Η πιο σημαντική εξέλιξη της τελευταίας δεκαετίας στον τομέα της εκπαιδευτικής τεχνολογίας αφορά την αλλαγή προσανατολισμών για τη θέση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών (ΤΠΕ) στην εκπαιδευτική διαδικασία. Απομακρυνόμαστε πλέον από τη λογική του υπολογιστή ως μεμονωμένη θέση εργασίας, προς τη λογική της χρήσης υπολογιστικών συστημάτων. Η εξάπλωση του Διαδικτύου (Web. 2.0), η εμφάνιση των εποικοδομιστικών και κοινωνικοπολιτισμικών θεωριών μάθησης, καθώς και η γνώση γενικότερα, και η επιστημονική γνώση ειδικότερα, συνθέτουν σήμερα ένα σύγχρονο τεχνολογικό και παιδαγωγικό πλαίσιο μέσα στο οποίο διδασκαλία και μάθηση αποκτούν νέες διαστάσεις και δημιουργούν καινοτόμες εκπαιδευτικές πρακτικές. Όλο και περισσότεροι μαθητές χρειάζονται να αποκτήσουν πρόσβαση στην εκπαίδευση οποτεδήποτε και οπουδήποτε. Τα διαδικτυακά Συστήματα Διαχείρισης της Μάθησης παίζουν σημαντικό ρόλο στην εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση ενώ χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε συνθήκες παραδοσιακής διδασκαλίας. Τα Συστήματα Διαχείρισης της Μάθησης διαφοροποιούνται από τα «κλασσικά» περιβάλλοντα διδασκαλίας, ως προς το βαθμό χρήσης της τεχνολογίας και τη μετατόπιση του ελέγχου και της ευθύνης της μαθησιακής πορείας στους μαθητές. Η μετατόπιση του ελέγχου προς τους μαθητές επιδρά θετικά στη μαθησιακή αποτελεσματικότητα (Chou και Liu, 2005). Σκοπός των Συστημάτων Διαχείρισης της Μάθησης είναι η κάλυψη της απόστασης ανάμεσα στο εκπαιδευτικό περιεχόμενο και τον εκπαιδευόμενο και η ρύθμιση των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων ώστε να καταστούν οι χρήστες τους ενεργοί συμμετέχοντες και όχι απλοί δέκτες πληροφοριών. Τα Συστήματα Διαχείρισης της Μάθησης αναπτύσσονται ραγδαία και εφαρμόζονται σε ποικίλες μαθησιακές καταστάσεις σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης και ιδιαίτερα στην τριτοβάθμια (Concannon et al., 2005). Η χρήση τους ανέδειξε νέες εκπαιδευτικές πρακτικές όπως το μεικτό ή συνδυαστικό μοντέλο μάθησης (blended learning) (Garrison και Kanuca, 2004), που χρησιμοποιεί συνδυασμό παραδοσιακών παραδόσεων, διαδικτυακών εφαρμογών και μαθησιακού περιεχομένου, ώστε να αξιοποιούνται ταυτόχρονα τα πλεονεκτήματα πραγματικής και εικονικής τάξης. Στην συγκεκριμένη εργασία παρουσιάζεται αρχικά το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο απαντώντας σε ερευνητικά ερωτήματα όπως τι είναι το Ελεύθερο Λογισμικό, πως οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών σχετίζονται με την Εκπαίδευση, ποια είναι τα σημερινά δεδομένα στο χώρο της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης, ποιες είναι συνοπτικά οι θεωρίες μάθησης που σχετίζονται με την εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση, ποιες είναι οι πιο γνωστές εφαρμογές Ανοιχτού Κώδικα που χρησιμοποιούνται για τη Διαχείριση της Μάθησης από απόσταση καθώς και το αν υποστηρίζουν οι πιο διαδεδομένες πλατφόρμες κατάλληλο εκπαιδευτικό υλικό που να συμβάλλει στην ποιοτική εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση. Μιας και υπάρχουν ήδη πολλές συγκριτικές μελέτες που εξετάζουν τα υπάρχοντα Συστήματα Διαχείριση της Μάθησης από πλευράς τεχνικών χαρακτηριστικών, δυνατοτήτων ή κόστους, η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη σχέση τεσσάρων συγκεκριμένων συστημάτων με τις θεωρίες μάθησης χωρίς ωστόσο να παραβλέπεται και η τεχνική όψη της σύγκρισης. Τα αποτελέσματα της εργασίας συνεισφέρουν στο πεδίο της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης και συγκεκριμένα στην ένταξη των Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών στην εκπαιδευτική διαδικασία με την αξιοποίηση των κατάλληλων Συστημάτων Διαχείρισης της Μάθησης. Στη συνέχεια σχεδιάζεται και περιγράφεται ένα Εικονικό Σύστημα Μάθησης που απευθύνεται σε μαθητές των πρώτων τάξεων του Δημοτικού σχολείου, ενώ έχει προηγηθεί μια έρευνα σε Δημοτικά Σχολεία για να συγκεντρωθούν οι απαραίτητες πληροφορίες από όλα τα εμπλεκόμενα μέρη. Η αρχιτεκτονική του συστήματος και τα use cases παρουσιάζονται στο τέλος της εργασίας. / -

Η εργασία αυτή εκτός από το θέμα της, μπορούμε να πούμε ότι χαρακτηρίζεται από τον τίτλο «Κοινωνικά εργαλεία του διαδικτύου: Δημιουργία περιεχομένου για χώρο-ευαίσθητα παιχνίδια από τελικούς χρήστες». Εξετάζει λοιπόν τη χρήση των κοινωνικών δικτύων και των εργαλείων τους ως μέσα για την συνεργατική δημιουργία περιεχομένου για χωρο-ευαίσθητα φορητά παιχνίδια. Τα παιχνίδια αυτά διεξάγονται στον πραγματικό κόσμο και περιλαμβάνουν αλληλεπίδραση των παικτών με αντικείμενα του φυσικού πραγματικού χώρου μέσω φορητών συσκευών. Τα παιχνίδια αυτά ενδείκνυνται για εγκαθιδρυμένη και άτυπη μάθηση. Η δημιουργία περιεχομένου για τις αντίστοιχες εφαρμογές είναι μια διαδικασία που χρειάζεται να συμπεριλάβει ενεργά ανθρώπους όπως εκπαιδευτικούς - παιδαγωγούς και ειδήμονες στην εκάστοτε θεματική του παιχνιδιού, οι οποίοι δρουν ως συντάκτες περιεχομένου για τα παιχνίδια αυτά. Καθίσταται λοιπόν απαραίτητο να υπάρχουν εργαλεία υποστήριξης για χρήστες που δεν έχουν τεχνικές γνώσεις ή δεν είναι σχεδιαστές παιχνιδιών. Στην εργασία αυτή εξετάζεται η κατασκευή ενός εργαλείου, το οποίο μέσω μιας φιλικής διεπιφάνειας δίνει τη δυνατότητα στους συντάκτες περιεχομένου να δημιουργήσουν με συνεργατικό τρόπο, εύκολα και γρήγορα ένα ή και περισσότερα σενάρια παιχνιδιού. Πιο συγκεκριμένα, η εργασία εστιάζει στη συγγραφή περιεχομένου για ένα παιχνίδι που λαμβάνει τόπο στο κέντρο μιας πόλης. Η εφαρμογή συνεργατικής συγγραφής έχει σχεδιαστεί και αναπτύσσεται κάνοντας χρήση δύο βασικών τεχνολογιών: της πλατφόρμας κοινωνικής αλλά και συνεργατικής δικτύωσης στεκιών Google+ καθώς επίσης και την πλατφόρμα παροχής χαρτών Google maps. / In this thesis we discuss the use of social media as tools for collaboratively creating content for location-sensitive mobile educational games. These games are conducted in the real world and include the players interact with objects in the real physical space with the use of mobile devices. Creating content for the respective applications is a process that needs to actively include people like teachers - educators and experts in a particular topic of the game, who act as editorial content for these games. Consequently, it seems necessary to have support tools for users without any technical knowledge. The thesis also examines the development of a tool, which through a friendly interface enables content authors to create in a collaborative way, easily and quickly one or more game scenarios. More specifically, the work focuses on writing content for a game that takes place in the center of a city. The collaborative authoring application designed and developed with the use of two technologies: the platform of collaborative social networking Google+ Hangouts and the Google maps platform.

