Ανάπτυξη εκπαιδευτικού υλικού για την πολιτιστική κληρονομιά και τα υδάτινα οικοσυστήματα: έρευνα με βάση το σχεδιασμό

Abstract

This doctoral dissertation addresses the traditional separation between cultural heritage and natural ecosystems in educational practice. Grounded in the philosophical foundations of constructivism and pragmatism, it aims to answer the central research question: How can educational material that dynamically interconnects cultural heritage and aquatic ecosystems be designed, implemented, and evaluated through the methodology of Design-Based Research (DBR)? To this end, a multi-cyclic and iterative Educational Design-Based Research process was adopted, involving three meso-cycles developed across nine micro-cycles, structured according to the "research onion" model. A mixed-methods strategy was used for data triangulation, and the implementation framework included: (a) a semi-systematic literature review and thematic synthesis, (b) development of a conceptual framework and a pilot application of an educational trail using quantitative (CNS scale, questionnaires) and qualitative methods, (c) a collaborative teacher workshop, the data of which (video recordings, activity triangles) were analyzed through the lens of Cultural-Historical Activity Theory (CHAT) and with thematic analysis, and (d) development of a final educational trail and evaluation using advanced psychometric scales (EINS, ICHS, ELS). This process led to the formulation of design principles and a comprehensive educational framework.The framework was applied and refined through two main educational trails. The pilot trail, "Marble Sustainability Matters I," implemented a synthesis of experiential learning theories (Experiential Learning, Place-Based Learning, Multimedia and Discovery Learning) in the aquatic cultural landscape of Lake Pamvotida. Through an enriched narrative approach based on historical sources, participants engaged in a participatory game using QR codes and the iNaturalist platform, simultaneously contributing to biodiversity recording. The final trail, "Marble Sustainability Matters II" (Louros-Arta route), integrated findings from the pilot and the workshop into an optimized experience. The technological infrastructure was upgraded with blipAR markers and geocaches, while the narrative structure became even more multi-layered, covering chronological frames from prehistory to the Roman era and leading to the resolution of a mystery that organically connected the two phases of the research. The research results revealed clear, progressive improvement. In the pilot meso-cycle (N=185), the intervention caused a statistically significant improvement in connection to nature (CNS: p < 0.001) with a moderate effect size (Cohen's d = 0.54-0.62), alongside the creation of a significant biodiversity dataset (1,223 observations on the iNaturalist platform). The analysis of the collaborative design process in the second meso-cycle, through the prism of CHAT, revealed that the collective development of material was a process of resolving systemic contradictions, with the groups that faced deeper contradictions producing more complex and theoretically robust educational products. In the final evaluation