• Δημοσιευμένες Εργασίες ύστερα από κρίση  σε πρακτικά Διεθνών και Ελληνικών Συνεδρίων ή Περιοδικών
  • Implementation of STEM Tinkering Approaches in Primary School Education in Greece” Matthaios Patrinopoulos, Paraskevi Iatrou, Sino-US English Teaching, December 2019, Vol. 16, No. 12, 510-516 doi:10.17265/1539-8072/2019.12.004, ISSN 1935 – 9675 

  • In this paper, they are presented the experiences that emerged from the implementation of STEM approaches in primary education in Greece, given the context in which schools operate. The aim is to stimulate discussion on the possibilities and feasibility of introducing STEM activities in Greek schools. Two public schools in Attica were selected as pilot schools to test the proposal in which eight different actions were implemented in different grades. Indicatively, one of the actions implemented for nine classroom hours in elementary school (K5) is presented. From the literature review and the implementation of these actions, it has been demonstrated that while existing curricula have not incorporated the STEM education methodology into their goals, there are links that allow teachers to apply it. In addition, it appears that the scenarios will have to be carefully designed, be clearly depicted and receptive to accepting solutions proposed. In parallel, the positive effect of these actions has multiple levels of impact on students (cognitive domain, affective domain, and psychomotor domain).

  •  “Παράδειγμα εφαρμογής προσεγγίσεων STEM στην εκπαιδευτική πρακτική της Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης” Ματθαίος Πατρινόπουλος, Παρασκευή Ιατρού, 11ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής Φυσικών Επιστημών & Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση.  Φλώρινα Απρίλιος 2019. (υπό έκδοση)

Μια προσπάθεια παρουσίασης εμπειριών και καταγραφής αποτελεσμάτων από την εφαρμογή προσεγγίσεων STEM στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση,  με επιδίωξη την πρόκληση συζήτησης για τις δυνατότητες που υπάρχουν για την εισαγωγή, στα ελληνικά σχολεία, δραστηριοτήτων STEM, με δεδομένο το πλαίσιο λειτουργίας τους.

 Στην παρούσα εργασία, παρουσιάζεται μια διδακτική παρέμβαση για μαθητές του τομέα Ηλεκτρολογίας, Ηλεκτρονικής και Αυτοματισμού του Επαγγελματικού Λυκείου (ΕΠΑ.Λ.) ειδικότητας ηλεκτρολόγου, με θέμα τις συνδεσμολογίες αντιστάσεων σε σειρά και παράλληλα. Με την παρέμβαση αυτή ελέγχεται η δυνατότητα σύνθεσης του παραδοσιακού εργαστηρίου με τον πειραματισμό βασισμένο στις ψηφιακές τεχνολογίες (Ψ.Τ.).

Σε αυτή την εργασία γίνεται προσπάθεια καταγραφής της ιστορικής εξέλιξης, του θεωρητικού πλαισίου των σύγχρονων μεθοδολογικών / εκπαιδευτικών προσεγγίσεων εφαρμογής της Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης (Π.Ε.) στο διεθνή χώρο και την Ελλάδα. Με βάση τα θεωρητικά δεδομένα και την εμπειρία μας δομήθηκε και παρουσιάζεται ένα ενδεικτικό σενάριο εφαρμογής, η ανάπτυξη του οποίου στηρίζεται στον κοινωνικό εποικοδομητισμό και στις κοινωνιοπολιτισμικές θεωρήσεις, μέσω της διερευνητικής και συνεργατικής μάθησης εφαρμόζοντας ενεργητικές εκπαιδευτικές μεθόδους και με βάση αυθεντικά προβλήματα από τον πραγματικό κόσμο

  • “Ψηφιακά Σενάρια Φυσικής για την Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση μέσα από την Πλατφόρμα ΑΙΣΩΠΟΣ. Παρατηρήσεις από την Εφαρμογή στην Τάξη.”  Ματθαίος Πατρινόπουλος. Open Education – The Journal for Open and Distance Education and Educational Technology Volume 14, Number 2, 2018 p.62-75   ISSN 1791-9312.
