα. Τα εικονικά περιβάλλοντα απλού χρήστη (SVEs) είναι περιβάλλοντα στα
οποία ένα άτομο καθορίζει την αλληλεπίδραση, ενώ τα συνεργατικά εικονικά περιβάλλοντα
(CVEs) επιτρέπουν περισσότερα από ένα άτομα να εισέλθουν στο περιβάλλον ανά πάσα
Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση                                                                   3


στιγμή. Οι χρήστες δεν χρειάζεται να είναι στην ίδια τοποθεσία και μπορούν να
αλληλεπιδράσουν είτε μεταξύ τους είτε με το εικονικό περιβάλλον μέσω της πλοήγησης της
εικονικής τους αναπαράστασης, δηλαδή του avatar. Ακόμα μπορούν να επικοινωνήσουν
μεταξύ τους άμεσα και προφορικά χρησιμοποιώντας μικρόφωνο και ακουστικά ( Mayer,
2005).
   Η εικονική πραγματικότητα είναι μια τεχνολογία που έχει γίνει εξαιρετικά δημοφιλής τα
τελευταία χρόνια. Πολλές έρευνες υιοθετούν την ιδέα των VR και του Augmented reality, τα
οποία χρησιμοποιούνται για να υποστηρίξουν διαφορετικούς τρόπους μάθησης και
εφαρμόζονται σε πολλά επιστημονικά πεδία όπως: ιατρική (έρευνες ψυχιατρικές,
σχιζοφρένιας, παχυσαρκίας, διαβήτη, σε άτομα με ειδικές ικανότητες ή με ανάγκες
αποκατάστασης, κ.ά.), ψυχαγωγία, κατάρτιση στελεχών σε εταιρείες ή εργοστάσια,
ρομποτική και τηλε-ρομποτική, τουρισμός, στρατός, κ.ά.. Ακόμα η εικονική
πραγματικότητα έχει εφαρμοστεί επιτυχώς σε εκπαιδευτικές εφαρμογές και αποτελεί τον
πυρήνα των 3D εικονικών περιβαλλόντων μάθησης (Virtual Reality Learning Environments
– VRLEs) (Chittaro & Ranon, 2007; John, 2007; Monahan, McArdle, & Bertolotto, 2008; Pan,
Cheok, Yang, Zhu, & Shi, 2006; Rauch, 2007).
   Τι είναι, όμως, στην πραγματικότητα τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης; Είναι απλά
ένας εικονικός κόσμος (π.χ. Active Worlds, Second Life) ή ένα online παιχνίδι, στο οποίο οι
μαθητές συμμετέχουν στο μάθημα ή κάνουν τις εργασίες τους, με απώτερο σκοπό την
υποστήριξη της διδασκαλίας και της μάθησης μέσα σε ένα εκπαιδευτικό πλαίσιο. Οι τρεις
διαστάσεις, οι ομαλές χρονικές μεταβολές και η διαδραστικότητα είναι τα πιο σημαντικά
χαρακτηριστικά που διακρίνουν τα 3D VRLEs (Wann & Mon-Williams, 1996) από άλλους
τύπους εικονικών περιβαλλόντων, όπως αυτές παρέχονται μέσα από ένα σύστημα
διαχείρισης μάθησης (Learning Management Systems – LMS), ή από ένα σύστημα
διαχείρισης μαθημάτων (Course Management Systems – CMS), (π.χ. Blackboard, Moodle).
   Μια ποικιλία από ευεργετικά αποτελέσματα παρέχονται σε αυτούς που χρησιμοποιούν
τα 3D εικονικά περιβάλλοντα για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Τα οφέλη περιλαμβάνουν τη
διεξαγωγή εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων σε ένα ακίνδυνο περιβάλλον, την ενεργό
συμμετοχή των μαθητών, βελτιώσεις στη συνεργασία και την επικοινωνία, οπτικοποίηση σε
δύσκολο ως προς την κατανόηση περιεχόμενο με σκοπό να βοηθηθούν οι εκπαιδευόμενοι
και τέλος, οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν έναν εναλλακτικό χώρο για τη
διεξαγωγή μαθημάτων και την εκπόνηση εργασιών συνεργατικά (Eschenbrenner, Fui-Hoon
Nah, & Siau, 2008).
   Στη συνέχεια θα παρουσιαστούν διάφορες απόψεις για τη χρήση αλλά και τη σημασία
της εικονικής πραγματικότητας στην εκπαιδευτική διαδικασία.

Οφέλη και προβληματισμοί για την εικονική πραγματικότητα στη μάθηση
Εδώ και χρόνια γίνονται έρευνες για τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης
της εικονικής πραγματικότητας στην εκπαίδευση. Ένα συμπέρασμα στο οποίο συμφωνούν
οι περισσότεροι ερευνητές είναι ότι οι εκπαιδευόμενοι αποκομίζουν πράγματα από τα
εικονικά περιβάλλοντα μάθησης (Shaffer, Squire, Halverson, & Gee, 2005). Ένα από τα
σημαντικότερα στοιχεία των εικονικών περιβαλλόντων μάθησης είναι ότι επιτρέπουν στους
χρήστες να βιώσουν την τεχνολογία από πρώτο χέρι. Οι εκπαιδευόμενοι έχουν τη
δυνατότητα να πειραματιστούν οι ίδιοι με διάφορα προβλήματα και να τα εφαρμόσουν σε
μεθόδους δοκιμής και λάθους στο γύρω κόσμο. Τα 3D VRLEs έχουν τη δυνατότητα να
συμβάλλουν θετικά στη συμμετοχή των μαθητών, καθώς τους θυμίζουν τα εμπορικά
διαθέσιμα ηλεκτρονικά παιχνίδια. Το εμβυθιστικό και διαδραστικό τους περιβάλλον είναι
4                                                7ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή


ικανό να επιβεβαιώσει την ενεργό συμμετοχή τους, αλλά και να αντιληφθεί τι τραβάει την
προσοχή τους (Chapman, Selvarajah & Webster, 1999).
   Ένας εικονικός κόσμος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην εκπαιδευτική διαδικασία,
σύμφωνα με τον Aldrich (2002), ο οποίος δήλωσε ότι: «Η νέα γενιά των μαθητών, σχεδόν της
ηλικίας των τριάντα και νεότεροι, μεγάλωσαν παίζοντας παιχνίδια σε υπολογιστές. Αυτοί,
αλλά και οι μελλοντικοί μαθητές έχουν μάθει το πώς να μαθαίνουν μέσα από τις διαδράσεις
με τον υπολογιστή. Πλέον προσδοκούν να εμπλακούν σε πολλαπλά επίπεδα ταυτόχρονα, με
γρήγορες αποκρίσεις, ποιοτικά γραφικά, υψηλή διέγερση και εξαιρετικά εμβυθιστικά και
χρηστο-κεντρικά περιβάλλοντα. Ως αποτέλεσμα αισθάνονται μεγάλη ανία στην
παραδοσιακή τάξη».
   Με βάση την παραπάνω ουσιώδη διαπίστωση, κάποια επιπρόσθετα πλεονεκτήματα και
καινοτομίες είναι (Chittaro & Ranon, 2007):
   •     Η πιο ρεαλιστική και λεπτομερής απεικόνιση των αντικειμένων, προσφέροντας
      έτσι περισσότερες δυνατότητες ελέγχου σε σχέση με τις 2D αναπαραστάσεις. Δίνεται,
      με τον τρόπο αυτό, μια αίσθηση ισχύος, ελέγχου και διαδραστικότητας (Byrne, 1996;
      Bricken, 1990).
   •     Η υποστήριξη μιας εποικοδομητικής προσέγγισης στη μάθηση. Οι χρήστες
      μαθαίνουν «κάνοντας κάτι» αντί, «διαβάζοντας». Αυτό διευκολύνει την εκμάθηση
      δύσκολων εννοιών, όπως για παράδειγμα τη σχέση μεταξύ απόστασης, κίνησης και
      χρόνου ή άλλων επιστημονικών εννοιών (Yair, Mintz, & Litvak, 2001), μέσω της
      δυνατότητας ανάλυσης του ίδιου θέματος ή φαινομένου από διαφορετικές απόψεις.
      Με αυτό τον τρόπο, οι χρήστες μπορούν να αποκτήσουν μια βαθύτερη κατανόηση του
      θέματος και να δημιουργήσουν περισσότερα πλήρη και ακριβή νοητικά μοντέλα.
   •     Η αλληλεπίδραση με ένα άλλο ανθρώπινο ον – avatar μπορεί να είναι πιο εύκολη
      και ελκυστική από την αλληλεπίδραση με ένα βιβλίο ή έναν υπολογιστή.
   •     Η ανάπτυξη συναισθημάτων είναι επίσης σημαντική όταν αναφέρεται στους
      «εικονικούς δασκάλους». Η απλή παρουσία ενός ρεαλιστικού χαρακτήρα έχει
      αποδειχθεί ότι έχει θετική επίδραση στους μαθητές. Μια ακόμη ισχυρότερη επίδραση
      στην κινητροδότηση μπορεί να επιτευχθεί μέσω ενός εικονικού συμμαθητή ή ενός
      εικονικού δασκάλου, που δείχνει ενδιαφέρον και ευαισθησία για την πρόοδο των
      μαθητών, ενθουσιασμό όταν επιτυγχάνουν και τους βοηθά όταν κάνουν λάθος.
      (Johnson, Rickel, & Lester, 2000).
   •     Τα πλεονεκτήματα που παρέχονται μέσω των εικονικών φίλων ή δασκάλων.
      Πρώτον, εισάγουν την κοινωνική διάσταση στα 3D VRLEs, τα οποία συχνά
      θεωρούνται ψυχρά και απρόσωπα. Δεύτερον, μπορούν να δείξουν τον τρόπο
      εκτέλεσης μιας εργασίας αντί απλώς να εξηγήσουν πώς λύνεται, με αποτέλεσμα τη
      μείωση του χρόνου μάθησης. Τρίτον, δίνεται η ευκαιρία συνεργασίας με έναν ή
      περισσότερους εικονικούς φίλους.
   Τέλος, μια αξιοσημείωτη πτυχή των 3D εικονικών περιβαλλόντων μάθησης είναι η
λεγόμενη «εμπλοκή» (engagement). Υπάρχουν πολλοί ορισμοί για τον όρο αυτό. Αυτό που
είναι προφανές σε όλους τους ορισμούς, είναι ότι συνεπιφέρει ένα είδος πνευματικής σκέψης
(στα πλαίσια της ενημέρωσης και της επικέντρωσης σε κάτι), γνωστικής προσπάθειας και
προσοχής. Η εμπλοκή δεν είναι ένας απόλυτος όρος. Σε γενικές γραμμές, οι εμπλεκόμενοι
χρήστες συμμορφώνονται με τις ελάχιστες απαιτήσεις μιας συγκεκριμένης άσκησης, ενώ οι
μη-εμπλεκόμενοι οδηγούνται σε άλλες δραστηριότητες, off-task (Bangert-Drowns & Pike,
2001). Μια χαρακτηριστική off-task συμπεριφορά σύμφωνα με τους Baker, Corbett,
Koedinger και Wagner (2004), είναι εκείνη κατά την οποία οι μαθητές εκμεταλλεύονται τις
δυνατότητες βοήθειας και ανάδρασης του συστήματος, με σκοπό να μάθουν τη σωστή
Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση                                                                 5


