Σχεδιασμός και Ανάπτυξη Διαδραστικού Escape Box με Χρήση Arduino και Πολυμέσων για STEAM Εκπαίδευση - Μία Steampunk Προσέγγιση

Design and Development of an Interactive Escape Box Using Arduino and Multimedia for STEAM Education - A Steampunk Approach (english)

  1. MSc thesis
  2. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΑΠΟΣΤΟΛΙΔΗΣ
  3. Γραφικές Τέχνες - Πολυμέσα (ΓΤΠ)
  4. 27 September 2026
  5. Ελληνικά
  6. 133
  7. ΜΟΔΕΣΤΟΣ ΣΤΑΥΡΑΚΗΣ
  8. ΜΟΔΕΣΤΟΣ ΣΤΑΥΡΑΚΗΣ | ΒΕΡΟΝΙΚΗ ΚΟΡΑΚΙΔΟΥ
  9. Εκπαίδευση STEAM | Escape Box | Arduino | Physical Computing | Steampunk | Παιγνιώδης Μάθηση
  10. Γραφικές Τέχνες - Πολυμέσα / ΓΤΠΔΕ
  11. 5
  12. 53
  13. Σχήματα και διαγράμματα Πίνακες στατιστικής ανάλυσης | Φωτογραφίες του Escape Box | Ερωτηματολόγιο μαθητών | Φύλλο δομημένης παρατήρησης/ρουμπρίκα | Πλήρης κώδικας Arduino σε γλώσσα C++

    • Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στον σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την πιλοτική αξιολόγηση ενός διαδραστικού, φορητού Escape Box για την υποστήριξη της εκπαίδευσης STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics) στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. Αξιοποιώντας τις αρχές της παιγνιώδους μάθησης (game-basedlearning) και του Physical Computing, η έρευνα διερευνά πώς η ενσωμάτωση της steampunk αισθητικής —ως οργανικό στοιχείο της Τέχνης (Arts)— επηρεάζει τη μαθητική εμπλοκή, τη συνεργασία και την κατανόηση επιστημονικών εννοιών.

      Για τις ανάγκες της έρευνας κατασκευάστηκε ένα φυσικό, τεχνολογικά εμπλουτισμένο τεχνούργημα βασισμένο στον μικροελεγκτή Arduino GIGA R1 WiFi. Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει τέσσερις ανεξάρτητους γρίφους, εμπνευσμένους από τα τέσσερα στοιχεία της φύσης, οι οποίοι προϋποθέτουν την πρακτική εφαρμογή γνώσεων Φυσικής (Νόμος του Boyle, Νόμος του Ohm, ηλεκτρομαγνητικό φάσμα) και ψηφιακής λογικής (λογικές πύλες). Η αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε με μεικτή ερευνητική μεθοδολογία σε δείγμα 15 μαθητών Γ' Λυκείου (ομαδικές και ατομικές συμμετοχές), χρησιμοποιώντας ερωτηματολόγια αυτοαξιολόγησης και δομημένη, μη συμμετοχική παρατήρηση.

      Τα αποτελέσματα κατέδειξαν υψηλά επίπεδα εμπλοκής, με τη steampunk αισθητική και την αφηγηματική δομή να λειτουργούν ως κύριοι καταλύτες εμβύθισης. Καταγράφηκε ένδειξη υπεροχής της συνεργατικής επίλυσης, καθώς οι ομάδες σημείωσαν ποσοστό επιτυχίας 60% έναντι 20% των μεμονωμένων παικτών. Το μέγεθος του δείγματος (n=5 ανά κατηγορία) δεν επιτρέπει ωστόσο την εξαγωγή στατιστικά τεκμηριωμένων συμπερασμάτων. Παράλληλα, η τριγωνοποίηση των δεδομένων ανέδειξε ενδιαφέρουσες αποκλίσεις μεταξύ της αυτοαξιολογούμενης και της παρατηρούμενης συνεργασίας, υποδεικνύοντας την ανάγκη για σχεδιασμό δομημένων ρόλων. Τέλος, αν και η πρακτική εφαρμογή θεωρητικών εννοιών κρίθηκε ικανοποιητική, υπογραμμίστηκε η κρισιμότητα της τελικής συζήτησης ανατροφοδότησης (debriefing) για τη συνειδητή εδραίωση των στόχων STEAM. Συμπερασματικά, η εργασία τεκμηριώνει ότι η σύζευξη τεχνολογίας ανοιχτού κώδικα και αισθητικού σχεδιασμού σε μορφή Εscape box αποτελεί ένα αποτελεσματικό παιδαγωγικό εργαλείο που προάγει τη βιωματική μάθηση.

    • This master's thesis focuses on the design, development, and pilot evaluation of an interactive, portable Escape Box intended to support STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics) education in secondary schools. Leveraging the principles of game-based learning and physical computing, the research explores how the integration of steampunk aesthetics—serving as an organic element of the Arts—affects student engagement, collaboration, and the comprehension of scientific concepts.

      For the purposes of this research, a physical, technology-enhanced artifact was constructed using the Arduino GIGA R1 WiFi microcontroller. The design features four independent puzzle-mechanisms inspired by the four classical elements of nature. Solving these puzzles requires the practical application of physics concepts (Boyle's Law, Ohm's Law, electromagnetic light spectrum) and digital logic (logic gates). The evaluation was conducted using a mixed-methods approach on a sample of 15 high school seniors (participating both individually and in pairs), utilizing self-assessment questionnaires and structured non-participant observation.

      The results demonstrated high levels of engagement, with the steampunk aesthetics and narrative structure acting as primary catalysts for student immersion. An indication of the superiority of collaborative problem-solving was observed, as groups achieved a 60% success rate compared to 20% for individual players; however, the small sample size (n=5 per category) does not permit statistically grounded conclusions. Furthermore, data triangulation revealed interesting discrepancies between self-reported and observed collaboration, highlighting the need for structured roles within teams. Finally, although the practical application of theoretical concepts was satisfactory, the critical role of post-game debriefing in consolidating STEAM learning objectives was strongly emphasized. In conclusion, the study substantiates that the fusion of open-source technology and aesthetic design within an Escape Box format constitutes an effective pedagogical tool that significantly enhances experiential learning.

  15. Hellenic Open University
  16. Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 4.0 Διεθνές