Οι συνεχείς εξελίξεις στο χώρο του Διαδικτύου έχουν επιφέρει σημαντικές αλλαγές στο χώρο της εκπαιδευτικής τεχνολογίας. Καθοριστικό ρόλο προς αυτήν την κατεύθυνση έχει διαδραματίσει το Web 2.0, μια δεύτερη γενιά διαδικτυακών υπηρεσιών βασισμένων κατ' εξοχήν στη συμμετοχή του κοινού και τη συνεργασία των χρηστών. Τα τελευταία χρόνια πολλές από τις τεχνολογίες του Web 2.0 έχουν αρχίσει να αξιοποιούνται στο χώρο της εκπαίδευσης. Παρουσιάζεται μια εκτενής έρευνα σχετικά με τη χρήση εργαλείων στην εκπαίδευση και γίνεται μια προσπάθεια αξιολόγησης της συνεισφοράς τους στην εκπαιδευτική διαδικασία. Για την αποτίμηση της αποτελεσματικότητας και καταλληλότητας των εργαλείων στη εκπαίδευση, σχεδιάστηκε, υλοποιήθηκε και αξιολογήθηκε μια πιλοτική μελέτη στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. Επιλέχθηκε το μάθημα της Φυσικής για την Α' Λυκείου και μαθητές από το Πρότυπο Πειραματικό Λύκειο Πανεπιστημίου Πατρών. Συγκεκριμένα η μελέτη παρουσιάζει μια εφαρμογή εκπαιδευτικής πλατφόρμας, Ασύγχρονης Τηλεκπαίδευσης που δημιουργήθηκε για το σκοπό αυτό, αφού προστέθηκε στην γνωστή πλατφόρμα Open eClass από την GUnet το υποσύστημα Ιστολόγιο. Η εφαρμογή ονομάστηκε ePhysics και συνδυάζει εργαλεία όπως το Ιστολόγιο, το Σύστημα Wiki, οι Σύνδεσμοι, το Twiducate κ.α. Η εφαρμογή αυτή χρησιμοποιήθηκε στα πλαίσια μιας αυθεντικής εκπαιδευτικής δραστηριότητας για να υποστηρίξει τη συνεργασία των μαθητών. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν πως στα πλαίσια μιας σωστής σχεδίασης, το ePhysics μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την υποστήριξη της συνεργασίας σε πραγματικές εκπαιδευτικές συνθήκες και να αποτελέσει μια ευέλικτη και αποδοτική μορφή συνεργατικής μάθησης στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. / The constant changes of the Internet have resulted in significant changes in educational technology. A decisive part towards this evolution is Web 2.0, a new generation of web services based on the principle of participation and collaboration of users. During the last years, many Web 2.0 technologies are utilised in various aspects of education. Moreover, we present a detailed study of the integration of Wiki-based tools in education and attempt to evaluate their contribution in the educational activity. For the assessment of the suitability and effectiveness of web 2.0 - tools in education, we have designed, implemented, and evaluated a pilot case study for Secondary Education. We have chosen the course of “Physics” for the A Grade of Lyceum and students from the Experimental Lyceum of the University of Patras. More specifically, the study presents an implementation of educational platform, Asynchronous eLearning that was designed for this purpose, after it was added in the also known platform Open eClass by GUnet the subsystem Blog. Our implementation was named ePhysics and it combines several tools such as Blog, Wikis, Links, Twiducate etc. This implementation was used in an authentic educational activity in order to support the collaboration between the students. The results of this study have proved that, under a correct design, ePhysics can be used with great success for supporting real educational activities and is a very flexible and efficient form of collaborative learning in Secondary Education.

Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στις μέρες μας αποτελεί η εξαγωγή και η κατανόηση του πλήθους των πληροφοριών που βρίσκονται κρυμμένες στα βιολογικά δεδομένα. Ο καταιγισμός των πληροφοριών που προέρχονται από τη βιολογική έρευνα είναι τόσο σύνθετος που χρειάζεται να αναλυθεί με τη χρήση προηγμένων υπολογιστικών μεθόδων. Αυτό οδήγησε στη Βιοπληροφορική, έναν επαναστατικό επιστημονικό τομέα, ο οποίος εφαρμόζει στοιχεία της επιστήμης των υπολογιστών και της τεχνολογίας των πληροφοριών για τη διαχείριση των βιολογικών δεδομένων. Ο κλάδος της Βιοπληροφορικής σήμερα θεωρείται, παγκοσμίως, ένας από τους πλέον εξελισσόμενους, ενώ έχει ήδη επιδείξει σημαντικά επιτεύγματα και έχει συγκεντρώσει ιδιαίτερα σημαντικές διακρίσεις. Η εκπαίδευση εξειδικευμένων ατόμων σε θέματα Βιοπληροφορικής αποτελεί ιδιαίτερη πρόκληση, καθώς οι εκπαιδευόμενοι προέρχονται από τον τομέα της Βιολογίας ή της Πληροφορικής, παρουσιάζοντας γι' αυτόν τον λόγο μεγάλες διαφορές στο μαθησιακό τους υπόβαθρο. Επιπλέον, δημοσιεύονται συνεχώς καινούριες μέθοδοι επεξεργασίας βιολογικών δεδομένων, καθιστώντας το δύσκολο ακόμα και για κάποιον εκπαιδευτικό να παρακολουθεί την εξέλιξη και να ενημερώνει το εκπαιδευτικό περιεχόμενο των μαθημάτων του. Την ίδια στιγμή, η τεχνολογία της ηλεκτρονικής εκμάθησης έχει γίνει ένα εναλλακτικό μαθησιακό πρότυπο. Κατά τη διάρκεια του 20ού αιώνα, για τους περισσότερους από εμάς, η έννοια της μάθησης ήταν συνυφασμένη με τις παραδοσιακές αίθουσες διδασκαλίας. Όμως, από τον 21ο αιώνα άρχισε να κυριαρχεί μια νέα κουλτούρα μάθησης. Χάρη στην κατάλληλη χρήση των τεχνολογιών πληροφορίας, των δικτύων και των πολυμέσων, μαθητές και ερευνητές οι οποίοι διαχωρίζονται από την απόσταση, συνδέονται τεχνολογικά. Η γνώση γίνεται διαθέσιμη στο σύγχρονο ακαδημαϊκό και επαγγελματικό κόσμο, χωρίς χωρικούς ή χρονικούς περιορισμούς. Η συνεχώς αυξανόμενη υποδομή των ψηφιακών δικτύων ενισχύει την ικανότητα για πρόσβαση και χρήση απεριόριστων πηγών και εργαλείων. Επιπλέον, η ηλεκτρονική μάθηση εκτείνεται πέρα από την απλή πρόσβαση στην πληροφορία, αλλά βασίζεται στην επικοινωνία και στην αλληλεπίδραση των ατόμων που συμμετέχουν στη διαδικασία της μάθησης. Οι πλατφόρμες της ηλεκτρονικής εκμάθησης είναι ιδιαίτερα χρήσιμες και στην εκπαίδευση της Βιοπληροφορικής, καθώς μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα της διδασκαλίας και να μειώσουν τον χρόνο που απαιτείται για τη διαχείριση του εκπαιδευτικού υλικού. Πέραν τούτου, το αντικείμενο της Βιοπληροφορικής είναι πλήρως συνυφασμένο με τη χρήση του Διαδικτύου, καθώς μέσω αυτού μπορούν να βρεθούν πολλές πηγές δεδομένων και χρήσιμα εργαλεία. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, προηγμένες διαδικασίες ηλεκτρονικής μάθησης έχουν αναπτυχθεί ώστε να εισαγάγουν ολοένα και περισσότερους μαθητές στην επαναστατική επιστήμη της Βιοπληροφορικής. Μια σύγχρονη διαδικτυακή εφαρμογή, η οποία όχι μόνο αποθηκεύει και διαχειρίζεται τον πλούτο της γνώσης και της εμπειρίας της ερευνητικής ομάδας «Υπολογιστικής Βιολογίας και Βιοπληροφορικής» του Πανεπιστημίου Πατρών, αλλά επιπλέον επιτρέπει στους χρήστες του συστήματος να προβάλλουν, οπουδήποτε και οποτεδήποτε, και να αλληλεπιδρούν με το πλούσιο μαθησιακό περιεχόμενο το οποίο παρουσιάζεται με τη μορφή κειμένων, υπερκειμένων,εικόνων, παρουσιάσεων και βίντεο. Δημοσιεύσεις σε συνέδρια και περιοδικά, ερευνητικά έργα, διπλωματικές εργασίες, παρουσιάσεις, εργαλεία και ανακοινώσεις είναι μόνο μερικά δείγματα της καθημερινής συνεισφοράς και της ανεκτίμητης προσπάθειας της ερευνητικής ομάδας. Πλήθος πληροφοριών, καλά οργανωμένων και δυναμικά ανανεώσιμων, είναι πάντα στη διάθεση μας. Σημαντικότατο στοιχείο του συστήματος ηλεκτρονικής εκμάθησης αποτελεί η ευφυΐα του, με άλλα λόγια η ικανότητα παροχής μιας εξατομικευμένης μαθησιακής πορείας στον κάθε εκπαιδευόμενο, με βάση το επίπεδο γνώσεων, τις μαθησιακές ανάγκες αλλά και την πρόοδο του. Επιπρόσθετα, η εν λόγω διαδικτυακή εφαρμογή εκμάθησης της Βιοπληροφορικής ευνοεί τη δημιουργία μαθησιακών κοινοτήτων οι οποίες ενισχύουν τη συνεργασία, την επικοινωνία αλλά και την αλληλεπίδραση μεταξύ εκπαιδευτών και εκπαιδευόμενων, όπως δηλαδή συμβαίνει σε μία παραδοσιακή αίθουσα διδασκαλίας. Όμως, μέσα από την ηλεκτρονική μάθηση, ο εκπαιδευόμενος αποτελεί πλέον το «κέντρο της μαθησιακής διαδικασίας», καθώς μετατρέπεται από παθητικό σε ενεργό δέκτη της μάθησης, επιλέγοντας το πώς και τι μαθαίνει. / One of the greatest challenges today is the extraction and comprehension of the huge mass of information hidden in biological data. The flood of information that comes from the biological research is so complex that needs to be analyzed by means of advanced computational methods. This has given rise to Bioinformatics, a revolutionary scientific field which applies elements of computer science and information technology to the management of this biological information. Bioinformatics is now considered, worldwide, as one of the most evolving fields since it has already demonstrated some very significant achievements and it has gathered really important distinctions. Training students in Bioinformatics is an important challenge as they have big academic differences and their learning background is either in Biology or in Informatics. Moreover, new methods for biological data processing are being published frequently and it is very hard even for professionals in the field of Bioinformatics to follow the new publications and renew the material of their courses. At the same time, the e-learning technology has become an alternative learning standard. During the 20th century, for most of us, the concept of learning was intertwined with the traditional classrooms. But, since the 21st century a new culture of learning has begun. Thanks to the proper use of modern information technologies, networks and multimedia, students and researches who are separated by distance, get technologically connected. Knowledge becomes available to the contemporary academic and professional world, without any geographical restrictions or time limits. The growing infrastructure of digital networks enhances the ability to access and use unlimited resources and tools. Furthermore, e-learning extends beyond simple access to information, but it is based on the communication and interaction of people involved in the learning process. The e-learning platforms are particularly useful in Bioinformatics education, as they can improve the quality of teaching and reduce the time required for the administration of educational material. Furthermore, the scientific field of Bioinformatics is completely interwoven with the use of the Internet due to the fact that many data sources and software tools are accessible through it. In this thesis, advanced e-learning processes have been developed in order to introduce more and more students to the revolutionary science of Bioinformatics. A modern web application which not only stores and manages the wealth of knowledge and experience provided by the Computational Biology and Bioinformatics group of the University of Patras, but also permits visitors to visualize, anywhere and anytime, and interact with this rich learning content which is presented in the form of text, hypertext, images, presentations and videos. Publications in conferences and journals, research projects, theses, presentations, tools, latest news and announcements are just some demonstrations of the daily contribution and the priceless effort spent by this group. A great deal of information, securely organized and dynamically updated, always at our disposal. The most important element of this e-learning application is its intelligence, in other words its ability to provide a personalized learning path to each student, based on his level of knowledge, his learning needs and the progress made in every step of the e-learning training. In addition, this Bioinformatics e-learning application, favors the creation of learning communities which enhance collaboration, communication and interaction between trainers and trainees, as that occurs in a traditional classroom. However, through e-learning, the trainee becomes the "center of the learning process", as he turns from a passive to an active receiver of learning, by choosing how and what he learns.

