Δημιουργία και αξιολόγηση λογισμικού πλήρως εμβυθιστικής εικονικής πραγματικότητας για τη μουσειακή εκπαίδευση στην αρχαία ελληνική τεχνολογία

Abstract

The groundbreaking technological changes taking place today affect almost every aspect of social and individual life. One of the cutting-edge technologies is Virtual Reality (VR). VR is a set of hardware and software technologies aimed at immersing the user in the Virtual Environment. At the same time, in recent years there has been an increasing interest in ancient Greek technology. This thesis aims to create an Immersive Virtual Reality (IVR) software and evaluate it, based on its learning performance and its performance on user experience factors. Thus, an IVR software was created, which included eight ancient Greek inventions. In addition to the IVR software, Desktop Virtual Reality (DVR) software was also created, so that the evaluation of the IVR software could also be done in comparison with the DVR software. DVR is the type of VR that uses conventional means of interface (mouse, keyboard, screen). For the same reason, websites were also created. The creation of the media initially required the study of ancient technology. This is how technology was studied from prehistoric times in the Aegean area up to Byzantine times. Of particular interest are - among other inventions - the Antikythera Mechanism, the inventions of Archimedes, automatic mechanisms and water pumping mechanisms. Special softwares were used to create the softwares. Blender software was used to create the 3D models of the inventions. Unity, a computer game development software, was also used. For Unity to work, script writing in C# language is required. The software in which the scripts were written was Visual Studio Code. The IVR software execution platform was the Oculus Quest system. Regarding the creation of educational software, only two IVR software were identified for ancient Greek technology, and they use the Oculus Rift as an execution platform. These are two impressive softwares that are the works of a team of IT scientists. The first concerns a virtual museum of fragments of the Antikythera mechanism. The second software is «Palace of Agai». Literature review was performed based on the Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses (PRISMA) chart. Initially, 3,145 articles were collected. After the removal of duplicates, irrelevant and other justifiably excluded the final corpus of 29 articles of the analysis was formed. Of the studies that were characterized as reliable (n = 4), a generally positive cognitive effect of IVR was revealed and additionally a positive effect on the factor’s presence/immersion, ease of use, graphics, enjoyment. In addition, an effect of IVR on the creation of simulator sickness was also detected, mostly using the joystick movement method. The following inventions were created for the IVR software: The aeolosphere, the flamethrower, the frictories and the automation of the temple gates.In the aelosphere, the user would grab a torch and set fire to the wood at the base of the machine. As the flame developed, steam began to escape from the engine's