Στην εργασία αυτή προτείνουμε την εφαρμογή τεχνικών εξόρυξης γνώσης για την πρόβλεψη της επίδοσης των μαθητών του Γυμνασίου στις γραπτές εξετάσεις του Ιουνίου στο μάθημα των μαθηματικών. Ο γρήγορος εντοπισμός των αδύναμων μαθητών ϑα έχει ως αποτέλεσμα την παροχή ενισχυτικής διδασκαλίας προς το μαθητή με σκοπό τη βελτίωση της επίδοσής τους. Επίσης, ο εκπαιδευτής ϑα μπορεί να αξιολογίσει καλύτερα το περιεχομένο και τη δομή του μαθήματός του, την αποτελεσματικότητα των προτεινόμενων δραστηριοτήτων καθώς και τον εντοπισμό των πιο συχνών λαθών των μαθητών. Προτείνουμε ένα εκπαιδευτικό λογισμικό με σκοπό να διαπιστώσουμε την αποτελεσματικότητά του στην εκπαιδευτική διαδικασία. Επίσης, αξιολογίσαμε το προτεινόμενο εκπαιδευτικό λογισμικό με τη βοήθεια εκπαιδευτικών της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, καταγράφοντας τα σχόλια και τις παρατηρήσεις τους, τα οποία παρατίθενται στην εργασία αυτή. / In this paper we propose the application of data mining techniques for predicting the performance of students of the Gymnasium in the written examination in June regarding the subject of mathematics. The early identification of weak students will result in the provision of remedial instruction for the student to improving his performance. Moreover, the instructor would be able to better evaluate the content and structure of the course, the effectiveness of the proposed activities and to identify the most common mistakes students make. An educational software is proposed in order to ascertain the effectiveness of the educational process. The proposed educational software is also reviewed by teachers of secondary education, posting comments and observations, which are presented in this paper.

Το GEONEXT είναι ένα δυναμικό λογισμικό βασισμένο σε Java και απευθύνεται σε μαθητές και καθηγητές με στόχο την διδασκαλία και μάθηση των Μαθηματικών. Επιτρέπει την αυτόνομη και συνεργατική εκμάθηση των μαθηματικών στην τάξη και ενθαρρύνει μια ενεργό εξερευνητική προσέγγιση στη μαθηματική σκέψη. Προσφέρει ευκαιρίες για απεικονίσεις που δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν σε χαρτί ή στον πίνακα με τα παραδοσιακά εργαλεία κατασκευής και ενεργεί ως εργαλείο για τις γεωμετρικές κατασκευές. Το Geonext είναι κατάλληλα σχεδιασμένο έτσι ώστε να διευκολύνει τον χρήστη στην δημιουργία κατασκευών χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία και του παρέχει την δυνατότητα χρήσης γεωμετρικών και αριθμητικών συναρτήσεων, τελεστών κλπ. Δημιουργήθηκε από το Πανεπιστήμιο Bayreuth που βρίσκεται στην Γερμανία, έχει μεταφραστεί σε 23 γλώσσες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί δωρεάν. Το πρώτο μέρος της διπλωματικής εργασίας αποτελείται από τον εξελληνισμό του εκπαιδευτικού λογισμικού Geonext και από έναν οδηγό εκμάθησης όπου περιγράφονται τα αντικείμενα και οι λειτουργίες του λογισμικού και αναφέρονται παραδείγματα κατασκευών με στόχο την εξοικείωση του χρήστη με το εν λόγω λογισμικό. Επιπλέον στο τέλος του οδηγού εκμάθησης παρατίθεται μια συγκριτική αναφορά του Geonext με άλλα εκπαιδευτικά λογισμικά όπως Geometer’s Sketchpad, Cabri, function probe, όπου μπορεί κάποιος να διαπιστώσει τα πολλά πλεονεκτήματα του λογισμικού αυτού. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας γίνεται αξιοποίηση του εν λόγω λογισμικού στην διδασκαλία των Μαθηματικών. Συγκεκριμένα παρέχονται εκπαιδευτικές δραστηριότητες όπου σε κάθε μια αναφέρονται: η σχολική βαθμίδα, το γνωστικό αντικείμενο, οι επιδιωκόμενοι στόχοι, τα αναμενόμενα αποτελέσματα, η διδακτική μέθοδος, το σενάριο διδασκαλίας, το φύλλο εργασίας του μαθητή και το φύλλο αξιολόγησης του. Τέλος στο παράρτημα της εργασίας παρατίθενται απλές κατασκευές στο Geonext και για κάθε δραστηριότητα οι απαντήσεις των φύλλων αξιολόγησης. / GEONEXT is a powerful software based on Java and helps students and teachers in Mathematics. It enables autonomous and cooperative learning of mathematics in the classroom. It encourages an active discovering approach to mathematical thinking. It offers opportunities of visualisation that can’t be realised on paper or blackboard with traditional construction tools. Geonext designed to facilitate the user to create structures without much difficulty and allows the use of geometric and arithmetic functions, etc. Created by the University of Bayreuth, which is located in Germany and has been translated into 23 languages and can be used for free. The first part of the diplomatic work consists the Hellenization of Geonext software. Also there is a user guide which describes the objects and functions of software and examples of structures. Also Geonext is compared with other known educational softwares for geometry (Geometry Sketchpad, Cabri). In the second part of work there are educational activities. The activities consist the school level, the subject, teaching methodology, teaching scenario, the worksheet and the student evaluation sheet. Finally in the Annex there are the Geonext constructions for each activity and the responses of the evaluation sheets.

