Εκπαίδευση εκπαιδευτικών στη χρήση προσαρμοστικής παιχνιδοποίησης στη διδασκαλία φυσικών επιστημών

Abstract

Science teaching is considered one of the most important branches of modern education, as its main purpose is to promote an active and scientific way of thinking. However, over the years, in order to address the significant difficulties in understanding scientific concepts and engaging students in science education, scientists have turned their attention to the use of technological tools that provide motivation while adopting personalised and adaptive learning methodologies, such as adaptive gamification. However, adaptive gamification is still in its early stages. We do not know enough about the level of teachers' readiness and perceptions towards the use of such applications in PE and the impact that a professional training/education/development programme for teachers, which focuses on the integration of technology in the educational process and its content (science), knowledge, perceptions and integration of the application in the classroom, can have. Therefore, this dissertation studied the degree of influence of a professional training/education/development program on practicing teachers' perceptions of their readiness, self-efficacy and willingness to integrate adaptive gamification environments in science (S.E.) teaching, and the degree of utilization and integration of the application in the classroom. In addition, their perceptions of the educational process, adaptive gamification environments, the training process, and the application to students are studied. The research was conducted in three phases. In phase A, the six participants were trained in a professional training programme based on the TPASK methodology, which included 5 two-hour distance learning sessions. In phase B, which took place the teachers' use of the application in the classroom. In phase C, where the individual interviews with the teachers were carried out. The survey data included the questionnaires of TPASK perceptions/knowledge, self-efficacy, attitudes towards the use of technological tools and intention to use the applications in teaching science (before and after the training programme). In addition, teaching observation checklists, student motivation questionnaires and individual interviews were included. Data analysis was conducted using qualitative content analysis methods, and the student motivation questionnaires were analyzed quantitatively using the SPSS statistical package. The results of the study showed that the training programme enhanced teachers' knowledge levels, particularly in the areas of Technological Knowledge (TK), Technological Science Knowledge (TSK) and Technological Pedagogical Science Knowledge (TPASK), and teachers' self-efficacy. Furthermore, the effectiveness of utilization of the application and different ways of using and integrating the application were revealed by identifying two different types of teachers based on their actions, teachers with a high level of TPASK knowledge and teachers with gaps/deficiencies in TPASK areas. Moreover, the increase in students' motivation and positive attitudes towards learning was distinguished from both teachers and students. In terms of teachers' perceptions, teachers acknowledged the relevance and effectiveness of the training/training in terms of their familiarity with the application, its use and the possibility of integrating it into teaching, while the need for further support was perceived in terms of addressing technical problems and focusing on the practical part of the application, particularly in identifying teaching strategies/stages of teaching. Based on the above, this study contributes to the research literature regarding the training of in-service primary teachers in the use of adaptive gamification in science education, and more generally in the design and adoption of pedagogical environments that incorporate active, personalised, learner-centred and adaptive learning approaches in science teaching.