  • Η πλατφόρμα Αίσωπος (AESOP – Advanced Electronic Scenarios Operating Platform) δημιουργήθηκε με τη φιλοδοξία να αποτελέσει όχι μόνο ένα κόμβο διαμοίρασης ψηφιακού εκπαιδευτικού υλικού αλλά και ενός χρηστικού εργαλείου σχεδιασμού, ανάπτυξης, αξιολόγησης και παρουσίασης ψηφιακών διδακτικών σεναρίων με χρήση εργαλείων web. Η δημιουργία της πλατφόρμας συνοδεύτηκε με την εκπόνηση προδιαγραφών για τα ψηφιακά σενάρια ανά γνωστικό αντικείμενο. Οι προδιαγραφές εκτός από τα θέματα τεχνολογικής συμβατότητας, οριοθετούν και τις σύγχρονες παιδαγωγικές προσεγγίσεις και μεθοδολογικές διαδικασίες με βάση τις οποίες δομούνται τα σενάρια, ώστε να επιτρέπουν τη βέλτιστη ένταξη του ψηφιακού υλικού στην εκπαιδευτική διαδικασία. Για τη διασφάλιση της ποιότητας και της χρηστικότητας του υλικού, τα σενάρια που διατίθενται μέσα από τον Αίσωπο έχουν αξιολογηθεί σε πολλαπλούς τομείς. Ειδικότερα για τις Φυσικές Επιστήμες η προτεινόμενη προσέγγιση για την ανάπτυξη των σεναρίων είναι η διερεύνηση, μέσω συνεργατικών διαδικασιών. Στην εργασία αυτή, γίνεται παρουσίαση των μεθοδολογικών προτάσεων και των επιμέρους στοιχείων που δομούν ένα από τα δύο υποδειγματικά σενάρια φυσικής για την πρωτοβάθμια εκπαίδευση, ενώ καταγράφονται και σχολιάζονται οι διαφορετικές μεθοδολογικές προσεγγίσεις που εφαρμόστηκαν κατά την εφαρμογή του στην τάξη και οι παρατηρήσεις που προέκυψαν από αυτή την εφαρμογή.
  • Εκπαιδευτική ρομποτική στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση. Ανασκόπηση της μακροχρόνιας εφαρμογής στο σχολικό περιβάλλον μέσα από διαφοροποιημένες προσεγγίσεις.” Ματθαίος Πατρινόπουλος (2017). 5ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο «Ένταξη και Χρήση των ΤΠΕ στην Εκπαιδευτική Διαδικασία».  σελ. 594-603, Αθήνα. ISSN 2529-0924, ISBN 978-618-83186-0-1
  • Τα τελευταία χρόνια υπάρχει μια συνεχώς αυξανόμενη τάση για την εισαγωγή της εκπαιδευτικής ρομποτικής στην τυπική εκπαίδευση μέσα από διαφορετικές προσεγγίσεις, άλλοτε οργανωμένα και άλλοτε αποσπασματικά. Σε αυτή την εργασία γίνεται μια αποτίμηση της εισαγωγής για διάστημα έξι ετών της εκπαιδευτικής ρομποτικής στον εκπαιδευτικό σχεδιασμό δύο συστεγαζόμενων δημοτικών σχολείων σε όλες τις τάξεις.  Ανάλογα με την ηλικία των μαθητών και τους εκπαιδευτικούς στόχους που τίθενται, έχουμε χρησιμοποίηση  διατάξεων με διαφορετικό βαθμό πολυπλοκότητας και δυνατοτήτων. Καταγράφονται οι μεθοδολογικές προσεγγίσεις που ακολουθήθηκαν για την ομαλή ένταξη της εκπαιδευτικής ρομποτικής στις εκπαιδευτικές πρακτικές που χρησιμοποιούνται, η εμπειρία από τη χρήση διαφορετικών διατάξεων εκπαιδευτικής ρομποτικής, η επίδρασή τους τόσο στο μαθησιακό όσο και στο συναισθηματικό επίπεδο  αλλά και στο γενικότερο κλίμα του σχολείου. Επίσης σχολιάζονται τα προβλήματα που προέκυψαν, οι λύσεις που δόθηκαν, η επίδραση των προγραμμάτων ρομποτικής  σε μαθητές εκπαιδευτικούς αλλά και την υπόλοιπη σχολική κοινότητα.