Αρχικά, η παρούσα εργασία ξεκινά μια ιστορική αναδρομή, με σταθμούς τις κεφαλαιώδεις ανακαλύψεις, οι οποίες συνέβαλαν στη γρήγορη και αποτελεσματική εκτέλεση υπολογισμών. Από την εποχή των πρώτων υπολογιστικών συσκευών, διατρέχει αρχαίους πολιτισμούς, μέσω των αριθμητικών συστημάτων τους, μελετά τους λογαρίθμους, αναφέρεται στην επινόηση των δεκαδικών αριθμών και καταλήγει στο σημερινό υπολογιστή. Ακολούθως, πραγματεύεται την έλευση της λεγόμενης εκπαιδευτικής τεχνολογίας στον εκπαιδευτικό χώρο, ενώ μελετά και τις επιδράσεις των θεωριών μάθησης, στη κατασκευή και δημιουργία τύπων και μορφών εκπαιδευτικού λογισμικού καθώς και στη χρησιμοποίηση των ΤΠΕ στην εκπαιδευτική διαδικασία. Οι εκπαιδευτικές χρήσεις των τεχνολογιών πληροφορίας και των επικοινωνιών (ΤΠΕ) χωρίζονται αδρομερώς σε 3 κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία αφορά στην ανάπτυξη βασικών δεξιοτήτων και στην εξοικείωση με την Τεχνολογία. Επίσης οι μαθητές μαθαίνουν να χρησιμοποιούν λογισμικά. Η δεύτερη περίπτωση επικεντρώνεται σε λογισμικά εξάσκησης και επανάληψης. Τέλος η τελευταία κατηγορία χρήσεων των ΤΠΕ περιλαμβάνει περισσότερο κονστρουκτιβιστικές προσεγγίσεις. Ο εποικοδομισμός (κονστρουκτιβισμός) που αποτελεί την επικρατέστερη θεωρία της εποχής μας, επαγγέλλεται τα ενιαιοποιημένα σχήματα αναλυτικού προγράμματος και διδακτικής παρέμβασης. Προτρέπει, η μάθηση να συντελείται μέσα σε αυθεντικές καταστάσεις, ομαδοσυνεργατικά, οργανώνοντας το αναλυτικό πρόγραμμα με θέματα προσωπικού ενδιαφέροντος Ακόμα παραδέχεται ότι η γνώση δε μεταβιβάζεται αλλά «οικοδομείται» από το μαθητή, αφού οι νέες πληροφορίες εντάσσονται στα προϋπάρχοντα νοητικά σχήματα τα οποία με τη σειρά τους τροποποιούνται, εξαιτίας, βέβαια, της άφιξης των νέων δεδομένων. Το βασικό, λοιπόν, αξίωμα τού κονστρουκτιβισμού είναι ότι ο άνθρωπος κατασκευάζει τη γνώση, μέσα από μια συνεχή ενεργητική διαδικασία και δεν τη δέχεται παθητικά. Οι ΤΠΕ (πρέπει να) χρησιμοποιούνται και να αξιοποιούνται στο Σύγχρονο Σχολείο. Τα μαθησιακά οφέλη τους διαχέονται μέσω των ολοκληρωμένων (ολιστικών) μοντέλων, σε όλα σχεδόν τα γνωστικά αντικείμενα. Ειδικότερα για την Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση, είναι επιβεβαιωμένο το ενδιαφέρον των μαθητών ως προς την χρήση των ΤΠΕ, στην εκπαιδευτική διαδικασία. Ειδικότερα, ως προς τα Μαθηματικά, ο εποικοδομισμός πρεσβεύει πως οι μαθητές εφευρίσκουν ειδικές- προσωπικές μεθόδους κατά την επίλυση μαθηματικών προβλημάτων και ότι η μάθηση των Μαθηματικών συντελείται μέσα από τις προσπάθειες επίλυσής τους. Το περιβάλλον Δυναμικής Γεωμετρίας Cabri-Geometry II παρέχει δυνατότητες κατασκευής και πραγματοποίησης μαθησιακών δραστηριοτήτων σύμφωνα με τις σύγχρονες κοινωνικές και εποικοδομιστικές θεωρήσεις για τη γνώση και τη μάθηση. Σύμφωνα με αυτές τις θεωρήσεις η μάθηση είναι μια ενεργητική, υποκειμενική και κατασκευαστική δραστηριότητα στην οποία καταλυτικό ρόλο παίζει το πλαίσιο συμφραζομένων στο οποίο πραγματοποιείται και ειδικότερα οι μαθησιακές δραστηριότητες και τα εργαλεία τα οποία παρέχονται προς χρήση στους μαθητές. Είναι γνωστές οι 6 τύποι ποικίλων και διάφορων διερευνητικών, διδακτικών, αλληλεπιδραστικών δραστηριοτήτων μάθησης, που παρέχονται μέσω των λειτουργιών και εργαλείων τού εκπαιδευτικού λογισμικού Cabri Geometry II. Ειδικότερα, οι δραστηριότητες «βιωματικού τύπου» που μελετούν πραγματικά προβλήματα ζωής (real life problems), μπορούν να βοηθήσουν τους μαθητές να αναπτύξουν ισχυρό κίνητρο, για τη μάθηση των μαθηματικών και την προσέγγισή τους, ως ανθρώπινη δραστηριότητα. Επίσης οι μαθηματικές