- / -

- / -

Σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας είναι πρώτον να διερευνηθεί ο ρόλος του ηλεκτρονικού υπολογιστή σε ένα πραγματικό περιβάλλον τάξης, δηλαδή εάν ο υπολογιστής μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο που οδηγεί τη σκέψη των παιδιών στην οικοδόμηση ενός πρόδρομου μοντέλου για το φαινόμενο του φωτός. Δεύτερον είναι να διερευνηθεί εάν οι νοητικές παραστάσεις των παιδιών μεταβάλλονται και σε ποιο βαθμό μετά τη διδασκαλία του φαινομένου με τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η εργασία αποτελείται από τέσσερα βασικά μέρη. Το 1ο Μέρος αποτελεί θεωρητικό πλαίσιο στο οποίο στηρίζεται η έρευνα. Γίνεται αναφορά στις νοητικές παραστάσεις, στο επιστημονικό μοντέλο για το φως, στις φυσικές επιστήμες ως διδακτικό αντικείμενο, στη χρήση των ΤΠΕ ως μέσο για τη διδασκαλία των φυσικών επιστημών και επίσης παρουσιάζεται βιβλιογραφική ανασκόπηση αναφορικά με το φαινόμενο του φωτός. Στο 2ο Μέρος παρουσιάζεται η μεθοδολογία της έρευνας. Αναλύονται ο σκοπός και τα ερευνητικά ερωτήματα, προσδιορίζεται το είδος της έρευνας, το δείγμα, το ερευνητικό εργαλείο και περιγράφεται η διεξαγωγή της έρευνας. Ακολουθεί το 3ο Μέρος με την παρουσίαση των αποτελεσμάτων για τις συνεντεύξεις του προ-τεστ και μετά-τεστ και με την αξιολόγηση της διδακτικής παρέμβασης. Τέλος, στο 4ο Μέρος υπάρχουν τα συμπεράσματα, καθώς και οι προτάσεις της έρευνας. / --

Η εργασία που αναπτύσσεται έχει ως αντικείμενο το φως - σκιά. Στα πλαίσια αυτής δημιουργήθηκε ένα Project, που περιλαμβάνει δραστηριότητες σχετικές με τα φαινόμενο του φωτός ως αυτόνομη φυσική οντότητα και το σχηματισμό των σκιών. Σκοπός της έρευνας είναι να διδαχθούν τα παιδιά προσχολικής ηλικίας, με τη χρήση του υπολογιστή, την έννοια του φωτός και το φαινόμενο του σχηματισμού των σκιών. Αρχικά, δημιουργήθηκε ένα σενάριο που τα παιδιά δραματοποίησαν και το οποίο στη συνέχεια παρουσιάστηκε με powerpoint, ώστε να εισαχθούν στο θέμα. Η καταγραφή των ιδεών των παιδιών, πριν τη διδακτική παρέμβαση, έγινε με το πρόγραμμα ζωγραφικής “drawing for children” και με επιλεγμένες ερωτήσεις του κλειστού λογισμικού “I love science”. Έπειτα από συζήτηση, τα νήπια αναζήτησαν πληροφορίες στο internet, μέσω της μηχανής αναζήτησης google, από την ηλεκτρονική εγκυκλοπαίδεια “encarta kids” και το κλειστό λογισμικό «Εξερευνώ την επιστήμη». Για τη διδακτική παρέμβαση έγινε χρήση του κλειστού λογισμικού “I love science”, του λογισμικού από το διαδίκτυο “light and dark” και του λογισμικού “light and shadows”. Τέλος, η αξιολόγηση της διδακτικής παρέμβασης έγινε με το ανοιχτό λογισμικό “kidspiration” και το κλειστό λογισμικό “I love science”. Σκοπός των δραστηριοτήτων, που πραγματοποιήθηκαν με τα παραπάνω λογισμικά, ήταν να εξακριβωθεί η επιρροή της διδασκαλίας με τη βοήθεια του Η/Υ στα παιδιά της προσχολικής ηλικίας. Για τον σχεδιασμό των δραστηριοτήτων αυτών χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του στόχου- εμποδίου, που σε συνδυασμό με τη βιβλιογραφική έρευνα, έδωσε χρήσιμες κατευθύνσεις για την οργάνωση διδακτικών παρεμβάσεων στο θέμα φως-σκιά. Με τη μέθοδο αυτή προσαρμόστηκε το αντικείμενο διδασκαλίας στις γνωστικές δυσκολίες και τις ιδιαιτερότητες των παιδιών της προσχολικής ηλικίας. Η σύγκριση προελέγχων και μετα- ελέγχων τόσο για το φαινόμενο του φωτός όσο και της σκιάς έδειξε πως, οι διδακτικές παρεμβάσεις με τη χρήση του υπολογιστή είναι επιτυχείς, τόσο για τα νήπια, όσο και για τα προνήπια. Τέλος, διαπιστώθηκε ότι τα παιδιά ανταποκρίθηκαν σε όλες τις δραστηριότητες που αναπτύχθηκαν με τη βοήθεια του υπολογιστή, έχοντας καλλιεργήσει σημαντικές δεξιότητες επικοινωνίας και μεταξύ τους συνεργασίας, με αποτέλεσμα να μη στηρίζονται αποκλειστικά στις γνώσεις και τις επιταγές του εκπαιδευτικού. / The main subject of this project is “light and shadow”.This project includes activities that are relevant with the phenomenon of light as a natural individual entity and the phenomenon of formation of shadows.. Purpose of this research was for the kids to be taught ,using the computer, the significance of light and also the phenomenon of formation of shadows. At first, to enter the children to the theme, a script created, where they acted and which, continously is presented with powerpoint. The recording of the children’s ideas, before the teaching intervetion, is done with a drawing program “drawing for children” and with selected questions of the software “I love science. After discussion, the children looked for information in the internet, through the search machine, google, from the electronic encyclopedia “encarta kids” and the software “Exploring science”. The software “I love science”, the network software “light and dark” and the software “light and shadows”, are used for the teaching intervetion. Finally,the software “kidspiration” and the software “I love science” were used to evaluate the teaching methods. The purpose of the activities, that the above softwares created, was to verifuy the influence of teaching science to preschool children, using computers. In order to design these activities was used the method of goal-barrier, that combined to the bibliographic research, gave useful directions to organise teaching methods for the light-shadow concept. Using this method, the teaching object adjusted to the cognitive difficulties and particularities of preschool children. The comparison of pre-tests and post-tests showed for both, the phenomenon of light and shadow that,the teaching methods using the computer were succesful, for all the children.Finally, the results showed that, all the children responded positevely to the activities that were designed with the help of computers, having developed important communication and cooperation skills, in order not to depend on teachers.

