What kind of Haptic devices and applications are needed in education? Requirements, Specifications and hands-on experience derived from an IST project

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

2009 (EN)
Τι είδους συσκευές απτικής ανάδρασης και εφαρμογές χρειαζόμαστε στην εκπαίδευση; Οι απαιτήσεις, οι προδιαγραφές και η εμπειρία που αποκομίσθηκε από ένα IST πρόγραμμα (EL)
What kind of Haptic devices and applications are needed in education? Requirements, Specifications and hands-on experience derived from an IST project (EN)

Ioannidis, G.S.
Garyfallidou, D.M.
Christodoulou, S.P.
Papatheodorou, T.S.
Stathi, E.A.

Η παρούσα εργασία μελετά το ερώτημα εάν η τεχνολογία των Haptics (συσκευές απτικής ανάδρασης που επιτρέπουν στον χρήστη εικονικά να αγγίζει αντικείμενα και να αισθάνεται δυνάμεις) θα μπορούσε να ενσωματωθεί αποτελεσματικά στη διαδικασία διδασκαλίας στα σχολεία, καθώς επίσης και εάν αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσει την κατανόηση ορισμένων επιστημονικών εννοιών. Στα πλαίσια ενός IST ευρωπαϊκού προγράμματος με το ακρωνύμιο MUVII, μια νέα Haptic συσκευή σχεδιάστηκε ειδικά για εκπαιδευτικούς σκοπούς και κατασκευάσθηκε ένα πρωτότυπό της. Η συσκευή αυτή σχεδιάστηκε μετά από τη λεπτομερή μελέτη και εκτίμηση των εκπαιδευτικών αναγκών. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, οι σημαντικότερες παράμετροι των απαιτήσεων των χρηστών καταγράφηκαν, και η λειτουργικότητα του τελικού προϊόντος συζητήθηκε με μια ομάδα εκπαιδευτικών εμπειρογνωμόνων, η οποία περιελάμβανε και δασκάλους. Αυτές οι απαιτήσεις μετασχηματίστηκαν σε προδιαγραφές για ένα σύστημα μεγάλης κλίμακας, αποκαλούμενο Interactive Kiosk Demonstrator (IKD), δηλαδή το «κιόσκι» επίδειξης. Ο στόχος του ΙKD ήταν να επιδειχθούν καινοτόμοι τρόποι αλληλεπίδρασης ανθρώπου-μηχανής, σε ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας που θα περιλάμβανε, τρισδιάστατη εικόνα, καινοτόμο τρισδιάστατο ψηφιακό ήχο και απτική ανάδραση (αίσθηση δυνάμεων, ροπών και αφής). Για το περιβάλλον του IKD σχεδιάστηκαν και υλοποιήθηκαν νέες εξειδικευμένες εκπαιδευτικές εφαρμογές, που εστιάζουν ειδικά στην εκπαίδευση θετικών επιστημών. Για τον σχεδιασμό αυτών των εφαρμογών οι εκπαιδευτικές ανάγκες των χρηστών αναλύθηκαν λεπτομερώς και αξιολογήθηκαν. Οι εφαρμογές αυτές χρησιμοποιήθηκαν και δοκιμάστηκαν από μαθητές διαφορετικών ηλικιών και τους δασκάλους τους, για μια περίοδο μεγαλύτερη των τριών μηνών, προκειμένου να διαπιστωθούν τα οφέλη και τα μειονεκτήματα της Haptic συσκευής καθώς επίσης και των εκπαιδευτικών εφαρμογών. Μερικά αξιοσημείωτα αποτελέσματα προήλθαν από τους ίδιους τους χρήστες (με την συμπλήρωση ειδικών ερωτηματολογίων), τα οποία υποστηρίζουν την άποψη ότι οι Haptic συσκευές μπορούν να είναι σημαντικά επωφελείς στην εκπαίδευση των μαθητών σε όλες τις βαθμίδες. (EL)
In this paper the question whether Haptics technology (virtually touching objects and feeling forces), could be effectively implemented in the teaching procedure is studied, as well as if this technology can be used in improving the understanding of certain scientific concepts. Under the framework of an IST European program called MUVII, a new haptic device was designed especially for educational purposes and a prototype was implemented. This device was designed after thorough consideration of the educational needs. During this process, the most important parameters of the end user requirements were drawn up, and the functionality of the end product was discussed with a team of educational experts (the team also included teachers). These requirements were converted into specifications for a large scale system, called the Interactive Kiosk Demonstrator (IKD). ΙKD’s objective was to demonstrate new interactive paradigms forming a novel integration of the following modalities: 3D-vision, 3D-audio and haptic (force, torque, and tactile) feedback. For the application software design (focusing especially on the context of science education) the educational needs of the end users were thoroughly analyzed and evaluated and, subsequently, some applications were designed and developed. These applications have been used and tested by students of different ages, and their teachers, for a period of over three months in order to divulge the benefits and the drawbacks of the haptic device as well as the applications. Some remarkable results were derived from the users’ feedback, which support the view that haptic interfaces can be significantly beneficial to the students’ education. (EN)


Ανοικτή Εκπαίδευση: το περιοδικό για την Ανοικτή και εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση και την Εκπαιδευτική Τεχνολογία



Hellenic Network of Open and Distance Education (EL)

Ανοικτή Εκπαίδευση: το περιοδικό για την Ανοικτή και εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση και την Εκπαιδευτική Τεχνολογία; Vol 5, No 1 (2009); 50-63 (EL)
Open Education: The Journal for Open and Distance Education and Educational Technology; Vol 5, No 1 (2009); 50-63 (EN)

Copyright (c) 2020 S.P. Christodoulou, D.M. Garyfallidou, G.S. Ioannidis, T.S. Papatheodorou, E.A. Stathi (EN)

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)