Le geoboard in plastica stampate in 3D insegnano agli studenti con problemi di vista la geometria
La geometria è la branca della matematica che si riferisce ad angoli, forme geometriche, linee e segmenti di linea e raggi e si utilizzano concetti di geometria per misurare lunghezze e aree di forme 2D e calcolare il volume e l’area superficiale delle forme 3D. Non sono mai stato bravo in geometria (o in matematica, a dire il vero), quindi non riesco a immaginare quanto sia difficile imparare quando si è ipovedenti. Tre ricercatori thailandesi hanno scritto un documento, ” La designazione degli strumenti di insegnamento della geometria per gli studenti ipovedenti che utilizzano geoboard di plastica creati dalla stampa 3D “, sulla creazione di strumenti di insegnamento stampati in 3D per gli studenti ipovedenti, un concetto che abbiamo già visto in precedenza .
“Esistono diversi strumenti di insegnamento disponibili sul mercato che possono servire efficacemente a questo scopo; tuttavia, i prodotti importati sono troppo costosi “, hanno spiegato i ricercatori.
Una lavagna geografica è un ottimo modo per insegnare agli studenti non vedenti la geometria, poiché li aiuta a comprendere meglio il ragionamento geometrico, la terminologia e i teoremi. È una tavola fisica con rivetti a metà, e gli elastici sono avvolti attorno alle unghie per insegnare concetti di geometria piana e poligoni.
“In base alla difficoltà della fabbricazione e del trasporto di geoboard in legno, proponiamo di sostituire il modello esistente con il design illimitato di geoboard leggeri e colorati”, ha scritto il team.
L’uso della stampa 3D per rendere le geoboard leggere in plastica costa meno denaro e può essere personalizzato per soddisfare le esigenze degli utenti. I ricercatori hanno creato geoboard colorati per insegnare agli studenti elementari ipovedenti a Bangkok angoli, componenti circolari, segmenti di linea, aree di forma e forme geometriche 3D, come prismi e cubi. Hanno anche creato strumenti di insegnamento aggiuntivi, come punte di freccia, goniometri e modelli di oggetti 3D, per lezioni su forme e geometrie 2D e 3D.
SketchUp è stato utilizzato per creare le geoboard colorate 20 x 20 cm, che sono state stampate dal PLA su un Flashforge Creator Pro per oltre 18 ore. Sono stati realizzati due motivi: una griglia 10 x 10 sull’asse xe sull’asse y con un bordo quadrato e un grafico a 4 quadranti con un bordo circolare e 24 scale di circonferenza. Le scale Braille sono incluse in modo che gli studenti possano identificare 0-10 sugli assi xey, e l’angolo in alto a destra delle schede ha due colonne di tre punti per mostrare che sono verticali.
“I pilastri dell’asse Z con altezze diverse, identificati dal braille, sono stati creati anche per l’insegnamento della geometria 3D”, ha spiegato il team.
“Sulla circonferenza c’erano 24 punti identificati dalle lettere dalla A alla Y con una differenza di angolo di 15 gradi per l’insegnamento di cerchi e tangenti. Il punto centrale era identificato dalla lettera O e il diametro del cerchio era di 13 cm. Sono state inoltre generate linee della griglia rialzate di 1,5 mm di altezza per esplorare la direzione con un tocco cieco. “
Tavole di plastica con bordi quadrati e circolari, accessori per l’apprendimento e segmenti di oggetti 3D per sfere, coni, cilindri, piramidi e cubi.
Hanno partecipato 15 alunni non vedenti di quarta elementare e tre insegnanti esperti. Il gruppo sperimentale e il gruppo di controllo hanno completato ciascuno 15 periodi di un’ora di diverse attività di apprendimento. Dopo un pre-test, il gruppo di controllo ha continuato con le geoboard tradizionali, mentre il gruppo sperimentale è passato a quelli stampati in 3D. Puoi vedere i contenuti di insegnamento e valutazione con esercizi correlati per il gruppo sperimentale in una parte della Tabella 1 di seguito.
“I punti di coordinate della geometria 2D sono stati esplorati dal tocco cieco su scale in braille e linee di griglia in rilievo, mentre i pilastri dell’asse z sono stati utilizzati per la geometria 3D collegando elastici al piano”, hanno spiegato i ricercatori.
Gli studenti del gruppo sperimentale hanno utilizzato le schede geografiche stampate in 3D per conoscere la geometria 2D. Ad esempio, hanno allungato gli elastici attraverso i rivetti sulla tavola quadrata, collegando due punti per tracciare una linea retta e “un angolo di 2 linee da 3 punti sul piano delle coordinate”. Per conoscere linee rette e parallele, raggi e angoli retti, acuti e ottusi, le punte delle frecce potrebbero essere attaccate alle estremità delle linee.
Hanno usato la lavagna circolare per l’apprendimento delle misure angolari e dei componenti circolari, come raggio e diametro, e forme geometriche 2D, come quadrati e triangoli.
Insegnamento di angoli, componenti circolari, quadrati e triangoli.
Le geoboard venivano anche usate per insegnare la geometria 3D con pilastri di plastica sull’asse z. Una volta che gli studenti hanno ridotto il concetto di base, i pilastri su questo asse “con diverse altezze di 4, 5 e 6 unità possono essere utilizzati per insegnare forme e volumi geometrici 3D”. Pilastri multipli sono stati usati per creare prismi e piramidi con basi di forma diversa.
“Le linee della griglia rialzate con numerazione braille sono utili per identificare le posizioni delle forme, misurare la distanza e calcolare aree o perimetri; e le scale possono essere applicate per misurare il diametro o il raggio di un cerchio su un cilindro, un cono o una sfera e moltiplicare l’area per l’altezza per trovare il volume “, hanno scritto.
Alla fine, entrambi i gruppi di studenti hanno svolto un altro test e sono stati utilizzati t-test indipendenti a due campioni per analizzare e confrontare le differenze nei punteggi medi del pre-test e dei post-test tra i gruppi. Puoi vedere i punteggi medi (x) e le deviazioni standard (SD) per i test di seguito.
I partecipanti hanno anche completato un questionario, utilizzando una scala Likert a 5 punti, su quanto fossero soddisfatti delle geoboard stampate in 3D. Hanno valutato la qualità degli strumenti di insegnamento e i benefici delle attività di apprendimento e hanno risposto a domande aperte riguardanti le aree di miglioramento e le loro opinioni personali.
“La risposta ha mostrato che i nuovi pannelli geografici come strumento di insegnamento sono stati considerati molto più soddisfacenti rispetto allo strumento tradizionale perché i punteggi medi erano molto alti (> 4.8) in tutte le aree”, hanno osservato i ricercatori.
Tutti i partecipanti hanno concordato sul fatto che le geoboard stampate in 3D hanno reso la lezione più piacevole per gli studenti ipovedenti e che “hanno migliorato le immagini mentali e la comprensione della geometria”.
“Il prototipo di test ha mostrato che il gruppo sperimentale ha avuto un punteggio medio più alto sul post-test rispetto al gruppo di controllo, indicando che il rendimento di apprendimento degli studenti con disabilità visive che apprendono con i nuovi pannelli geografici è significativamente più alto di quello degli studenti che imparano con gli strumenti regolari. La soddisfazione dei partecipanti nei confronti dei pannelli geografici in termini di apprendimento della geometria è stata valutata in modo molto approfondito da parte degli insegnanti e degli studenti perché gli strumenti di insegnamento tangibili sono stati considerati più efficaci per comprendere la geometria con buone immagini visive rispetto a quando si utilizzano gli strumenti tradizionali “, ha concluso il team.