meso-cycle (N=22), the refined intervention demonstrated strong and differentiated results. The multivariate evaluation recorded extremely high acceptance of the experiential learning (ELS, M > 5.67/7.00) and statistically significant improvements in both connection to nature (EINS, p < 0.001) and identification with cultural heritage (ICHS, p < 0.001). The most critical finding was that the improvement in ICHS (+1.64 units) was statistically significantly greater (p = 0.012) than the corresponding improvement in EINS (+1.13 units), revealing the particularly strong cultural impact of the intervention. The research acknowledges limitations regarding the relatively small sample size (N=22) in its final phase, the voluntary participation which may have introduced selection bias, the application in specific sites which limits generalizability, and the use of self-report tools, with particular attention to the experimental ICHS scale which requires further psychometric validation. Despite these limitations, the findings reveal that the integrated, cross-disciplinary approach of the developed framework is feasible and effective, achieving a significantly higher improvement in connection to cultural heritage. The "Dual Design Principle" strategy proved crucial for the simultaneous learning and professional development of teachers. The resulting final framework of design principles offers a practical guide for creating transformative educational experiences that effectively connect the natural and cultural worlds, while also suggesting directions for future research.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αναλαμβάνει να αντιμετωπίσει τον παραδοσιακό διαχωρισμό ανάμεσα στην πολιτιστική κληρονομιά και τα φυσικά οικοσυστήματα στην εκπαιδευτική πρακτική. Βασισμένη στις φιλοσοφικές βάσεις του εποικοδομητισμού και του πραγματισμού, στοχεύει να απαντήσει στο κεντρικό ερευνητικό ερώτημα: Πώς μπορεί να σχεδιαστεί, να εφαρμοστεί και να αξιολογηθεί εκπαιδευτικό υλικό που διασυνδέει δυναμικά την πολιτιστική κληρονομιά και τα υδάτινα οικοσυστήματα, μέσα από τη μεθοδολογία της Έρευνας με Βάση το Σχεδιασμό (DBR); Για το σκοπό αυτό, υιοθετήθηκε μια πολυκυκλική και επαναληπτική διαδικασία Εκπαιδευτικής Έρευνας με βάση το Σχεδιασμό, η οποία περιλάμβανε τρεις μεσοκύκλους που αναπτύχθηκαν σε εννέα μικροκύκλους, δομημένα βάσει του μοντέλου «ερευνητικού κρεμμυδιού». Η στρατηγική μικτών μεθόδων χρησιμοποιήθηκε για την τριγωνοποίηση των δεδομένων, και το πλαίσιο υλοποίησης περιλάμβανε: (α) ημι-συστηματική βιβλιογραφική ανασκόπηση και θεματική σύνθεση, (β) ανάπτυξη εννοιολογικού πλαισίου και πιλοτική εφαρμογή εκπαιδευτικής περιήγησης με ποσοτικές (κλίμακα CNS, ερωτηματολόγια) και ποιοτικές μεθόδους, (γ) συνεργατικό εργαστήριο εκπαιδευτικών, τα δεδομένα του οποίου (βιντεοσκοπήσεις, τρίγωνα δραστηριότητας) αναλύθηκαν με πρίσμα την Θεωρία της Δραστηριότητας (CHAT) και με θεματική ανάλυση, και (δ) ανάπτυξη τελικής εκπαιδευτικής περιήγησης και αξιολόγηση με προηγμένες ψυχομετρικές κλίμακες (EINS, ICHS, ELS). Η διαδικασία αυτή οδήγησε στη διαμόρφωση σχεδιαστικών αρχών και ενός ολοκληρωμένου εκπαιδευτικού πλαισίου.