απάντηση, χωρίς όμως να γνωρίζουν γιατί αυτή η απάντηση είναι και η σωστή (gaming the
system). Ωστόσο, υπάρχουν διάφορα επίπεδα εμπλοκής στα οποία μπορεί κανείς να φτάσει.
Η εμπλοκή μπορεί να χαρακτηριστεί είτε ως υψηλή, είτε ως χαμηλή.
   Από την άλλη, υπάρχουν ανοιχτά ζητήματα που εκκρεμούν από τη χρήση των
τεχνολογιών αυτών στην εκπαιδευτική διαδικασία. Το γεγονός αυτό, βέβαια, είναι
αναμενόμενο, καθώς πρόκειται για μια νέα μέθοδο. Αρχικά, έχει παρατηρηθεί δυσκολία στη
πλοήγηση (Youngblut, 1998) αλλά και στη χρήση 3D interface. Οι χρήστες συχνά δεν είναι
σε θέση να κινηθούν όπως θέλουν, μπορούν εύκολα να χαθούν ή δεν ξέρουν πώς να
φτάσουν σε μια συγκεκριμένη θέση.
   Άλλα προβλήματα που αφορούν το εκπαιδευτικό πλαίσιο είναι οι δάσκαλοι, η έλλειψη
εμπειρίας ή οι δυσκολίες που δημιουργούνται από τη χρήση στην τάξη. Αυτό συμβαίνει
γιατί πολλοί εκπαιδευτικοί προέρχονται από μια γενιά που δεν είναι εξοικειωμένη με αυτήν
την τεχνολογία και έτσι δεν αντιλαμβάνεται τα οφέλη από τη χρήση τους στην εκπαίδευση
(Squire, 2003). Τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης προωθούν κυρίως την ενεργή
ανακάλυψη της γνώσης, με αποτέλεσμα να αλλάζει ο ρόλος του εκπαιδευτικού. Ο
εκπαιδευτικός από παντογνώστης, μετατρέπεται σε σύντροφο ή οδηγό (Youngblut, 1998).
Κατά συνέπεια, η προσπάθεια ενσωμάτωσης αυτών των τεχνολογιών και των
παραδοσιακών μαθημάτων με αποτελεσματικό τρόπο, είναι ένα πολύ δύσκολο έργο, που
βρίσκεται ακόμη υπό έρευνα.
   Ένα άλλο σημείο διαφωνίας είναι αν τα VRLEs θα πρέπει να χρησιμοποιούνται εντός ή
εκτός του σχολείου. Επειδή τα περιβάλλοντα αυτά προσφέρουν μια τεράστια σφαίρα
δυνατοτήτων, μπορούν και οι δύο μορφές να αντικαταστήσουν τα εργαστήρια, τα οποία
κρίνονται αρκετές φορές επικίνδυνα.
   Ακόμα, τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης είναι ακριβά για να κατασκευαστούν, κι
αυτό είναι ένα μείζον θέμα για την εκπαίδευση. Οι μαθητές προτιμούν τα ίδια επίπεδα
λεπτομέρειας στα εκπαιδευτικά περιβάλλοντα, όπως και στα ηλεκτρονικά παιχνίδια, ακόμα
κι αν κάτι τέτοιο δεν είναι απαραίτητο για τη μάθηση. Για το λόγο αυτό, η απογοήτευση των
μαθητών μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη μάθηση, δηλαδή η προσδοκία τους μπορεί
συχνά να είναι πολύ πιο υψηλή, αν νομίζουν ότι ένα 3D εικονικό περιβάλλον θα μιμούνταν
την πραγματικότητα, και η έλλειψη απόδοσης ρεαλισμού έχει ως συνέπεια τη σημαντική
μείωση της διαδικασίας της μάθησης (Chittaro & Ranon, 2007).
   Τέλος, έχουν διεξαχθεί έρευνες που αφορούν την εικονική πραγματικότητα σε
συνδυασμό με τη θεωρία του εποικοδομισμού, οι οποίες οδηγούν σε αρνητικά
συμπεράσματα. Πιο συγκεκριμένα, μελέτες που έχουν διεξαχθεί από τους Harp και Mayer,
(1997, 1998), Mayer, Heiser, και Lonn, (2001) και τον Moreno (2007), υποστηρίζουν ότι τα
σύνθετα - πολύπλοκα οπτικά υλικά, όπως είναι τα εικονικά περιβάλλοντα στο σύνολό τους
(π.χ. background, AVATARS, ήχος – κείμενο – μουσική, κ.ά.) μπορούν να εμποδίσουν τους
αρχάριους μαθητές από τη σωστή παρακολούθηση και την ενεργό συμμετοχή τους στο
μάθημα.
   Θα παρουσιαστεί στη συνέχεια μια παρόμοια έρευνα, η οποία είναι ενδεικτική της
σύγχρονης τάσης που υπάρχει στην εφαρμογή των 3D εικονικών περιβαλλόντων στην
εκπαιδευτική διαδικασία. Εστιάζει σε δύο λεπτά και σημαντικά σημεία, στα οποία πρέπει να
δίνεται ιδιαίτερη προσοχή όταν σχεδιάζεται ένα εικονικό περιβάλλον μάθησης, αυτά του
γνωστικού φόρτου και του μαθησιακού αποτελέσματος. Η έρευνα είναι χαρακτηριστική των
μέχρι στιγμής αποτελεσμάτων στον τομέα αυτό.
6                                                7ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή


Παρουσίαση εκπαιδευτικής έρευνας με τα αποτελέσματά της
Σε αυτή τη πρόσφατη μελέτη (Kartiko, Kavakli & Cheng, 2010), ερευνήθηκε η επίδραση της
επικοινωνιακής τροπικότητας (δηλαδή ο τρόπος με τον οποίο επικοινωνούν οι
εκπαιδευόμενοι, κείμενο ή ήχος) σχετικά με το γνωστικό φόρτο και τη μάθηση σε φοιτητές
που έχουν ολοκληρώσει έναν κύκλο σπουδών σε ένα πολυ-χρηστικό εικονικό εκπαιδευτικό
περιβάλλον (MUVE).
   Τα εκπαιδευτικά MUVEs περιβάλλοντα είναι τρισδιάστατοι εικονικοί κόσμοι που
προσφέρουν στους μαθητές αλληλεπίδραση με άλλους ανθρώπους που εκπροσωπούνται
από avatar. Σε αυτά τα περιβάλλοντα, οι μαθητές μπορούν να αλληλεπιδρούν με διάφορα
αντικείμενα (συμπεριλαμβανομένων εικόνων, ήχων, και άλλων πολυμεσικών
περιεχομένων), ενώ επικοινωνούν και συνεργάζονται με συμμαθητές τους, ώστε να
ερευνήσουν σενάρια και να λύσουν κάποια δύσκολα προβλήματα (Nelson & Ketelhut,
2007).
   Η έρευνα έγινε με σκοπό να δοθούν απαντήσεις στα ερευνητικά ερωτήματα:
   1. αν οι φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει την έρευνα σε ένα MUVE περιβάλλον, όπου η
       επικοινωνία γινόταν μέσω του διαδικτύου και ήταν βασισμένη στον ήχο («φωνή
       VoIP»), έδειξαν χαμηλότερα επίπεδα γνωστικού φόρτου από φοιτητές που έχουν
       ολοκληρώσει το ίδιο πρόγραμμα σπουδών σε ένα περιβάλλον που χρησιμοποιεί
       κείμενο ως μέσο επικοινωνίας
   2. αν οι φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει την έρευνα σε ένα MUVE περιβάλλον, όπου η
       επικοινωνία ήταν με «φωνή VoIP», είχαν καλύτερες επιδόσεις στην μάθηση από
       φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει το ίδιο πρόγραμμα σπουδών σε ένα περιβάλλον που
       χρησιμοποιεί κείμενο ως μέσο επικοινωνίας
   Στην έρευνα συμμετείχαν 78 προπτυχιακοί φοιτητές από ένα μεγάλο πανεπιστήμιο. Οι
συμμετέχοντες στην έρευνα ήταν εθελοντές και σαν κίνητρο θα λάμβαναν επιπλέον μονάδες
σε ένα επιλεγμένο μάθημα στο οποίο είχαν εγγραφεί. Οι φοιτητές της ομάδας ελέγχου (n =
39), χρησιμοποίησαν textbase chat για να επικοινωνήσουν με τους συνεργάτες τους μέσα
στον κόσμο SimLandia, ενώ οι συμμετέχοντες στην ομάδα treatment (n = 39)
χρησιμοποίησαν VoIP chat. Προσφέρθηκαν συνεδρίες σε δύο διαφορετικά εργαστήρια
ηλεκτρονικών υπολογιστών που χρησιμοποιούν το ίδιο υλικό, με μόνη εξαίρεση την
προσθήκη του Skype για την επικοινωνία στην ομάδα treatment.
   Η έρευνα αποτελούνταν από τέσσερα στάδια. Στο πρώτο στάδιο, δόθηκαν γενικές
οδηγίες στους συμμετέχοντες σε μορφή παρουσίασης διαφανειών. Έπειτα, οι συμμετέχοντες
συμπλήρωσαν ατομικά ένα online ερωτηματολόγιο που περιείχε ερωτήματα δημογραφικά
και σχετικά με το γνωστικό τους υπόβαθρο. Στο τρίτο στάδιο οι συμμετέχοντες, εργάστηκαν
για 90 λεπτά σε ομάδες των τριών για να ολοκληρωθεί η έρευνα στο περιβάλλον SimLandia.
Τέλος, οι εκπαιδευόμενοι απάντησαν ένα ακόμα online ερωτηματολόγιο.
   Όσον αφορά στο θέμα της γνωστικής υπερφόρτωσης, το αποτέλεσμα της έρευνας έδειξε
ότι οι μαθητές που χρησιμοποίησαν «φωνή VoIP» για την επικοινωνία τους στον εικονικό
κόσμο, ανέφεραν κατά μέσο όρο σημαντικά χαμηλότερο γνωστικό φόρτο από αυτούς που
χρησιμοποίησαν το κείμενο ως βάση για την επικοινωνία.
   Σχετικά με το θέμα της μάθησης, και οι δύο δοκιμές ήταν στατιστικά μη σημαντικές (p .
05). Οι μαθητές και στις δύο ομάδες ανέφεραν στατιστικά όμοια αποτελέσματα σχετικά με το
περιεχόμενο της επιστήμης και τη διαδικασία της μάθησης.
   Τέλος, όσον αφορά την εμπλοκή ως επιστήμονες, βρέθηκε να είναι μη στατιστικά
σημαντική η διαφορά ανάμεσα στην ομάδα που χρησιμοποιούσε VoIP και σε αυτή που
χρησιμοποιούσε κείμενο για την επικοινωνία.
Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση                                                                                   7


Συμπεράσματα
Τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης προσφέρουν στην εκπαίδευση ένα νέο τρόπο
μάθησης, συνεργασίας και κοινωνικοποίησης. Η χρήση αυτής της τεχνολογίας στην
εκπαίδευση είναι μια σχετικά νέα ιδέα που κερδίζει το ενδιαφέρον λόγω των
πλεονεκτημάτων της.
   Μερικά συμπεράσματα που προκύπτουν από τη χρήση αυτής της τεχνολογίας στην
εκπαίδευση είναι ότι οι μαθητές:
   •     θεωρούν τα εικονικά περιβάλλοντα μάθησης πιο ελκυστικά και διασκεδαστικά από
      ότι την παραδοσιακή διδασκαλία (γιατί τους θυμίζουν ηλεκτρονικά παιχνίδια) και
   •     μέσω της «εμπλοκής» τους στο περιβάλλον, ενδιαφέρονται και ψυχαγωγούνται
      περισσότερο σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους. Κατά συνέπεια, συμμετέχουν
      περισσότερο στην εκπαιδευτική διαδικασία και την εφαρμόζουν πιο πρόθυμα· αυτό
      οδηγεί κάποιους ερευνητές να χρησιμοποιούν τη λέξη ''edutainment'' (Chittaro &
      Ranon, 2007).
   Τα παραπάνω, οδηγούν στο λογικό συμπέρασμα ότι η χρήση τους θα πρέπει να αυξήσει
το ποσοστό της αποκτηθείσας γνώσης. Οι μελέτες όμως αποτυγχάνουν σε γενικές γραμμές
στο να επιδείξουν και να αποδείξουν τη μεταφορά της μάθησης, κυρίως εξαιτίας των
δειγμάτων μικρού μεγέθους, και της εφαρμογής τους σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Σύμφωνα και με την έρευνα που παρουσιάστηκε, παρόλο που αποδείχτηκε ότι τα επίπεδα
της γνωστικής υπερφόρτωσης ήταν μικρότερα στους μαθητές που χρησιμοποίησαν στην
επικοινωνία τους ήχο, όσον αφορά στη διαδικασία της μάθησης δεν υπήρχαν σημαντικές
διαφορές.
    Άρα χρειάζεται ακόμη δουλειά για να γίνουν ακριβή σχόλια για την αξία των εικονικών
περιβαλλόντων μάθησης. Οι έρευνες γενικά αναφέρουν θετική διάθεση για αυτήν την
τεχνολογία· υπάρχει κάτι ελκυστικό στην εικονική πραγματικότητα προς εκπαιδευτικούς
και εκπαιδευόμενους. Αυτό που δεν έχει γίνει ακόμα ξεκάθαρο, είναι, αν τους έλκει η
καινοτομία , ή αν στα αλήθεια τονώνει και δίνει κίνητρα για μάθηση. Οι ερευνητές πρέπει
να κάνουν περαιτέρω έρευνα για να αποφασίσουν τη μαθησιακή προοπτική που δίνουν τα
3D εικονικά περιβάλλοντα, σε σύγκριση με τις άλλες παραδοσιακές μεθόδους.


Αναφορές
Aldrich, C. (2002). A field guide to educational simulations. Alexandria, VA: American Society for Training
   & Development.
Baker, R. S., Corbett, A. T., Koedinger, K. R., & Wagner, A. Z. (2004). Off-Task Behavior in the Cognitive
   Tutor Classroom: When Students “Game the System”. Human-Computer Interaction Institute.
   Carnegie Mellon University Pittsburgh, PA, USA.
Bangert-Drowns, R., & Pike, R. (2001). A taxonomy of student engagement with educational software:
   an exploration of literate thinking with electronic text. Journal of Educational Computing Research,
   24(3).
Bricken, W. (1990). Learning in Virtual Reality (Technical Memorandum M-90-5). University of
   Washington, Seattle, WA.
Burdea, G., & Coiffet, P. (2003). Virtual Reality Technology, NJ: Wiley, 2nd edition.
Byrne, C. M. (1996). Water on Tap : The Use of Virtual Reality as an Educational Tool. Unpublished doctoral
   dissertation. University of Washington, Seattle, WA.
Chapman, P., Selvarajah, S., & Webster, J. (1999). Engagement in Multimedia Training Systems.
   Proceedings of the 32nd Hawaii International Conference on System Sciences, 1-9.
Chittaro, L., & Ranon, R. (2007). Web3D technologies in learning, education and training: motivations,
   issues, opportunities. Computers & Education, 49, 3–18.
8                                                            7ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή


Dickey, M. D. (2005a). Brave new (interactive) worlds: A review of the design affordances and
   constraints of two 3D virtual worlds as interactive learning environments. Interactive Learning
   Environments, 13(1-2), 121-137.
Eschenbrenner, B., Fui-Hoon Nah, F., & Siau, K. (2008). 3-D Virtual Worlds in Education: Applications,
   Benefits, Issues, and Opportunities. Journal of Database Management, 19(4), 91-110.
Harp, S. F., & Mayer, R. E. (1997). The role of interest in learning from scientific text and illustrations: on
   the distinction between emotional interest and cognitive interest. Journal of Educational Psychology,
   89(1), 92–102.
Harp, S. F., & Mayer, R. E. (1998). How seductive details do their damage: a theory of cognitive interest
   in science learning. Journal of Educational Psychology, 90(3), 414–434.
John, N. W. (2007). The impact of Web3D technologies on medical education and training. Computers &
   Education, 49, 19–31.
Johnson, W. L., Rickel, J. W., & Lester, J. C. (2000). Animated pedagogical agents: face-to-face interaction
   in interactive learning environments. International Journal of Artificial Intelligence in Education, 11, 47–
   78.
Kartiko, I., Kavakli, M., & Cheng, K. (2010). Learning science in a virtual reality application: The
   impacts of animated-virtual actors’ visual complexity. Computers & Education, 55, 881–891.
Mayer, R.(2005). Multimedia learning in virtual reality. Multimedia Learning (pp. 525-546), NY:
   Cambridge University Press.
Mayer, R. E., Heiser, J., & Lonn, S. (2001). Cognitive constraints on multimedia learning: when
   presenting more material results in less understanding. Journal of Educational Psychology, 93(1), 187–
   198.
Monahan, T., McArdle, G., & Bertolotto, M. (2008). Virtual reality for collaborative e-learning.
   Computers & Education, 50, 1339–1353.
Moreno, R. (2007). Optimising learning from animations by minimising cognitive load: cognitive and
   affective consequences of signalling and segmentation methods. Applied Cognitive Psychology, 21(6),
   765–781.
Nelson, B., & Ketelhut, D. J. (2007). Scientific inquiry in educational multi-user virtual environments.
   Educational Psychology Review, 19, 265–283.
Pan, Z., Cheok, A. D., Yang, H., Zhu, J., & Shi, J. (2006). Virtual reality and mixed reality for virtual
   learning environments. Computers & Graphics, 30, 20–28.
Rauch, U. (2007). Who owns this space anyway? The Arts 3D VL Metaverse as a network of
   imagination, In. Proceedings of ED-MEDIA, 2007, 4249–4253.
Shaffer, D., Squire, K., Halverson, R., & Gee, J. (2005). Video games and the future of learning. Phi Delta
    Kappan, 87(2), 104–111.
Squire, K. (2003). Video games in education. International Journal of Intelligent Simulations and Gaming,
   2(1), 49–62
Yair, Y., Mintz, R., & Litvak, S. (2001). 3-D virtual reality in science education: An implication for
   astronomy teaching. Journal of Computers in Mathematics and Science Education, 20, 3.
Youngblut, C. (1998). Educational uses of virtual reality technology. Technical Report No. IDA Document
   D-2128, Institute for Defence Analyses.
Wann, J., & Mon-Williams, M. (1996). What does virtual reality NEED? Human factors issues in the
   design of three-dimensional computer environments. International Journal of Human–Computer
   Studies, 44, 6, 829–847.
Δημητριάδης, Σ., Καραγιαννίδης, Χ., Πομπόρτσης, Α., Τσιάτσος, Θ. (2008). Εικονική Πραγματικότητα
   και Εικονικά Περιβάλλοντα. Ευέλικτη Μάθηση με Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας & Επικοινωνιών (σ.
   211-215), Θεσσαλονίκη: Τζιόλας.

More Related Content

More from Stesia Papavasileiou

Διπλωματική εργασία
Διπλωματική εργασίαΔιπλωματική εργασία
Διπλωματική εργασίαStesia Papavasileiou
 
μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της ...
μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της ...μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της ...
μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της ...Stesia Papavasileiou
 
Τεχνολογία Πολυμέσων στην Εκπαίδευση
Τεχνολογία Πολυμέσων στην ΕκπαίδευσηΤεχνολογία Πολυμέσων στην Εκπαίδευση
Τεχνολογία Πολυμέσων στην ΕκπαίδευσηStesia Papavasileiou
 
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗStesia Papavasileiou
 
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευσηΤεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευσηStesia Papavasileiou
 
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευσηΤεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευσηStesia Papavasileiou
 
Δημιουργία Πλατφόρμας για τη Διεξαγωγή Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
Δημιουργία Πλατφόρμας για τη Διεξαγωγή Online Διαγωνισμών ΠρογραμματισμούΔημιουργία Πλατφόρμας για τη Διεξαγωγή Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
Δημιουργία Πλατφόρμας για τη Διεξαγωγή Online Διαγωνισμών ΠρογραμματισμούStesia Papavasileiou
 
Δημιουργία Πλατφόρμας Διεξαγωγής Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
Δημιουργία Πλατφόρμας Διεξαγωγής Online Διαγωνισμών ΠρογραμματισμούΔημιουργία Πλατφόρμας Διεξαγωγής Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
Δημιουργία Πλατφόρμας Διεξαγωγής Online Διαγωνισμών ΠρογραμματισμούStesia Papavasileiou
 
Gestures στις mobile εφαρμογές
Gestures στις mobile εφαρμογέςGestures στις mobile εφαρμογές
Gestures στις mobile εφαρμογέςStesia Papavasileiou
 

More from Stesia Papavasileiou (20)

Διπλωματική εργασία
Διπλωματική εργασίαΔιπλωματική εργασία
Διπλωματική εργασία
 
Exploiting virtual environments
Exploiting virtual environmentsExploiting virtual environments
Exploiting virtual environments
 
Manual
ManualManual
Manual
 
Tool Presentation
Tool PresentationTool Presentation
Tool Presentation
 
μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της ...
μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της ...μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της ...
μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της ...
 
Τεχνολογία Πολυμέσων στην Εκπαίδευση
Τεχνολογία Πολυμέσων στην ΕκπαίδευσηΤεχνολογία Πολυμέσων στην Εκπαίδευση
Τεχνολογία Πολυμέσων στην Εκπαίδευση
 
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
 
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευσηΤεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
 
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευσηΤεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
Τεχνολογίες πολυμέσων στην εκπαίδευση
 
Δημιουργία Πλατφόρμας για τη Διεξαγωγή Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
Δημιουργία Πλατφόρμας για τη Διεξαγωγή Online Διαγωνισμών ΠρογραμματισμούΔημιουργία Πλατφόρμας για τη Διεξαγωγή Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
Δημιουργία Πλατφόρμας για τη Διεξαγωγή Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
 
Δημιουργία Πλατφόρμας Διεξαγωγής Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
Δημιουργία Πλατφόρμας Διεξαγωγής Online Διαγωνισμών ΠρογραμματισμούΔημιουργία Πλατφόρμας Διεξαγωγής Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
Δημιουργία Πλατφόρμας Διεξαγωγής Online Διαγωνισμών Προγραμματισμού
 
A role playing game in OpenSim
A role playing game in OpenSimA role playing game in OpenSim
A role playing game in OpenSim
 
Gestures στις mobile εφαρμογές
Gestures στις mobile εφαρμογέςGestures στις mobile εφαρμογές
Gestures στις mobile εφαρμογές
 
Translate mobile moves in Flash
Translate mobile moves in FlashTranslate mobile moves in Flash
Translate mobile moves in Flash
 
HCI
HCIHCI
HCI
 
Rapid prototyping
Rapid prototypingRapid prototyping
Rapid prototyping
 
A CSCL script
A CSCL scriptA CSCL script
A CSCL script
 
Collaborative learning
Collaborative learningCollaborative learning
Collaborative learning
 
Activity Theory
Activity TheoryActivity Theory
Activity Theory
 
Activity Theory
Activity TheoryActivity Theory
Activity Theory
 

μια νέα οπτική γωνία της 3 d εικονικής πραγματικότητας και της επίδρασής της στην εκπαιδευτική διαδικασία