Στην παρουσα διπλωματική εργασιά μοντελοποιήθηκε και εξομοιώθηκε η λειτουργία ενός ηλεκτροκινητήριου συστήματος που αποτελείται από μία τριφασική ασύγχρονη μηχανή και έναν ηλεκτρονικό μετατροπέα ισχύος τοπολογίας “Matrix” με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή, χρησιμοποιώντας το περιβάλλον Simulink του λογισμικού Matlab και το πρόγραμμα Vector Fields Opera που χρησιμοποιείται για ανάλυση με μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων. Στόχος της διπλωματικής αυτής εργασίας ήταν η διερεύνηση και αξιοποίηση της δυνατότητας «συνεργασίας» μεταξύ των δύο αυτών προγραμμάτων. Συγκεκριμένα εξομοιώθηκε η λειτουργία της ασύγχρονης μηχανής της οποίας το μοντέλο είχε δημιουργηθεί στο περιβάλλον του Opera, κατά την τροφοδοσία της μέσω του ηλεκτρονικού μετατροπέα ισχύος τύπου “Matrix”, το μοντέλο του οποίου είχε δημιουργηθεί στο Simulink του Matlab. Στο κεφάλαιο 1 παρουσιάζονται τα σημαντικότερα σημεία της τεχνολογίας των τριφασικών ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος τοπολογίας “Matrix” και οι βασικές τεχνικές και μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του μετατροπέα προκειμένου να γίνει αντιληπτός ο τρόπος λειτουργίας του, ενώ στο κεφάλαιο 2 αναφέρονται οι βασικές αρχές λειτουργίας της τριφασικής ασύγχρονης μηχανής. Στα κεφάλαια 3 και 4 παρουσιάζονται το μοντέλο της μηχανής και του μετατροπέα, όπως δημιουργήθηκαν στα αντίστοιχα προγράμματα και παρουσιάζεται η εξομοίωση της μεμονωμένης λειτουργίας τους. Συγκεκριμένα στο κεφάλαιο 3, μετά την παρουσίαση του μοντέλου της μηχανής, εξομοιώνεται η λειτουργία της στο πρόγραμμα Opera με ημιτονοειδή τάση τροφοδοσίας και στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται η εξομοίωση της λειτουργίας του μετατροπέα με ωμικό-επαγωγικό φορτίο. Στο κεφάλαιο 5 γίνεται η «σύνδεση» των δύο μοντέλων και εξομοιώνεται η λειτουργία του συστήματος σε δύο διαφορετικές περιπτώσεις. Πρώτα για σταθερή σε μέτρο και συχνότητα τάση εξόδου του μετατροπέα με την οποία τροφοδοτείται η ασύγχρονη μηχανή (κινητήρας) της οποίας μεταβάλλουμε το μηχανικό φορτίο και στη συνέχεια για λειτουργία του κινητήρα υπό σταθερό φορτίο και μεταβολή της συχνότητας και του μέτρου της τάσεως εξόδου του μετατροπέα. Τέλος στα κεφάλαια 6 και 7 εξετάζεται η λειτουργία της μηχανής όταν σε αυτήν παρουσιάζεται ένα βραχυκύκλωμα μεταξύ κάποιων σπειρών του τυλίγματος μίας φάσης του στάτη και εξομοιώνεται η λειτουργία της μηχανής με ημιτονοειδή τάση τροφοδοσίας (κεφάλαιο 6) καθώς και όταν τροφοδοτείται μέσω του μετατροπέα, τόσο εν κενώ όσο και με μηχανικό φορτίο (κεφάλαιο 7). / In this degree thesis a model of an electromotion system consisting of an asynchronous machine and a power electronic Matrix topology converter was created and then simulated with the help of an electronic computer, using the software of Matlab Simulink and Vector fields Opera software which makes use of the finite elements method. The main objective of this work was the examination and the utilization of the interaction capability between these two software. Particularly, it is simulated the behavior of the asynchronous machine, the model of which was designed in the Opera environment, fed by the Matrix converter which its model was designed in Simulink. In the first chapter there are presented the most important parts of the three-phase power electronic Matrix topology converter and the basic techniques and methods that are used for the control of the converter in order to understand its function, while in the second chapter the fundamentals of the asynchronous machine are mentioned. In chapters 3 and 4, the models of the asynchronous machine and of the Matrix converter are presented as they were designed in Opera and Simulink and also there are presented the simulations of these two models separately. in addition, in the third chapter, after the presentation of the machine’s model, it’s function is simulated with the use of software Opera for sinusoidal power supply and in chapter 4 it is given a simulation of the function of the Matrix converter for a R-L load. In the fifth chapter we have the “connection” of the two models and the simulation of the function of the “whole” system in two different cases. First the simulation is carried out for a stable in amplitude and frequency output voltage supply of the Matrix converter with which the asynchronous machine (induction motor) is supplied while the mechanical load connected to the motor is modified and secondly it is presented the simulation of the system for a stable, during the simulation time, mechanical load but with modification of the amplitude and frequency of the converter’s output voltage with which the motor is supplied. Concluding, in chapters 6 and 7, the function of the motor is examined in the case that there is a stator inter turn short circuit in a phase winding and in chapter 6 a simulation of the function of the motor with this fault is carried out for sinusoidal supply, while in chapter 7 there are presented simulations of the same model of the motor with the fault, being supplied by the matrix converter in the cases that the motor is rotating with load torque and without any mechanical load.

