vineri , 16 noiembrie 2018
roen

Art. 05 – Vol. 22 – Nr. 3 – 2012

VALOAREA EDUCAŢIONALĂ A UNEI APLICAŢII DE ÎNVĂŢARE
A CHIMIEI – REZULTATE PRELIMINARE
PE BAZA UNUI STUDIU PILOT

Costin Pribeanu
pribeanu@ici.ro
Institutul Naţional de Cercetare – Dezvoltare în Informatică, ICI, Bucureşti

Rezumat: Sistemele educaţionale bazate pe realitate îmbogăţită permit integrarea obiectelor reale în mediul informatic şi creează un spaţiu de interacţiune multimodală care este deopotrivă familiar şi atractiv pentru elevi. Acest articol prezintă o abordare în evaluarea valorii educaaţionale a unei aplicaţii de învăţare a chimiei, care are la bază dezvoltarea şi estimarea unui model de măsurare formativ. Rezultatele preliminare obţinute în cadrul unui studiu pilot arată că aplicaţia ajută înţelegerea structurii chimice a atomului, înţelegerea tabelului periodic şi facilitează implicarea activă a elevului în procesul de învăţare.

Cuvinte cheie: e-learning, valoare educaţională, realitate îmbogăţită, model de măsurare formativ.

Introducere: Tehnologia informatică bazată pe realitate îmbogăţită – AR (Augmented Reality) are un potenţial remarcabil de a servi cerinţele şcolii actuale, care pun în prim plan implicarea activă a elevului în procesul de învăţare. Sistemele educaţionale bazate pe AR oferă noi paradigme de interacţiune care permit integrarea obiectelor reale în mediul informatic. Spaţiul de interacţiune om-calculator devine astfel mult mai familiar şi mai atractiv pentru elev, informaţia fiind accesibilă pe mai multe canale (vizual, haptic şi auditiv), cu efecte pozitive asupra valorii educaţionale şi motivaţionale [4, 11, 16, 19].

În acest articol, se prezintă o abordare în evaluarea valorii educaţionale a unei aplicaţii de realitate îmbogăţită pentru învăţarea chimiei. Aplicaţia a fost implementată pe platforma ARTP (Augmented Reality Teachin Platform), în cadrul proiectului european de cercetare ARiSE (Augmented Reality in School Environments). Obiectivul principal al proiectului a fost testarea eficacităţii pedagogice a introducerii tehnologiei AR în şcoli. ARiSE a creat o nouă tehnologie pentru învăţare, în trei etape, rezultând trei prototipuri de cercetare. Al doilea prototip are ca disciplină ţintă chimia pentru clasa a 8-a şi cuprinde un program demo şi trei lecţii, care includ exerciţii specifice disciplinei. Paradigma specifică implementată în acest scenariu de învăţare, este construirea cu ghidare şi are ca scop facilitarea învăţării tabelului periodic al elementelor şi a reacţiilor chimice.

O primă evaluare a ARTP a arătat potenţialul deosebit al acestei tehnologii în creşterea eficacităţii pedagogice şi motivaţiei elevilor [15]. În scopul evaluării utilizabilităţii, valorii educaţionale şi motivaţionale a aplicaţiilor implementate pe platforma ARTP a fost elaborat un instrument de evaluare [17], având 28 de variabile care măsoară factorii de interes pentru un sistem educaţional, pornind de la modelul de acceptare a tehnologiei (TAM – Technology Acceptance Model) definit de Davis et al. [5]. Pe baza acestui chestionar au fost făcute numeroase studii [3, 12, 17, 18] care au evidenţiat câteva aspecte importante privind utilizarea tehnologiei AR în şcoli, dar au permis şi identificarea unor limite ale instrumentului de evaluare. Din acest motiv, în 2012 a fost elaborat un nou instrument de evaluare, cu o arie de acoperire mai largă şi a fost demarat un studiu pilot în vederea analizei şi finalizării chestionarului.

Scopul articolului este de a măsura influenţa pe care o are potenţialul oferit de tehnologia AR asupra învăţării chimiei. Prin potenţialul oferit de tehnologia AR ne referim la tehnicile specifice de interacţiune implementate în aceasta aplicaţie, care includ: vizualizare tridimensională, animaţie, interfaţă vocală pentru predare şi ghidare a interacţiunii, manipulare directă şi feedback haptic. Într-o lucrare recentă, care utilizează datele obţinute în cadrul studiului pilot [13], a fost prezentată influenţa pe care aceste elemente o au asupra eficacităţii şi eficienţei pedagogice, pe baza analizei corelaţiei şi a regresiei multiple. În acest articol, ne interesează efectele asupra valorii educaţionale în general, iar abordarea are la bază dezvoltarea şi estimarea unui model de măsurare formativ.

Concluzii şi direcţii de continuare

Utilizarea modelelor de măsurare formativă este utilă pentru măsurarea diferitelor faţete ale unui construct compozit. În acest articol, a fost dezvoltat şi estimat un index formativ care mediază contribuţia unor capabilităţi specifice tehnologiei AR asupra utilităţii percepute a scenariului de învăţare a chimiei.
Rezultatele arată că utilitatea percepută a aplicaţiei depinde în primul rând de înţelegerea structiurii chmice a atomului, înţelegerea tabelului periodic, efectuarea de exerciţii specifice mediului AR şi sentimentul de control asupra procesului de învătare.
Există unele limite inerente unui studiu cu caracter explorator. În primul rând, rezultatele sunt  preliminare, fiind obţinute în cadrul unui studiu pilot, care are ca scop principal rafinarea instrumentului de evaluare. În al doilea rând, eşantionul este destul de mic în raport cu cerinţele analizei pe baza sistemelor de ecuaţii structurate. Pe baza analizei datelor din eşantion, chestionarul va fi finalizat şi va fi aplicat pe un număr mai mare de utilizatori.