Τα τελευταία χρόνια η ανάπτυξη της τεχνολογίας καθιέρωσε όρους όπως εξ αποστάσεως εκπαίδευση και ηλεκτρονική μάθηση συμπληρώνοντας την συμβατική εκπαίδευση με μια μορφή επικοινωνίας. Έτσι η νέα αυτή μορφή εκπαίδευσης προσαρμόζεται σε προγράμματα της πρωτοβάθμιας, δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. Η εισαγωγή των Τ.Π.Ε στην εκπαίδευση και κατ επέκταση στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση λειτούργησε ως εργαλείο μάθησης, ως εποπτικό μέσο διδασκαλίας, ως γνωστικό και διερευνητικό εργαλείο αλλά και ως εργαλείο επικοινωνίας και αναζήτησης πληροφοριών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα δημιουργηθεί, θα χρησιμοποιηθεί και θα παρουσιαστεί μια πλατφόρμα ηλεκτρονικής μάθησης για τις ανάγκες του μαθήματος πληροφορικός γραμματισμός -Τεχνολογίες της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών <Τ.Π.Ε> στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση. Στα πλαίσια της διπλωματικής θα γίνει συγκριτική μελέτη των διαθέσιμων πλατφορμών ηλεκτρονικής μάθησης όπου μια από τις οποίες θα επιλεγεί για την υλοποίηση του μαθήματος. Στη συνέχεια θα υλοποιηθεί μία σειρά θεωρητικών μαθημάτων, test αξιολόγησης, σετ ασκήσεων καθώς και θα δημιουργηθεί ένα εικονογραφημένο λεξικό με όρους πληροφορικής για την καλύτερη διεξαγωγή του μαθήματος μέσω της πλατφόρμας αλλά και ένα πλαίσιο με συμβολές χρήσης διαδικτύου ώστε οι μαθητές να είναι πάντα ενήμεροι για το τι πρέπει να αποφεύγουν στο διαδίκτυο. Το τελικό προϊόν θα αποτελεί ένα εργαλείο στα χέρια του εκπαιδευτικού μιας και θα τον βοηθάει στη διαδικασία της εκπαίδευσης του μαθήματος Τ.Π.Ε. και στην προσαρμογή του ανάλογα με τις ανάγκες του. Αλλά και για τους μαθητές θα αποτελεί μία νέα εμπειρία μιας και θα δίνει νέα διάσταση στον παραδοσιακό τρόπο μάθησης. Οι μαθητές θα μπορούν μέσα από τεστ να μαθαίνουν να απασχολούνται δημιουργικά και να αξιολογούν την πρόοδό τους. Έτσι το μάθημα θα πάρει έναν διαδραστικό χαρακτήρα και θα γίνει πιο ελκυστικό για αυτούς. Η συνεχής ανάπτυξη των τεχνολογιών επιδρά και στον τομέα της εκπαίδευσης με την εισαγωγή νέων μεθόδων όπως η κινητή μάθηση μέσω της οποίας οι μαθητές θα έχουν πρόσβαση σε πολλές πηγές μάθησης, όπου κι αν βρίσκονται, οποιαδήποτε στιγμή. Έτσι η εκπαιδευτικής μας πλατφόρμα θα μεταφερθεί και για συσκευές mobile ώστε οι μαθητές να έχουν πρόσβαση στο εκπαιδευτικό υλικό ανά πάσα στιγμή. Τέλος, η πλατφόρμα θα δοκιμαστεί από εκπαιδευτικούς και από μαθητές για να παρατεθούν αποτελέσματα και στατιστικές για την αξιολόγηση και βελτιστοποίηση του τελικού προϊόντος. Καθώς και θα παρουσιαστεί μια πολύ πρόσφατη τεχνολογία τα MOOCs, που στηρίζονται στη φιλοσοφία της ανοικτής μάθησης με βασική αρχή λειτουργίας τους τη συνεχή αναζήτησης πηγών από το περιβάλλον και την προσαρμογή τους στις πηγές ανατροφοδότησης από αυτό. / Recently, the development of technology has introduced terms such as distance education and computer literacy, thus complementing traditional learning with a form of communication. Hence, this new type of training is adapted to the curricula of primary and secondary schools as well as universities. The implementation of Technology of Information and Communication (Τ.I.C) in education and primary learning , in particular, worked as a learning tool, as a visual means of instruction, as a cognitive and exploratory tool, as well as a means to both communicate and to look for information. In this thesis a platform of electronic learning will be created, used and presented for the needs of the subject of T.I.C in primary education. Throughout the thesis a comparison will be made between the existing platforms of electronic learning whereas one will be selected in order to conduct the lesson. Furthermore, a series of theoretical lessons will take place, evaluation tests, a set of tasks and a picture dictionary will be created with computer terms in order for the lesson to be conducted in the best possible way by using the platform. Moreover, a context will also exist with advice on the use of the Internet in order for the students to always be informed as to what to avoid on the Internet. The final product will consist a tool in the hands of the instructor since it will assist him/her in the process of teaching the T.I.C subject and in the adaptation of it according to the needs. This will also be a new experience for the students since it will provide a new dimension to the traditional way of learning. The students through tests will be able to be creatively occupied and to evaluate their progress. Thus, the lesson will become interactive and more appealing to them. The ongoing progress of technology affects the field of education with the introduction of new methods such as mobile learning through which students will have access to many sources of learning wherever and whenever they wish. This way our educational platform can be applied to mobile devices so that the students can have access to the educational material at any moment. Finally, the platform will be tested by both educators as well as students so as to reach results and statistics concerning the evaluation and improvement of the final product. A really recent technology, that of MOOCs, will also be presented which is based on the concept of open learning. The basic principle of its function is the ongoing search of resources from the environment and their adaptation to the sources of feedback from it.