Η χρήση αντιμικροβιακών παραγόντων συνολικά καθώς και ειδικές κατηγορίες αντιμικροβιακών έχουν ενοχοποιηθεί ως παράγοντες κινδύνου για νοσοκομειακές λοιμώξεις (ΝΛ) από ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο (methicillin-sensitive Staphylococcus aureus, MRSA). Οι στόχοι της μελέτης ήταν: 1. η διερεύνηση προβλεπτικών παραγόντων για νοσοκομειακή λοίμωξη από MRSA, 2. η σε βάθος αξιολόγηση του ρόλου της πρόσφατης χρήσης αντιμικροβιακών από ποιοτική και ποσοτική άποψη. Υλικό και μέθοδοι. Η χρονική περίοδος της μελέτης ήταν από Οκτώβριο1997 έως και τον Σεπτέμβριο του 2001. Οι ασθενείς με ΝΛ από MRSA σε κρατικό νοσοκομείο φροντίδας βετεράνων πολέμου των ΗΠΑ συγκρίθηκαν με αντίστοιχη ομάδα με ΝΛ από ευαίσθητο στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MSSA). Οι λοιμώξεις στις 2 ομάδες καταγράφηκαν και τεκμηριώθηκαν μα βάση αυστηρά κριτήρια. Καταγράφηκαν δεδομένα σχετικά με παράγοντες κινδύνου (συμπεριλαμβανομένης της ποιοτικής και ποσοτικής χρήσης αντιμικροβιακών) για λοίμωξη από MRSA και ελήφθησαν υπόψη γεγονότα μέχρι 30 ημέρες πριν την ημερομηνία της θετικής καλλιέργειας. Αποτελέσματα. Εκατόν είκοσι επτά ασθενείς (127) με ΝΛ από MRSA και 70 ασθενείς με ΝΛ από MSSA αναλύθηκαν περαιτέρω. Σε μονοπαραγοντική ανάλυση, οι 2 ομάδες διέφεραν σημαντικά στην ηλικία, ιστορικό αιμοκάθαρσης και χρονίων ελκών, είδος κλινικής όπου ελήφθη το δείγμα, διάρκεια προηγούμενης νοσηλείας και παραμονής σε γενική ή καρδιολογική ΜΕΘ, πρόσφατη χειρουργική επέμβαση, άλλες επεμβατικές πράξεις, διασωλήνωση και παρουσία καθετήρα κύστεως για πάνω από 24 ώρες. Επίσης διέφεραν σημαντικά στη χρήση ή όχι τουλάχιστον 1,2 ή 3 αντιμικροβιακών, στο μέσο αριθμό αντιμικροβιακών που είχαν χρησιμοποιηθεί, μέσο αριθμό αντιμικροβιακών-ημερών για κάθε ασθενή, καθώς και ποιοτική και ποσοτική χρήση συγκεκριμένων κατηγοριών αντιμικροβιακών. Σε 2 μοντέλα πολυπαραγοντικής ανάλυσης, εξετάζοντας είτε την ποιοτική (μοντέλο Ι) είτε την ποσοτική (μοντέλο ΙΙ) χρήση αντιμικροβιακών, η διάρκεια παραμονής στο νοσοκομείο τον τελευταίο μήνα αναδείχθηκε ο ισχυρότερος προβλεπτικός παράγοντας λοίμωξης από MRSA (p 0.000), ενώ ιστορικό διασωλήνωσης έδειξε σημαντικότητα στο μοντέλο Ι και οριακή σημαντικότητα στο ΙΙ. Η χρήση αμινογλυκοσιδών και η παρουσία χρονίων ελκών έδειξαν τάση για σημαντικότητα στο μοντέλο Ι. Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στην έκβαση. Συμπεράσματα. Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η διάρκεια παραμονής στο νοσοκομείο τις τελευταίες 30 ημέρες αποτέλεσε τον ισχυρότερο προγνωστικό παράγοντα μεταγενέστερης ΝΛ από MRSA στον πληθυσμό των ασθενών μας. Παρά τη σαφώς μεγαλύτερη χρήση αντιμικροβιακών στην ομάδα MRSA, η χρήση αντιμικροβιακών δεν αποτέλεσε ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα κινδύνου. Όσον αφορά την υπομελέτη, σκοπός ήταν η χρήση αντιμικροβιακών παραγόντων συνολικά καθώς και ειδικές κατηγορίες αντιμικροβιακών έχουν ενοχοποιηθεί ως παράγοντες κινδύνου για νοσοκομειακή βακτηριαιμία (ΝΒ) από ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο (methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA). Από τα δεδομένα της κύριας μελέτης, που ήδη έχει περιγραφεί περιληπτικά παραπάνω, απομονώθηκαν και αναλύθηκαν σε ξεχωριστή υπομελέτη αυτά που αφορούσαν σε ασθενείς που ανέπτυξαν νοσοκομειακή βακτηριαιμία. Οι στόχοι της υπομελέτης ήταν: 1. η διερεύνηση προβλεπτικών παραγόντων για νοσοκομειακή βακτηριαιμία από MRSA, 2. η σε βάθος αξιολόγηση του ρόλου της πρόσφατης χρήσης αντιμικροβιακών από ποιοτική και ποσοτική άποψη. Υλικό και μέθοδοι. Η χρονική περίοδος της μελέτης ήταν από Οκτώβριο1997 έως και τον Σεπτέμβριο του 2001. Οι ασθενείς με ΝΒ από MRSA σε κρατικό νοσοκομείο φροντίδας βετεράνων πολέμου των ΗΠΑ συγκρίθηκαν με αντίστοιχη ομάδα με ΝΒ από ευαίσθητο στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MSSA). Καταγράφηκαν δεδομένα σχετικά με παράγοντες κινδύνου (συμπεριλαμβανομένης της ποιοτικής και ποσοτικής χρήσης αντιμικροβιακών) για λοίμωξη από MRSA και ελήφθησαν υπόψη γεγονότα μέχρι 30 ημέρες πριν την ημερομηνία της θετικής καλλιέργειας Αποτελέσματα. Είκοσι οκτώ ασθενείς (28) με ΝΒ από MRSA και 32 ασθενείς με ΝΒ από MSSA αναλύθηκαν περαιτέρω. Σε μονοπαραγοντική ανάλυση, οι 2 ομάδες διέφεραν σημαντικά στην ηλικία, ιστορικό αιμοκάθαρσης και χρονίων ελκών, διάρκεια προηγούμενης νοσηλείας, ιστορικό και διάρκεια παραμονής σε γενική ή καρδιολογική ΜΕΘ, πρόσφατη χειρουργική