Διαδραστικές εφαρμογές στη φυσική με χρήση πλατφόρμας προσομοιώσεων
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Τζούβας, Δημήτριος
Tzouvas, Dimitrios
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει την ανάπτυξη και την εφαρμογή διαδραστικών προγραμμάτων φυσικής με τη χρήση της πλατφόρμας GlowScript για τη βελτίωση της εκπαίδευσης στη φυσική, με ιδιαίτερη έμφαση στο μάθημα της στερεάς μηχανικής. Η παραδοσιακή διδασκαλία της φυσικής συχνά δημιουργεί προκλήσεις για τους μαθητές στην κατανόηση σύνθετων εννοιών και στην επίλυση προβλημάτων. Για την αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων, διερευνήθηκαν νέες μέθοδοι διδασκαλίας για μια εμπλουτισμένη μαθησιακή εμπειρία.
Ο πρωταρχικός στόχος αυτής της μελέτης ήταν να αξιολογηθεί ο αντίκτυπος των διαδραστικών τρισδιάστατων προσομοιώσεων στα μαθησιακά αποτελέσματα και στις ικανότητες επίλυσης προβλημάτων των μαθητών. Τα διαδραστικά προγράμματα επέτρεψαν στους μαθητές να ασχοληθούν με τρισδιάστατες αναπαραστάσεις προβλημάτων φυσικής, παρέχοντάς τους μια πρακτική και καθηλωτική μαθησιακή προσέγγιση.
Προκειμένου να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα των διαδραστικών προσομοιώσεων, χορηγήθηκε ένα ερωτηματολόγιο στους μαθητές. Τα αποτελέσματα της μελέτης ήταν ελπιδοφόρα, με τους μαθητές να εκφράζουν μεγάλη προτίμηση στα διαδραστικά τρισδιάστατα εργαλεία. Ο διαδραστικός χαρακτήρας των προσομοιώσεων προκάλεσε την περιέργεια και τον ενθουσιασμό των μαθητών, οδηγώντας σε βελτιωμένες δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων. Επιπλέον, η δυνατότητα απεικόνισης και χειρισμού τρισδιάστατων μοντέλων προσέφερε μια διαδραστική και δυναμική μαθησιακή εμπειρία που υπερέβαινε τις συμβατικές μεθόδους που βασίζονται σε σχολικά βιβλία.
Συμπερασματικά, η μελέτη αυτή αναδεικνύει τα πιθανά οφέλη της ενσωμάτωσης διαδραστικών τρισδιάστατων προσομοιώσεων ως συμπληρωματικής προσέγγισης στην παραδοσιακή εκπαίδευση της φυσικής. Αξιοποιώντας την τεχνολογία και τα διαδραστικά εργαλεία μάθησης, οι εκπαιδευτικοί μπορούν να παρέχουν στους μαθητές συναρπαστικές και καθηλωτικές ευκαιρίες μάθησης, ενισχύοντας έτσι την κατανόηση και την επάρκειά τους στο μάθημα της φυσικής, ιδίως στον τομέα της στερεάς μηχανικής.
This thesis presents the development and implementation of interactive physics programs using the GlowScript platform to improve physics education, with special emphasis on the course of solid mechanics. Traditional physics teaching often creates challenges for students in understanding complex concepts and solving problems. To address these problems, new teaching methods were explored for an enriched learning experience. The primary objective of this study was to evaluate the impact of interactive 3D simulations on students' learning outcomes and problem-solving abilities. The interactive programs allowed students to engage with 3D representations of physics problems, providing them with a hands-on and immersive learning approach. In order to evaluate the effectiveness of the interactive simulations, a questionnaire was administered to students. The results of the study were promising, with students expressing a strong preference for the interactive 3D tools. The interactive nature of the simulations aroused students' curiosity and enthusiasm, leading to improved problem-solving skills. In addition, the ability to visualise and manipulate 3D models offered an interactive and dynamic learning experience that went beyond conventional textbook-based methods. In conclusion, this study highlights the potential benefits of incorporating interactive 3D simulations as a complementary approach to traditional physics education. By utilizing technology and interactive learning tools, educators can provide students with exciting and engaging learning opportunities, thereby enhancing their understanding and proficiency in physics, particularly in the area of solid mechanics.