Η εισαγωγή και η ενσωμάτωση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών (ΤΠΕ) στην τριτοβάθμια εκπαίδευση αποτελεί πλέον στις μέρες μας γεγονός παγκοσμίως. Καθοριστικό ρόλο στην πραγματικότητα αυτή έχει διαδραματίσει η ραγδαία ανάπτυξη του διαδικτύου και οι επιμέρους εφαρμογές του. Στην παρούσα εργασία με θέμα «Σχεδίαση, ανάπτυξη, εφαρμογή και αξιολόγηση ενός συμβατικού πανεπιστημιακού μαθήματος με τη χρήση ενός υπολογιστικού περιβάλλοντος σύγχρονης και ασύγχρονης εκπαίδευσης: αντιλήψεις στάσεις και πρακτικές των φοιτητών», σχεδιάσαμε και εφαρμόσαμε ένα παιδαγωγικό πλαίσιο ένταξης ενός συστήματος διδασκαλίας και μάθησης εξ αποστάσεως εκπαίδευσης (Moodle) σε ένα πανεπιστημιακό μάθημα, αξιοποιώντας βασικές εποικοδομιστικές και κοινωνικοπολιστισμικές θεωρήσεις για τη μάθηση. Σκοπός μας ήταν να μελετήσουμε τα χαρακτηριστικά μιας ομάδας χρηστών ενός τέτοιου συστήματος κατά τη διάρκεια ενός εξαμήνου και να αποφανθούμε για τις στάσεις αντιλήψεις και πρακτικές χρήσης που ανέπτυξαν κατά την συμμετοχή τους στο εν λόγω μάθημα, καθώς και να αξιολογήσουμε τη μαθησιακή αποτελεσματικότητα του περιβάλλοντος μάθησης που σχεδιάσαμε. Στο πρώτο μέρος αυτής της εργασίας παραθέτουμε το θεωρητικό πλαίσιο της εργασίας, το οποίο αναφέρεται στις νέες παιδαγωγικές μεθόδους των ΤΠΕ στην τριτοβάθμια εκπαίδευση, σε σχετικές ερευνητικές διαδικασίες και τέλος στην περιγραφή τη σχεδίασης ενός παιδαγωγικού πλαισίου χρήσης, που διαπνέεται από την προσέγγιση της επίλυσης προβλήματος, κατάλληλο για την εφαρμογή σε μικτά μοντέλα διδασκαλίας και μάθησης σε παραδοσιακά πανεπιστημιακά μαθήματα. Στη συνέχεια περιγράφουμε το ερευνητικό πλαίσιο, το οποίο βασίζεται στις βασικές αρχές της αναπτυξιακής έρευνας. Σε πρώτη φάση σχεδιάσαμε ένα περιβάλλον μάθησης, στη συνέχεια το εφαρμόσαμε για ένα ακαδημαϊκό εξάμηνο και τέλος το αξιολογήσαμε εφαρμόζοντας μια μελέτη περίπτωσης. Τέλος, παρουσιάζουμε και αναλύουμε τα αποτελέσματα της έρευνας και προβαίνουμε σε κάποια συμπεράσματα. Τα συμπεράσματα αυτά αφορούν την αξιολόγηση του μαθησιακού περιβάλλοντος που εφαρμόσαμε, περιγράφοντας τις αντιλήψεις, τις στάσεις και τις πρακτικές των φοιτητών που παρακολούθησαν το μάθημα, συσχετίζοντάς τα με την επίδοσή τους και τη χρήση του συστήματος. / -

Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η μελέτη της επίδρασης των εφαρμοζόμενων διδακτικών στρατηγικών για την διδασκαλία της Χρηματοοικονομικής στη διαμόρφωση των μαθησιακών στρατηγικών των φοιτητών και στην ανάπτυξη των δεξιοτήτων κριτικής σκέψης, με την χρησιμοποίηση της οικονομετρικής τεχνικής της quantile regression (QR). Η επισκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας καθώς και η έρευνα για την παρούσα διατριβή δείχνουν, αφενός ότι στους συγγενείς επιστημονικούς χώρους της Οικονομικής, της Χρηματοοικονομικής και της Λογιστικής εφαρμόζονται διδακτικές στρατηγικές που βασίζονται στη μέθοδο των διαλέξεων και φαίνεται να επηρεάζουν την διαμόρφωση των μαθησιακών στρατηγικών και αφετέρου ότι η χρησιμοποίηση διδακτικών στρατηγικών ενεργού εμπλοκής των φοιτητών στην μάθηση μπορεί πράγματι να επηρεάζει τη διαμόρφωση των μαθησιακών στρατηγικών και να συμβάλλει στην ανάπτυξη δεξιοτήτων κριτικής σκέψης. Από την ως άνω επισκόπηση έχει καταφανεί ότι η στατιστική ανάλυση των ως άνω επιδράσεων στηρίζεται, κατά το πλείστον, σε υπολογισμό συντελεστών συσχέτισης, σε ανάλυση της διακύμανσης καθώς και στην χρησιμοποίηση της κλασικής παλινδρόμησης. Η διαμόρφωση των μαθησιακών στρατηγικών εκτιμάται μέσα από την διαμόρφωση των τρόπων και τύπων μάθησης των φοιτητών, με τη χρησιμοποίηση του Learning Style Inventory (LSI) του Kolb και του Learning Styles Questionnaire (LSQ) των Honey και Mumford. Με το LSI (που χρησιμοποιήθηκε και στις δυο φάσεις της έρευνας) εκτιμάται η προτίμηση προς τέσσερεις τρόπους μάθησης (Απτή Εμπειρία, Στοχαστική Παρατήρηση, Αφηρημένη Αντίληψη Εννοιών και Ενεργός Πειραματισμός), με βάση τους οποίους προκύπτουν τέσσερεις τύποι μάθησης (Αποκλίνων, Αφομοιωτικός, Συγκλίνων και Διευκολύνων). Για την εκτίμηση του επιπέδου ανάπτυξης των δεξιοτήτων κριτικής σκέψης των φοιτητών, χρησιμοποιείται το California Critical Thinking Skills Test (CCTST), δημιουργημένο από τον Peter Facione με βάση τα συμπεράσματα της Delphi Report (American Philosophical Association). Το CCTST εκτιμά πέντε επιμέρους δεξιότητες κριτικής σκέψης (Ανάλυση, Αξιολόγηση, Συμπερασμός, Επαγωγικός και Απαγωγικός Συλλογισμός) καθώς και την συνολική ικανότητα στις δεξιότητες κριτικής σκέψης. Η έρευνα δια την συγκέντρωση παρατηρήσεων διενεργήθηκε σε δυο φάσεις: στην πρώτη εκτιμήθηκαν μόνο οι τρόποι και τύποι μάθησης με τη χρήση των LSQ και LSI και στην δεύτερη εκτιμήθηκαν οι τρόποι και τύποι μάθησης με τη χρήση μόνο του LSI καθώς και οι δεξιότητες κριτικής σκέψης με τη χρήση του CCTST. Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων της έρευνας στηρίζεται στη χρησιμοποίηση του οικονομετρικού μοντέλου της quantile regression (QR), με το οποίο μπορούν να υπολογιστούν συντελεστές ακόμη και για τα 99 εκατοστημόρια της κατανομής της εξαρτημένης μεταβλητής, αυξάνοντας θεαματικά την αντλούμενη πληροφόρηση, έναντι της κλασικής παλινδρόμησης. Προκύπτει έτσι ένα σημαντικό ερμηνευτικό πλεονέκτημα, το οποίο φωτίζει την επίδραση που ασκείται σε όλο το εύρος της κατανομής και συμβάλλει στην εκτενέστερη και βαθύτερη κατανόηση των ασκούμενων επιδράσεων. Αυτή η δυνατότητα έχει κατ’ εξοχήν σημασία στην ερμηνεία της αλλαγής της προτίμησης από τον έναν τρόπο μάθησης στον διαμετρικά αντίθετό του και την ενδιάμεση κατάσταση της ισορροπημένης μάθησης, για κάθε μια από τις δυο διαστάσεις μάθησης του μοντέλου Εμπειρικής Μάθησης του Kolb. Η QR χρησιμοποιείται επίσης για την έρευνα της επίδρασης των διαμορφωμένων τρόπων και τύπων μάθησης στην ανάπτυξη των δεξιοτήτων κριτικής σκέψης. Θεωρητικά υποστηρίζεται ότι ο Συγκλίνων μαθήτυπος του μοντέλου του Kolb υπερτερεί στην επίδοση στις δεξιότητες κριτικής σκέψης, υπόθεση που δεν τεκμηριώνεται στην περίπτωση που αναπτύσσεται ισορροπημένη προτίμηση προς τους τέσσερεις τρόπους μάθησης. Οι εν λόγω επιδράσεις τεκμηριώνονται με την ανάλυση των δεδομένων από την πειραματική εφαρμογή διδακτικού μοντέλου ενεργού εμπλοκής των φοιτητών στην διαδικασία διδασκαλίας-μάθησης της Χρηματοοικονομικής με τη χρήση της QR. Τα βασικά συμπεράσματα της παρούσας διατριβής είναι τα εξής: α) Το μαθησιακό περιβάλλον