  • 1. Μια νέα οπτική γωνία της 3D Εικονικής Πραγματικότητας και της επίδρασής της στην Εκπαιδευτική διαδικασία Βολιώτη Χριστίνα, Παπαβασιλείου Αναστασία, Πολυμεράκη Ελένη chvoliot@csd.auth.gr, papavasa@csd.auth.gr, epolymer@csd.auth.gr Περίληψη Στο παρόν άρθρο γίνεται αναφορά στην τρισδιάστατη εικονική πραγματικότητα και συγκεκριμένα στην επίδρασή της στην εκπαιδευτική διαδικασία. Αρχικά, διατυπώνεται η έννοια της εικονικής πραγματικότητας και γίνεται μια κατηγοριοποίηση των διαφόρων τύπων που υπάρχουν. Παρατίθενται οι τομείς που χρησιμοποιείται και γίνεται αναφορά στα πλεονεκτήματα αλλά και στα μειονεκτήματα των 3D εικονικών περιβαλλόντων. Στη συνέχεια παρουσιάζεται μια έρευνα με τα αποτελέσματά της, τα οποία αναφέρονται στις επιπτώσεις που επιφέρει η χρήση της επικοινωνιακής τροπικότητας (κείμενο ή ήχος) στο γνωστικό φόρτο και τη μάθηση. Στόχος αυτού του άρθρου είναι να ανακαλύψει εάν τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης επιφέρουν θετικά αποτελέσματα στη διαδικασία της μάθησης αλλά και στην απόκτηση γνώσης. Λέξεις κλειδιά: virtual reality, εποικοδομισμός, 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης, πολυ-χρηστικό εικονικό εκπαιδευτικό περιβάλλον Εισαγωγή Μετά την αλματώδη εξέλιξη που σημειώθηκε στην τεχνολογία του υλικού των υπολογιστών, σημειώνονται αντίστοιχα αποτελέσματα και στην τεχνολογία του λογισμικού. Οι ραγδαίες αυτές αλλαγές που συμβαίνουν, δεν μπορούν να αφήσουν ανεπηρέαστο τον τομέα της εκπαίδευσης, όπου δημιουργείται η ανάγκη για νέες τεχνολογίες, οι οποίες υποστηρίζουν νέα περιβάλλοντα μάθησης. Στην εποχή μας δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στον τρόπο αλληλεπίδρασης του χρήστη με το υπολογιστικό σύστημα. Χαρακτηριστικά αναφέρει ο Dickey (2005a), ότι η δημιουργία διαδραστικών περιβαλλόντων μάθησης είναι μια σύγχρονη τάση που υποστηρίζεται από την αυξανόμενη στροφή προς τον εποικοδομισμό. Επιπλέον, τα εκπαιδευτικά παραδείγματα υποστηρίζουν ότι η γνώση οικοδομείται για αυτό και οι μαθητές είναι υποχρεωμένοι να ασχολούνται περισσότερο με τη μαθησιακή διαδικασία. Συνεπώς, τα περιβάλλοντα που ευνοούν τους μαθητές και που είναι σε θέση να τα διαχειριστούν και να τα εξερευνήσουν, είναι περισσότερο αποτελεσματικά στην εποικοδομητική μάθηση. Η εικονική πραγματικότητα (Virtual Reality – VR) αποτελεί κύριο εκφραστή της νέας αυτής τάσης. Λόγω του μεγάλου εκπαιδευτικού ενδιαφέροντος που αποκτά η εικονική πραγματικότητα καθώς και του ότι εισάγει «νέες ευκαιρίες και δυνατότητες» στην εκπαίδευση, αναδύθηκε η ανάγκη να παρουσιάσουμε στο συγκεκριμένο άρθρο τις θετικές και αρνητικές πλευρές του VR αλλά και μια σύγχρονη έρευνα με τα αποτελέσματά της. Η σημαντικότητα της έρευνας είναι ότι εξετάζει το γνωστικό φόρτο και το μαθησιακό αποτέλεσμα σε σχέση με τα εικονικά περιβάλλοντα μάθησης. Α. Τζιμογιάννης (επιμ.), Πρακτικά Εργασιών 7ου Πανελλήνιου Συνεδρίου με Διεθνή Συμμετοχή «Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση», σ. 1-7 Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, Κόρινθος, 23-26 Σεπτεμβρίου 2010
  • 2. 2 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή Θεωρητικό Υπόβαθρο Η έννοια της εικονικής πραγματικότητας ορίζεται μέσα από την εμπειρία που βιώνει ο χρήστης της. Οι τρεις βασικές πτυχές της εικονικής πραγματικότητας είναι οι παρακάτω (Burdea & Coiffet, 2003): 1. η εμβύθιση (immersion) στο περιβάλλον, δηλαδή η αίσθηση που δημιουργείται στο χρήστη ότι παρευρίσκεται ο ίδιος στον τρισδιάστατο εικονικό χώρο, 2. η αλληλεπίδραση (interaction), δηλαδή η δυνατότητα που προσφέρεται στο χρήστη να πλοηγηθεί στον τρισδιάστατο εικονικό χώρο, αλλά και να έρθει σε επαφή με τα αντικείμενα του χώρου σε πραγματικό χρόνο (real time), 3. η φαντασία (imagination), η ικανότητα δηλαδή του ανθρώπινου μυαλού να συνθέτει νοητικές εικόνες καταστάσεων που δεν υφίστανται στην πραγματικότητα. Ο βαθμός στον οποίο μια προσομοίωση αποδίδει καλά, εξαρτάται από την ανθρώπινη φαντασία. Τα συστήματα εικονικής πραγματικότητας μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορες, ίσως και αλληλεπικαλυπτόμενες, κατηγορίες ανάλογα με τον τρόπο και τα μέσα που χρησιμοποιούν για να προσεγγίσουν την πραγματικότητα (Δημητριάδης, Καραγιαννίδης, Πομπόρτσης, Τσιάτσος, 2008): • Επιτραπέζια εικονική πραγματικότητα (Desktop VR): στην κατηγορία αυτή ανήκουν τα συστήματα που προβάλλουν τον εικονικό κόσμο σε μια τυπική οθόνη επιτραπέζιου υπολογιστή. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι τα ηλεκτρονικά παιχνίδια. • Video Mapping: αποτελεί μια παραλλαγή των επιτραπέζιων συστημάτων εικονικής πραγματικότητας. Χρησιμοποιεί την οθόνη του υπολογιστή για την αναπαράσταση του εικονικού κόσμου, αλλά δέχεται και σήματα σύνθετης εικόνας. • Συστήματα εμβύθισης (Immersive VR): στη συγκεκριμένη κατηγορία εικονικών συστημάτων οι χρήστες εμβυθίζονται πλήρως στον εικονικό κόσμο με τη βοήθεια κάποιων συσκευών εισόδου/εξόδου. • Τηλεπαρουσία (tele-presence): η συγκεκριμένη κατηγορία χρησιμοποιεί απομακρυσμένους αισθητήρες του πραγματικού κόσμου, για να μεταφέρει τις συνθήκες του πραγματικού περιβάλλοντος στο εικονικό. • Μικτή πραγματικότητα (Mixed Reality): είναι ένα είδος συστήματος εικονικής πραγματικότητας που συνδυάζει ένα σύστημα εικονικής πραγματικότητας με ένα σύστημα τηλεπαρουσίας. • Fish Tank VR: πρόκειται για συστήματα εικονικής πραγματικότητας που συνδυάζουν μια στερεοσκοπική οθόνη υγρών κρυστάλλων μαζί με ένα μηχανισμό για την παρακολούθηση της κίνησης του κεφαλιού. Με αυτό το σύστημα προσφέρεται στο χρήστη μια μεγαλύτερη αίσθηση ρεαλισμού. • Ενισχυμένη εικονική πραγματικότητα (Augmented VR): ένα σύστημα εικονικής πραγματικότητας που συνδυάζει την πραγματική σκηνή με την εικονική που παράγει ο υπολογιστής, βελτιστοποιώντας την αίσθηση ρεαλισμού και προσεγγίζοντας πολύ τη συνειδητή πραγματικότητα. Ένας ακόμα διαχωρισμός μπορεί να γίνει με βάση το πόσοι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση και να αλληλεπιδράσουν με το εικονικό περιβάλλον ανά πάσα στιγμή. Υπάρχουν δύο τύποι συμμετοχής: τα περιβάλλοντα απλού χρήστη και τα συνεργατικά εικονικά περιβάλλοντα. Τα εικονικά περιβάλλοντα απλού χρήστη (SVEs) είναι περιβάλλοντα στα οποία ένα άτομο καθορίζει την αλληλεπίδραση, ενώ τα συνεργατικά εικονικά περιβάλλοντα (CVEs) επιτρέπουν περισσότερα από ένα άτομα να εισέλθουν στο περιβάλλον ανά πάσα
