Virtuelle labyrinter - for å øve på problemløsning og bevisste beslutninger

Sammendrag: Denne aktiviteten setter elevene i en posisjon der de må utøve aktiv problemløsning og beslutningstaking ved å bruke erfaringer fra den virtuelle og virkelige verden. Målet med aktiviteten er at studentene skal utvikle ferdigheter innen orientering i forhold til omgivelsene og kritisk tenkning, samt å utvikle ferdigheter til å kombinere den digitale og virkelige verden ved å løse AR-labyrinter. Dette eksemplet er ment for ungdomsskoleelever og innebærer gradvis introduksjon av teknologi for å løse labyrinter. Det vil si at elevene først kan løse labyrinten på papir og deretter i et virtuelt miljø. Begavede elever kan delta i 3D-modellering og utskrift av virtuelle labyrinter. Nøkkelord: Labyrinter, utvidet virkelighet, GeoGebra, problemløsning, kritisk tenkning Ressurslisten: Kombinasjon av GeoGebra Augmented Reality-applikasjon og fysiske objekter som 3D-printede labyrinter

Historien om skapelsen og konstruksjonen av labyrinter kan spores til antikkens Hellas. I tidlig fase av utviklingen ble labyrinter som oftest brukt til å skjule gjenstander, personer og lignende, for så å bli brukt til religiøse og meditative formål i middelalderen. i det tjuende århundre ble de brukt som materiale for testing av intelligens eller til pedagogisk forskning. Labyrinter kan brukes til å motivere elever, vekke interessen deres for kognitivt utfordrende emner, og gjøre undervisnings- og læringsprosessen morsommere (Koupritzioti og Xinogalos, 2020). De samme forfatterne konkluderte med at en prototype av et labyrintspill kan brukes til å hjelpe elevene til å bli mer komfortable med aritmetiske uttrykk og operatørprioriteringer. Empirisk forskning av Rutherford-Becker og Vanderwood (2009) indikerer at innen anvendt matematikk har labyrinten en betydelig funksjon for elevenes kunnskap og ferdigheter, og er relatert til hvor godt elevene gjør det i matematikk og matematikkberegninger. På grunnlag av workshop-erfaring konkluderte Ulbrich et al. (2021) med at labyrinten var interessant for deltakere i ulike aldre, men spesielt for yngre elever.

Vi viser elevene labyrinten vist i figur 1 og forklarer reglene for å løse dem. I dette tilfelle må elevene ikke svinge til venstre når de løser oppgaven. Dette betyr at elevene enten går rett frem eller tar til høyre. Elevene bør huske på at når de løser labyrinten kan de bevege seg i alle retninger (nord, øst, vest, sør), men å snu mot vest kan bare gjøres hvis de snur tre ganger til høyre.

For å øke det kognitive nivået i oppgaven, eller elevenes interesse for å delta i undervisningen med bruk av GeoGebra kan de i samarbeid med lærer gjøre papirlabyrinten om til en virtuell versjon som kan løses med en enkel mobiltelefon eller nettbrett.  Elevene kan oppnå dette ved å legge til nøkkelpunktene i den tegnede labyrinten til den algebraiske og grafiske visningen av Geogebra-en, figur 2.

Etter dette skal elevene velge alternativet for polygonverktøy og så lage en 3D-prisme ut av din polygon. Etter dette må byen lagres og kjøres i GeoGebra 3D-applikasjonen som først må installeres på mobiltelefonen eller nettbrettet som elevene bruker, figur 3. Elevene løser denne labyrinten ved å bevege seg gjennom den i et virtuelt rom og sporer posisjonen deres på en mobiltelefon eller et nettbrett.

Elevene kan eksportere GeoGebra-filen til stl. format og 3D-printe labyrinten deres, figur 4. Når elevene forbereder seg til 3D-skriving bør de huske på at de må justere høyden og størrelsen på labyrinten, samt kapasiteten til stemplene som modellen skal printes på.

I denne læringsprosessen går elevene først gjennom prosessen med å transformere labyrinten fra papirversjonen, så gjennom versjonen som inkluderer AR, og til slutt den 3D-printede versjonen som er en multippel representasjon av det samme undervisningsmaterialet og innholdet.

Det beskrevne eksemplet fulgte den grunnleggende pedagogiske regelen som sier at elevene jobber fra enkelt til komplekst. Det som ville vært interessant å undersøke er elevenes muligheter til å begynne å løse labyrinten ved hjelp av AR-applikasjonen, og basert på erfaringsflyten lage en 3D-modell eller tegning av labyrinten.

Når du danner grupper må du huske på de ulike kognitive evnene til ulike elever – noen ganger er det nyttig å lage homogene grupper slik at elever med like muligheter kan utveksle erfaringer, men andre ganger er det nyttig å lage en heterogen gruppe slik at én elev kan hjelpe og veilede en annen elev. For elever med ASD er det svært ofte vanskelig å ta valg og/eller løse kreative oppgaver - de bør bli forsiktig ledet til å løse en spesifikk oppgave.

Gjennomføring av denne pedagogiske aktiviteten krever bruk av nettbrett eller mobiltelefoner som det er mulig å installere GeoGebra AR-applikasjonen på. Hvis skolen ikke har mulighet til å bruke denne teknologien kan lærere lage labyrinter med papir, papp eller lignende materiale til større labyrinter i klasserommet eller skolegården.

Denne workshopen støtter fremtidige og aktive lærere med å utvikle sine digitale ferdigheter, og ved å gjøre det, kobler den sammen den virtuelle og digitale verdenen, som og gir en unik orientering i forhold til omgivelsene for dem og elevene deres.

• D., & Xinogalos, S. (2020). PyDiophantus maze game: Play it to learn mathematics or implement it to learn game programming in Python. Education and Information Technologies, 25(4), 2747-2764.
• Rutherford-Becker, K. J., & Vanderwood, M. L. (2009). Evaluation of the relationship between literacy and mathematics skills as assessed by curriculum-based measures. The California School Psychologist, 14(1), 23-34.
• Ulbrich, E., Elbedewy, S., Handl, J., & Lavicza, Z. (2021). aMazing Mathematical 3D Modeling. In Bridges 2021 Conference Proceedings (pp. 409-412). Tessellations Publishing.