έννοιες τίθενται σε ένα διεπιστημονικό-διαθεματκό πλαίσιο. Η αξιοποίηση του Cabri Geometry II, παρέχει δυνατότητες δημιουργίας περιβαλλόντων μάθησης, όπου μεταφέρονται αυθεντικά σενάρια πραγματικής ζωής, ώστε να συνδεθούν οι πληροφορίες του σχολείου με καθημερινές καταστάσεις. Η εργασία αυτή και με «σύμμαχο» το περιβάλλον Δυναμικής Γεωμετρίας Cabri-Geometry II, προτείνει τρόπους «μεταφοράς» της σχολικής γνώσης με στόχο να αντιληφθεί ο μαθητής ότι η γνώση αυτή, είναι χρήσιμη στην καθημερινή ζωή. Για παράδειγμα κατασκευάστηκαν μια σειρά από αλληλεπιδραστικές δραστηριότητες «βιωματικού-αυθεντικού» χαρακτήρα, για την αποσαφήνιση της έννοιας της μονάδας μέτρησης του εμβαδού, για την υποστήριξη τής μάθησης τής έννοιας τού ύψους στα τρίγωνα και της ελάχιστης απόστασης μεταξύ σημείου και ευθείας. Ακόμα σχεδιάστηκαν δραστηριότητες που αφορούν σε μετασχηματισμούς, σε εύρεση εμβαδών διάφορων σχημάτων, σε αποδείξεις απλών ταυτοτήτων αλλά και σε αναπαραστάσεις κλασμάτων, μέσω της μελέτης σημαιών διάφορων χωρών του κόσμου. Σε μια περίπτωση, οι προτεινόμενες αλληλεπιδραστικές κατασκευές και ερωτήσεις δοκιμάσθηκαν στην τάξη και προέκυψε ανατροφοδότηση, στηριζόμενη σε πραγματικά δεδομένα. Μάλιστα, μελετήθηκε η προστιθέμενη αξία και τα παιδαγωγικά και διδακτικά οφέλη της χρήσης των ΤΠΕ στο σχολείο, δεδομένου ότι έγινε σύγκριση μαθησιακών δεδομένων και αποτελεσμάτων που αντλήθηκαν μέσω παραδοσιακών μεθόδων διδασκαλίας. Τέλος, μερικές από τις κατασκευές- δραστηριότητες, απέκτησαν περισσότερο δυναμικό χαρακτήρα, μέσω της «κινηματογραφικής κίνησης» των πρωταγωνιστών τους. / Initially, this project begins with an historical retrospection using as marks the fundamental discoveries that contributed to the fast and effective implementation of calculations. From the age of the first calculating machines, the retrospection goes through ancient civilizations and their number systems, studies the logarithms, reports the invention of decimal numbers and leads to today’s computer. Afterwards, it deals with the arrival of the said educational technology in the educational area, while it also studies the effects of learning theories in the creation of types and forms of educational software as well as in the utilisation of ICT in the educational process. Cabri Geometry II is a widely known Dynamic Geometry system that provides students with potential opportunities in the creation of training activities according to the current social and constructivist aspects about Knowledge and learning. According to these regards, learning is an energetic, subjective and constructional activity and the frame context, in which it is implemented, plays a catalytic role. Specifically, training activities and tools which are provided to be used by students are essential and determinative. Six types of various exploratory, instructive and interactive learning activities are known and provided via the operations and tools of Cabri Geometry. More specifically, the constructions simulating real life problems can help students to develop powerful motives in learning mathematics and to approach mathematics as a human activity. The exploitation of Cabri Geometry provides us with new possibilities in the creation of learning environments, where authentic real-life scenarios are transferred to, so that school information can be connected with daily situations. Working with the Dynamic Geometry System of Cabri-Geometry II as an "ally" constitutes a new way of transferring school knowledge in order that students will realize that this knowledge