exhausts, and it began to spin. After a period, the fire began to weaken until it went out. The engine continued to spin with ever decreasing steam until it stopped. In the Boeotian flamethrower, the user could grab the lever, move it down and fire the flamethrower. In the phriktories, the user could, by changing the position of the torches on the walls, emit a different letter, based on the model. In the temple door automation, the user would set fire to the temple altar, and through a mechanism in the temple basement, the doors would open automatically. As soon as the fire was extinguished the doors were closed again. The above inventions were accompanied by informative text, corresponding to the signs found in museum exhibits. Additionally, the user had the ability to enable narration, which was accompanied by images. The informational elements of the inventions concerned the historical context, the use, and the principle of operation of each invention. Also, benches were created with the mechanical parts of the inventions on display. Each place was accompanied by a sign with its name. The user was able to grasp and pick up the exposed mechanical parts. Four additional ancient Greek inventions were created for the DVR software: the floating sphere, the steam cannon, the hydraulic telegraph, and the automatic fountain. In the floating sphere, the user clicking on the machine saw a fire start. Then steam would come out and the hollow sphere would float. As soon as the fire was extinguished, the steam continued to escape for some time diminishing, and then the sphere returned to its original position. On the steam cannon the user clicked on the cannon, saw the boiler valve turn, an explosion occurs and the stone ball was launched, dragging the retaining stick and breaking the retaining board. In the hydraulic telegraph, the user clicking on the invention saw the valve of the telegraph open and water flow out. At the same time, the receiver device was displayed in front of him, with transparencies so that its inner workings could be seen. The floats would lower until the user clicked again and specified the message. In the automatic coin-operated liberator, the user clicked on the liberator and watched the coin fall into the liberator, deflect the balance mechanism, and flow sanctification into the cup. The same information elements (signs and narrative with pictures) were developed in the DVR, as in the IVR. In the DVR, however, as expected, the user could not grasp and explore the exposed mechanical parts. In addition to the two software, websites were also developed for ancient Greek technology. The web pages were made using the Google Sites application and included the following inventions: the flying pigeon, the catapult machine gun, the cryptographic disk, and the audible alarm. They included informative texts, images, and videos. The research questions of the thesis are the following: Will the use of IVR applications lead to better learning outcomes compared to the use of DVR applications and websites, which have similar content? Do users find that IVR apps provide a better learning experience compared to DVR apps