που διαμορφώνεται από την εκάστοτε εφαρμοζόμενη διδακτική στρατηγική επιδρά διαφορετικά σε κάθε τμήμα της κατανομής της εξαρτημένης μεταβλητής. β) Η ανάπτυξη ισορροπημένης προτίμησης προς τους τρόπους μάθησης είναι επωφελέστερη, έναντι της επιλεκτικής προτίμησης, για την ανάπτυξη δεξιοτήτων κριτικής σκέψης. γ) Η διάδραση που αναπτύσσεται μεταξύ των φοιτητών σε ομάδες που απαρτίζονται από διαφορετικούς τύπους μάθησης ασκεί σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη ισορροπημένης μάθησης και στη βελτίωση του επιπέδου των δεξιοτήτων κριτικής σκέψης. δ) Η εκτίμηση πολλών συντελεστών παλινδρόμησης με την χρήση της QR διευρύνει σημαντικά την ερμηνεία των επιδράσεων των ανεξάρτητων στις εξαρτημένες μεταβλητές, έναντι άλλων απλών στατιστικών μέτρων καθώς και της κλασικής παλινδρόμησης. ε) Στον τομέα της διδασκαλίας στον επιστημονικό χώρο της Χρηματοοικονομικής στην Ελλάδα, η παρούσα εργασία είναι μοναδική και πρωτότυπη και η συμβολή της είναι καθολική, αναδεικνύοντας ταυτόχρονα ένα οικονομετρικό μοντέλο – την QR – σε ερμηνευτικό εργαλείο των σχέσεων που αναπτύσσονται στην διδακτική πράξη. / The aim of this dissertation is the study of the effect of the implemented teaching strategies in Finance teaching on the formation of students’ learning strategies and development of critical thinking skills, by using the econometric model of quantile regression (QR). The review of the relevant literature, as well as the research for this dissertation show that on the one hand the implemented teaching strategies in the related disciplines of Economics, Finance and Accounting are mainly based on the use of the lecture method and seem to affect the formation of students’ learning strategies and on the other hand the use of teaching strategies that involve students in the teaching-learning process may affect the formation of students’ learning strategies and contribute to the development of critical thinking skills as well. The literature review also shows that statistical analysis of effects is mostly based on correlation coefficients and analysis of variance, as well as the use of traditional regression. The formation of students’ learning strategies is estimated through student learning styles and types, by the use of Kolb’s Learning Style Inventory (LSI) and Honey & Mumford’s Learning Styles Questionnaire (LSQ). By the use of the LSI (which has been used in both phases of the relative research), student preferences towards four learning styles (Concrete Experience, Reflective Observation, Abstract Conceptualization and Active Experimentation) are estimated. Based on the relevant preference for two consecutive learning styles, in the order depicted above, four learning types may occur: Divergers, Assimilators, Convergers, and Accommodators. The California Critical Thinking Skills Test (CCTST) is used for estimating the level of development of students’ critical thinking skills. This instrument has been developed by Peter Facione and is based on the results and recommendations of the Delphi Report of the American Philosophical Association. The CCTST estimates five discrete critical thinking skills, namely Analysis, Evaluation, Inference, Induction and Deduction and the overall critical thinking skills ability as well. The research for the collection of data has been carried out in two phases. In the first phase the LSQ and LSI instruments have been used for the estimation of students’ learning styles and types and in the second phase the LSI has been used for the estimation of students’ learning styles and types and the CCTST for the estimation of students’ critical thinking skills. The statistical analysis of the research data is based on the use of the econometric model of the quantile regression (QR), by which coefficients for as many as 99 percentiles of the dependent variable can be computed. In this way derived information is extremely richer than that derived by using traditional regression. This renders a significant explanatory advantage, which sheds light of the impact on the whole distribution of the dependent variable and thus it contributes to the more comprehensive and deeper understanding of the caused effect. This capability is especially important for explaining the change in the preference from one learning style to its diametrically opposite one and the interim situation of balanced learning, for each of the two dimensions of learning of Kolb’s Experiential Learning Model. QR is also used for the exploration of the impact of the formed learning styles and types on the development of critical thinking skills. Theory suggests that the Converging learning type of Kolb’s model beats the other three in critical thinking skills performance, but this suggestion is not corroborated in the case that a balanced preference towards all four learning styles is developed. The aforementioned impact is documented by the analysis of data rendered by the experimental implementation of a teaching strategy of active engagement of students in the teaching-learning process in Finance teaching, by using the QR. Basic results of this dissertation are as follows: a) The learning environment develop by the implemented teaching strategy has a different impact on each segment of the distribution of the dependent variable. b) The development of balanced preference towards the learning styles is more beneficial for critical thinking skills development than selective preference. c) The developed interactivity between students in groups made up by different learning types has a significant effect on developing balanced learning and on the improvement of the level of critical thinking skills development. d) The use of the Quantile Regression and the computation of many regression coefficients expands significantly the explanatoty potential about the impact of the independent variables on the dependent ones, against other simple statistical metres as well as traditional regression. e) Regarding the teaching endeavors of instructors in the area of Finance in Greece, this dissertation is unique and original and contributes in a total sense, while it simultaneously highlights the advantages of an econometric model – the QR – as an hermeneutic instrument for the relationships development in the teaching process.