is useful in their daily life. For example, a series of interactive activities of “experiential-authentic” type was constructed in order to clarify the significance of the unit for measuring an area, to support learning the concept of height in triangles and the minimal distance between a point and a straight line. Furthermore, several activities were designed that concern geometric transformations, measuring the size of various shapes, proofs of simple identities and also representations of fractions via studying flags of various countries in the world. In one case, the proposed activities and questions were tested in class and feedback was produced, supported on real data.

Η παρούσα εργασία αφορά στη διαδικασία ανάπτυξης, σχεδίασης και αξιολόγησης της πολυμεσικής εφαρμογής «Η Ελλάδα και το φυσικό της περιβάλλον» που υλοποιήθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας. Πρόκειται για μια εφαρμογή υποστήριξης της εποπτείας κατά τη διδασκαλία του φυσικού περιβάλλοντος της Ελλάδας και των βασικότερων στοιχείων του και απευθύνεται σε μαθητές Ε΄ τάξης δημοτικού σχολείου. Κύριο μέλημα ήταν η υλοποίηση μιας νέας έκφρασης για τη γεωγραφική εκπαίδευση η οποία συνιστά την παροχή έγκυρης γεωγραφικής γνώσης, με την εισαγωγή νέων τρόπων διδασκαλίας και τις προοπτικές αξιοποίησής της στο πλαίσιο της ένταξης των νέων τεχνολογιών και της πληροφορικής στο Δημοτικό Σχολείο. Παράλληλα, επιδιωκόμενος στόχος ήταν η δημιουργία ενός ελκυστικού υλικού και μιας σύγχρονης μεθοδικής διδακτικής προσέγγισης για το γνωστικό αντικείμενο της γεωγραφίας με την ενεργή συμμετοχή των μαθητών στη διδακτική πράξη. Η εφαρμογή αναπτύχθηκε στο πολυμεσικό περιβάλλον του Microworlds Pro και παρουσιάζει με δυναμικό και αλληλεπιδραστικό τρόπο, γεωγραφικές πληροφορίες, εργασίες, παιχνίδια και δραστηριότητες για τους μαθητές, αναπτύσσοντας έτσι την κριτική τους σκέψη και τις συνεργατικές τους δεξιότητες. Την εφαρμογή συνοδεύουν φύλλα εργασίας που αποσκοπούν στην περαιτέρω ανάπτυξη της θεματικής ενότητας. Η επιλογή του περιεχομένου και κυρίως η δομή του λογισμικού στηρίχθηκε στο αναλυτικό πρόγραμμα του Υπουργείου Παιδείας. Το λογισμικό κατά τη διαδικασία αξιολόγησής του παρουσιάστηκε σε μαθητές και μαθήτριες Δ΄ και Ε΄ τάξης δημοτικού σχολείου, καθώς και στους δασκάλους των τμημάτων, του 15ου και 59ου δημοτικού σχολείου Πατρών και αξιολογήθηκε από τους παραπάνω με τη διαδικασία συμπλήρωσης ερωτηματολογίων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μαθητές και δάσκαλοι είναι θετικοί σε τέτοιου είδους εφαρμογές κατά τη διδακτική πράξη. Η χρήση εκπαιδευτικού λογισμικού στην τάξη αποτελεί καινοτομία και δημιουργεί ένα νέο διδακτικό μοντέλο, το οποίο κεντρίζει το ενδιαφέρον και ενεργοποιεί την ανταπόκριση και την συμμετοχή των μαθητών στην εκπαιδευτική διαδικασία. / This thesis is about the procedures of development, design and valuation of the multimedia application titled ¨Greece and its Natural Environment¨. It is an application intended to support the supervision during the teaching of the basic elements of Greece’s natural environment and refers to students of the 5th grade of the primary school. The application was developed in the multimedia environment of Microworlds Pro and is presenting in a dynamic and interactive way, geographical information, exercises, games, and activities in order for the students to develop their critical thinking and their co-operative capabilities. The application is accompanied by working sheets. During the valuation procedure, the software was presented at students of 4th and 5th grade of primary schools in the region of Patras. The results of the evaluation are presented in detail in this thesis.