and websites that have similar content? Does learning experience shape cognitive outcomes in IVR applications? The within subjects’ methodology was chosen for the main research. The sample of the main research consisted of 103 young adults, students of the Pedagogical Department of Elementary Education of the University of the Aegean. Two tools were used: a knowledge assessment test and a questionnaire of Virtual Reality factors. The results of the data analysis led to the general conclusion that the learning effects of the three media were «relatively» equivalent. There was a statistically significant difference in favor of IVR compared to websites, but it could be characterized as marginal (p = 0.04). Also, between IVR and DVR, no statistically significant difference emerged (p = 0.592), as well as between EEP and websites (p = 0.709).Out of the total of 13 factors, in seven the IVR prevails in both compared means (aesthetic/technical perfection, immersion, presence, interaction, motives of use, simulator sickness mild symptoms, positive emotions), while in two it prevails only over websites (ease of use/control, feedback). The effect of all the above factors has a positive contribution to the overall user experience, except for the simulator sickness factor. Also, no difference of the three means was detected in the effect of four factors (cognitive load, subjective efficacy, simulator sickness severe symptoms, negative emotions).The following six factors had a statistically significant effect on learning outcomes: aesthetic/technical perfection (p = 0.007), immersion (p = 0.004), presence (p = 0.005), motivation to use (p = 0.020), subjective effectiveness (p = 0.007) and positive emotions (p = 0.020). All the aforementioned factors had a positive impact on learning outcomes. Also, a positive fact is that producing simulator sickness-mild symptoms had no effect on the learning results.

Οι ρηξικέλευθες τεχνολογικές αλλαγές που λαμβάνουν χώρα σήμερα, επηρεάζουν σχεδόν κάθε έκφανση της κοινωνικής και ατομικής ζωής. Έχουν μετασχηματίσει ριζικά την κοινωνία και πολλά γνωστικά πεδία. Μια από τις τεχνολογίες αιχμής, είναι και η Εικονική Πραγματικότητα (ΕΠ). Η ΕΠ είναι ένα σύνολο τεχνολογιών υλικού και λογισμικού που σκοπό έχουν την εμβύθιση του χρήστη στο Εικονικό Περιβάλλον. Ταυτόχρονα, τα τελευταία χρόνια παρατηρείται ολοένα και αυξανόμενο ενδιαφέρον για την αρχαία Ελληνική τεχνολογία. Το ενδιαφέρον αυτό φαίνεται από την ίδρυση αντίστοιχων θεματικών μουσείων, την ανάπτυξη λογισμικών ΕΠ και την έκδοση βιβλίων.Η παρούσα διατριβή έχει ως σκοπό τη δημιουργία ενός λογισμικού Πλήρως Εμβυθιστικής Εικονικής Πραγματικότητας (ΠΕΕΠ) και την αξιολόγησή του, με βάση την μαθησιακή του απόδοση και την απόδοση του σε παράγοντες εμπειρίας χρήσης. Η ΠΕΕΠ είναι το είδος της ΕΠ, που χρησιμοποιεί μέσα διάδρασης υψηλής εμβύθισης: Head Mounted Devices (HMD). Έτσι λοιπόν δημιουργήθηκε ένα λογισμικό ΠΕΕΠ, το οποίο περιλάμβανε οκτώ αρχαίες Ελληνικές εφευρέσεις. Εκτός από το λογισμικό ΠΕΕΠ, δημιουργήθηκε και ένα λογισμικό Επιτραπέζιας Εικονικής Πραγματικότητας (ΕπΕΠ), έτσι ώστε η αξιολόγηση του λογισμικού ΠΕΕΠ να γίνει και σε σύγκριση με το λογισμικό ΕπΕΠ. Η ΕπΕΠ είναι το είδος της ΕΠ που χρησιμοποιεί συμβατικά μέσα διεπαφής (ποντίκι, πληκτρολόγιο, οθόνη). Για τον ίδιο λόγο δημιουργήθηκαν και ιστοσελίδες, έτσι ώστε να γίνει σύγκριση των επιδράσεων και με τρίτο μέσο. Η δημιουργία των μέσων προϋπέθετε αρχικά τη μελέτη της αρχαίας τεχνολογίας. Έτσι λοιπόν μελετήθηκε η τεχνολογία από τους προϊστορικούς χρόνους στον Αιγιακό χώρο, έως και τους Βυζαντινούς χρόνους. