RE-THINKING SCHOOL SPACES. DESIGN INTERSECTIONS BETWEEN PHYSICAL AND VIRTUAL LEARNING ENVIRONMENTS.

In recent years, the design of educational spaces has increasingly gained traction in school contexts, capturing the attention of scholars, architects, and educational communities. Following a long period of standstill in the condition of school buildings, more and more European countries have undertaken significant efforts to renovate and modernize their school facilities through new policies and design guidelines. At the same time, an important trend has emerged in the field of education: the adoption of extended reality (XR) technologies to support and enhance learning experiences. However, despite the proliferation of research and practical implementations in both fields, physical space design and immersive learning experiences, there remains a lack of an integrated theoretical framework linking the two. Therefore, this thesis aimed firstly to create a unified theoretical framework to represent and describe how virtual environments for learning should be designed, outlining initial practical indications on how the various key principles for designing physical spaces can be translated into virtual environments. The research examined key international documents and guidelines through Thematic Analysis to identify the core design features and pedagogical principles on both fronts. These were then intertwined through the construction of a correlation matrix that highlighted the points of overlap between the physical and virtual worlds, constituting a preliminary guide for designing immersive learning environments. Secondly, this thesis tested the potential effectiveness of the design tool through Virtual Reality. Specifically, the matrix was used to guide the design of three classroom configurations, which were then implemented within a VR application where they constituted the learning environment for the study of five archeological artifacts. The prototype VR application was tested by 79 middle school students from an institution in the province of Macerata (Italy) to assess the effects of the immersive spaces designed on learning and motivation of students. To this purpose, the research used well-known questionnaires to collect data on acquired knowledge, motivation, immersion and engagement. The findings of this preliminary experimentation allowed to draw some initial conclusions and to extrapolate new considerations for the design of virtual learning environments, which can support practitioners and researchers not only in the creation of immersive learning spaces, but also in the development of a variety of educational tools (e.g., educational video games, virtual field trips, educational escape rooms, learning applications).

Negli ultimi anni la progettazione degli spazi didattici ha acquisito sempre più importanza nel contesto scolastico, catturando l’attenzione di studiosi, architetti e comunità educative. Dopo un lungo periodo di stasi nelle condizioni degli edifici scolastici, sempre più paesi europei hanno intrapreso sforzi significativi per rinnovare e modernizzare le loro strutture scolastiche attraverso nuove politiche e linee guida di progettazione. Allo stesso tempo, è emersa una tendenza importante nel campo dell’istruzione: l’adozione delle tecnologie di realtà estesa (XR) per supportare e migliorare le esperienze di apprendimento. Tuttavia, nonostante il grande aumento di ricerche e implementazioni pratiche in entrambi i campi, la progettazione degli spazi fisici e delle esperienze di apprendimento immersivo, manca ancora una visione d’insieme che colleghi i due aspetti. Pertanto, questa tesi ha puntato innanzitutto a creare un quadro teorico unificato per rappresentare e descrivere come dovrebbero essere progettati gli ambienti virtuali a supporto delle esperienze di apprendimento, delineando prime indicazioni pratiche su come i vari principi chiave per la progettazione degli spazi fisici possano essere tradotti in ambienti virtuali. La ricerca ha esaminato i principali documenti e linee guida internazionali attraverso l’analisi tematica per identificare le caratteristiche progettuali fondamentali e i principi pedagogici su entrambi i fronti. Questi sono stati poi intrecciati attraverso la costruzione di una matrice di correlazione che ha evidenziato i punti di sovrapposizione tra fisico e virtuale, costituendo uno strumento guida preliminare per progettare ambienti di apprendimento immersivi. In secondo luogo, questa tesi ha testato la potenziale efficacia dello strumento di progettazione attraverso la Realtà Virtuale. Nello specifico, la matrice è stata utilizzata per guidare la progettazione di tre configurazioni di classi scolastiche, che sono state poi implementate all’interno di un’applicazione VR in cui hanno costituito l’ambiente di apprendimento per lo studio di cinque reperti archeologici. Il prototipo dell’applicazione VR è stato testato da 79 studenti delle scuole medie di un istituto della provincia di Macerata (Italia) per valutare gli effetti degli spazi immersivi progettati sull’apprendimento e sulla motivazione degli studenti. A tal fine, la ricerca ha utilizzato questionari ben noti per raccogliere dati sulle conoscenze acquisite, la motivazione, l'immersione e il coinvolgimento. I risultati di questa sperimentazione preliminare hanno consentito di trarre prime conclusioni e di estrapolare nuove considerazioni per la progettazione di ambienti di apprendimento virtuali, le quali possono supportare professionisti e ricercatori non solo nella creazione di spazi di apprendimento immersivi, ma anche nello sviluppo di una varietà di strumenti didattici (ad esempio, videogiochi educativi, gite virtuali, escape room didattiche, applicazioni per l’apprendimento).