Η παρούσα διπλωματική εργασία με θέμα: «Εκπαιδευτικό Λογισμικό Συγγραφής Ψευδοκώδικα και Σύνδεσή του με τις Γλώσσες Προγραμματισμού Basic & Pascal» εκπονήθηκε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος με τίτλο: «Υπολογιστικά Μαθηματικά και Πληροφορική» με κατεύθυνση στις «Τεχνολογίες Πληροφοριών στην Εκπαίδευση», του τμήματος Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Πατρών. Η εφαρμογή του λογισμικού ψευδοκώδικα που κατασκευάστηκε αποτελεί ένα δικτυακό εργαλείο ανοικτής εκπαίδευσης για το μάθημα της πληροφορικής, που ως στόχο έχει να εισάγει τους μαθητές γυμνασίου στην αλγοριθμική σκέψη και τη δόμηση των αλγορίθμων για την επίλυση προβλημάτων καθώς και στις βασικές έννοιες του προγραμματισμού των ηλεκτρονικών υπολογιστών, χωρίς τη χρήση αυστηρής γλώσσας, αλλά της ψευδογλώσσας και των γενικών κανόνων της. Καθ΄ όλα τα στάδια συγγραφής της εργασίας και σε τακτά χρονικά διαστήματα πραγματοποιήθηκε η λεγόμενη διαμορφωτική αξιολόγηση για την εκτίμηση των αναγκών του λογισμικού και τον καθορισμό της δομής του, με τη βοήθεια δύο καθηγητών πληροφορικής μέσης εκπαίδευσης, αλλά και του επιβλέποντα καθηγητή κ.Παναγιωτακόπουλου Χ. Στην εργασία αρχικά γίνεται λόγος γενικά για τα εκπαιδευτικά λογισμικά, δηλαδή τι είναι, που αποσκοπούν και πως βοηθούν στη διαδικασία της μάθησης και στη συνέχεια αναλυτική αναφορά στο λογισμικό ψευδοκώδικα που κατασκευάστηκε, στη δομή του και γιατί επιλέχθηκε αυτή, σε ποιες σχολικές βαθμίδες-τάξεις αναφέρεται, στους επιδιωκόμενους στόχους και τα οφέλη από τη χρήση του. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας γίνεται αναφορά στον τρόπο κατασκευής της εφαρμογής και στις τεχνολογίες που χρησιμοποιήθηκαν για τη δόμησή της, δηλαδή στις γλώσσες Html, Vbscript, JavaScript και στους λόγους για τους οποίους επιλέχθηκαν αυτές οι συγκεκριμένες γλώσσες προγραμματισμού. Στη συνέχεια, η επόμενη ενότητα της εργασίας αφορά τους αλγορίθμους, τους τρόπους με τους οποίους εκτελείται ένα πλήθος εντολών κάθε φορά, δηλαδή τις αλγοριθμικές δομές και τις γλώσσες προγραμματισμού που διευκολύνουν την ακριβή διατύπωση των αλγορίθμων. Σε κάθε ενότητα δίνονται αντίστοιχα παραδείγματα. Ακολούθως, γίνεται μια πρώτη προσπάθεια αξιολόγησης του λογισμικού και εξαγωγής κάποιων συμπερασμάτων, που προέκυψαν από παρατηρήσεις κατά τη δοκιμή του σε μαθητές σε εργαστηριακό περιβάλλον, αλλά και από προσωπικές συνεντεύξεις σε καθηγητές μέσης εκπαίδευσης. Στα συμπεράσματα που ακολουθούν, το λογισμικό ψευδοκώδικα αξιολογείται σε γενικές γραμμές και εντοπίζονται επιμέρους ελλείψεις από τους αξιολογητές. Στο τέλος αυτής της εργασίας, επισυνάπτονται δύο ξεχωριστά παραρτήματα, ένας λεπτομερής οδηγός εγκατάστασης και χρήσης του λογισμικού ψευδοκώδικα (1ο παράρτημα) και έπειτα ο πλήρης κώδικας της εφαρμογής (2ο παράρτημα), χωρίς επιμέρους σχόλια. / The present diplomatic project on the subject: “Educational Software of Writing Pseudocode and his Connection with the Programming Languages of Basic and Pascal” were worked out in the frames of the postgraduate program titled: “Computational Mathematics and Informatics” with direction in the “Technologies Informatics and Communications in Education”, of the department of Mathematics of University of Patras. The application of the pseudocode software that was manufactured constitutes a network tool of open education for the course of informatics technology, that as objective has to introduce the students of