επαυξημένη πραγματικότητα | augmented reality | σχολικό εγχειρίδιο | school textbooks | εκπαίδευση | education | ανάπτυξη εκπαιδευτικής εφαρμογής | educational application development | αλληλεπίδραση | interaction | φορητές συσκευές | mobile devices
2
10
65
Εικόνα 1: Το συνεχές πραγματικότητας – εικονικότητας (Milgram & Kishino, 1994) 6
Εικόνα 2: Η εικόνα του βιβλίου που επαυξήθηκε μέσω της εφαρμογής 60
Εικόνα 3: Ένα αρχικό σχέδιο της οθόνης της εφαρμογής 62
Εικόνα 4: Η σχεδίαση ενός emoticon στο Blender. Η σχεδίαση του αντικειμένου ξεκίνησε από μία σφαίρα. 67
Εικόνα 5: Σχεδίαση ενός emoticon στο Blender. Το πλέγμα του αντικειμένου. 68
Εικόνα 6: Σχεδίαση ενός emoticon στο Blender. Μορφοποίηση του στόματος. 68
Εικόνα 7: Σχεδίαση ενός emoticon στο Blender. Το αποτέλεσμα με το εργαλείο υποδιαίρεσης επιφάνειας. 69
Εικόνα 8: Σχεδίαση ενός emoticon στο Blender. Δημιουργία των δοντιών. 69
Εικόνα 9: Σχεδίαση ενός emoticon στο Blender. Σχηματισμός των κοιλωμάτων των ματιών. 70
Εικόνα 10: Σχεδίαση ενός emoticon στο Blender. Το τελικό αντικείμενο, χωρίς εφαρμογή υλικών και υφής. 70
Εικόνα 11: Σχεδίαση του λεωφορείου στο Blender. Η διαδικασία UV Unwrap. 71
Εικόνα 12: Η ανάλυση της εικόνας-στόχου στην πλατφόρμα Vuforia. 72
Εικόνα 13: Η βασική διεπαφή της μηχανής Unity. 73
Εικόνα 14: Η ιεραρχία των αντικειμένων της εφαρμογής. 75
Εικόνα 15: Επιθεωρητής (Inspector) του αντικειμένου angry_l. 78
Εικόνα 16: Σύντομη παρουσίαση των σεναρίων (scripts) της εφαρμογής. 79
Εικόνα 17: Το πρόβλημα της δισδιάστατης θέασης. 80
Εικόνα 18: Ο τρισδιάστατος χώρος στη Unity. 81
Εικόνα 19: Το παράθυρο ρυθμίσεων εξαγωγής εκτελέσιμου αρχείου. 82
Εικόνα 20: Αποτύπωση της οθόνης κατά τη φάση της εκτέλεσης της εφαρμογής. 83
Πίνακας 1: Εμπορικές εφαρμογές ανά βαθμίδα εκπαίδευσης 39
Πίνακας 2: Εμπορικές εφαρμογές ανά γνωστικό αντικείμενο 39
Πίνακας 3: Ερευνητικές εφαρμογές ανά βαθμίδα εκπαίδευσης 39
Πίνακας 4: Ερευνητικές εφαρμογές ανά γνωστικό αντικείμενο 39
Πίνακας 5: Ερευνητικές εφαρμογές που έχουν υλοποιηθεί στην Ελλάδα, ανά βαθμίδα εκπαίδευσης 39
Πίνακας 6: Ερευνητικές εφαρμογές που έχουν υλοποιηθεί στην Ελλάδα, ανά γνωστικό αντικείμενο 40
Σκοπός της εργασίας είναι να διερευνήσει το κατά πόσο είναι εφικτή και αναγκαία η ανάπτυξη μίας εκπαιδευτικής εφαρμογής επαυξημένης πραγματικότητας για το σχολικό εγχειρίδιο, καθώς και να προσδιορίσει τα χαρακτηριστικά και τις παιδαγωγικές αρχές που θα πρέπει να υιοθετεί.