Το πλαίσιο εφαρμόστηκε και βελτιώθηκε μέσω δύο βασικών εκπαιδευτικών περιηγήσεων. Η πιλοτική "Marble Sustainability Matters I" εφάρμοσε μια σύνθεση βιωματικών θεωριών μάθησης (Βιωματική Μάθηση, Μάθηση με Βάση τον Τόπο, Πολυμεσική και Ανακαλυπτική Μάθηση) στο υδάτινο πολιτιστικό τοπίο της Παμβώτιδας. Μέσω μιας εμπλουτισμένης αφηγηματικής προσέγγισης, βασισμένης σε ιστορικές πηγές, οι συμμετέχοντες έλαβαν μέρος σε ένα συμμετοχικό παιχνίδι με χρήση QR codes και της πλατφόρμας iNaturalist, συμβάλλοντας ταυτόχρονα στην καταγραφή βιοποικιλότητας. Η τελική περιήγηση "Marble Sustainability Matters II" (διαδρομή Λούρου-Άρτας) ενσωμάτωσε τα ευρήματα από τον πιλότο και το εργαστήριο σε μια βελτιστοποιημένη εμπειρία. Η τεχνολογική υποδομή αναβαθμίστηκε με blipAR markers και γεωκρύπτες, ενώ η αφηγηματική δομή είχε πολλά στρώματα, καλύπτοντας χρονολογικά πλαίσια από την προϊστορία έως τη ρωμαϊκή εποχή και οδηγώντας στην επίλυση ενός μυστηρίου που συνέδεε οργανικά τις δύο φάσεις της έρευνας. Τα αποτελέσματα της έρευνας ανέδειξαν σαφή, προοδευτική βελτίωση. Στον πιλοτικό μεσοκύκλο (Ν=185), η παρέμβαση προκάλεσε στατιστικά σημαντική βελτίωση της σύνδεσης με τη φύση (CNS: p < 0.001) με μέτριο μέγεθος επίδρασης (Cohen's d = 0.54-0.62), παράλληλα με τη δημιουργία ενός σημαντικού σώματος δεδομένων για την βιοποικιλότητα (1.223 παρατηρήσεις στην πλατφόρμα iNaturalist). Η ανάλυση της διαδικασίας συνεργατικού σχεδιασμού στον δεύτερο μεσοκύκλο, μέσω του πρίσματος της CHAT, αποκάλυψε ότι η συλλογική ανάπτυξη υλικού αποτελούσε μια διαδικασία επίλυσης συστημικών αντιφάσεων, με τις ομάδες που αντιμετώπισαν βαθύτερες αντιφάσεις να παράγουν πιο σύνθετα και θεωρητικά στέρεα εκπαιδευτικά προϊόντα. Στον τελικό μεσοκύκλο αξιολόγησης (Ν=22), η βελτιωμένη παρέμβαση επέδειξε ισχυρά και διαφοροποιημένα αποτελέσματα. Η πολυμεταβλητή αξιολόγηση κατέγραψε εξαιρετικά υψηλή αποδοχή της εμπειρικής μάθησης (ELS, Μ > 5.67/7.00) και στατιστικά σημαντικές βελτιώσεις τόσο στη σύνδεση με τη φύση (EINS, p < 0.001) όσο και στην ταύτιση με την πολιτιστική κληρονομιά (ICHS, p < 0.001). Το πιο κρίσιμο εύρημα ήταν ότι η βελτίωση στην ICHS (+1.64 μονάδες) ήταν στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη (p = 0.012) από την αντίστοιχη βελτίωση στην EINS (+1.13 μονάδες), αποκαλύπτοντας τον ιδιαίτερα ισχυρό πολιτισμικό αντίκτυπο της παρέμβασης. Η έρευνα αναγνωρίζει περιορισμούς ως προς το σχετικά μικρό μέγεθος του δείγματος (Ν=22) στην τελική της φάση, την εθελοντική συμμετοχή που ενδέχεται να εισήγαγε προκατάληψη επιλογής, την εφαρμογή σε συγκεκριμένους τόπους που περιορίζει τη γενικευσιμότητα, και τη χρήση αυτο-αναφορικών εργαλείων, με ιδιαίτερη προσοχή στην πειραματική κλίμακα ICHS που απαιτεί περαιτέρω ψυχομετρική επικύρωση. Παρά αυτούς τους περιορισμούς, τα ευρήματα αποκαλύπτουν ότι η ολοκληρωμένη διαθεματική προσέγγιση του μοντέλου ΠΜΕΣΕΠ είναι εφικτή και αποτελεσματική, επιτυγχάνοντας σημαντικά υψηλότερη βελτίωση στη σύνδεση με την πολιτιστική κληρονομιά. Η στρατηγική της «Διπλής Σχεδιαστικής Αρχής» αποδείχθηκε καίρια για την ταυτόχρονη μάθηση και την επαγγελματική ανάπτυξη εκπαιδευτικών. Το τελικό πλαίσιο σχεδιαστικών αρχών που προκύπτει προσφέρει έναν εφαρμόσιμο οδηγό για τη δημιουργία μετασχηματιστικών εκπαιδευτικών εμπειριών που συνδέουν αποτελεσματικά τον φυσικό και πολιτιστικό κόσμο, προτείνοντας παράλληλα κατευθύνσεις για μελλοντική έρευνα.