high school in the algorithmic thinking and the layout of algorithms for the resolution of problems as well as in the basic significances of computer programming, without the use of a strict language, but pseudocode and its general rules. At the duration of all the editing stages of this project and in regular time intervals was taking place the said formative evaluation for the estimation of the needs of this software and the determination of its structure, with the help of two professors of informatics technology, but also from the supervising professor mr C. Panagiotakopoulos. Initially in the project, are reported some things about educational softwares generally, what they are, how they help in the process of learning and afterwards an analytical report in pseudocode software that was manufactured, its structure and why this was selected, in which school rungs-order is reported, the sought objectives and the profits from its use. The second part of the project is reported in the way of the manufacture of this application and the technologies that were used for her layout, that is to say in languages Html, Vbscript, JavaScript and the reasons why these concrete languages of programming were selected. Afterwards, the next unit of this project concerns the algorithms, the ways that a set of commands is executed each time, that is to say the algorithmic structures and the programming languages that facilitate the precise formulation of algorithms. In each unit are given corresponding examples. Followingly, takes place one first effort of evaluation of the software and exportation of certain conclusions, that resulted from observations at its trial in students in laboratorial environment, but also from personal interviews of two professors of the high-school education. In the conclusions that follow, the pseudocode software is evaluated in general terms and located individual lacks from the evaluators. At the end of this project, two separate anneces are attached, one detailed “installing and using” manual of the pseudocode software (1st annex) and then the complete code of application (2nd annex), without individual comments.

- / -

Στην παρούσα εργασία, στα πλαίσια της συζήτησης για την ένταξη των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση, αναδεικνύουμε τα οφέλη από τη χρήση εκπαιδευτικών λογισμικών πακέτων στη διδασκαλία των μαθηματικών στα σχολεία. Γίνεται αναφορά στα Λογισμικά Δυναμικής Γεωμετρίας (Dynamic Geometry Software) και στα Υπολογιστικά Συστήματα Άλγεβρας (Computer Algebra Systems) και τονίζεται η χρηστικότητα του ελεύθερου λογισμικού Geogebra στη διδασκαλία του Απειροστικού Λογισμού. Επιχειρούμε, τέλος, να περιγράψουμε την πρόσθετη παιδαγωγική αξία που μπορεί να προκύψει κατά τη διδασκαλία των εννοιών της παραγώγου, της εφαπτομένης, του ορισμένου ολοκληρώματος και του Θεμελιώδους Θεωρήματος του Λογισμού με τη χρήση κατάλληλων εκπαιδευτικών λογισμικών. / This paper is refered at the incorporation of digital technology in education of mathematics and emphasized at the capability that digital technology provides for investigated learning. At this level there is a reference at Dynamic Geometry Software and at Computer Algebra Systems and emphasized the facility of the free software Geoebra in teaching of Calculus. In particular it’s investigated the additional pedagogic value that could arise during the teaching procedure of the derivative, the tangent, the definite integral and the Fundamental theorem of calculus by the use of suitable educational software.