επέμβαση, διασωλήνωση και παρουσία καθετήρα κύστεως για πάνω από 24 ώρες. Επίσης διέφεραν σημαντικά στη χρήση ή όχι τουλάχιστον 1,2 ή 3 αντιμικροβιακών, το μέσο αριθμό αντιμικροβιακών που είχαν χρησιμοποιηθεί, μέσο αριθμό αντιμικροβιακών-ημερών για κάθε ασθενή, καθώς και ποιοτική και ποσοτική χρήση συγκεκριμένων κατηγοριών αντιμικροβιακών. Στο μοντέλο πολυπαραγοντικής ανάλυσης Ι (ποιοτική χρήση αντιμικροβιακών), παρατηρήθηκε τάση (trend) για τη διάρκεια της προηγούμενης παραμονή στο νοσοκομείο ως προβλεπτικού παράγοντα (p 0,088), ενώ, από το μοντέλο ΙΙ (ποσοτική χρήση αντιμικροβιακών), ο μέσος αριθμός αντιμικροβιακών-ημερών ανά ασθενή αναδείχθηκε ως ο μόνος ανεξάρτητος προγνωστικός δείκτης ΝΒ από MRSA (p 0,03). Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στην έκβαση. Συμπεράσματα. Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η ποσοτική χρήση αντιμικροβιακών, υπό τη μορφή του μέσου αριθμού αντιμικροβιακών-ημερών ανά ασθενή κατά τη διάρκεια του περασμένου μήνα, ήταν ο ισχυρότερος προγνωστικός δείκτης της μεταγενέστερης ΝΒ από MRSA στον πληθυσμό των ασθενών μας, περισσότερο από άλλους παραδοσιακούς παράγοντες κινδύνου. / Both total antimicrobial use and specific antimicrobials have been implicated as risk factors for healthcare-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (HA-MRSA) infection. Aims. The aims of the study were: 1.to explore predictors of a new HA-MRSA infection in comparison with a new healthcare-associated methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (HA-MSSA), 2. to thoroughly assess the role of recent antibiotic use qualitatively and quantitatively. Methods. The time-period for our study was from October 1997 through September 2001. Applying strict criteria, we identified two groups of inpatients, one with a new HA-MRSA infection and one with a new HA-MSSA infection. We recorded demographic, clinical and antibiotic use – related data up to 30 days before the positive culture date. Results.We identified 127 and 70 patients for each group respectively. Two logistic regression models were carried out to assess the role of antimicrobial use (qualitatively and qualitatively). In model I, duration of hospital stay, presence of chronic wounds, aminoglycoside and fluoroquinolone use retained statistical significance. In model II, duration of hospital stay and history of intubation during the last month stood out as the only significant predictors of a subsequent HA-MRSA infection. No siginificant differences in outcome were noted. Conclusions. The length of exposure to the hospital environment may be the best predictor of a new HA-MRSA infection. Use of aminoglycosides and fluoroquinolones may also stand independently along with presence of chronic ulcers and exposure to surgical procedures. No independent association between quantitative antibiotic use and subsequent HA-MRSA infection was documented. As for the substudy, the antimicrobial use has been implicated as risk factor for healthcare-associated methicilin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bloodstream infection (BSI). The aims of the study were: 1. to explore predictors of a new MRSA BSI, 2. to thoroughly assess recent antibiotic use qualitatively and quantitatively. Methods. Patients in contact with the healthcare system and MRSA BSI were compared with a methicillin-sensitive BSI group, considering events and risk factors up to 30 days before the positive culture date. Results. Twenty eight patients with MRSA BSI and 32 patients with MSSA BSI were further analyzed. In univariate analysis, significant differences were noted in specific demographic, comorbidity and hospital event-related parameters and also in mean number of antibiotics used, mean number of antibiotic-days per patient, and qualitative and quantitative use of specific classes of antibiotics. From logistic regression model I (qualitative antibiotic use), a trend was noted for duration of prior hospital stay, while, from model II (quantitative antibiotic use), mean antibiotic-days per patient emerged as the single independent predictor of HA-BSI by MRSA (p 0.03). No significant differences in outcome were noted. Conclusion. We conclude that the mean number of antibiotic-days per patient during the last month was the strongest predictor of a subsequent MRSA BSI in our patient population, more than other traditional risk factors.