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν -μεταξύ άλλων εφευρέσεων- ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων, οι εφευρέσεις του Αρχιμήδη, οι αυτόματοι μηχανισμοί και οι μηχανισμοί άντλησης υδάτων. Οι αρχαίοι Έλληνες είχαν αναπτύξει έναν αξιοθαύμαστο τεχνικό πολιτισμό. Ιδιαίτερα στον χώρο της μηχανικής, έχουν να επιδείξουν μερικές από τις τελειότερες και συνθετότερες εφευρέσεις της αρχαίας εποχής. Μέσα από τη μελέτη των αρχαίων εφευρέσεων εξάγεται το συμπέρασμα ότι η αρχαία Ελληνική τεχνολογία βασίστηκε και σε τεχνολογίες προηγούμενων πολιτισμών, έχει όμως να επιδείξει εξαιρετικά προηγμένες και πολύπλοκες εφευρέσεις. Οι εφευρέσεις των αρχαίων Ελλήνων αποτελούν βασικά στοιχεία της μετέπειτα τεχνολογικής ανάπτυξης και μάλιστα εφαρμόζονται ακόμα στις μέρες μας, ως δομικά στοιχεία μηχανικών εφευρέσεων. Για τη δημιουργία των λογισμικών χρησιμοποιήθηκαν ειδικά λογισμικά. Χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Blender για τη δημιουργία των τρισδιάστατων μοντέλων των εφευρέσεων. Επίσης χρησιμοποιήθηκε το Unity, ένα λογισμικό κατασκευής ηλεκτρονικών παιχνιδιών. Για τη λειτουργία του Unity απαιτείται συγγραφή script σε γλώσσα C#. To λογισμικό στο οποίο συγγράφηκαν τα script, ήταν το Visual Studio Code. H πλατφόρμα εκτέλεσης του ΠΕΕΠ λογισμικού ήταν το σύστημα Oculus Quest.H ΕΠ εκτός των εφαρμογών της στη βιομηχανία των ηλεκτρονικών παιχνιδιών και στη βιομηχανία του κινηματογράφου (ειδικά εφέ), βρίσκει εφαρμογή και σαν εκπαιδευτικό μέσο. Τα τελευταία χρόνια έχει δημιουργηθεί μια πληθώρα λογισμικών για πολλά γνωστικά αντικείμενα όπως: Μαθηματικά, στρατιωτικές εφαρμογές, προσομοίωση διαστημοπλοίων, προσομοίωση χειρισμού οχημάτων, μηχανική, επιστήμες υγείας, ασφάλεια, χωρικός προσανατολισμός, φυσικές επιστήμες, ειδική αγωγή, ξένες γλώσσες.Η χρήση της ΕΠ είναι ευεργετική, γιατί σε αντίθεση με την εκπαίδευση στον φυσικό κόσμο, παρέχει τη δυνατότητα των διαδοχικών δοκιμών και λαθών, χωρίς να υπάρχουν δυσάρεστες συνέπειες είτε στα τεχνολογικά μέσα, είτε στον εκπαιδευόμενο. Επίσης, πολλά λογισμικά, εκτός της ασφάλειας που παρέχουν, παρέχουν εποπτικές δυνατότητες, οι οποίες πολλές φορές υπερβαίνουν τις συνηθισμένες εποπτικές δυνατότητες που παρέχονται στον φυσικό κόσμο. Μέσω της ΕΠ, ο χρήστης μπορεί να παρατηρήσει φαινόμενα, πέρα από τις φυσικές του δυνατότητες, όπως σωματίδια, ροή αέρα ή εσωτερικά τμήματα ενός μηχανισμού. Τα τελευταία έτη αναπτύσσεται ιδιαίτερη ερευνητική δραστηριότητα αναφορικά με την ΠΕΕΠ, καρπό της οποίας αποτελούν εκτός από τα λογισμικά και η ευρεία εκπαιδευτική έρευνα, η οποία περιστρέφεται γύρω από πολλούς διαφορετικούς παράγοντες. Ενδεικτικά κάποιοι από τους συχνότερα απαντώμενους παράγοντες είναι: η εμβύθιση, η παρουσία, η αλληλεπίδραση, τα κίνητρα, το γνωστικό φορτίο, το simulator sickness (ζάλη από τη χρήση της ΠΕΕΠ), η αισθητική, η καθοδήγηση/ανατροφοδότηση, η ευκολία χρήσης κ.