"Κατασκευάζοντας μια εκπαιδευτική υπολογιστική προσομοίωση για τις θερμοδυναμικές μεταβολές των ιδανικών αερίων: επιστημολογικές και διδακτικές προσεγγίσεις" Διπλωματική Εργασία της Καλλιόπης Μέλη

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΜΣ_ΜΕΛΗ ΚΑΛΛΙΟΠΗ

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Κύριος άξονας της έρευνας είναι η δημιουργία μιας υπολογιστικής προσομοίωσης για τη διδασκαλία των θερμοδυναμικών μεταβολών ιδανικών αερίων με τη βοήθεια του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου για τη Β’ Λυκείου. Η προσομοίωση έχει ως στόχο να σταθεί ως γέφυρα μεταξύ της διδασκαλίας και της μάθησης για το προαναφερθέν κεφάλαιο της σχολικής φυσικής. Εξετάζονται μια σειρά από πεδία, τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους κατά τη δημιουργία ενός εκπαιδευτικού υλικού. Από τη μια μεριά λοιπόν, ερευνώνται οι επιστημολογικές διαστάσεις για τη μοντελοποίηση της επιστημονικής γνώσης και, από την άλλη μεριά, οι μαθησιακές και διδακτικές προσεγγίσεις. Επιπλέον, εξετάζονται τα ειδικά πλεονεκτήματα που έχουν παρουσιάσει οι προσομοιώσεις για τη διδασκαλία και τη μάθηση στο χώρο των φυσικών επιστημών και οι διάφορες κατηγορίες που έχουν προκύψει μέσα από την πράξη τις τελευταίες δεκαετίες. Για την προσομοίωση των θερμοδυναμικών μεταβολών, αναλύονται πρώτα τα μορφολογικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά της και κατόπιν γίνεται εμβάθυνση στα επιστημολογικά και μαθησιακά χαρακτηριστικά της. Επιπρόσθετα, η προσομοίωση ως μέσο διδασκαλίας και μάθησης των θερμοδυναμικών μεταβολών και του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου αξιολογείται από μαθητές στο πλαίσιο μιας πιλοτικής εφαρμογής του λογισμικού στην τάξη.

"Designing an educational computer simulation for the thermodynamic process of ideal gases: epistemological and didactical approaches" Master Thesis by Kalliopi Meli

ABSTRACT

The main focus of this research is the developing of a computer simulation for the teaching and learning of the thermodynamic processes of ideal gases using the first thermodynamic law for the students of the second year of upper secondary school. The simulations aims to bridge teaching and learning for the above mentioned chapter of school physics. A series of fields have been investigated, as they interact with each other during the developing of educational material. On the one hand, the epistemological approaches and, on the other hand, the didactical approaches for the modeling of epistemological knowledge have been both scrutinized. Additionally, the research refers to the special advantages of the simulations for the learning and teaching of physical sciences and to the variety of simulations categories that came up through their practical use during the last decades. Regarding the simulation of the thermodynamic processes, the paper includes an analysis of its interface characteristics, as well as of its epistemological and didactical characteristics. Furthermore, the simulation, as a mean of teaching and learning of the thermodynamic processes and the first thermodynamic law, has been evaluated by students, who have acquainted to the software during a pilot application of it in their classroom.