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. / -

Ο αξιόπιστος και αποτελεσματικός ανθρωποκεντρικός σχεδιασμός προϊόντων και διαδικασιών παραγωγής αποτελεί μείζον ζήτημα της κατασκευαστική βιομηχανίας. Για το λόγο αυτό, πλήθος ελέγχων που αφορούν στη λειτουργικότητα, την ασφάλεια και την άνεση, τόσο των προϊόντων που χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο, όσο και των διαδικασιών παραγωγής που συμμετέχει ο ανθρώπινος παράγοντας, πραγματοποιούνται και αξιολογούνται σε περιβάλλον Η/Υ με τη χρήση λογισμικών προσομοίωσης και εικονικής πραγματικότητας. Η ρεαλιστική και αξιόπιστη αναπαράσταση της ανθρώπινης κίνησης μέσα σε εικονικό περιβάλλον, αποτελεί στις μέρες μας επιτακτική ανάγκη. Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη μιας νέας μεθοδολογίας μοντελοποίησης της ανθρώπινης κίνησης, που βασίζεται στην προσαρμογή μιας υπάρχουσας κίνησης σε νέα ανθρωπομετρικά δεδομένα και περιορισμούς του περιβάλλοντος εργασίας (εικονικού πρωτοτύπου ή σταθμού εργασίας). Η προτεινόμενη προσέγγιση αποσκοπεί στη δημιουργία ρεαλιστικών και αξιόπιστων κινήσεων ψηφιακών ανθρωποειδών με στόχο την προσομοίωσή τους σε εικονικό περιβάλλον, ώστε να εξαχθούν αξιόπιστα αποτελέσματα κατά την εργονομική αξιολόγηση του σχεδιασμού προϊόντων και σταθμών εργασίας σε γραμμή παραγωγής. Αρχικά, γίνεται εισαγωγή τόσο στη σπουδαιότητα, όσο και στα προβλήματα του εργονομικού σχεδιασμού με χρήση ψηφιακών ανθρωποειδών, που αποτέλεσαν και το κύριο έναυσμα της παρούσας έρευνας. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της βιβλιογραφικής ανασκόπησης, που αφορούν σε μεθόδους μοντελοποίησης της ανθρώπινης κίνησης με χρήση τεχνολογίας ψηφιακών ανθρωποειδών, καθώς και σε λογισμικά προσομοίωσης ανθρώπινης συμπεριφοράς και εργονομικού σχεδιασμού. Στη συνέχεια, παρατίθεται μια εκτεταμένη ανάλυση που έχει ως στόχο τη βαθύτερη κατανόηση της ανθρώπινης κίνησης. Η ανάλυση αυτή βασίζεται στη θεωρία του Στατιστικού Σχεδιασμού Πειραμάτων και χρησιμοποιεί πειραματικά δεδομένα καταγραφής ανθρώπινων κινήσεων. Η Ανάλυση της Διακύμανσης χρησιμοποιήθηκε για τον καθορισμό των ανθρωπομετρικών χαρακτηριστικών που επηρεάζουν περισσότερο την ανθρώπινη κίνηση, καθώς και για την ποσοτικοποίηση της επιρροής τους στη διαφοροποίηση της κίνησης. Βάσει των αποτελεσμάτων της Ανάλυσης της Διακύμανσης, γίνεται ανάπτυξη ημι-εμπειρικών, προσθετικών μοντέλων κίνησης, τα οποία συσχετίζουν την επίδραση των ανθρωπομετρικών χαρακτηριστικών με τις τροχιές των αισθητήρων που τοποθετούνται πάνω στο ανθρώπινο σώμα για την καταγραφή της κίνησης. Ακολουθεί η στοιχειοθέτηση της προτεινόμενης μεθοδολογίας μοντελοποίησης. Δεδομένου ότι η ανθρώπινη κίνηση αναλύεται σε ένα σύνολο διαδοχικών στιγμιοτύπων, η μεθοδολογία μοντελοποίησης αποσκοπεί στη δημιουργία στάσεων σώματος ψηφιακού ανθρωποειδούς για κάθε στιγμιότυπο του επιθυμητού σεναρίου κίνησης. Ως σενάριο κίνησης ορίζεται κάθε δυνατός συνδυασμός “εργασίας – ψηφιακού ανθρωποειδούς – περιβάλλοντος εργασίας”. Για τη δημιουργία ενός στιγμιότυπου της νέας κίνησης, ο αλγόριθμος της μεθοδολογίας παράγει τυχαίες εναλλακτικές στάσεις σώματος, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα την αποφυγή τόσο των μη-ρεαλιστικών στάσεων, όσο και των στάσεων που δεν ικανοποιούν τους περιορισμούς του νέου σεναρίου κίνησης. Η βασική ιδέα της μεθοδολογίας μοντελοποίησης στηρίζεται στη θεωρία λήψης αποφάσεων πολλαπλών κριτηρίων, η οποία χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των εναλλακτικών και την τελική επιλογή των βέλτιστων στάσεων σώματος, για τη σύνθεση της νέας κίνησης. Τα κριτήρια αφορούν αφενός στην εξασφάλιση της ρεαλιστικότητας της κίνησης και αφετέρου στην ικανοποίηση των νέων χωρικών περιορισμών, που προκύπτουν από τις γεωμετρικές τροποποιήσεις του περιβάλλοντος εργασίας. Έπεται η περιγραφή των βοηθητικών και δομικών στοιχείων του συστήματος υλοποίησης, καθώς και ο αναλυτικός σχεδιασμός του. Το σύστημα που αναπτύχθηκε αποτελείται από τα ακόλουθα δομικά στοιχεία: i)τη βάση δεδομένων, στην οποία αποθηκεύονται οι κινήσεις αναφοράς, τα ψηφιακά ανθρωποειδή, τα περιβάλλοντα εργασίας και τα αρχεία περιγραφής εργασιών, ii)το μηχανισμό που παράγει τις εναλλακτικές στάσεις σώματος λαμβάνοντας υπ’ όψη τους νέους περιορισμούς, iii)τα κριτήρια αξιολόγησης των εναλλακτικών κινήσεων, που αφορούν στην ομοιότητα των γωνιών των αρθρώσεων του σώματος και στην ομοιότητα της θέσης του άκρου εργασίας, iv)τον πίνακα αποφάσεων, ο οποίος υπολογίζει το δείκτη αξιολόγησης για κάθε εναλλακτική, βάσει των κριτηρίων αξιολόγησης, v)το μηχανισμό συνολικής αξιολόγησης των εναλλακτικών, ο οποίος υπολογίζει τον τελικό δείκτη αξιολόγησης, βάσει των δεικτών αξιολόγησης του πίνακα αποφάσεων και των βαρών των κριτηρίων, vi)το μηχανισμό κατάταξης των εναλλακτικών στάσεων, ο οποίος κατατάσσει τις εναλλακτικές, βάσει του τελικού δείκτη αξιολόγησης, και επιλέγει τη βέλτιστη στάση σώματος για κάθε στιγμιότυπο κίνησης. Το σύστημα που αναπτύχθηκε παρέχει τη δυνατότητα δημιουργίας προσαρμοσμένων κινήσεων ψηφιακών ανθρωποειδών που ικανοποιούν τις νέες συνθήκες και περιορισμούς. Οι νέες συνθήκες και περιορισμοί προέρχονται από την τροποποίηση των ανθρωπομετρικών διαστάσεων του ψηφιακού ανθρωποειδούς που εκτελεί την κίνηση, ή/και από την τροποποίηση της γεωμετρίας του περιβάλλοντος εργασίας, όπου εκτελείται η κίνηση. Η αξιολόγηση της αξιοπιστίας της προτεινόμενης μεθοδολογίας μοντελοποίησης παρουσιάζεται μέσα από μια σειρά πειραμάτων εκτέλεσης της πιλοτικής εφαρμογής από το χώρο της αυτοκινητοβιομηχανίας. Η πιλοτική εφαρμογή αποσκοπεί στην εργονομική αξιολόγηση του σχεδιασμού του εσωτερικού ενός επιβατηγού αυτοκινήτου, επικεντρώνοντας στην επιλογή της βέλτιστης θέσης του καθίσματος του οδηγού και της εσωτερικής λαβής της πόρτας. Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης καταδεικνύει τις δυνατότητες πρόβλεψης του αλγορίθμου όταν τροποποιούνται, τόσο τα ανθρωπομετρικά, όσο και οι διαστάσεις του περιβάλλοντος εργασίας. Ο αλγόριθμος δημιουργεί ρεαλιστικές και αξιόπιστες ανθρώπινες κινήσεις οι οποίες μπορούν να συντελέσουν στη βελτίωση του εργονομικού σχεδιασμού προϊόντων και διαδικασιών παραγωγής. / The efficient and reliable human-centred design of products and processes is a major goal of the manufacturing industry. Thus, numerous aspects related to performance, safety and ergonomics, need to be verified using Simulation and Virtual Reality techniques, in the context of the product development procedure. The realistic and accurate representation of human motion in Virtual Environment is crucial for the reliability of the simulation results. In this context, this dissertation focuses on the design and development of a novel methodology for human motion modelling, based on the adaptation of a given motion of a digital human model to new anthropometrics and environment’s constraints (related to virtual prototype or workspace). The proposed approach aims at the generation of realistic and reliable digital human motions in order to drive computer manikins into a Virtual Environment, so as to obtain reliable evaluation results during ergonomic design of a product or a production line’s workspace. The introductory chapter presents both the importance and the limitations of the ergonomic design using computer manikins, which consisted the major motivation of this research work. State-of-the-art is presented next, concerning other approaches related to human motion modeling using computer manikins, as well as software tools for digital human modeling and ergonomic design. Next chapter presents an extensive analysis, which focuses on the better understanding of the human motion. This analysis is based on a Statistical Design Of Experiments (SDoE) and makes use of experimental motion captured data. Analysis of Variance (ANOVA) was performed for the determination of the impact factor of the anthropometric parameters influencing the human motion path. Semi-empirical additive models was developed next, based on the results of this analysis, which connects the effect of anthropometrics with the trajectories of the markers that are attached on the human body during the motion capture procedure. The composing of the proposed motion modelling methodology is following. Given that human motion is analysed by a set of sequential motion frames, the modelling methodology aims at the generation of digital human’s postures for each frame of the desirable motion scenario. Motion scenario is each possible combination of “task – computer manikin – environment”. For the creation of a new motion’s frame, the algorithm of the methodology generates alternative postures, ensuring the rejection of non-realistic and constraint-violating postures. The basic concept of the modelling methodology is based on the multi-criteria decision making, which is used for the alternatives’ evaluation and the selection of the best-ranked human postures that constitute the new human motion. The criteria concern both the extensionality of the new motion and the satisfaction of the new constraints, related to the geometric modifications of the working environment. The description of the primary and secondary components of the implemented system, as well as their detailed design are presented next. The developed system consists of the following primary components: i)the data base, which includes reference motions, computer manikins, virtual environments and tasks , ii)the alternative generation mechanism, which takes into account the new constraints, iii)the evaluation criteria of alternatives, which are related to joint angles’ and end-effector’s similarity, iv)the decision matrix, which calculates the evaluation score of each alternative posture, based on the criteria, v)the aggregation mechanism, which calculates the utility score of each alternative, based on the evaluation scores and the weights of the criteria, vi)the ranking mechanism, which sorts the alternatives based on the utility score and selects the best-ranked alternative for each motion frame. The developed system enables the creation of adapted motions for digital humans that satisfies the new conditions and constraints. The new conditions and constraints come from the modification of the anthropometrics of the digital human model that realize the motion and/or the modification of the shape/geometry of the working environment. The evaluation of the proposed methodology’s efficiency is illustrated through a set of experiments through the pilot application coming from the automotive industry. The pilot application aims at the ergonomic evaluation of the interior design of a passenger car, focusing mainly on the position optimization for the driver’s seat and the door’s handle. The evaluation demonstrates the prediction capabilities of the algorithm, when both anthropometrics and environment parameters are modified. The algorithm generates accurate and realistic human motions that can be efficiently used in order to improve the computer-aided ergonomic design of manufacturing products and processes.