α. Οι παράγοντες που ερευνώνται στο χώρο της ΕΠ, επηρεάζουν το τι θα μάθει ή το τι θα νοιώσει ένας χρήστης. Θα μπορούσε να υποστηριχθεί ότι οι παράγοντες αυτοί αποτελούν ψηφίδες, που συγκροτούν τη συνολική εμπειρία του χρήστη.Τα τελευταία έτη, με την ευρεία εφαρμογή των ψηφιακών τεχνολογιών, πολλοί μουσειακοί χώροι έχουν μετασχηματιστεί και εκτός από την απλή έκθεση συλλογών, προσφέρουν πλέον πλούσιες μαθησιακές εμπειρίες, οι οποίες είναι διαμορφωμένες με επίκεντρο τον επισκέπτη. Σε αρκετές χώρες του εξωτερικού έχουν εφαρμοστεί εδώ και χρόνια, προγράμματα μουσειακής εκπαίδευσης, τα οποία απευθύνονται σε μαθητές της τυπικής εκπαίδευσης και σκοπό έχουν να στηρίξουν, να συμπληρώσουν αλλά και να παρέχουν καινοτόμες δράσεις. Αυτός ο ποιοτικός μετασχηματισμός της επίσκεψης στον μουσειακό χώρο, εκτός από το εξωτερικό παρατηρείται και στην Ελλάδα, με αρκετά μουσεία να καταρτίζουν ειδικά προγράμματα μουσειακής εκπαίδευσης, είτε μόνα τους, είτε σε συνεργασία με εκπαιδευτικά ιδρύματα τυπικής εκπαίδευσης, είτε σε συνεργασία με εκπαιδευτικά ιδρύματα μη τυπικής εκπαίδευσης. Στον χώρο της αρχαίας Ελληνικής τεχνολογίας, σημαντικούς σταθμούς αποτελούν: το μουσείο Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας Κοτσανά και το μουσείο Ηρακλειδών, στα οποία απαντώνται ανακατασκευές των αρχαίων Ελληνικών εφευρέσεων. Οι ανακατασκευές βασίστηκαν σε πηγές από την αρχαία γραμματεία και παραστάσεις. Αναφορικά με τη δημιουργία εκπαιδευτικών λογισμικών, εντοπίστηκαν μόνο δύο λογισμικά ΠΕΕΠ για την αρχαία Ελληνική τεχνολογία και χρησιμοποιούν ως πλατφόρμα εκτέλεσης το σύστημα Oculus Rift. Πρόκειται για δύο εντυπωσιακά λογισμικά που είναι έργα ομάδας επιστημόνων Πληροφορικής. To πρώτο αφορά εικονικό μουσείο των θραυσμάτων του μηχανισμού των Αντικυθήρων. Το δεύτερο λογισμικό είναι το «Palace of Agai». To λογισμικό έχει ως σκοπό την αλληλεπίδραση με το ανάκτορο του αρχαίου Μακεδόνα βασιλέα Φιλίππου του δεύτερου, πατέρα του Μεγάλου Αλεξάνδρου. Γενικά, οι αναπτυσσόμενες τεχνολογίες ΤΠΕ, έχουν επιδράσει ποικιλοτρόπως στη μουσειακή εκπαίδευση. Καρπός αυτής της επίδρασης είναι η πληθώρα λογισμικών μουσειακής εκπαίδευσης, τα οποία καλύπτουν κάθε τομέα των ΤΠΕ: από την απλή εικονική περιήγηση σε κάποιο μουσείο μέσω video 360ο και τις απλές δισδιάστατες παιγνιώδεις εφαρμογές, μέχρι προηγμένα συστήματα CAVE και ΠΕΕΠ. Έρευνες που έχουν πραγματοποιηθεί αποκαλύπτουν ευεργετική επίδραση, τόσο σε γνωστικό, όσο και σε συναισθηματικό επίπεδο, από τη χρήση ΤΠΕ στον χώρο της μουσειακής εκπαίδευσης. Οι έρευνες σε μουσειακά λογισμικά ΕΠ αποκαλύπτουν θετική επίδραση σε ένα πλήθος παραγόντων (ενδεικτικά, ευκολία χρήσης, ενδιαφέρον, άνεση, ευχαρίστηση).