Μελέτη χρήσης εκπαιδευτικής πλατφόρμας παραγωγικής τεχνητής νοημοσύνης για σχεδίαση διδασκαλίας μαθημάτων στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση ως προς την προσέγγιση της διερευνητικής μάθησης

A study of the use of an educational generative artificial intelligence platform for the design of teaching courses in secondary education in terms of the inquiry learning approach
Μικρογραφία εικόνας

Αρχεία

Μεταπτυχιακή διατριβή (7 MB)

Ημερομηνία έκδοσης

2025-02-12

Συγγραφείς

Τζήκα, Ελένη Άννα
Τζήκας, Αναστάσιος

Τίτλος Εφημερίδας

Περιοδικό ISSN

Τίτλος τόμου

Εκδότης

Άδεια Creative Commons

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
Εκτός εάν σημειώνεται διαφορετικά, η άδεια αυτού του αντικειμένου περιγράφεται ως Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International

Περίληψη

Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην ανάλυση των δυνατοτήτων και των περιορισμών που προκύπτουν για τους εκπαιδευτικούς από την ενσωμάτωση της πλατφόρμας παραγωγικής τεχνητής νοημοσύνης Magic School AI στη σχεδίαση μαθημάτων στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Εξετάζεται η συμβολή της πλατφόρμας στην προώθηση των τεχνολογιών, της διερευνητικής μάθησης και της διεπιστημονικότητας στην εκπαιδευτική διαδικασία. Το θεωρητικό πλαίσιο βασίζεται στις αρχές της διερευνητικής μάθησης, της εποικοδομητικής θεωρίας, και του μοντέλου 5E (Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate), καθώς και στις προσεγγίσεις PBL (Project-Based Learning) και STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics). Η έρευνα περιλαμβάνει τη δημιουργία και αξιολόγηση σχεδίων μαθημάτων Φυσικής και Πληροφορικής, βασισμένων σε εργαλεία της πλατφόρμας όπως τα 5E Model Lesson Plan, Real World Connections, Science Labs, και άλλα. Η μεθοδολογία γίνεται σε πέντε στάδια μέσω προτροπών που σχετίζονται άμεσα με τα ερευνητικά ερωτήματα. Το πρώτο στάδιο περιλαμβάνει τη βασική προτροπή που χρησιμοποιείται και σε όλα τα υπόλοιπα στάδια, το δεύτερο στάδιο περιλαμβάνει την επιπλέον προτροπή σχετικά με τις συνήθεις παρανοήσεις των μαθητών, το τρίτο στάδιο περιλαμβάνει την προτροπή διεπιστημονικότητας, το τέταρτο στάδιο περιλαμβάνει την προτροπή χρήσης ΤΠΕ, και στο πέμπτο στάδιο περιλαμβάνεται η προτροπή ενσωμάτωσης δραστηριοτήτων STEAM. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν οργανώθηκαν σε πίνακες και κωδικοποιήθηκαν για να υποστηρίξουν την ανάλυση περιεχομένου. Η ανάλυση δεδομένων περιλαμβάνει τη χρήση πινάκων, γραφημάτων και ποιοτικών σχολίων για την κατανόηση της απόδοσης της πλατφόρμας. Τα αποτελέσματα αναλύονται ποιοτικά και ποσοτικά, εστιάζοντας στο βαθμό που προάγονται η διεπιστημονικότητα, η χρήση τεχνολογιών και η διερευνητική μάθηση. Η έρευνα ανέδειξε τις δυνατότητες της πλατφόρμας Magic School AI στη σχεδίαση μαθημάτων, εστιάζοντας στη διερευνητική μάθηση, τη διεπιστημονικότητα και την ενσωμάτωση των Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνίας (ΤΠΕ). Παρόλο που οι δυνατότητες της πλατφόρμας είναι σημαντικές, παρατηρούνται διαφορές στην απόδοσή της μεταξύ των μαθημάτων της Φυσικής και της Πληροφορικής, καθώς και ορισμένοι περιορισμοί. Η διερευνητική μάθηση προάγεται περισσότερο στο μάθημα της Φυσικής ενώ οι ΤΠΕ και η διεπιστημονικότητα φαίνεται να ενσωματώνονται σε μεγαλύτερο βαθμό στο μάθημα της Πληροφορικής. Παρατηρούνται ζητήματα στη λειτουργικότητα και την ακρίβεια, όπως αναντιστοιχίες περιεχομένου με μαθησιακούς στόχους, προβλήματα στην παραμετροποίηση εργαλείων και ασυνέπεια στην απόδοση μαθηματικών τύπων. Η εργασία παρέχει προτάσεις για περαιτέρω έρευνα για την αξιοποίηση της πλατφόρμας και την αντιμετώπιση των περιορισμών της, προκειμένου να ενισχυθεί η αποτελεσματικότητα της χρήσης της στην εκπαίδευση.
This thesis focuses on analyzing the potential and limitations faced by educators when integrating the Magic School AI generative artificial intelligence platform into lesson planning in secondary education. The study examines the platform's contribution to promoting technologies, inquiry-based learning, and interdisciplinarity in the educational process. The theoretical framework is based on the principles of inquiry-based learning, constructivist theory, and the 5E model (Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate), as well as the PBL (Project-Based Learning) and STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics) approaches. The research involves the creation and evaluation of lesson plans for Physics and Computer Science using tools provided by the platform, such as the 5E Model Lesson Plan, Real World Connections, Science Labs, and others. The methodology is conducted in five stages through prompts directly related to the research questions. The first stage includes the core prompt used in all subsequent stages, the second stage includes an additional prompt concerning students’ common misconceptions, the third stage includes the interdisciplinarity prompt, the fourth stage includes the prompt for the use of ICT, and the fifth stage includes the prompt for the integration of STEAM activities. The collected data were organized into tables and coded to support content analysis. The data analysis includes the use of tables, charts, and qualitative comments to understand the platform’s performance. The results are analyzed both qualitatively and quantitatively, focusing on the extent to which interdisciplinarity, the use of technologies, and inquiry-based learning are promoted. The research highlights the capabilities of the Magic School AI platform in lesson design, emphasizing inquiry-based learning, interdisciplinarity, and the integration of Information and Communication Technologies (ICT). While the platform demonstrates significant potential, variations in its performance across Physics and Computer Science subjects, as well as certain limitations, are observed. Inquiry-based learning is more effectively promoted in Physics, whereas ICT integration and interdisciplinarity are more prominently incorporated into Computer Science. Issues with functionality and accuracy are identified, including mismatches between content and learning objectives, problems with tool customization, and inconsistencies in the rendering of mathematical formulas. This thesis offers recommendations for further research to enhance the platform’s utilization and address its limitations, aiming to improve its effectiveness in education.

Περιγραφή

Σημειώσεις

Παραπομπή

Συμπληρωματικό Υλικό

URI

https://hdl.handle.net/11610/33332
 https://doi.org/10.26215/heal.uoa.12019

Συλλογές

Διδακτική Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση: Διεπιστημονική Προσέγγιση