Η παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματεύεται την εύρεση της κυματομορφής της μεταβολής της φωτεινότητας φωτονίων που διέρχονται από το χέρι ανθρώπου και δίνουν πληροφορία για την αρτηριακή πίεση και κατ’ επέκταση τον υπολογισμό του καρδιακού ρυθμού ενός ατόμου με τη χρήση τεχνικών επεξεργασίας εικόνας. Χρησιμοποιώντας μια σειρά από διόδους εκπομπής, στο ορατό και υπέρυθρο φάσμα, κατευθύνουμε το φως προς ένα δίκτυο ιστών όπου αυτό είναι λεπτό και το διαπερνά (δάκτυλο, λοβίο αυτιού κλπ). Στη συνέχεια, μέσω μιας βιντεοκάμερας παίρνουμε τα υπό εξέταση δεδομένα. Συγκρίνοντας την απορρόφηση του φωτός στις διαδοχικές εικόνες και ύστερα από κατάλληλη επεξεργασία των εικόνων με τη βοήθεια του Matlab οδηγούμαστε στην εύρεση του καρδιακού ρυθμού. / The present thesis deals with the determination of the waveform that depicts the fluctuation of the brightness of photons which pass through the hand of a person and provides information for the arterial pressure. Exploiting the results through digital image processing techniques, subject’s cardiac rhythm can be conclusively calculated. Using a series of diodes emitting in the visible spectrum along with a second series of diodes emitting in the infrared spectrum, we direct their light to a part of the human tissue which is thin (finger, earlobe etc) and can be easily penetrated. Afterwards via a CCD video camera we capture picture data of the light that is not absorbed. Cardiac rhythm can be calculated by comparing the absorption of light in successive pictures processed by digital imaging processing tools of Matlab.

Η διατριβή επικεντρώνεται στη συζήτηση ζητημάτων σχεδιασμού και διδακτικής αξιοποίησης που αφορούν τους λεξικογραφικούς ορισμούς στα μονόγλωσσα ελληνικά παιδαγωγικά λεξικά. Κύριος σκοπός της είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας διαφορετικών λεξικογραφικών προσεγγίσεων στη διατύπωση των ορισμών από την πλευρά του χρήστη. Με βάση το θέμα της και τη μεθοδολογική της προσέγγιση εντάσσεται στο επίκαιρο και αναπτυσσόμενο πεδίο της λεξικογραφίας που αφορά τη χρήση του λεξικού. Η πρωτοτυπία της έγκειται στο ότι διερευνά ζητήματα σχετικά με τη χρήση του λεξικού από μια ηλικιακή ομάδα που ελάχιστα μέχρι σήμερα έχει αποτελέσει ομάδα-στόχο πειραματικών ερευνών στη διεθνή λεξικογραφική βιβλιογραφία, πολύ λιγότερο δε στην ελληνική γλώσσα, για την οποία οι ελάχιστες ερευνητικές μελέτες σε αυτό το πεδίο βασίζονται σε ερωτηματολόγια και όχι σε πειραματικά δεδομένα. Στο θεωρητικό σκέλος, παρουσιάζονται παραδοσιακές τεχνικές (αναλυτικοί ορισμοί, ορισμοί με συνώνυμα και μορφολογικοί ορισμοί) και σύγχρονες τεχνικές (ορισμοί με πλήρη πρόταση) που κρίθηκε ότι επηρεάζουν το περιεχόμενο και τη μορφή των ορισμών, και τελικά το βαθμό κατανόησής τους από τους τελικούς αναγνώστες. Στο εμπειρικό σκέλος, παρουσιάζεται η πειραματική έρευνα στην οποία συμμετέχουν 351 μαθητές των δύο τελευταίων τάξεων του δημοτικού. Στόχος της έρευνας είναι να αξιολογήσει την αποτελεσματικότητα παραδοσιακών και των πιο σύγχρονων προσεγγίσεων στη διατύπωση των λεξικογραφικών ορισμών, με βάση την επίδοση των μαθητών σε δύο τεστ (παραγωγή προτάσεων και κατανόηση σημασίας). Το ποσοστό των σωστών απαντήσεων για τους μαθητές που συμβουλεύτηκαν τους προτασιακούς ορισμούς ανέρχεται στο 72,4%, ενώ τα ποσοστά των σωστών απαντήσεων των μαθητών που συμβουλεύτηκαν τους παραδοσιακούς ορισμούς με δυσκολότερο και απλούστερο λεξιλόγιο ανήλθαν στο 22,9% και 26,6% αντίστοιχα. Ειδικότερα, παρατηρήθηκε ότι οι προτασιακοί ορισμοί βοήθησαν στην αποτελεσματικότερη κατανόηση της σημασίας μιας λέξης αλλά και στην ενεργοποίηση παραγωγικών μηχανισμών σύνδεσης της περιγραφόμενης σημασίας με τις πραγματολογικές καταστάσεις στις οποίες αυτή συνήθως χρησιμοποιείται. Η δήλωση των συμφραστικών επιλογών και των σημασιολογικών προτιμήσεων μιας λέξης μέσα στο κείμενο του ορισμού, σε ρέοντα φυσικό λόγο, βοηθά την ορθή χρήση και την ορθή αναγνώριση της σημασίας των λέξεων, ενώ ειδικότερα στην παραγωγή προτάσεων ενεργοποιεί συνδέσεις μεταξύ συστηματικών σημασιολογικών σχέσεων μέσω λογικών συναγωγών, που βοηθούν τους μαθητές να χρησιμοποιούν παραγωγικότερα τις λέξεις στα δικά τους κείμενα. Η δήλωση της συντακτικής συμπεριφοράς μέσα στο κείμενο του ορισμού βοηθά τους μαθητές να αναπαραγάγουν σε ικανοποιητικό βαθμό τη συντακτική δομή των λέξεων κατά τη δημιουργία δικών τους προτάσεων. Τέλος, με βάση και τα αποτελέσματα της έρευνας, διατυπώνονται προτάσεις και δραστηριότητες για την εκπαίδευση των μαθητών στην αποτελεσματικότερη χρήση και αξιοποίηση των λεξικογραφικών ορισμών. / In the present thesis, we discuss issues concerning the design of Greek pedagogical dictionaries and the teaching of dictionary use. More specifically, emphasis is given on issues concerning