Πραγματοποιήθηκε βιβλιογραφική ανασκόπηση με βάση το διάγραμμα Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses (PRISMA). Aρχικά συγκεντρώθηκαν 3.145 άρθρα (φάση αναγνώρισης). Μετά την αφαίρεση διπλότυπων, μη σχετικών και λοιπών αιτιολογημένα εξαιρεμένων (φάσεις καταλληλόλητας, επιλογής) διαμορφώθηκε το τελικό σώμα των 29 άρθρων της ανάλυσης. Τα επιλεχθέντα άρθρα, αναλύθηκαν με βάση τρείς βασικούς άξονες: τα γενικά τους στοιχεία, τον σκοπό τους και τα αποτελέσματα τους. Κάθε ένας από τους δύο πρώτους άξονες ανάλυσης υποδιαιρείται σε επιμέρους υπο-άξονες ανάλυσης. Αναφορικά με τα γενικά στοιχεία των άρθρων, αυτά περιλαμβάνουν το έτος δημοσίευσης, το είδος της δημοσίευσης (ενδεικτικά, περιοδικό, συνέδριο) και τη χώρα προέλευσης. Ο άξονας του σκοπού δομείται στους εξής υπο-άξονες: ομάδα στόχο, ερευνητικός σχεδιασμός-ερευνητικά εργαλεία (ενδεικτικά, ερωτηματολόγια, συνέντευξη), μέγεθος του δείγματος, διάρκεια των παρεμβάσεων και τεχνολογικά μέσα.Αποκαλύφθηκε ότι τα λογισμικά ΠΕΕΠ, χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό για την αναπαράσταση μουσειακών χώρων και χώρων πολιτιστικής κληρονομιάς. Το μέσο ΠΕΕΠ που χρησιμοποιήθηκε περισσότερο είναι το Oculus Rift και ακολουθεί το HTC Vive. Η πλειοψηφία των ερευνών δεν μπορεί να χαρακτηριστεί ως ιδιαίτερα σχολαστική, μιας και τα ομολογουμένως -πολλές φορές- άρτια λογισμικά δεν ερευνώνται ενδελεχώς, έτσι ώστε να προσδιοριστούν οι μαθησιακές και εμπειρικές τους επιδράσεις. Φάνηκε ότι πολλές φορές η έρευνα είχε ως σκοπό απλώς την αξιολόγηση του λογισμικού. Επιπρόσθετα, φαίνεται ότι ενώ οι τεχνολογίες ΠΕΕΠ χρησιμοποιούνται ως εκπαιδευτικά μέσα μουσειακής εκπαίδευσης, δεν έχει πραγματοποιηθεί καμία έρευνα αναφορικά με την γνωστική και συναισθηματική τους επίδραση, στον χώρο της αρχαίας Ελληνικής τεχνολογίας. Επίσης αποκαλύφθηκε ο περιορισμός των περισσότερων ερευνών σε δείγμα και αριθμό εκπαιδευτικών μέσων.Από τις έρευνες που χαρακτηρίστηκαν ως αξιόπιστες (n = 4), αποκαλύφθηκε γενικά θετική γνωστική επίδραση της ΠΕΕΠ και επιπρόσθετα θετική επίδραση στους παράγοντες παρουσία/εμβύθιση, ευκολία χρήσης, γραφικά, ευχαρίστηση. Επιπρόσθετα ανιχνεύτηκε και επίδραση της ΠΕΕΠ στη δημιουργία simulator sickness, περισσότερο με χρήση της μεθόδου κίνησης με joystick.Από τα παραπάνω προκύπτει ότι η έρευνα σχετικά με τις επιδράσεις της ΠΕΕΠ στη μουσειακή εκπαίδευση, βρίσκεται σε εμβρυακό επίπεδο. Για το ΠΕΕΠ λογισμικό δημιουργήθηκαν οι εξής εφευρέσεις: Η αιολόσφαιρα, το φλογοβόλο, οι φρυκτωρίες και ο αυτοματισμός των θυρών του ναού. Στην αιλόσφαιρα, ο χρήστης έπιανε έναν πυρσό και έβαζε φωτιά στα ξύλα, στη βάση της μηχανής. Με την ανάπτυξη της φλόγας, άρχιζε να εξέρχεται ατμός από τις εξατμίσεις της μηχανής και άρχιζε να περιστρέφεται. Μετά την πάροδο χρονικού διαστήματος, η φωτιά άρχιζε να αδυνατίζει μέχρι που έσβηνε. Η μηχανή συνέχιζε την περιστροφή με συνεχώς μειούμενο ατμό, μέχρι να σταματήσει.Στο φλογοβόλο των Βοιωτών, ο χρήστης μπορούσε πιάνοντας τον μοχλό, να τον κινήσει προς τα κάτω και να πυροδοτήσει το φλογοβόλο.Στις φρυκτωρίες, ο χρήστης μπορούσε αλλάζοντας τη θέση των πυρσών στα τοιχία, να εκπέμψει διαφορετικό γράμμα, με βάση το υπόδειγμα.Στον αυτοματισμό των θυρών του ναού, ο χρήστης έβαζε φωτιά στο θυσιαστήριο του ναού, και μέσω ενός μηχανισμού στο υπόγειο του ναού, άνοιγαν οι θύρες αυτόματα. Μόλις η φωτιά έσβηνε οι θύρες ξαναέκλειναν.