Στόχος της εργασίας είναι να δείξει ότι ένα Σύστημα Σύγχρονης Λήψης και Απεικόνισης [ΣΣΛΑ] ή αλλιώς Microcomputer Based Laboratory [MBL] είναι ευνοϊκό για την μάθηση εννοιών των φυσικών επιστημών, μέσω δημιουργικής διερεύνησης και συνδυάζοντας τον πειραματισμό με αντικείμενα του πραγματικού κόσμου. Αυτό πραγματοποιείται με την παρατήρηση ενδείξεων, με τη λήψη μετρήσεων και με την καταγραφή των μεγεθών που εξελίσσονται, σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη του υπολογιστή με τη χρήση αισθητήρων και κατάλληλου λογισμικού, προσφέροντας έτσι μια καλή σύνδεση μεταξύ των φαινομένων και πολλαπλών αναπαραστάσεων τους. / -

Στην εργασία αυτή προσπαθήσαμε να διερευνήσουμε τις μαθησιακές επιδράσεις κατάλληλα κατασκευασμένου λογισμικού με χώρο αναφοράς το Δυαδικό Σύστημα. Το λογισμικό κατασκευάστηκε σε HTML και για τις ασκήσεις χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ProProfs. Παράλληλα εξετάσαμε τις δυνατότητες που προσφέρουν σύγχρονα διαδικτυακά εργαλεία στη δημιουργία λογισμικού και ιδιαίτερα ασκήσεων συνδεδεμένων με ιστοσελίδες πληροφοριών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το λογισμικό βοήθησε το δείγμα των 31 μαθητών, που χρησιμοποιήθηκε στην έρευνα, να μάθουν καλύτερα τις έννοιες του περιεχομένου. Σε αυτό βοήθησαν διάφοροι παράγοντες, οι οποίοι αναλύονται στην εργασία. / In this study we tried to investigate the learning effects of a properly engineered software based on binary system. The software built into HTML and for the exercises ProProfs software was used. Furthermore, we examined the potential of modern online tools to create software and specially exercises linked to information pages. The results showed that the software helped the sample of 31 students that was used in the study, to learn better the concepts of the content. In this helped a number of factors that are analyzed in the study.

Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία μελετώνται οι Θεωρίες Μάθησης συσχετιζόμενες με την ενσωμάτωση τους στο Εκπαιδευτικό Λογισμικό. Η διαπραγμάτευση των Θεωριών Μάθησης γίνεται σύμφωνα με την εξελικτική πορεία των διαφόρων θέσεων της Παιδαγωγικής Ψυχολογίας. Παρουσιάζονται οι κυριότερες Θεωρίες Μάθησης ως προς την αξιοποίησή τους στα εκπαιδευτικά προγράμματα, προσδιορίζονται τα χαρακτηριστικά τους και γίνεται προσπάθεια εξαγωγής κριτηρίων ώστε να κατηγοριοποιηθούν με βάση τη Θεωρία ή τις Θεωρίες που έχουν εφαρμοστεί κατά την ανάπτυξή τους. Κύριο ερευνητικό ερώτημα της εργασίας είναι το πώς οι Θεωρίες της Συμπεριφοράς, οι Γνωστικές Θεωρίες και οι Θεωρίες Οικοδόμησης της Γνώσης μπορούν να αξιοποιηθούν στην ανάπτυξη των Εκπαιδευτικού Λογισμικού. Επίσης, με βάση διακριτά κριτήρια να ανιχνευτούν οι Θεωρίες Μάθησης που είναι ενσωματωμένες στα κυριότερα εκπαιδευτικά προγράμματα, τα οποία προσφέρονται για χρήση από το ΥΠΔΒΜΘ και το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο. Στην εργασία έγινε αρχικά μία προσπάθεια, με βάση την υπάρχουσα βιβλιογραφία, να δημιουργηθούν κριτήρια μέσα από τα οποία ανιχνεύεται η ενσωμάτωση των Θεωριών Μάθησης στο Εκπαιδευτικό Λογισμικό. Κατόπιν, πραγματοποιήθηκε μία κυρίως ποσοτική αλλά και ποιοτική έρευνα η οποία επιτρέπει στην ομάδα – στόχο, όπου στην παρούσα εργασία αποτελείται από εκπαιδευτικούς δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης θετικών επιστημών, οι οποίοι επιμορφώνονται στο Β’ επίπεδο για την αξιοποίηση και εφαρμογή των ΤΠΕ στη διδακτική πράξη, να εκφράσουν τις απόψεις τους για τα υπό μελέτη εκπαιδευτικά προγράμματα, απαντώντας σε συγκεκριμένο μέσο συλλογής δεδομένων για την κατάταξή τους με βάση τη Θεωρία Μάθησης ή τις Θεωρίες Μάθησης που αξιοποιούν. Τα εκπαιδευτικά