the design of definitions in these dictionaries as well as students’s training for more effective use of dictionary definitions. We discuss traditional and contemporary defining approaches and we conduct an experimental research in order to investigate the effectiveness of these approaches, as they are represented by three Greek pedagogical dictionaries. The research aims at revealing which defining approach contributes more effectively in the comprehension and production of word’s meaning by students of senior primary school. In the Part I, we present the contemporary framework of pedagogical lexicography and we discuss the need for research on dictionary use. In order to better illustrate the contemporary scene of pedagogical lexicography, we present the component parts of dictionaries, as well as the structure of the lexicographic entry in the monolingual pedagogical dictionaries, and we summarise how computer has influenced the form and the content of the contemporary dictionary. In the Part II, we summarise the different views in the relevant bibliography regarding the term “definition”, and we also present traditional and contemporary defining techniques that seem to influence the content and the form of definitions, and accordingly their accessibility by the dictionary users. In the framework of traditional techniques, we examine the conventional dictionary definition, which, as regards its content, focuses in the description of the essential characteristics of the word meaning and, as regards its form is characterised by elliptical phrases, the use of synonyms and derivatives, certain formulaic defining components, and normally difficult vocabulary. As an alternative to the traditional defining approach, we examine the example of full-sentence definitions, which instead of elliptical phrases they make use of the full sentence scheme, in order to explain not only the meaning of words but also the most typical instances of the words’s use. In the Part III, we make a review of the methodological considerations on the research of dictionary use, illustrating thus the general framework according to which our own research is viewed. Next, we discuss issues concerning teaching of the so-called reference skills of the dictionary users, aiming at a most effective use of the dictionary in general and in a more effective grasp and exploitation of the dictionary definitions in particular. The Part IV presents the experimental research with 351 Greek native speakers, students of senior primary school. The aim of the research is to evaluate the effectiveness of the traditional and the more contemporary defining approaches that was analysed in the theoretical part of the study, measuring students’s performance in two tasks. The subjects that took part in the experiment were accidentally separated in three different teams; the first team consulted traditional definitions without vocabulary restrictions, the second team consulted traditional definitions with easier vocabulary, and the third team consulted full-sentence definitions. In the first task, students were asked to produce their own sentences, after they have read the relevant definitions for six (6) words, and in the latter task they were asked to identify the right meaning of nine (9) words in multiple choice exercises. At the end of this part we summarise the conclusions of the experiment. In both production and identification tasks, the full-sentence definitions yielded 72,4% correct answers, while the traditional definitions with difficult and less difficult vocabulary yielded 22,9% and 26,6% respectively. More specifically, it was observed that the full-sentence definitions, focusing on the description of prototypical characteristics, were proved more effective in helping students understand word meaning and also more effective in activating productive mechanisms towards linking of the described meaning to its typical instances of use. Inclusion of semantic preferences and syntactic structure of a word in its definition helped students to use the described word more effectively in their own sentences. Moreover, the definition’s simple vocabulary and simple structure made meaning of a word more accessible. Finally, the use of a full-sentence instead of an elliptical phrase directs the attention of students to the whole phrasing of the definition, thus helping them avoid basing interpretation of the word’s meaning in one word or one phrase of the definition, a behaviour that was proved to be triggered by the traditional definitions. In the Part V, taking in account the experiment’s results, we present classroom activities for training students towards more effective consulting and use of dictionary definitions.