Οι παραπάνω εφευρέσεις συνοδεύονταν από πληροφοριακό κείμενο, αντίστοιχο των πινακίδων που απαντώνται σε εκθέματα μουσειακών χώρων. Επιπρόσθετα, ο χρήστης είχε τη δυνατότητα να ενεργοποιήσει αφήγηση, η οποία συνοδευόταν από εικόνες. Τα πληροφοριακά στοιχεία των εφευρέσεων αφορούσαν το ιστορικό πλαίσιο, τη χρήση και την αρχή λειτουργίας κάθε εφεύρεσης. Επίσης, δημιουργήθηκαν πάγκοι με εκτεθειμένα τα μηχανικά μέρη των εφευρέσεων. Κάθε μέρος συνοδευόταν από πινακίδα με το όνομά του. Ο χρήσης είχε τη δυνατότητα να πιάσει και να σηκώσει-περιεργαστεί τα εκτεθειμένα μηχανικά μέρη. Για το λογισμικό ΕπΕΠ δημιουργήθηκαν επιπλέον τέσσερις αρχαίες Ελληνικές εφευρέσεις: η αιωρούμενη σφαίρα, το ατμοτηλεβόλο, ο υδραυλικός τηλέγραφος και το αυτόματο σπονδείο. Στην αιωρούμενη σφαίρα, ο χρήστης κάνοντας κλικ στη μηχανή, έβλεπε να ανάβει φωτιά. Έπειτα έβγαινε ατμός και αιωρούνταν η κούφια σφαίρα. Μόλις έσβηνε η φωτιά, ο ατμός συνέχιζε να εξέρχεται για κάποιο χρονικό διάστημα μειούμενος και κατόπιν η σφαίρα επανερχόταν στην αρχική της θέση. Στο ατμοτηλεβόλο ο χρήστης κάνοντας κλικ πάνω στο κανόνι, έβλεπε να γυρίζει η βάνα του λέβητα, γινόταν έκρηξη και εκτοξευόταν η πέτρινη σφαίρα, συμπαρασύροντας τη δοκό συγκράτησης και σπάζοντας τη σανίδα συγκράτησης. Στον υδραυλικό τηλέγραφο, ο χρήστης κάνοντας κλικ πάνω στην εφεύρεση, έβλεπε να ανοίγει η βάνα του τηλέγραφου και να εκρέει νερό. Ταυτόχρονα, εμφανιζόταν μπροστά του και η συσκευή του δέκτη, με διαφάνειες, ώστε να φαίνεται η εσωτερική της λειτουργία. Οι πλωτήρες κατέβαιναν, μέχρι ο χρήστης να ξανακάνει κλικ και να καθορίσει το μήνυμα. Στο αυτόματο σπονδείο με κερματοδέκτη, ο χρήστης έκανε κλικ στο σπονδείο και έβλεπε να πέφτει μέσα στο σπονδείο νόμισμα, να εκτρέπει τον μηχανισμό ισορροπίας και να ρέει αγιασμός στο κύπελλο. Και στην ΕπΕΠ αναπτύχθηκαν τα ίδια πληροφοριακά στοιχεία (πινακίδες και αφήγηση με εικόνες), όπως και στην ΠΕΕΠ. Στην ΕπΕΠ όμως, όπως ήταν αναμενόμενο, ο χρήσης δεν μπορούσε να πιάσει και να περιεργαστεί τα εκτεθειμένα μηχανικά μέρη. Εκτός από τα δύο λογισμικά, αναπτύχθηκαν και ιστοσελίδες για την αρχαία Ελληνική τεχνολογία. Οι ιστοσελίδες έγιναν με χρήση της εφαρμογής Google Sites και περιλάμβαναν τις εξής εφευρέσεις: την ιπτάμενη περιστέρα, τον πολυβόλο καταπέλτη, τον κρυπτογραφικό δίσκο και τον ηχητικό συναγερμό. Περιλάμβαναν πληροφοριακά κείμενα, εικόνες και video.Τα ερευνητικά ερωτήματα της διατριβής είναι τα εξής:Η χρήση εφαρμογών ΠΕΕΠ θα επιφέρει καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα συγκριτικά με τη χρήση εφαρμογών ΕπΕΠ και ιστοσελίδων, που έχουν παρόμοιο περιεχόμενο; Θεωρούν οι χρήστες ότι οι εφαρμογές ΠΕΕΠ προσφέρουν καλύτερη μαθησιακή εμπειρία συγκριτικά με τις εφαρμογές ΕπΕΠ και ιστοσελίδων, που έχουν παρόμοιο περιεχόμενο; Η μαθησιακή εμπειρία διαμορφώνει τα γνωστικά αποτελέσματα στις εφαρμογές ΠΕΕΠ;Η ερευνητική διαδικασία άρχισε με τη διενέργεια τριών πιλοτικών ερευνών, με στόχο τη δοκιμή τόσο των εκπαιδευτικών μέσων, όσο και των τεστ και του ερωτηματολογίου. Το δείγμα των πιλοτικών ερευνών ήταν 40 και 41 άτομα αντίστοιχα, για το λογισμικό ΕπΕΠ και τις ιστοσελίδες. Το λογισμικό ΠΕΕΠ δοκιμάστηκε από 10 άτομα. Το δείγμα συγκροτήθηκε από φοιτητές του Παιδαγωγικού Τμήματος Δημοτικής Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου Αιγαίου. Για την κυρίως έρευνα επιλέχθηκε η μεθοδολογία μεταξύ υποκειμένων (within subjects). Το δείγμα της κυρίως έρευνας αποτελούταν