Σε αυτή την Διπλωματική εργασία μελετήσαμε με ποιο τρόπο μπορούν να εφαρμοστούν οι διάφορες τεχνικές Εξόρυξης Γνώσης (Data Mining) στην εκπαίδευση. Αυτός ο επιστημονικός τομέας o οποίος ερευνά και αναπτύσσει τεχνικές προκειμένου να ανακαλύψει γνώση από δεδομένα τα οποία προέρχονται από την εκπαίδευση ονομάζεται Εξόρυξη Γνώσης από Εκπαιδευτικά Δεδομένα (Educational Data Mining –EDM. Στην εργασία αυτή εκτός από την θεωρητική μελέτη των αλγορίθμων και των τεχνικών που διέπουν την εξόρυξη γνώσης από δεδομένα γενικά, έγινε και μια λεπτομερέστερη μελέτη και παρουσίαση της κατηγορίας των αλγορίθμων κατηγοριοποίησης (Classification), διότι αυτοί οι αλγόριθμοι χρησιμοποιήθηκαν στην φάση της υλοποίησης/αξιολόγησης. Στην συνέχεια η εργασία επικεντρώθηκε στον τρόπο με τον οποίο μπορούν να εφαρμοστούν αυτοί οι αλγόριθμοι σε εκπαιδευτικά δεδομένα, τι εφαρμογές έχουμε στην εκπαίδευση, ενώ αναφερόμαστε και σε μια πληθώρα ερευνών που έχουν πραγματοποιηθεί πάνω στο συγκεκριμένο αντικείμενο. Στην συνέχεια διερευνήσαμε την εφαρμογή τεχνικών κατηγοριοποίησης στην πρόγνωση της επίδοσης μαθητών Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης στα μαθήματα της Γεωγραφίας Α’ και Β’ Γυμνασίου. Συγκεκριμένα υλοποιήσαμε και θα αξιολογήσαμε έξι αλγορίθμους οι οποίοι ανήκουν στην ομάδα των αλγορίθμων κατηγοριοποίησης(Classification) και είναι αντιπροσωπευτικοί των σημαντικότερων τεχνικών κατηγοριοποίησης. Από την οικογένεια των ταξινομητών με χρήση δένδρων απόφασης (Decision Tree Classifiers) υλοποιήσαμε τον J48, από τους αλγορίθμους κανόνων ταξινόμησης (Rule-based Classification ) τον Ripper, από τους αλγόριθμους στατιστικής κατηγοριοποίησης τον Naïve Bayes, από την μέθοδο των Κ πλησιέστερων γειτόνων (KNN) τον 3-ΝΝ, από την κατηγορία των τεχνητών νευρωνικών δικτύων τον Back Propagation και τέλος από τις μηχανές διανυσμάτων υποστήριξης (Support Vector Machines SVM) τον SMO (Sequental Minimal Optimazation). Όλες οι παραπάνω υλοποιήσεις και αξιολογήσεις έγιναν με το ελεύθερο λογισμικού Weka το οποίο είναι υλοποιημένο σε Java και το οποίο προσφέρει μια πληθώρα αλγορίθμων μηχανικής μάθησης για να κάνουμε εξόρυξη γνώσης. / In this work we will study the way the misc data mining techniques can be applied to the misc fields of the education. This new scientific field is commonly named Educational Data Mining. In this study we will study the theoretical analysis of the data mining techniques focussing to the classification techniques as those are the most commonly used for prediction purpose. We also intend to predict student performance in secondary education using data mining techniques. The data we collect are concerned the class of Geography and we apply to them six data mining models with the help of the open source machine learning software Weka. We use supervised machine learning algorithms from the Classification field (Decision Tree Classifiers, Rule-based Classification, Neural Networks, k-Nearest Neighbour Algorithm, Bayesian and Support Vector Machines). After we have evaluate the algorithms we build a java tool, that uses the 3-KNN algorithm, to help us predict the performance of a student at the end of the year.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η σύγκριση διαφόρων μεθόδων κατηγοριοποίησης που στηρίζονται σε αναπαράσταση γνώσης με κανόνες μέσω της δημιουργίας έμπειρων συστημάτων από γνωστά σύνολα δεδομένων. Για την εφαρμογή των μεθόδων και τη δημιουργία και υλοποίηση των αντίστοιχων έμπειρων συστημάτων χρησιμοποιούμε διάφορα εργαλεία όπως: (α) Το ACRES, το οποίο είναι ένα εργαλείο αυτόματης παραγωγής έμπειρων συστημάτων με συντελεστές βεβαιότητας. Οι συντελεστές βεβαιότητος μπορούν να υπολογίζονται κατά δύο τρόπους και επίσης παράγονται δύο τύποι έμπειρων συστημάτων που στηρίζονται σε δύο διαφορετικές μεθόδους συνδυασμού των συντελεστών βεβαιότητας (κατά MYCIN και μιας γενίκευσης αυτής του MYCIN με χρήση βαρών που υπολογίζονται μέσω ενός γενετικού αλγορίθμου). (β) Το WEKA, το οποίο είναι ένα εργαλείο που περιέχει αλγόριθμους μηχανικής μάθησης. Συγκεκριμένα, στην εργασία χρησιμοποιούμε τον αλγόριθμο J48, μια υλοποίηση του γνωστού αλγορίθμου C4.5, που παράγει δένδρα απόφασης, δηλ. κανόνες. (γ) Το CLIPS, το οποίο είναι ένα κέλυφος για προγραμματισμό με κανόνες. Εδώ, εξάγονται οι κανόνες από το δέντρο απόφασης του WEKA και υλοποιούνται στο CLIPS με ενδεχόμενες μετατροπές. (δ) Το FuzzyCLIPS, το οποίο επίσης είναι ένα κέλυφος για την δημιουργία ασαφών ΕΣ. Είναι μια επέκταση του CLIPS που χρησιμοποιεί ασαφείς κανόνες και συντελεστές βεβαιότητος. Εδώ, το έμπειρο σύστημα που παράγεται μέσω του CLIPS μετατρέπεται σε ασαφές έμπειρο σύστημα με ασαφοποίηση κάποιων μεταβλητών. (ε) Το GUI Ant-Miner, το οποίο είναι ένα εργαλείο για την εξαγωγή κανόνων κατηγοριοποίησης από ένα δοσμένο σύνολο δεδομένων. με τη χρήση ενός μοντέλου ακολουθιακής κάλυψης, όπως ο αλγόριθμος AntMiner. Με βάση τις παραπάνω μεθόδους-εργαλεία δημιουργήθηκαν έμπειρα συστήματα από πέντε σύνολα δεδομένων κατηγοριοποίησης από τη βάση δεδομένων UCI Machine Learning Repository. Τα συστήματα αυτά αξιολογήθηκαν ως προς την ταξινόμηση με βάση γνωστές μετρικές (ορθότητα, ευαισθησία, εξειδίκευση και ακρίβεια). Από τη σύγκριση των μεθόδων και στα πέντε σύνολα δεδομένων, εξάγουμε τα παρακάτω συμπεράσματα: (α) Αν επιθυμούμε αποτελέσματα με μεγαλύτερη ακρίβεια και μεγάλη ταχύτητα, θα πρέπει μάλλον να στραφούμε στην εφαρμογή WEKA. (β) Αν θέλουμε να κάνουμε και παράλληλους υπολογισμούς, η μόνη εφαρμογή που μας παρέχει αυτή τη δυνατότητα είναι το FuzzyCLIPS, θυσιάζοντας όμως λίγη ταχύτητα και ακρίβεια. (γ) Όσον αφορά το GUI Ant-Miner, λειτουργεί τόσο καλά όσο και το WEKA όσον αφορά την ακρίβεια αλλά είναι πιο αργή μέθοδος. (δ) Σχετικά με το ACRES, λειτουργεί καλά όταν