Η διδασκαλία Φυσικών Επιστημών (Φ.Ε) θεωρείται ένας από τους σημαντικότερους κλάδους της σύγχρονης εκπαίδευσης, καθώς κύριος σκοπός της είναι η προώθηση ενός ενεργού και επιστημονικού τρόπου σκέψης. Ωστόσο, με την πάροδο των ετών, προκειμένου να αντιμετωπιστούν οι σημαντικές δυσκολίες στην κατανόηση των επιστημονικών εννοιών και στην εμπλοκή των μαθητών στις Φ.Ε, οι επιστήμονες έχουν στρέψει την προσοχή τους στην χρήση τεχνολογικών εργαλείων που παρέχουν κίνητρα και ταυτόχρονα υιοθετούν εξατομικευμένες και προσαρμοστικές μεθοδολογίες μάθησης, όπως η προσαρμοστική παιχνιδοποίηση. Όμως, η προσαρμοστική παιχνιδοποίηση βρίσκεται ακόμα στα πρώτα στάδια της. Δεν γνωρίζουμε επαρκώς το βαθμό ετοιμότητας και τις αντιλήψεις των εκπαιδευτικών ως προς τη χρήση τέτοιων εφαρμογών στις Φ.Ε αλλά και την επίδραση που μπορεί να έχει ένα πρόγραμμα επαγγελματικής κατάρτισης/εκπαίδευσης/ανάπτυξης εκπαιδευτικών, το οποίο εστιάζει στην ενσωμάτωση της τεχνολογίας στην εκπαιδευτική διαδικασία και στο περιεχόμενο της (Φ.Ε), στις γνώσεις, στις αντιλήψεις και στην ενσωμάτωση της εφαρμογής στην τάξη. Συνεπώς, η παρούσα διατριβή μελέτησε το βαθμό επιρροής ενός προγράμματος επαγγελματικής κατάρτισης/εκπαίδευσης/ανάπτυξης στις αντιλήψεις εν ενεργεία εκπαιδευτικών ως προς την ετοιμότητα, την αυτό-αποτελεσματικότητα και την προθυμία τους να ενσωματώσουν προσαρμοστικά περιβάλλοντα παιχνιδοποίησης στη διδακτική Φυσικών Επιστημών (Φ.Ε), αλλά και το βαθμό αξιοποίησης και ενσωμάτωσης της εφαρμογής στην τάξη. Επιπλέον, μελετώνται οι αντιλήψεις τους ως προς την εκπαιδευτική διαδικασία, τα περιβάλλοντα προσαρμοστικής παιχνιδοποίησης, την διαδικασία κατάρτισης, αλλά και την εφαρμογή στους/στις μαθητές/τριες. Η έρευνα διεξήχθη σε τρείς φάσεις. Στην φάση Α, οι έξι συμμετέχοντες/ουσες εκπαιδεύτηκαν/επιμορφώθηκαν στα πλαίσια ενός προγράμματος επαγγελματικής εκπαίδευσης, βασιζόμενο στη μεθοδολογία TPASK, που περιλάμβανε 5 δίωρες συναντήσεις εξ αποστάσεως. Στη φάση Β, που έλαβε χώρα η αξιοποίηση της εφαρμογής στην τάξη από τους εκπαιδευτικούς. Στη φάση Γ, που πραγματοποιήθηκαν οι ατομικές συνεντεύξεις με τους εκπαιδευτικούς. Τα δεδομένα της έρευνας περιλάμβαναν τα ερωτηματολόγια αντιλήψεων/γνώσεων TPASK, αυτό-αποτελεσματικότητας, στάσεων απέναντι στη χρήση τεχνολογικών μέσων και πρόθεσης χρήσης των εφαρμογών στη διδασκαλία Φ.Ε (πριν και μετά το πρόγραμμα εκπαίδευσης). Ακόμα, περιλαμβάνονταν οι κατάλογοι ελέγχου παρατήρησης των διδασκαλιών, ερωτηματολόγια κινήτρων των μαθητών και ατομικές συνεντεύξεις. Η ανάλυση δεδομένων πραγματοποιήθηκε μέσω ποιοτικών μεθόδων ανάλυσης περιεχομένου, ενώ τα ερωτηματολόγια κινήτρων των μαθητών αναλύθηκαν ποσοτικά με τη χρήση του στατιστικού πακέτου SPSS. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι το πρόγραμμα εκπαίδευσης ενίσχυσε τα επίπεδα γνώσεων των εκπαιδευτικών, ιδιαίτερα στους τομείς της Τεχνολογικής Γνώσης (ΤΚ), της Τεχνολογικής Επιστημονικής Γνώσης (TSK) και της Τεχνολογικής Παιδαγωγικής Επιστημονικής Γνώσης (ΤPASK), αλλά και την αυτό-αποτελεσματικότητα των εκπαιδευτικών. Επίσης, αναδείχθηκε η αποτελεσματικότητα αξιοποίησης της εφαρμογής και διαφορετικοί τρόποι χρήσης και ενσωμάτωσης της εφαρμογής με την ανάδειξη δύο διαφορετικών τύπων εκπαιδευτικών με βάση τις ενέργειες τους, τους εκπαιδευτικούς με υψηλό επίπεδο γνώσεων TPASK και τους εκπαιδευτικούς με κενό/ελλείψεις σε τομείς του TPASK. Επιπλέον, διακρίθηκε η αύξηση των κινήτρων των μαθητών και η θετική τους στάση προς τη μάθηση, τόσο από τους εκπαιδευτικούς, όσο και από τους/τις μαθητές/τριες. Αναφορικά με τις αντιλήψεις των εκπαιδευτικών, οι εκπαιδευτικοί αναγνώρισαν την πρακτικότητα και αποτελεσματικότητα της επιμόρφωσης/κατάρτισης ως προς την εξοικείωση τους με την εφαρμογή, τη χρήση της και την δυνατότητα ένταξη της στη διδασκαλία, ενώ έγινε αντιληπτή η ανάγκη για περαιτέρω υποστήριξη ως προς την αντιμετώπιση τεχνικών προβλημάτων αλλά και εστίασης στο πρακτικό μέρος της εφαρμογής, ιδιαίτερα στην αναγνώριση των διδακτικών στρατηγικών/σταδίων διδασκαλίας. Με βάση τα παραπάνω, η παρούσα έρευνα συνεισφέρει στην ερευνητική βιβλιογραφία που αφορά την εκπαίδευση εν ενεργεία εκπαιδευτικών πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης στη χρήση προσαρμοστικής παιχνιδοποίησης στις Φ.Ε, αλλά και γενικά στο σχεδιασμό και υιοθέτηση παιδαγωγικών περιβαλλόντων που ενσωματώνουν ενεργητικές, εξατομικευμένες, μαθητοκεντρικές και προσαρμοστικές προσεγγίσεις μάθησης στην διδασκαλία Φ.Ε.