  • Όμιλοι επιστημών στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση. Μελέτη περίπτωσης του 26ου & 29ου ΔΣ Αχαρνών.”  Ματθαίος Πατρινόπουλος, Χρυσοβαλάντης Κεφαλής, (2017). 10ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής Φυσικών Επιστημών & Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση.  Ρέθυμνο, σελ. 1144-1149,  ISBN 978-960-86978-3-6.
  • Παρουσίαση της εμπειρίας, από την εφαρμογή ομίλων επιστημών σε δύο δημόσια δημοτικά σχολεία. Στα σχολεία της εφαρμογής οι μαθητές/τριες εργάστηκαν με βάση ανακαλυπτικές / διερευνητικές διαδικασίες σε ομάδες, πραγματοποιώντας πολλαπλές δραστηριότητες (παραγωγή βίντεο, πειράματα, ιδιοκατασκευές), με αυτές διερεύνησαν έννοιες των φυσικών επιστημών μέσα από διαφορετικές οπτικές. Αυτές οι διαδικασίες επέτρεψαν την ερμηνεία  των φυσικών φαινόμενων  και  τη συσχέτιση με τις αρχές λειτουργίας τεχνολογικών εφαρμογών, ενώ οι μαθητές τις παρουσίασαν είτε με μορφή βίντεο είτε στο φεστιβάλ επιστημών του σχολείου τους. Η εργασία εστιάζει στις θεματικές τη μεθοδολογία οργάνωσης των ομίλων και στις εκπαιδευτικές προσεγγίσεις που ακολουθήθηκαν.
  • Διαφοροποιώντας τη Διδασκαλία στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση.” Παρασκευή Στεφάτου,  & Ματθαίος Πατρινόπουλος,  (2017).  Στο Π. Ορφανός, Γ. Σπυρόπουλος, & Σ. Στάικος (Επιμ.), Αναζητώντας τις δυναμικές του σύγχρονου σχολείου (VII). 1, σελ. 136-143. Αράχωβα: Γρηγόρης. ISBN: 978-960-612-033-6
  • Καταγραφή του θεωρητικού πλαισίου, της μεθοδολογίας, των εφαρμογών αλλά και των αποτελεσμάτων τόσο στους μαθητές όσο και σε όλη τη σχολική κοινότητα από την εφαρμογή διαφοροποιημένων εκπαιδευτικών προσεγγίσεων σε όλες τις τάξεις του δημοτικού σχολείου.
  • Angular velocity direct measurement and moment of inertia calculation of a rigid body using a smartphone. Matthaios Patrinopoulos and Chrysovalantis Kefalis. The Physics Teacher 53, 564 (2015). Published by the American Association of Physics Teachers.
  • Tablets and smartphones are very common now in our everyday life. These devices are equipped with a number of sensors, such as accelerometer, gyro sensor, thermo sensor, global positioning system sensor, light sensor, proximity, etc. Several recent works have proposed the use of smartphones in the conduction of laboratory experiments on mechanics, electromagnetism, optics, oscillations, and waves. In this paper, we focus on smartphones as experimental tools; specifically we use the gyroscope sensor of a smartphone to study the turning motion of a rigid body. Taking into consideration recent work concerning that topic, we try to use the gyroscope sensor in studying the complex motion of a rolling cylinder on a slope.
  • “Βλέποντας τους ήχους” . Mια εκπαιδευτική πρόταση και εφαρμογή για τη διδασκαλία των κυμάνσεων στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση”. Ματθαίος Πατρινόπουλος, Βασιλική Καρακώστα, Πηνελόπη Προμπονά (2011). 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής Φυσικών Επιστημών & Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση. ISBN 978-960-99852-0-8 CD-ROM.