This thesis presents the development and implementation of interactive physics programs using the GlowScript platform to improve physics education, with special emphasis on the course of solid mechanics. Traditional physics teaching often creates challenges for students in understanding complex concepts and solving problems. To address these problems, new teaching methods were explored for an enriched learning experience. The primary objective of this study was to evaluate the impact of interactive 3D simulations on students' learning outcomes and problem-solving abilities. The interactive programs allowed students to engage with 3D representations of physics problems, providing them with a hands-on and immersive learning approach. In order to evaluate the effectiveness of the interactive simulations, a questionnaire was administered to students. The results of the study were promising, with students expressing a strong preference for the interactive 3D tools. The interactive nature of the simulations aroused students' curiosity and enthusiasm, leading to improved problem-solving skills. In addition, the ability to visualise and manipulate 3D models offered an interactive and dynamic learning experience that went beyond conventional textbook-based methods. In conclusion, this study highlights the potential benefits of incorporating interactive 3D simulations as a complementary approach to traditional physics education. By utilizing technology and interactive learning tools, educators can provide students with exciting and engaging learning opportunities, thereby enhancing their understanding and proficiency in physics, particularly in the area of solid mechanics.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Φυσική, Στερεό, Μηχανική, Προσομοιώσεις, Διαδραστική εκπαίδευση, Physics, 3D simulations, Solid mechanics, GlowScript, Ιnteractive education
Θεματική κατηγορία
Glowscript
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Όνομα επιβλέποντος
Γιαννακέας, Νικόλαος
Εξεταστική επιτροπή
Τζάλλας, Αλέξανδρος
Τσορμπατζόγλου, Ανδρέας
Τσορμπατζόγλου, Ανδρέας
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Πίνακας περιεχομένων
Περίληψη 6
Abstract 7
Πίνακας Περιεχομένων 8
Κατάλογος Εικόνων 10
Εισαγωγή 12
1 Επιστήμη της Φυσικής 14
1.1 Σημασία της Φυσικής ως θεμελιώδους επιστήμης 14
1.2 Πρακτικές εφαρμογές της φυσικής στην καθημερινή ζωή 15
1.3 Οφέλη μιας ισχυρής εκπαίδευσης στη Φυσική 17
2 Εισαγωγή στη Μηχανική Στερεού 19
2.1 Ορισμός και πεδίο εφαρμογής 19
2.2 Σημασία κατανόησης της Μηχανικής Στερεού 19
2.3 Θεμελιώδεις έννοιες 20
3 Προκλήσεις στην εκμάθηση της Φυσικής 21
3.1 Επισκόπηση των κοινών προκλήσεων 21
3.2 Βιβλιογραφική ανασκόπηση για τις δυσκολίες των μαθητών 23
3.3 Περιορισμοί των παραδοσιακών μεθόδων διδασκαλίας 24
4 Εκπαιδευτικό Λογισμικό GlowScript (VPython) 26
4.1 Ανάγκη ύπαρξης εκπαιδευτικών λογισμικών 27
4.2 Ο ρόλος της Python στο εκπαιδευτικό λογισμικό 28
4.3 Εκπαιδευτικό λογισμικό για τη Φυσική και τη Μηχανική 29
4.4 Glowscript (VPython) 32
5 Υλοποίηση Εκπαιδευτικού Λογισμικού Φυσικής στο Glowscript 35
5.1 Υλοποίηση και Περιγραφή 35
5.1.1 Έργο Κλειστής Διαδρομής 35
5.1.2 Γραφήματα της ΑΔΜΕ (Αρχή Διατήρησης Μηχανικής Ενέργειας) 38
5.1.3 Δυναμική Ενέργεια 40
5.1.4 Δυναμική Ενέργεια Τριών Σωμάτων 43
5.1.5 Έργο 46
5.1.6 Κινητική Ενέργεια 49
5.2 Χρήση Λογισμικού στο Μάθημα 54
6 Ερωτηματολόγιο 55
6.1 Στόχος και λόγος δημιουργίας 55
6.2 Δομή και σχεδιασμός 56
6.3 Παρουσίαση ερωτηματολογίου 57
7 Συζήτηση και ανάλυση 63
7.1 Παρουσίαση και ανάλυση των αποτελεσμάτων 63
7.2 Σύγκριση με παραδοσιακές μεθόδους διδασκαλίας 71
7.3 Οφέλη και περιορισμοί του προτεινόμενου προγράμματος 72
7.4 Πιθανοί τομείς βελτίωσης και μελλοντικές εξελίξεις 73
8 Συμπεράσματα 73
Βιβλιογραφία 76
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
80
Λεπτομέρειες μαθήματος
item.page.endorsement
item.page.review
item.page.supplemented
item.page.referenced
Άδεια Creative Commons
Άδεια χρήσης της εγγραφής: Attribution-NoDerivs 3.0 United States