Exploring the Impact of the Presence/Absence of Haptic Feedback on Preschoolers' Science Learning when Experimenting with Physical and Virtual Manipulatives

Abstract

Η έρευνα αυτή αποσκοπούσε στη διερεύνηση της επίδρασης της απτικής αισθητηριακής ανατροφοδότησης στην εννοιολογική κατανόηση παιδιών προσχολικής ηλικίας κατά τη διάρκεια πειραματισμού σε Πραγματικό Περιβάλλον Πειραματισμού (ΠΠΠ) ή σε Εικονικό Περιβάλλον Πειραματισμού (ΕΠΠ) σε τρία συγκείμενα: ζυγός ισορροπίας, βύθιση/πλεύση και ελατήρια. Οι συμμετέχοντες ήταν συνολικά 132 παιδιά προσχολικής εκπαίδευσης (5-6 χρονών), 44 για κάθε συγκείμενο, που διαμοιράστηκαν σε δύο συνθήκες οι οποίες διαφοροποιούνταν ως προς το περιβάλλον πειραματισμού (ΠΠΠ ή ΕΠΠ) που χρησιμοποιήθηκε. Συλλέχθηκαν δεδομένα μέσω ημι-δομημένων κλινικών συνεντεύξεων, τα οποία αναλύθηκαν ποιοτικά και ποσοτικά. Τα αποτελέσματα της έρευνας υπόδειξαν ότι τα παιδιά βελτίωσαν τη γνωστική τους κατανόηση και στις δύο συνθήκες όλων των συγκειμένων, ως αποτέλεσμα της συμμετοχής τους στην πειραματική φάση των συνεντεύξεων. Δε βρέθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στην κατανόηση των παιδιών που εργάστηκαν με ΕΠΠ και ΠΠΠ στο συγκείμενο του ζυγού ισορροπίας. Στο συγκείμενο της βύθισης/πλεύσης, τα παιδιά που εργάστηκαν σε ΕΠΠ ανάπτυξαν περισσότερο την εννοιολογική τους κατανόηση απ’ ότι τα παιδιά που εργάστηκαν σε ΠΠΠ, ενώ στο συγκείμενο των ελατηρίων το ΠΠΠ βρέθηκε ότι βελτίωσε την κατανόηση των μαθητών σε μεγαλύτερο βαθμό από ότι το ΕΠΠ. Τα αποτελέσματα αυτά έχουν σημαντικές εφαρμογές στη διδασκαλία και τη μάθηση των Φυσικών Επιστημών για την προσχολική ηλικία.

This study aimed to investigate the impact of the presence or absence of haptic sensory feedback while using physical manipulatives (PM) or virtual manipulatives (VM), respectively, mostly in terms of experiencing the mass of objects, on preschoolers’ learning during science experimentation in three different subject domains, namely, the balance beam, sinking/floating, and springs. The participants were 132 preschoolers (5-6 years old), 44 per subject domain, who were equally divided into two conditions differing in the means of experimentation (PM or VM) they used. Data were collected through clinical interviews and analyzed both qualitatively and quantitatively. The findings indicated that preschoolers’ performance improved in both conditions for each subject domain, (probably) as a result of their participation in the experimentation phase of the interviews, across all domains and conditions. No statistically significant difference in preschoolers’ learning between the two conditions was found in the balance beam domain. In the sinking/floating domain, VM were found to be more conducive to preschoolers’ learning than PM, whereas in the springs domain PM were found to have enhanced preschoolers’ learning more than VM did. These findings have important implications for science teaching and learning in the early childhood years.