δουλεύουμε με υποσύνολα μεταβλητών, έτσι ώστε να παράγεται σχετικά μικρός αριθμός κανόνων και να καλύπτονται σχεδόν όλα τα στιγμιότυπα στο σύνολο έλεγχου. Στα σύνολα δεδομένων μας το ACRES δεν θεωρείται πολύ αξιόπιστο υπό την έννοια ότι αναγκαζόμαστε να δουλεύουμε με υποσύνολο μεταβλητών και όχι όλες τις μεταβλητές του συνόλου δεδομένων. Όσο πιο πολλές μεταβλητές πάρουμε ως υποσύνολο στο ACRES, τόσο πιο αργό γίνεται. / The aim of this thesis is the comparison of several classification methods that are based on knowledge representation with rules via the creation of expert systems from known data sets. For the application of those methods and the creation and implementation of the corresponding expert systems, we use various tools such as: (a) ACRES, which is a tool for automatic production of expert systems with certainty factors. The certainty factors can be calculated via two different methods and also two different types of expert systems can be produced based on different methods of certainty propagation (that of MYCIN and a generalized version of MYCIN one that uses weights calculated via a genetic algorithm). (b) WEKA, which is a tool that contains machine learning algorithms. Specifically, we use J48, an implementation of the known algorithm C4.5, which produces decision trees, which are coded rules. (c) CLIPS, which is a shell for rule based programming. Here, the rules encoded on the decision true produced by WEKA are extracted and codified in CLIPS with possible changes. (d) FuzzyCLIPS, which is a shell for creating fuzzy expert systems. It's an extension of CLIPS that uses fuzzy rules and certainty factors. Here, the expert system created via CLIPS is transferred to a fuzzy expert system by making some variables fuzzy. (e) GUI Ant-Miner, which is a tool for classification rules extraction from a given data set, using a sequential covering model, such as the AntMiner algorithm. Based on the above methods-tools, expert systems were created from five (5) classification data sets from the UCI Machine Learning Repository. Those systems have been evaluated according to their classification capabilities based on known metrics (accuracy, sensitivity, specificity and precision). From the comparison of the methods on the five data sets, we conclude the following: (a) if we want results with greater accuracy and high speed, we should probably turn into WEKA. (b) if we want to do parallel calculations too, the only tool that provides us this capability is FuzzyCLIPS, sacrificing little speed and accuracy. (c) With regards to GUI Ant-Miner, it works as well as WEKA in terms of accuracy, but it is slower. (d) About ACRES, it works well when we work with subsets of the variables, so that it produces a relatively small number or rules and covers almost all the instances of the test set. For our datasets, ACRES is not considered very reliable in the sense that we should work with subsets of variables, not all the variables of the dataset. The more variables we consider as a subset in ACRES, the slower it becomes.

Σκοπός της παρούσης έρευνας είναι η μελέτη της συνεισφοράς που μπορεί να έχει η διδασκαλία μέσω επίλυσης προβλήματος στην κατανόηση των ανισώσεων και στην ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης από μαθητές της Β΄ Γυμνασίου. Σχεδιάστηκε ένα οιονεί πείραμα που αφορούσε τη διαφοροποιημένη διδασκαλία του κεφαλαίου των ανισώσεων σε δύο τμήματα 17 μαθητών (πειραματική ομάδα και ομάδα ελέγχου). Αξιολογήθηκαν η κατάκτηση του γνωστικού αντικειμένου και η ικανότητα μοντελοποίησης-επίλυσης μιας κατάστασης-προβλήματος μέσω γραπτής δοκιμασίας, ενώ διενεργήθηκαν και συνεντεύξεις. Παράλληλα σκοπός μας ήταν η διερεύνηση της ικανότητας μοντελοποίησης-επίλυσης μιας κατάστασης-προβλήματος ενός ευρύτερου δείγματος μαθητών Β΄ Γυμνασίου, σχολείων αγροτικής, ημιαστικής και αστικής περιοχής. Πραγματοποιήθηκε επισκόπηση σε ένα δείγμα 39, 48 και 53 μαθητών αντίστοιχα, οι οποίοι κλήθηκαν να αντιμετωπίσουν γραπτώς μια κατάσταση-πρόβλημα, ενώ επίσης διενεργήθηκαν συνεντεύξεις. Από την ποσοτική και ποιοτική ανάλυση των αποτελεσμάτων προκύπτει ότι οι μαθητές μεσαίας επίδοσης είναι αυτοί που κυρίως επωφελήθηκαν από την διδασκαλία μέσω επίλυσης προβλήματος. Επιβεβαιώθηκε η διάκριση τεσσάρων επιπέδων ανάπτυξης στην ικανότητα δόμησης και χρήσης μαθηματικών μοντέλων από μέρους των μαθητών, ενώ κατέστησαν εμφανείς οι μεγάλες δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι τελευταίοι στην ανωτέρω διαδικασία. / The purpose of this research is to study the contribution of teaching through problem solving, in understanding inequalities and in the development of modeling capacity by students of the 2nd high school. A quasi-experiment was designed on differentiated instruction of inequalities in two classes of 17 students (experimental and control group). The achievement of the knowledge object and the ability to resolve a problem situation through mathematical modeling, were assessed by means of a written test and interviews. At the same time, our aim was to investigate the modeling capacity of a larger sample of 2nd high school students, of rural, suburban and urban schools. A survey was carried out in a sample of 39, 48 and 53 students respectively, who were invited to address a problem situation in writing, while interviews were also conducted. The quantitative and qualitative analysis of the results shows that medium performance students were the ones who largely benefited from the “teaching through problem solving” approach. The identification of four levels in the development of constructing and using mathematical models was confirmed, while became apparent major problems faced by the students in the above process.