  • 3. Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση 3 στιγμή. Οι χρήστες δεν χρειάζεται να είναι στην ίδια τοποθεσία και μπορούν να αλληλεπιδράσουν είτε μεταξύ τους είτε με το εικονικό περιβάλλον μέσω της πλοήγησης της εικονικής τους αναπαράστασης, δηλαδή του avatar. Ακόμα μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους άμεσα και προφορικά χρησιμοποιώντας μικρόφωνο και ακουστικά ( Mayer, 2005). Η εικονική πραγματικότητα είναι μια τεχνολογία που έχει γίνει εξαιρετικά δημοφιλής τα τελευταία χρόνια. Πολλές έρευνες υιοθετούν την ιδέα των VR και του Augmented reality, τα οποία χρησιμοποιούνται για να υποστηρίξουν διαφορετικούς τρόπους μάθησης και εφαρμόζονται σε πολλά επιστημονικά πεδία όπως: ιατρική (έρευνες ψυχιατρικές, σχιζοφρένιας, παχυσαρκίας, διαβήτη, σε άτομα με ειδικές ικανότητες ή με ανάγκες αποκατάστασης, κ.ά.), ψυχαγωγία, κατάρτιση στελεχών σε εταιρείες ή εργοστάσια, ρομποτική και τηλε-ρομποτική, τουρισμός, στρατός, κ.ά.. Ακόμα η εικονική πραγματικότητα έχει εφαρμοστεί επιτυχώς σε εκπαιδευτικές εφαρμογές και αποτελεί τον πυρήνα των 3D εικονικών περιβαλλόντων μάθησης (Virtual Reality Learning Environments – VRLEs) (Chittaro & Ranon, 2007; John, 2007; Monahan, McArdle, & Bertolotto, 2008; Pan, Cheok, Yang, Zhu, & Shi, 2006; Rauch, 2007). Τι είναι, όμως, στην πραγματικότητα τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης; Είναι απλά ένας εικονικός κόσμος (π.χ. Active Worlds, Second Life) ή ένα online παιχνίδι, στο οποίο οι μαθητές συμμετέχουν στο μάθημα ή κάνουν τις εργασίες τους, με απώτερο σκοπό την υποστήριξη της διδασκαλίας και της μάθησης μέσα σε ένα εκπαιδευτικό πλαίσιο. Οι τρεις διαστάσεις, οι ομαλές χρονικές μεταβολές και η διαδραστικότητα είναι τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά που διακρίνουν τα 3D VRLEs (Wann & Mon-Williams, 1996) από άλλους τύπους εικονικών περιβαλλόντων, όπως αυτές παρέχονται μέσα από ένα σύστημα διαχείρισης μάθησης (Learning Management Systems – LMS), ή από ένα σύστημα διαχείρισης μαθημάτων (Course Management Systems – CMS), (π.χ. Blackboard, Moodle). Μια ποικιλία από ευεργετικά αποτελέσματα παρέχονται σε αυτούς που χρησιμοποιούν τα 3D εικονικά περιβάλλοντα για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Τα οφέλη περιλαμβάνουν τη διεξαγωγή εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων σε ένα ακίνδυνο περιβάλλον, την ενεργό συμμετοχή των μαθητών, βελτιώσεις στη συνεργασία και την επικοινωνία, οπτικοποίηση σε δύσκολο ως προς την κατανόηση περιεχόμενο με σκοπό να βοηθηθούν οι εκπαιδευόμενοι και τέλος, οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν έναν εναλλακτικό χώρο για τη διεξαγωγή μαθημάτων και την εκπόνηση εργασιών συνεργατικά (Eschenbrenner, Fui-Hoon Nah, & Siau, 2008). Στη συνέχεια θα παρουσιαστούν διάφορες απόψεις για τη χρήση αλλά και τη σημασία της εικονικής πραγματικότητας στην εκπαιδευτική διαδικασία. Οφέλη και προβληματισμοί για την εικονική πραγματικότητα στη μάθηση Εδώ και χρόνια γίνονται έρευνες για τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης της εικονικής πραγματικότητας στην εκπαίδευση. Ένα συμπέρασμα στο οποίο συμφωνούν οι περισσότεροι ερευνητές είναι ότι οι εκπαιδευόμενοι αποκομίζουν πράγματα από τα εικονικά περιβάλλοντα μάθησης (Shaffer, Squire, Halverson, & Gee, 2005). Ένα από τα σημαντικότερα στοιχεία των εικονικών περιβαλλόντων μάθησης είναι ότι επιτρέπουν στους χρήστες να βιώσουν την τεχνολογία από πρώτο χέρι. Οι εκπαιδευόμενοι έχουν τη δυνατότητα να πειραματιστούν οι ίδιοι με διάφορα προβλήματα και να τα εφαρμόσουν σε μεθόδους δοκιμής και λάθους στο γύρω κόσμο. Τα 3D VRLEs έχουν τη δυνατότητα να συμβάλλουν θετικά στη συμμετοχή των μαθητών, καθώς τους θυμίζουν τα εμπορικά διαθέσιμα ηλεκτρονικά παιχνίδια. Το εμβυθιστικό και διαδραστικό τους περιβάλλον είναι
  • 4. 4 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή ικανό να επιβεβαιώσει την ενεργό συμμετοχή τους, αλλά και να αντιληφθεί τι τραβάει την προσοχή τους (Chapman, Selvarajah & Webster, 1999). Ένας εικονικός κόσμος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην εκπαιδευτική διαδικασία, σύμφωνα με τον Aldrich (2002), ο οποίος δήλωσε ότι: «Η νέα γενιά των μαθητών, σχεδόν της ηλικίας των τριάντα και νεότεροι, μεγάλωσαν παίζοντας παιχνίδια σε υπολογιστές. Αυτοί, αλλά και οι μελλοντικοί μαθητές έχουν μάθει το πώς να μαθαίνουν μέσα από τις διαδράσεις με τον υπολογιστή. Πλέον προσδοκούν να εμπλακούν σε πολλαπλά επίπεδα ταυτόχρονα, με γρήγορες αποκρίσεις, ποιοτικά γραφικά, υψηλή διέγερση και εξαιρετικά εμβυθιστικά και χρηστο-κεντρικά περιβάλλοντα. Ως αποτέλεσμα αισθάνονται μεγάλη ανία στην παραδοσιακή τάξη». Με βάση την παραπάνω ουσιώδη διαπίστωση, κάποια επιπρόσθετα πλεονεκτήματα και καινοτομίες είναι (Chittaro & Ranon, 2007): • Η πιο ρεαλιστική και λεπτομερής απεικόνιση των αντικειμένων, προσφέροντας έτσι περισσότερες δυνατότητες ελέγχου σε σχέση με τις 2D αναπαραστάσεις. Δίνεται, με τον τρόπο αυτό, μια αίσθηση ισχύος, ελέγχου και διαδραστικότητας (Byrne, 1996; Bricken, 1990). • Η υποστήριξη μιας εποικοδομητικής προσέγγισης στη μάθηση. Οι χρήστες μαθαίνουν «κάνοντας κάτι» αντί, «διαβάζοντας». Αυτό διευκολύνει την εκμάθηση δύσκολων εννοιών, όπως για παράδειγμα τη σχέση μεταξύ απόστασης, κίνησης και χρόνου ή άλλων επιστημονικών εννοιών (Yair, Mintz, & Litvak, 2001), μέσω της δυνατότητας ανάλυσης του ίδιου θέματος ή φαινομένου από διαφορετικές απόψεις. Με αυτό τον τρόπο, οι χρήστες μπορούν να αποκτήσουν μια βαθύτερη κατανόηση του θέματος και να δημιουργήσουν περισσότερα πλήρη και ακριβή νοητικά μοντέλα. • Η αλληλεπίδραση με ένα άλλο ανθρώπινο ον – avatar μπορεί να είναι πιο εύκολη και ελκυστική από την αλληλεπίδραση με ένα βιβλίο ή έναν υπολογιστή. • Η ανάπτυξη συναισθημάτων είναι επίσης σημαντική όταν αναφέρεται στους «εικονικούς δασκάλους». Η απλή παρουσία ενός ρεαλιστικού χαρακτήρα έχει αποδειχθεί ότι έχει θετική επίδραση στους μαθητές. Μια ακόμη ισχυρότερη επίδραση στην κινητροδότηση μπορεί να επιτευχθεί μέσω ενός εικονικού συμμαθητή ή ενός εικονικού δασκάλου, που δείχνει ενδιαφέρον και ευαισθησία για την πρόοδο των μαθητών, ενθουσιασμό όταν επιτυγχάνουν και τους βοηθά όταν κάνουν λάθος. (Johnson, Rickel, & Lester, 2000). • Τα πλεονεκτήματα που παρέχονται μέσω των εικονικών φίλων ή δασκάλων. Πρώτον, εισάγουν την κοινωνική διάσταση στα 3D VRLEs, τα οποία συχνά θεωρούνται ψυχρά και απρόσωπα. Δεύτερον, μπορούν να δείξουν τον τρόπο εκτέλεσης μιας εργασίας αντί απλώς να εξηγήσουν πώς λύνεται, με αποτέλεσμα τη μείωση του χρόνου μάθησης. Τρίτον, δίνεται η ευκαιρία συνεργασίας με έναν ή περισσότερους εικονικούς φίλους. Τέλος, μια αξιοσημείωτη πτυχή των 3D εικονικών περιβαλλόντων μάθησης είναι η λεγόμενη «εμπλοκή» (engagement). Υπάρχουν πολλοί ορισμοί για τον όρο αυτό. Αυτό που είναι προφανές σε όλους τους ορισμούς, είναι ότι συνεπιφέρει ένα είδος πνευματικής σκέψης (στα πλαίσια της ενημέρωσης και της επικέντρωσης σε κάτι), γνωστικής προσπάθειας και προσοχής. Η εμπλοκή δεν είναι ένας απόλυτος όρος. Σε γενικές γραμμές, οι εμπλεκόμενοι χρήστες συμμορφώνονται με τις ελάχιστες απαιτήσεις μιας συγκεκριμένης άσκησης, ενώ οι μη-εμπλεκόμενοι οδηγούνται σε άλλες δραστηριότητες, off-task (Bangert-Drowns & Pike, 2001). Μια χαρακτηριστική off-task συμπεριφορά σύμφωνα με τους Baker, Corbett, Koedinger και Wagner (2004), είναι εκείνη κατά την οποία οι μαθητές εκμεταλλεύονται τις δυνατότητες βοήθειας και ανάδρασης του συστήματος, με σκοπό να μάθουν τη σωστή
