Χρήση νέων τεχνολογιών για τη διδασκαλία γεωλογικών εννοιών στην τριτοβάθμια και τη δευτεροβάθμια εκπαίδευση

Abstract

In the context of this thesis, the teaching of geology, the misconceptions, as well as ways to improve it with the use of new technologies, both in extraordinary teaching conditions due to Covid, and in normal conditions were investigated. The research was carried out during the period of confinement due to Covid and under the mandatory conditions for distance teaching. Specific digital tools were created for this purpose. Minerals were identified through MINS (application developed for mobile phones). Then specially designed questionnaires including photographs were designed and were sent via electronic links. In these questionnaires there were different exercises where through the photos the students learned to identify rocks, faults and read topographical maps. A questionnaire concerning students' misconceptions (1st section – Students' misconceptions) regarding basic topics of Geology was given electronically to all students of the Secondary Education of regional unit of Achaia (Junior High Schools and High Schools of the regional unit). A number of 1065 responses were collected. A corresponding questionnaire was given to first-year students of the Civil Engineering department of the University of Patras in order to determine whether the misconceptions acquired during their studies in Secondary Education continues following them during their university studies. In this case, 102 responses were collected. In the second section (Teaching Mineralogy) 117 students of the Department of Civil Engineering of the University of Patras were asked to adopt / find a mineral from the area they lived in (there was a travel ban due to Covid restrictions) and then identify it through the MINS online application. In the third section (Teaching Petrology, Faults and Maps) about 125 students of the Department of Civil Engineering of the University of Patras, through specially designed questionnaires, identified rocks, faults and successfully read topographical maps.The results showed that the misconceptions related to basic concepts in Geology during the study in Secondary Education, still exist in the University if there is no proper education in Geology. The use of the MINS mobile app on mineral identification, as well as the online questionnaires on the teaching of Mineralogy, Petrology, Faults and topographical map reading enhanced the students' knowledge and contributed to as much as possible seamless educational process due to the confinement conditions from Covid. Thus, they could be applied in the Distance Education, but they can also be used as tools to enhance learning outcomes in normal teaching conditions. Based on the results of the present study, it is suggested that the teaching of faults and maps could be more effective if educational excursions (field visits) are carried out in locations where the geology of the area helps to clarify the difficulties identified. In this way, students could become familiar with the most difficult geological issues as those identified by the present research.

Στο πλαίσιο αυτής της διατριβής διερευνήθηκαν, η διδασκαλία της γεωλογίας, οι παρανοήσεις, καθώς και τρόποι προκειμένου αυτή να βελτιωθεί με τη χρήση νέων τεχνολογιών, τόσο σε έκτακτες συνθήκες διδασκαλίας λόγω Covid, όσο και σε κανονικές συνθήκες. Η έρευνα υλοποιήθηκε κατά την περίοδο του εγκλεισμού λόγω Covid και κάτω από τις υποχρεωτικές συνθήκες για εξ’ αποστάσεως διδασκαλία. Για το σκοπό αυτό δημιουργήθηκαν συγκεκριμένα ψηφιακά εργαλεία. Έγινε αναγνώριση ορυκτών μέσω του MINS (εφαρμογή που έχει δημιουργηθεί για κινητά τηλέφωνα). Κατόπιν σχεδιάστηκαν ειδικά διαμορφωμένα ερωτηματολόγια τα οποία περιλάμβαναν φωτογραφίες και απεστάλησαν μέσω ηλεκτρονικών συνδέσμων. Σε αυτά τα ερωτηματολόγια υπήρχαν διαφορετικές ασκήσεις όπου μέσα από τις φωτογραφίες οι φοιτητές έμαθαν να αναγνωρίζουν πετρώματα, ρήγματα και να διαβάζουν τοπογραφικούς χάρτες. Ένα ερωτηματολόγιο που αφορά σε παρανοήσεις των μαθητών (1η ενότητα – Παρανοήσεις μαθητών, φοιτητών) σχετικά με βασικά θέματα της Γεωλογίας δόθηκε ηλεκτρονικά σε όλους τους μαθητές της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης της Π.Ε. Αχαΐας (Γυμνάσια και Λύκεια του νομού). Συνελέγησαν 1065 απαντήσεις. Αντίστοιχο ερωτηματολόγιο δόθηκε σε πρωτοετείς φοιτητές του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών με σκοπό να διαπιστωθεί εάν οι παρανοήσεις που έχουν αποκτηθεί κατά τη φοίτησή τους στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση τους ακολουθούν και κατά την πανεπιστημιακή τους φοίτηση. Σε αυτή την περίπτωση συνελέγησαν 102 απαντήσεις. Σε μια δεύτερη ενότητα (Διδάσκοντας Ορυκτολογία) 117 φοιτητές του τμήματος των Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου της Πάτρας κλήθηκαν να υιοθετήσουν / βρουν ένα ορυκτό από την περιοχή στην οποία διαβιούσαν (απαγόρευση μετακίνησης λόγω Covid) και μετά να το αναγνωρίσουν μέσω της ηλεκτρονικής εφαρμογής MINS. Σε μια τρίτη ενότητα (Διδάσκοντας Πετρολογία, Ρήγματα και Χάρτες) περίπου 125 φοιτητές του τμήματος των Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου της Πάτρας, μέσα από ειδικά διαμορφωμένα ερωτηματολόγια αναγνώρισαν πετρώματα, ρήγματα και ανέγνωσαν επιτυχώς τοπογραφικούς χάρτες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι παρανοήσεις που αφορούν σε βασικές έννοιες στη Γεωλογία κατά τη διάρκεια της φοίτησης στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, εξακολουθούν να υπάρχουν και στο Πανεπιστήμιο εάν δεν υπάρξει η κατάλληλη εκπαίδευση στη Γεωλογία. Η χρήση της εφαρμογής MINS για τα κινητά που αφορά στην αναγνώριση ορυκτών, καθώς και τα ερωτηματολόγια που συμπληρώθηκαν ηλεκτρονικά σχετικά με τη διδασκαλία της Ορυκτολογίας, της Πετρολογίας, των Ρηγμάτων και της ανάγνωσης τοπογραφικών χαρτών ενίσχυσαν τις γνώσεις των φοιτητών και συνεισέφεραν στην όσο το δυνατόν πιο απρόσκοπτη εκπαιδευτική διαδικασία λόγω των συνθηκών εγκλεισμού από τον Covid. Έτσι, θα μπορούσαν να εφαρμοστούν στην ΕξΑΕ, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία για την ενίσχυση των μαθησιακών αποτελεσμάτων σε κανονικές συνθήκες. Με βάση τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, προτείνεται ότι η διδασκαλία ρηγμάτων και χαρτών θα μπορούσε να είναι πιο αποτελεσματική εάν οι εκπαιδευτικές εκδρομές (επισκέψεις πεδίου) πραγματοποιούνται σε τοποθεσίες όπου η γεωλογία της περιοχής βοηθά ώστε να αποσαφηνιστούν οι δυσκολίες που εντοπίστηκαν. Με αυτόν τον τρόπο, οι φοιτητές θα μπορούσαν να εξοικειωθούν με τα πιο δυσνόητα γεωλογικά ζητήματα όπως αυτά εντοπίσθηκαν από την παρούσα έρευνα.