Τα ερευνητικά ερωτήματα αφορούν τα εξής σημεία: την εύρεση πιθανών οφελών από τη χρήση επαυξημένης πραγματικότητας στην εκπαίδευση, τη διερεύνηση των εφαρμογών που υπάρχουν, καθώς και την αναγκαιότητα μίας εκπαιδευτικής εφαρμογής επαυξημένης πραγματικότητας για το ελληνικό σχολικό εγχειρίδιο, τα επιθυμητά ποιοτικά χαρακτηριστικά και την εφικτότητα της κατασκευής μίας τέτοιας εφαρμογής. Τα ερωτήματα αυτά διερευνήθηκαν μέσω βιβλιογραφικής έρευνας, και ποιοτικής έρευνας με ημιδομημένες συνεντεύξεις.
Μεταξύ των βασικών ευρημάτων περιλαμβάνονται τα εξής: από την έρευνα και τη χαρτογράφηση πεδίου διαπιστώθηκε η έλλειψη εφαρμογών επαυξημένης πραγματικότητας για το ελληνικό σχολικό εγχειρίδιο, κατηγοριοποιήθηκαν και αξιολογήθηκαν τα διαθέσιμα εργαλεία επαυξημένης πραγματικότητας και, τέλος, προσδιορίστηκε το παιδαγωγικού πλαίσιο της επαυξημένης πραγματικότητας. Από την ποιοτική έρευνα που διεξήχθη, αποτιμήθηκαν θετικά οι δυνατότητες της επαυξημένης πραγματικότητας από τους εκπαιδευτικούς, προσδιορίστηκαν τα οφέλη που μπορούν να προκύψουν για το σχολικό εγχειρίδιο και τη μαθησιακή διαδικασία, και εντοπίστηκαν τα σημαντικά χαρακτηριστικά που πρέπει να έχει μία εφαρμογή επαυξημένης πραγματικότητας.
Στα πλαίσια της εργασίας τίθεται επίσης μία μελέτη περίπτωσης, η οποία αφορά την υλοποίηση μιας εφαρμογής επαυξημένης πραγματικότητας για το μάθημα των αγγλικών της πέμπτης δημοτικού, και πιο συγκεκριμένα μιας δραστηριότητας του σχολικού βιβλίου. Χρησιμοποιώντας τα ευρήματα της εργασίας ως σημείο αναφοράς, σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε μία πιλοτική εφαρμογή, η οποία εμπλουτίζει με επαυξημένη πραγματικότητα την προαναφερθείσα δραστηριότητα. Τέλος, παρουσιάζονται και εξηγούνται όλα τα στάδια ανάπτυξης της πιλοτικής εφαρμογής, ο τρόπος λειτουργίας των εργαλείων και οι ενέργειες που έγιναν για να επιτευχθεί το τελικό αποτέλεσμα.
The objective of the following dissertation is to explore the feasibility and necessity of developing an educational augmented-reality application designed for school textbooks, as well as to establish the characteristics and pedagogical principles such an application should follow.
The following research is based on questions concerning the following points: discovering potential benefits deriving from using augmented reality in education, exploring already existing applications as well as the necessity of an educational augmented-reality application designed to accompany school textbooks, the desired qualitative characteristics along with the feasibility of such an application. The above questions were explored through researching already existing literature on the subject along with qualitative research using semistructured interviews.
Basic findings include the following: extensive research and chartography field have proven the lack of augmented-reality applications designed for the school textbook. Moreover, the available augmented-reality tools have been categorised and evaluated and, finally, the pedagogical frame of augmented reality has been defined. From the qualitative research carried out, the potentials of augmented reality were evaluated positively by teachers, the derived benefits for both school books and the learning process were clearly defined and the most important characteristics of such an application were identified.
The following dissertation also examines a case study concerning the implementation of an augmented-reality application on a certain activity taken from the English Language school textbook used in the 5th grade of Greek Elementary Schools. Based on the findings of the above described research, a prototype application was designed and developed in order to use augmented reality to accompany and enrich the activity mentioned above. Finally, there is a full presentation of all the developing stages of this prototype application along with all the tools used to achieve the end result.
Επαυξημένη πραγματικότητα και σχολικό έντυπο