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.

This thesis presents the first Swedish empirical evidence on how teachers employ a dynamic mathematical software when teaching mathematics in upper secondary school. The study examines: a) How teachers formulate mathematical problems? b) How they use the experience the students have gained? and c) What use they make of the software’s potential? These questions are examined through classroom observations followed up by discussions with the teachers. The study comprises three teachers and shows that they have very different mathematical experiences and teaching skills. A questionnaire was sent to the teachers prior to the classroom visits to collect relevant background information; e.g., the teachers were asked to describe their teacher training, their view of mathematics and of how a dynamic software could contribute to their teaching. The results show that the teachers’ ability to pose thought-provoking openended problems is the most important factor as it significantly influences what the students learn. The way a mathematical problem is formulated could, in conjunction with a dynamic software, actually limit the students’ achievement. However, this study confirms that it could also provide an opportunity for students to discover new mathematical relations, draw conclusions, generalise and formulate hypotheses. This could in turn lead to an in formally proving a mathematical relation. A conclusion of the study is that to be successful, teachers need a good mathematical background with a firm knowledge base and an understanding of the software’s potential, but they also need the skill to formulate open-ended problems that will enable their students to work successfully with a dynamic mathematical software.

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:58:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCIA CRISTINA DOS SANTOS AMORIM.pdf: 3371817 bytes, checksum: cbce7dedf280961f108d7f7e5606f8b7 (MD5) Previous issue date: 2009-10-20 / The presente work has a objective a sequence of activities which, with the help of dynamic geometry provided by the Cabri Geometry software, might empower high school students with new ways of thinking and establishing links between information and properties within a meaningful approach to mathematical reasoning. The sequence of activities is linked to the properties of a quadrilateral, which are of an empirical and exploratory nature so as to encourage a deductive approach in students. Our hypothesis is that these activities help students understand quadrilateral concepts and properties, and with the aid of the software tools, enable them to simulate and manipulate objects. Thus, these activities make for a meaningful and effective way of learning and dealing with Mathematics. It is hoped that with this sequence of activities students probe and discuss their conjectures, and put forth mathematically-grounded arguments and justifications to bear them out. The methodology adopted for the elaboration of activities is based on the principles of didactic engineering, which furnished analytical tools for the study of each activity devised. The results were examined according to Balacheff's (1988) classification of proof types. The conclusion drawn is that, thanks to all involved experimentation, manipulation and investigation, dynamic geometry has laid on a meaningful learning environment. As to reasoning and proof, it appears that students find it difficult to break free from specific cases when sustaining their arguments. Developing teaching-learning skills so as to improve construction of mathematical proof is of paramount importance / O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma seqüência de atividades que possibilitem a alunos do Ensino Médio novas formas de pensar, relacionar informações e propriedades em uma abordagem significativa para justificativas matemáticas, com o auxílio da geometria dinâmica proporcionada pelo software Cabri-Géomètre. A sequência de atividades está relacionada com as propriedades dos quadriláteros e tem um caráter empírico e exploratório com a preocupação de fomentar no aluno a necessidade da demonstração dedutiva. Temos como hipótese que o desenvolvimento de atividades contribui para auxiliar o aluno na compreensão dos conceitos e propriedades dos quadriláteros, assim, com o uso das ferramentas do software será possível simular e manipular objetos oportunizando uma maneira eficiente e significativa de aprender e fazer Matemática. Com esta seqüência de atividades, esperamos que os alunos investiguem, discutam suas conjecturas e produzam argumentos ou justificativas matemáticas que as validem ou não. A metodologia utilizada para a elaboração das seqüências se baseou em noções da engenharia didática, que forneceu subsídios como fonte de observação para realizarmos uma análise de cada atividade aplicada. Os resultados foram examinados segundo a classificação dos tipos de provas de Balacheff (1988).Concluímos que a geometria dinâmica proporcionou um ambiente de aprendizagem significativo, com base na experimentação, manipulação e investigação. Quanto à argumentação e prova, percebemos que o aluno não consegue desprender-se dos casos particulares para concretizar a argumentação. Após este trabalho refletimos que desenvolver habilidades para elevar o nível de conhecimento quanto à construção de provas em Matemática é elemento essencial no processo de ensino e aprendizagem