προγράμματα του ΥΠΔΒΜΘ - Παιδαγωγικού Ινστιτούτου τα οποία μελετήθηκαν ως προς τις Θεωρίες Μάθησης που αξιοποιούν, πραγματεύονται την ύλη των βασικών μαθημάτων Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης: των Μαθηματικών, της Φυσικής και της Χημείας. Η επιλογή τους βασίστηκε στο γεγονός ότι τα περισσότερα από αυτά αποτελούν το βασικό εκπαιδευτικό λογισμικό, που το Υπουργείο Παιδείας Δια Βίου Μάθησης και Θρησκευμάτων και το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο προτείνει για χρήση στα σχολεία και τα οποία χρησιμοποιούνται στην Επιμόρφωση των Εκπαιδευτικών για την Αξιοποίηση και την Εφαρμογή των ΤΠΕ στην Διδακτική Πράξη (Β’ επίπεδο). Μέσα από την εργασία αυτή καταβλήθηκε προσπάθεια να δημιουργήσουμε λειτουργικά κριτήρια, δηλαδή εργαλεία, μέσα από τα οποία θα μπορεί να κατηγοριοποιηθεί το Εκπαιδευτικό Λογισμικό με βάση τις εμπεριεχόμενες Θεωρίες Μάθησης και αφετέρου να διαπιστωθεί το ποιες από τις Θεωρίες Μάθησης εμπεριέχονται στα υπό εξέταση Εκπαιδευτικά Λογισμικά. / In the present thesis Learning Theories are studied in relation to their integration to the Educational Software. Learning theories are viewed from the perspective of the evolution of the various theories of Pedagogical Psychology. The most prominent learning theories are presented according to their utilization in the educational programs, their characteristics are specified and criteria are extracted in order for them to be classified according to the Theory or Theories that have been used during their development. The main research topic of the thesis is how Behavioral Theories, Cognitive Theories, and Knowledge Construction Theories can be exploited in the development of Educational Software. Furthermore, based on precise criteria, an attempt is made to detect the learning theories which are integrated in the most important educational programs offered by the Department of Education and Skills and the Pedagogical Institute. In the present thesis an attempt was made, based on the existing bibliography, to create the criteria through which the integration of learning theories in the educational software is detected. Afterwards, a quantitative and qualitative research was carried out, which allows the target group, including secondary education Science teachers, who are on the second level of training, as far as the exploitation and application of Information and Communications Technology in the act of teaching is concerned, to express their opinion on the educational software under discussion by replying to a specific means of data collection in order for them to be classified on the basis of the learning theory or theories they adopt. The educational software of the Department of Education and Skills and the Pedagogical Institute, which was the object of study according to the Learning Theories they exploit, treats the syllabus of the basic Secondary Education courses: Mathematics, Physics and Chemistry. Their choice was based on the fact that most of them constitute the basic educational software which the Department of Education and Skills and the Pedagogical Institute suggest to be used at school and which are utilized in the Teacher Training Course concerning the exploitation and application of Information and Communications Technology in the Act of Teaching (second level). This thesis was an effort to create the operational criteria, that is the tools, by means of which the educational software can be classified on the basis of the encapsulated Learning Theories and an effort, as well, to ascertain which ones of the Learning Theories are encapsulated in the Educational Software under review