  • 5. Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση 5 απάντηση, χωρίς όμως να γνωρίζουν γιατί αυτή η απάντηση είναι και η σωστή (gaming the system). Ωστόσο, υπάρχουν διάφορα επίπεδα εμπλοκής στα οποία μπορεί κανείς να φτάσει. Η εμπλοκή μπορεί να χαρακτηριστεί είτε ως υψηλή, είτε ως χαμηλή. Από την άλλη, υπάρχουν ανοιχτά ζητήματα που εκκρεμούν από τη χρήση των τεχνολογιών αυτών στην εκπαιδευτική διαδικασία. Το γεγονός αυτό, βέβαια, είναι αναμενόμενο, καθώς πρόκειται για μια νέα μέθοδο. Αρχικά, έχει παρατηρηθεί δυσκολία στη πλοήγηση (Youngblut, 1998) αλλά και στη χρήση 3D interface. Οι χρήστες συχνά δεν είναι σε θέση να κινηθούν όπως θέλουν, μπορούν εύκολα να χαθούν ή δεν ξέρουν πώς να φτάσουν σε μια συγκεκριμένη θέση. Άλλα προβλήματα που αφορούν το εκπαιδευτικό πλαίσιο είναι οι δάσκαλοι, η έλλειψη εμπειρίας ή οι δυσκολίες που δημιουργούνται από τη χρήση στην τάξη. Αυτό συμβαίνει γιατί πολλοί εκπαιδευτικοί προέρχονται από μια γενιά που δεν είναι εξοικειωμένη με αυτήν την τεχνολογία και έτσι δεν αντιλαμβάνεται τα οφέλη από τη χρήση τους στην εκπαίδευση (Squire, 2003). Τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης προωθούν κυρίως την ενεργή ανακάλυψη της γνώσης, με αποτέλεσμα να αλλάζει ο ρόλος του εκπαιδευτικού. Ο εκπαιδευτικός από παντογνώστης, μετατρέπεται σε σύντροφο ή οδηγό (Youngblut, 1998). Κατά συνέπεια, η προσπάθεια ενσωμάτωσης αυτών των τεχνολογιών και των παραδοσιακών μαθημάτων με αποτελεσματικό τρόπο, είναι ένα πολύ δύσκολο έργο, που βρίσκεται ακόμη υπό έρευνα. Ένα άλλο σημείο διαφωνίας είναι αν τα VRLEs θα πρέπει να χρησιμοποιούνται εντός ή εκτός του σχολείου. Επειδή τα περιβάλλοντα αυτά προσφέρουν μια τεράστια σφαίρα δυνατοτήτων, μπορούν και οι δύο μορφές να αντικαταστήσουν τα εργαστήρια, τα οποία κρίνονται αρκετές φορές επικίνδυνα. Ακόμα, τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης είναι ακριβά για να κατασκευαστούν, κι αυτό είναι ένα μείζον θέμα για την εκπαίδευση. Οι μαθητές προτιμούν τα ίδια επίπεδα λεπτομέρειας στα εκπαιδευτικά περιβάλλοντα, όπως και στα ηλεκτρονικά παιχνίδια, ακόμα κι αν κάτι τέτοιο δεν είναι απαραίτητο για τη μάθηση. Για το λόγο αυτό, η απογοήτευση των μαθητών μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη μάθηση, δηλαδή η προσδοκία τους μπορεί συχνά να είναι πολύ πιο υψηλή, αν νομίζουν ότι ένα 3D εικονικό περιβάλλον θα μιμούνταν την πραγματικότητα, και η έλλειψη απόδοσης ρεαλισμού έχει ως συνέπεια τη σημαντική μείωση της διαδικασίας της μάθησης (Chittaro & Ranon, 2007). Τέλος, έχουν διεξαχθεί έρευνες που αφορούν την εικονική πραγματικότητα σε συνδυασμό με τη θεωρία του εποικοδομισμού, οι οποίες οδηγούν σε αρνητικά συμπεράσματα. Πιο συγκεκριμένα, μελέτες που έχουν διεξαχθεί από τους Harp και Mayer, (1997, 1998), Mayer, Heiser, και Lonn, (2001) και τον Moreno (2007), υποστηρίζουν ότι τα σύνθετα - πολύπλοκα οπτικά υλικά, όπως είναι τα εικονικά περιβάλλοντα στο σύνολό τους (π.χ. background, AVATARS, ήχος – κείμενο – μουσική, κ.ά.) μπορούν να εμποδίσουν τους αρχάριους μαθητές από τη σωστή παρακολούθηση και την ενεργό συμμετοχή τους στο μάθημα. Θα παρουσιαστεί στη συνέχεια μια παρόμοια έρευνα, η οποία είναι ενδεικτική της σύγχρονης τάσης που υπάρχει στην εφαρμογή των 3D εικονικών περιβαλλόντων στην εκπαιδευτική διαδικασία. Εστιάζει σε δύο λεπτά και σημαντικά σημεία, στα οποία πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή όταν σχεδιάζεται ένα εικονικό περιβάλλον μάθησης, αυτά του γνωστικού φόρτου και του μαθησιακού αποτελέσματος. Η έρευνα είναι χαρακτηριστική των μέχρι στιγμής αποτελεσμάτων στον τομέα αυτό.
  • 6. 6 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή Παρουσίαση εκπαιδευτικής έρευνας με τα αποτελέσματά της Σε αυτή τη πρόσφατη μελέτη (Kartiko, Kavakli & Cheng, 2010), ερευνήθηκε η επίδραση της επικοινωνιακής τροπικότητας (δηλαδή ο τρόπος με τον οποίο επικοινωνούν οι εκπαιδευόμενοι, κείμενο ή ήχος) σχετικά με το γνωστικό φόρτο και τη μάθηση σε φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει έναν κύκλο σπουδών σε ένα πολυ-χρηστικό εικονικό εκπαιδευτικό περιβάλλον (MUVE). Τα εκπαιδευτικά MUVEs περιβάλλοντα είναι τρισδιάστατοι εικονικοί κόσμοι που προσφέρουν στους μαθητές αλληλεπίδραση με άλλους ανθρώπους που εκπροσωπούνται από avatar. Σε αυτά τα περιβάλλοντα, οι μαθητές μπορούν να αλληλεπιδρούν με διάφορα αντικείμενα (συμπεριλαμβανομένων εικόνων, ήχων, και άλλων πολυμεσικών περιεχομένων), ενώ επικοινωνούν και συνεργάζονται με συμμαθητές τους, ώστε να ερευνήσουν σενάρια και να λύσουν κάποια δύσκολα προβλήματα (Nelson & Ketelhut, 2007). Η έρευνα έγινε με σκοπό να δοθούν απαντήσεις στα ερευνητικά ερωτήματα: 1. αν οι φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει την έρευνα σε ένα MUVE περιβάλλον, όπου η επικοινωνία γινόταν μέσω του διαδικτύου και ήταν βασισμένη στον ήχο («φωνή VoIP»), έδειξαν χαμηλότερα επίπεδα γνωστικού φόρτου από φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει το ίδιο πρόγραμμα σπουδών σε ένα περιβάλλον που χρησιμοποιεί κείμενο ως μέσο επικοινωνίας 2. αν οι φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει την έρευνα σε ένα MUVE περιβάλλον, όπου η επικοινωνία ήταν με «φωνή VoIP», είχαν καλύτερες επιδόσεις στην μάθηση από φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει το ίδιο πρόγραμμα σπουδών σε ένα περιβάλλον που χρησιμοποιεί κείμενο ως μέσο επικοινωνίας Στην έρευνα συμμετείχαν 78 προπτυχιακοί φοιτητές από ένα μεγάλο πανεπιστήμιο. Οι συμμετέχοντες στην έρευνα ήταν εθελοντές και σαν κίνητρο θα λάμβαναν επιπλέον μονάδες σε ένα επιλεγμένο μάθημα στο οποίο είχαν εγγραφεί. Οι φοιτητές της ομάδας ελέγχου (n = 39), χρησιμοποίησαν textbase chat για να επικοινωνήσουν με τους συνεργάτες τους μέσα στον κόσμο SimLandia, ενώ οι συμμετέχοντες στην ομάδα treatment (n = 39) χρησιμοποίησαν VoIP chat. Προσφέρθηκαν συνεδρίες σε δύο διαφορετικά εργαστήρια ηλεκτρονικών υπολογιστών που χρησιμοποιούν το ίδιο υλικό, με μόνη εξαίρεση την προσθήκη του Skype για την επικοινωνία στην ομάδα treatment. Η έρευνα αποτελούνταν από τέσσερα στάδια. Στο πρώτο στάδιο, δόθηκαν γενικές οδηγίες στους συμμετέχοντες σε μορφή παρουσίασης διαφανειών. Έπειτα, οι συμμετέχοντες συμπλήρωσαν ατομικά ένα online ερωτηματολόγιο που περιείχε ερωτήματα δημογραφικά και σχετικά με το γνωστικό τους υπόβαθρο. Στο τρίτο στάδιο οι συμμετέχοντες, εργάστηκαν για 90 λεπτά σε ομάδες των τριών για να ολοκληρωθεί η έρευνα στο περιβάλλον SimLandia. Τέλος, οι εκπαιδευόμενοι απάντησαν ένα ακόμα online ερωτηματολόγιο. Όσον αφορά στο θέμα της γνωστικής υπερφόρτωσης, το αποτέλεσμα της έρευνας έδειξε ότι οι μαθητές που χρησιμοποίησαν «φωνή VoIP» για την επικοινωνία τους στον εικονικό κόσμο, ανέφεραν κατά μέσο όρο σημαντικά χαμηλότερο γνωστικό φόρτο από αυτούς που χρησιμοποίησαν το κείμενο ως βάση για την επικοινωνία. Σχετικά με το θέμα της μάθησης, και οι δύο δοκιμές ήταν στατιστικά μη σημαντικές (p . 05). Οι μαθητές και στις δύο ομάδες ανέφεραν στατιστικά όμοια αποτελέσματα σχετικά με το περιεχόμενο της επιστήμης και τη διαδικασία της μάθησης. Τέλος, όσον αφορά την εμπλοκή ως επιστήμονες, βρέθηκε να είναι μη στατιστικά σημαντική η διαφορά ανάμεσα στην ομάδα που χρησιμοποιούσε VoIP και σε αυτή που χρησιμοποιούσε κείμενο για την επικοινωνία.
