title: Οπτικοποίηση χώρο-χρονικών διαδικασιών επάνω σε Google χάρτες
title: Visualization of spatio-temporal processes on Google Maps
Creators: name: Σηφακης Ιωαννης
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Η παρουσίαση χώρο-χρονικών διαδικασιών αποτελεί ένα συχνό πρόβλημα στην εκπαιδευτική διαδικασία. Τέτοιες διεργασίες αποτελούν αντικείμενα του επίσημου προγράμματος σπουδών και σχετίζονται με μαθήματα όπως η Ιστορία, η Γεωγραφία, η Περιβαλλοντική Εκπαίδευση κ.τ.λ., αλλά και με τομείς όπως η αντιμετώπιση έκτακτων περιστατικών. Οι εκπαιδευόμενοι (μαθητές ή επαγγελματίες) αντιμετωπίζουν ποικίλα προβλήματα κατά την εκπαίδευσή τους, τα οποία οφείλονται στην απουσία μιας αποτελεσματικής αναπαράστασης και των απαραίτητων εξηγήσεων. Για τους λόγους αυτούς απαιτείται η μοντελοποίηση με συστηματικό τρόπο και η ανάπτυξη ενός περιβάλλοντος μάθησης που θα επιτρέπει στους εκπαιδευόμενους να εξερευνούν τις χώρο-χρονικές διαδικασίες διαδραστικά. Το ViSTPro (Visualization of Spatio-Temporal Processes) αποτελεί την πλατφόρμα που ικανοποιεί τις παραπάνω απαιτήσεις της εκπαίδευσης, ενθαρρύνοντας τον εκπαιδευόμενο να εξερευνήσει ενεργητικά τα εμπλουτισμένα σενάρια που δημιουργεί ο εκπαιδευτής διαδικτυακά. Η αναπαραγωγή ενός σεναρίου περιλαμβάνει την γραφική παρουσίαση των σχηματισμών, των κινήσεων και των αλληλεπιδράσεών τους επάνω στους χάρτες της Google. Οι Εκπαιδευόμενοι έχουν τη δυνατότητα να ενεργοποιήσουν τα στοιχεία του χάρτη για να λάβουν τις απαραίτητες εξηγήσεις και να μάθουν με διαισθητικό τρόπο. Αντίθετα, οι παραδοσιακοί τρόποι διδασκαλίας απαιτούν από τον εκπαιδευόμενο να δημιουργήσει ένα πολύπλοκο νοητικό μοντέλο για την κατανόηση των χώρο-χρονικών διαδικασιών, χωρίς μάλιστα να συσχετίζονται με τον πραγματικό κόσμο. Χρησιμοποιώντας το ViSTPro, οι εκπαιδευόμενοι μπορούν να παρακολουθούν την εξέλιξη των διαδικασιών στο χώρο και στο χρόνο, όπως επίσης και να παρεμβαίνουν σε αυτήν. Για τη διερεύνηση των δυνατοτήτων του ViSTPro κατασκευάστηκαν τρεις εφαρμογές: δύο που αφορούν στη διδασκαλία της Ιστορίας (Μάχη του Μαραθώνα, Μάχη της Κρήτης) και μία που επικεντρώνεται στην αντιμετώπιση έκτακτων περιστατικών, με σκοπό την αύξηση της ετοιμότητας των αρμόδιων επαγγελματιών και εθελοντών. Οι εφαρμογές αυτές μπορούν να αποτελέσουν μέρος καινοτόμων μορφών διδασκαλίας, αφού αναπαριστούν με εύληπτο και αποτελεσματικό τρόπο την εξέλιξη των φαινομένων και των γεγονότων επάνω στο χάρτη και παρουσιάζουν σημαντικές πληροφορίες του πεδίου εφαρμογής τους με τη βοήθεια των σημασιολογικών χαρτών.  
Επίσης, πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση του συστήματος χρησιμοποιώντας την εφαρμογή της Μάχης του Μαραθώνα, η οποία έδειξε σημαντική βελτίωση στη μάθηση σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς τρόπους διδασκαλίας. Η επίδοση των μαθητών ενισχύεται περαιτέρω όταν οι ίδιοι ασχολούνται με την ανάπτυξη των δικών τους σεναρίων. Επίσης, χρησιμοποιήθηκαν τυποποιημένα ερωτηματολόγια για την αξιολόγηση της ευχρηστίας, της συναισθηματικής ανταπόκρισης, αλλά και της δυνατότητας ανάπτυξης της δημιουργικότητας με τη χρήση του συστήματος. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το σύστημα είναι ιδιαίτερα εύχρηστο και αποδεκτό από τους μαθητές.       

description: The presentation of spatiotemporal processes is a recurring theme in learning. Such processes are part of the standard curricula in subjects like geography, history, environmental education etc., as well as in professional learning tools like civil protection and diverse specializations of engineering. Learners face several difficulties in studying learning topics without strong spatiotemporal process visualization and explanation support. There is a need to model such content knowledge in a systematic way and provide open exploration environments for learners to interact with the defined spatiotemporal models. ViSTPro (Visualization of Spatio-Temporal Processes) provides a generic infrastructure that addresses these needs of science and engineering education, thus fostering active explorations of spatiotemporal processes as rich scenarios authored by educators and offered to learners through a web-based player. Playing a scenario involves graphic representation of formations, movements and interactions on Google maps. Learners interact with graphical entities in an intuitive manner. In contrast, traditional ways of learning depend upon a painful and difficult process to develop abstract mental images with no real-world direct mapping.  Using ViSTPro, learners can watch the representation of the processesʼ evolution in space and time, and actively intervene. To demonstrate the flexibility of ViSTPro and its capability to provide insightful visualizations, three pilot application have been elaborated: two focusing on history teaching (the Battle of Crete and the Battle of Marathon) and one focusing on emergency situations and events with the aim to support the training of civil protection professionals and volunteers. These applications enables innovative training methods, through the use of Google maps and complex scenarios pertaining to spatiotemporal processes that model the phenomena under consideration as well as linking to important information that is represented through ViSTPro semantic maps.
An extensive evaluation was done using the Battle of Marathon application that showed considerable improvement in leaners' achievements with the use of ViSTPro. The achievements are further enhanced when students are engaged in the development of the scenarios under consideration. Standard questionnaires were also used to evaluate the usability of ViSTPro and users' emotional response using the system. The results show that the system is highly usable and well accepted by the students.