από 103 νεαρούς ενήλικες, φοιτητές του Παιδαγωγικού Τμήματος Δημοτικής Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου. Χρησιμοποιήθηκαν δύο εργαλεία: test αξιολόγησης γνώσεων και ερωτηματολόγιο παραγόντων Εικονικής Πραγματικότητας. Το δείγμα ήλθε σε επαφή και με τα τρία μέσα. Η διάδραση του δείγματος με τα μέσα έγινε, με τυχαίο τρόπο σε τρία ραντεβού, ένα για το κάθε μέσο. Η διάδραση των χρηστών με τα μέσα ήταν ισοδύναμη και διάρκεσε 20 λεπτά για κάθε εφεύρεση. Μετά από τη χρησιμοποίηση του κάθε μέσου οι χρήστες συμπλήρωναν το test. Το ερωτηματολόγιο χορηγήθηκε μετά την ολοκλήρωση των συνεδριών που αφορούσαν το κάθε μέσο. Η συμπλήρωση του αξιολογικού test διαρκούσε 10 λεπτά άλλα 10 λεπτά ήταν απαραίτητα για την συμπλήρωση του ερωτηματολογίου. Κάθε αξιολογικό test αποτελείτο από 10 ερωτήσεις γνώσεων, ενώ κάθε ερωτηματολόγιο διερευνούσε τους παράγοντες: αισθητική/τεχνική αρτιότητα, γνωστικό φορτίο, ευκολία χρήσης/έλεγχος, εμβύθιση, παρουσία, ανατροφοδότηση, αλληλεπίδραση, κίνητρα χρήσης, υποκειμενική αποτελεσματικότητα, simulator sickness-ελαφρά συμπτώματα, simulator sickness-βαριά συμπτώματα, αρνητικά συναισθήματα, θετικά συναισθήματα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δεδομένων, οδηγούν στο γενικό συμπέρασμα ότι οι μαθησιακές επιδράσεις των τριών μέσων, ήταν «σχετικά» ισοδύναμες. Προέκυψε μεν στατιστικά σημαντική διαφοροποίηση υπέρ της ΠΕΕΠ έναντι των ιστοσελίδων, όμως θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως οριακή (p = 0,04) και με μεσαίο μέγεθος επίδρασης (dCohen= 0,52). Επίσης, μεταξύ της ΠΕΕΠ και της ΕπΕΠ, δεν προέκυψε στατιστικά σημαντική διαφορά (p = 0,592), όπως επίσης και μεταξύ της ΕπΕΠ και των ιστοσελίδων (p = 0,709).Από το σύνολο των 13 παραγόντων, στους επτά η ΠΕΕΠ υπερισχύει και από τα δύο συγκρινόμενα μέσα (αισθητική/τεχνική αρτιότητα, εμβύθιση, παρουσία, αλληλεπίδραση, κίνητρα χρήσης, simulator sickness ελαφριά συμπτώματα, θετικά συναισθήματα), ενώ σε δύο υπερισχύει μόνο έναντι των ιστοσελίδων (ευκολία χρήσης/έλεγχος, ανατροφοδότηση). Η επίδραση του συνόλου των παραπάνω παραγόντων έχει θετική συμβολή στη συνολική εμπειρία του χρήση, πλην του παράγοντα simulator sickness. Ακόμη, δεν ανιχνεύτηκε διαφορά των τριών μέσων στην επίδραση τεσσάρων παραγόντων (γνωστικό φορτίο, υποκειμενική αποτελεσματικότητα, simulator sickness-βαριά συμπτώματα, αρνητικά συναισθήματα). Στατιστικά σημαντική επίδραση στα μαθησιακά αποτελέσματα είχαν παρακάτω έξι παράγοντες: αισθητική/τεχνική αρτιότητα (p = 0,007), εμβύθιση (p = 0,004), παρουσία (p = 0,005), κίνητρα χρήσης (p = 0,020), υποκειμενική αποτελεσματικότητα (p = 0,007) και θετικά συναισθήματα (p = 0,020). Όλοι οι προαναφερόμενοι παράγοντες είχαν θετικό αντίκτυπο στα μαθησιακά αποτελέσματα. Επίσης, θετικό γεγονός αποτελεί ότι παράγοντας simulator sickness-ελαφριά συμπτώματα, δεν είχε κάποια επίδραση στα μαθησιακά αποτελέσματα. Συμπερασματικά, αυτό που διαφαίνεται από την παρούσα διατριβή είναι ότι η ΠΕΕΠ υπερισχύσει στην εμπειρία χρήσης και έχει παρόμοια γνωστική επίδραση με τα άλλα δυο μέσα. Η διατριβή επίσης συνεισφέρει στη μουσειακή εκπαίδευση, καθώς δημιουργήθηκε εκπαιδευτικό υλικό ΕΠ για την εκμάθηση αρχαίας Ελληνικής τεχνολογίας.