  • 7. Οι ΤΠΕ στην Εκπαίδευση 7 Συμπεράσματα Τα 3D εικονικά περιβάλλοντα μάθησης προσφέρουν στην εκπαίδευση ένα νέο τρόπο μάθησης, συνεργασίας και κοινωνικοποίησης. Η χρήση αυτής της τεχνολογίας στην εκπαίδευση είναι μια σχετικά νέα ιδέα που κερδίζει το ενδιαφέρον λόγω των πλεονεκτημάτων της. Μερικά συμπεράσματα που προκύπτουν από τη χρήση αυτής της τεχνολογίας στην εκπαίδευση είναι ότι οι μαθητές: • θεωρούν τα εικονικά περιβάλλοντα μάθησης πιο ελκυστικά και διασκεδαστικά από ότι την παραδοσιακή διδασκαλία (γιατί τους θυμίζουν ηλεκτρονικά παιχνίδια) και • μέσω της «εμπλοκής» τους στο περιβάλλον, ενδιαφέρονται και ψυχαγωγούνται περισσότερο σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους. Κατά συνέπεια, συμμετέχουν περισσότερο στην εκπαιδευτική διαδικασία και την εφαρμόζουν πιο πρόθυμα· αυτό οδηγεί κάποιους ερευνητές να χρησιμοποιούν τη λέξη ''edutainment'' (Chittaro & Ranon, 2007). Τα παραπάνω, οδηγούν στο λογικό συμπέρασμα ότι η χρήση τους θα πρέπει να αυξήσει το ποσοστό της αποκτηθείσας γνώσης. Οι μελέτες όμως αποτυγχάνουν σε γενικές γραμμές στο να επιδείξουν και να αποδείξουν τη μεταφορά της μάθησης, κυρίως εξαιτίας των δειγμάτων μικρού μεγέθους, και της εφαρμογής τους σε σύντομο χρονικό διάστημα. Σύμφωνα και με την έρευνα που παρουσιάστηκε, παρόλο που αποδείχτηκε ότι τα επίπεδα της γνωστικής υπερφόρτωσης ήταν μικρότερα στους μαθητές που χρησιμοποίησαν στην επικοινωνία τους ήχο, όσον αφορά στη διαδικασία της μάθησης δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές. Άρα χρειάζεται ακόμη δουλειά για να γίνουν ακριβή σχόλια για την αξία των εικονικών περιβαλλόντων μάθησης. Οι έρευνες γενικά αναφέρουν θετική διάθεση για αυτήν την τεχνολογία· υπάρχει κάτι ελκυστικό στην εικονική πραγματικότητα προς εκπαιδευτικούς και εκπαιδευόμενους. Αυτό που δεν έχει γίνει ακόμα ξεκάθαρο, είναι, αν τους έλκει η καινοτομία , ή αν στα αλήθεια τονώνει και δίνει κίνητρα για μάθηση. Οι ερευνητές πρέπει να κάνουν περαιτέρω έρευνα για να αποφασίσουν τη μαθησιακή προοπτική που δίνουν τα 3D εικονικά περιβάλλοντα, σε σύγκριση με τις άλλες παραδοσιακές μεθόδους. Αναφορές Aldrich, C. (2002). A field guide to educational simulations. Alexandria, VA: American Society for Training & Development. Baker, R. S., Corbett, A. T., Koedinger, K. R., & Wagner, A. Z. (2004). Off-Task Behavior in the Cognitive Tutor Classroom: When Students “Game the System”. Human-Computer Interaction Institute. Carnegie Mellon University Pittsburgh, PA, USA. Bangert-Drowns, R., & Pike, R. (2001). A taxonomy of student engagement with educational software: an exploration of literate thinking with electronic text. Journal of Educational Computing Research, 24(3). Bricken, W. (1990). Learning in Virtual Reality (Technical Memorandum M-90-5). University of Washington, Seattle, WA. Burdea, G., & Coiffet, P. (2003). Virtual Reality Technology, NJ: Wiley, 2nd edition. Byrne, C. M. (1996). Water on Tap : The Use of Virtual Reality as an Educational Tool. Unpublished doctoral dissertation. University of Washington, Seattle, WA. Chapman, P., Selvarajah, S., & Webster, J. (1999). Engagement in Multimedia Training Systems. Proceedings of the 32nd Hawaii International Conference on System Sciences, 1-9. Chittaro, L., & Ranon, R. (2007). Web3D technologies in learning, education and training: motivations, issues, opportunities. Computers & Education, 49, 3–18.
  • 8. 8 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή Dickey, M. D. (2005a). Brave new (interactive) worlds: A review of the design affordances and constraints of two 3D virtual worlds as interactive learning environments. Interactive Learning Environments, 13(1-2), 121-137. Eschenbrenner, B., Fui-Hoon Nah, F., & Siau, K. (2008). 3-D Virtual Worlds in Education: Applications, Benefits, Issues, and Opportunities. Journal of Database Management, 19(4), 91-110. Harp, S. F., & Mayer, R. E. (1997). The role of interest in learning from scientific text and illustrations: on the distinction between emotional interest and cognitive interest. Journal of Educational Psychology, 89(1), 92–102. Harp, S. F., & Mayer, R. E. (1998). How seductive details do their damage: a theory of cognitive interest in science learning. Journal of Educational Psychology, 90(3), 414–434. John, N. W. (2007). The impact of Web3D technologies on medical education and training. Computers & Education, 49, 19–31. Johnson, W. L., Rickel, J. W., & Lester, J. C. (2000). Animated pedagogical agents: face-to-face interaction in interactive learning environments. International Journal of Artificial Intelligence in Education, 11, 47– 78. Kartiko, I., Kavakli, M., & Cheng, K. (2010). Learning science in a virtual reality application: The impacts of animated-virtual actors’ visual complexity. Computers & Education, 55, 881–891. Mayer, R.(2005). Multimedia learning in virtual reality. Multimedia Learning (pp. 525-546), NY: Cambridge University Press. Mayer, R. E., Heiser, J., & Lonn, S. (2001). Cognitive constraints on multimedia learning: when presenting more material results in less understanding. Journal of Educational Psychology, 93(1), 187– 198. Monahan, T., McArdle, G., & Bertolotto, M. (2008). Virtual reality for collaborative e-learning. Computers & Education, 50, 1339–1353. Moreno, R. (2007). Optimising learning from animations by minimising cognitive load: cognitive and affective consequences of signalling and segmentation methods. Applied Cognitive Psychology, 21(6), 765–781. Nelson, B., & Ketelhut, D. J. (2007). Scientific inquiry in educational multi-user virtual environments. Educational Psychology Review, 19, 265–283. Pan, Z., Cheok, A. D., Yang, H., Zhu, J., & Shi, J. (2006). Virtual reality and mixed reality for virtual learning environments. Computers & Graphics, 30, 20–28. Rauch, U. (2007). Who owns this space anyway? The Arts 3D VL Metaverse as a network of imagination, In. Proceedings of ED-MEDIA, 2007, 4249–4253. Shaffer, D., Squire, K., Halverson, R., & Gee, J. (2005). Video games and the future of learning. Phi Delta Kappan, 87(2), 104–111. Squire, K. (2003). Video games in education. International Journal of Intelligent Simulations and Gaming, 2(1), 49–62 Yair, Y., Mintz, R., & Litvak, S. (2001). 3-D virtual reality in science education: An implication for astronomy teaching. Journal of Computers in Mathematics and Science Education, 20, 3. Youngblut, C. (1998). Educational uses of virtual reality technology. Technical Report No. IDA Document D-2128, Institute for Defence Analyses. Wann, J., & Mon-Williams, M. (1996). What does virtual reality NEED? Human factors issues in the design of three-dimensional computer environments. International Journal of Human–Computer Studies, 44, 6, 829–847. Δημητριάδης, Σ., Καραγιαννίδης, Χ., Πομπόρτσης, Α., Τσιάτσος, Θ. (2008). Εικονική Πραγματικότητα και Εικονικά Περιβάλλοντα. Ευέλικτη Μάθηση με Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας & Επικοινωνιών (σ. 211-215), Θεσσαλονίκη: Τζιόλας.