Vizualizează articolul complet

Confirmare

Platforma ARTP a fost realizată în proiectul european ARiSE (FP6-027039). Aducem mulţumiri doamnelor profesoare care au însoţit elevii la testare: Mădălina Angeluşiu (Sc. Gen. 45), Aurelia Abăluţă (Sc. Gen. 170), Iuliana Shajaany şi Andreea Dărguleţ (C.N. „Ion Neculce”), Iuliana Dinu (Sc. Gen. 17), Claudia Puzdrea (Sc. Gen. 176), Camelia Stoican (Sc. Gen 197), Niculina Dogaru  (Lic. Teoretic „Nicolae Iorga”) şi Nicoleta Micu (Lic. Teoretic „Eugen Lovinescu”).

Bibliografie

  1. Anderson, J. C.; Gerbing, D. W.: Structural Equation Modelling in Practice: A Review and Recommended Two-Step Approach. Psychological Bulletin 103 (3), 1988, pp. 411-423.
  2. Arbuckle, J. L.: AMOS 16.0 User’s Guide. Amos Development Corporation, 2007.
  3. Balog, A.; Pribeanu, C: The Role of Perceived Enjoyment in the Students’ Acceptance of an AR Teaching Platform: A Structural Equation Modeling Approach, Studies in Informatics and Control, 19(3), 2010, pp. 319-330.
  4. Brom, C.; Preuss, M.; Klement, D.: Are Educational Computer Micro-games Engaging and Effective for Knowledge Acquisition at High-schools? A Quasi-experimental Study. Computers & Education 57, 2011, pp. 1971-1988.
  5. Davis, F. D.: Perceived Usefulness, Perceived Ease of Use, and User Acceptance of Information Technology. MIS Quarterly 13, no. 3, 1989, pp.319-339.
  6. Diamantopoulos, A.; Winklhofer, H.:Index Construction with Formative Indicators: An Alternative to Scale Development. Journal of Marketing Research 28, 2001,
    269-277.
  7. Diamantopoulos, A.; Riefler, P.; Roth, K.: Advancing Formative Measurement Models. Journal of Business Research 61, 2008, pp. 1203-1218.
  8. Edwards, J.; Bagozzi, R.:On the Nature and Direction of Relationship Between Constructs and Measures. Psycological Methods 5(2), 2000, pp. 155-174.
  9. Franke, G.; Preacher, K.; Rigdon, E.:Proportional Structural Effects of Formative Indicators. Journal of Business Research 61, 2008, pp. 1229-1237.
  10. Hair, J. F.; Black, W. C.; Babin, B. J.; Anderson, R. E.; Tatham, R. L.:Multivariate Data Analysis. 6th, Prentice Hall, 2006.
  11. Hamza-Lup, F.; Murrel, E.; LaPlant, J.; Baird, W.; Popovici, D.M.: Simulator vizualo-tactil (Visuo-Haptic) pentru reprezentarea cenceptelor de frecare statică şi dinamică. Revista Română de Interacţiune Om-Calculator 3(1), 2010, pp. 1-16.
  12. Iordache, D. D.; Pribeanu, C.: Comparison of Quantitative and Qualitative Data from a Formative Usability Evaluation of an Augmented Reality Learning Scenario. Informatica Economică Journal, 13(3), 2009, pp. 67-74.
  13. Iordache, D. D.; Pribeanu, C.; Balog, A.: Influence of Specific AR Capabilities on the Learning Effectiveness and Efficiency. Studies in Informatics and Control, 21(3), 2012,
    in press.
  14. Jarvis, C. B.; Mackezie, S.; Podsakoff, M.: A Critical Review of Construct Indicators and Measurement Models Misspecification in Marketing and Consumer Research. Journal of Consumer Research 30, 2003, pp. 199-218.
  15. Lamanauskas, V.; Pribeanu, C.; Vilkonis, R.; Balog, A.; Iordache, D.D.; Klangauskas, A.: Evaluating the Educational Value and Usability of an Augmented Reality Platform for School Environments: Some Preliminary Results. Proc. WSEAS/IASME 2007 Mathematics and Computers in Science and Engineering, 2007, pp. 86-91.
  16. Lee, E.A-L.; Wong K.W.; Fung C.C.: How Does Desktop Virtual Reality Enhance Learning Outcomes? A Structural Equation Modeling Approach. Computers & Education 55(4), 2010, pp. 1424-1442.
  17. Pribeanu, C.; Balog, A.; Iordache, D. D.: Formative User-centered Usability Evaluation of an Augmented Reality Educational System. Proceedings of ICSOFT 2008 – The third International Conference on Software and Data Technologies, Porto 5-8 July, INSTICC, pp. 65-72.
  18. Pribeanu, C.; Iordache, D. D.: Evaluating the Motivational Value of an Augmented Reality System for Learning Chemistry. Holzinger, A. (Ed.) Proceedings of USAB 2008. LNCS 5298 Springer, 2008, pp. 31-42.
  19. Vos, N.; Meijden, H.; Denessen, E.: Constructing Versus Playing an Educational Game on Student Motivation and Deep Learning Strategy Used. Computers & Education 56, 2011, pp. 126-137.
  20. Wind, J.; Riege, K.; Bogen, M.: Spinnstube®: A Seated Augmented Reality Display System, Proceedings of IPT-EGVE – EG/ACM Symposium, 2007, pp. 17-23.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.