  • Στo πλαίσιο μιας εναλλακτικής / συμπληρωματικής προσέγγισης της διδασκαλίας των Φυσικών Επιστημών στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση, που πραγματοποιούμε σε  δύο συστεγαζόμενα δημοτικά σχολεία του Ολυμπιακού Χωριού, σχεδιάσαμε και εφαρμόσαμε εκπαιδευτικές παρεμβάσεις για διάφορες ενότητες του αναλυτικού προγράμματος. Η έννοια του ήχου και οι ιδιότητές του περιλαμβάνονται στα αναλυτικά προγράμματα της Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης και συσχετίζουν φαινόμενα που γίνονται άμεσα αντιληπτά από τους μαθητές. Εντούτοις, καταγράφονται και σημαντικές παρανοήσεις που δημιουργούνται κατά την ερμηνεία τους. Στην παρέμβασή μας, επιχειρήσαμε την ενοποιημένη προσέγγιση και ένταξη των φαινομένων του ήχου στα μηχανικά κύματα, ενώ δώσαμε έμφαση σε διερευνητικές διαδικασίες που περιελάμβαναν τον πειραματισμό με χρήση μουσικών οργάνων, απλών υλικών και κατασκευών αλλά και ψηφιακών τεχνολογικών εργαλείων
  • ”Olympic School Science Fair: Playful and Explanatory Hands-on Experimentation for Elementary School Students” Matthaios Patrinopoulos, Vasiliki Karakosta. HSci2010 – 7th International Conference on Hands-on Science, Rethymno, July  2010. ISBN: 978-989-95095-6-6
  • Is it possible to involve all classes of the primary school in a science fair. What activities can be included in such a science fair and what results will be got. These are some questions we asked ourselves, as we planned to give a different direction to our school events, shortly before the end of the school year. We wished to devote our school festival to the presentation of  students’ educational activities, wich had be  en created during the school season. In this .presentation we report the main steps we followed, the scope of activities and a few  results that surprised us.
  • “Η ένταξη του αποδεικτικού πειραματισμού στην ανακαλυπτική Επιστημονική / ΕκΠαιδευτική Μεθοδολογία στο μάθημα των Φυσικών της Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης (και) σε σύγκριση με τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση” Κοσμάς Δενδρινός, Ματθαίος Πατρινόπουλος, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση “Οι πολλαπλές προσεγγίσεις της διδασκαλίας και της μάθησης των Φυσικών Επιστημών Φλώρινα Μάιος 2009
  • Η ιδιαιτερότητα, η γενικευμένη ισχύς και -γιατί όχι- η ομορφιά των φυσικών επιστημών πηγάζουν σε μεγάλο βαθμό από τη μεθοδολογία έρευνας που ακολουθούν. Ο πειραματισμός αποτελεί βασικό στοιχείο της μεθόδου  των φυσικών επιστημών έχοντας την δύναμη να κατοχυρώνει ή να αναιρεί κάθε επιστημονική υπόθεση μετατρέποντάς την σε φυσικό νομό με εφαρμογή σε κάθε σχετικό φαινόμενο και  να συμβάλλει στην ανάπτυξη τεχνολογικών προϊόντων. Μπορεί η καταξιωμένη επιστημονική μεθοδολογία να εφαρμοστεί και στην εκπαίδευση (ως επιστημονική / εκπαιδευτική μεθοδολογία) και ιδιαίτερα στην πρωτοβάθμια; Είναι δυνατόν να θέσουμε μαθητές ηλικίας 10 με 12 ετών σε ρόλους επιστημόνων; Πώς θα ασχοληθούν με την πειραματική διαδικασία; Πώς θα γίνουν πειραματικές διαδικασίες σε σχολεία που στερούνται στοιχειώδους εξοπλισμού; Θέτοντας τα παραπάνω ερωτήματα γίνεται προσπάθεια συζήτησης να διερεύνησης πιθανών λύσεων και ανάδειξης επιτυχημένων πρακτικών.
  •  “Ο 1ος και 2ος Νόμος του Newton» στο ΟΛΟκληρωμένο ΤΕΧΝΟλογικά και Μεθοδολογικά ΕκΠαιδευτικό Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών” Ματθαίος Πατρινόπουλος, Γεώργιος Θεοφ. Καλκάνης 5o Πανελλήνιο Συνέδριο «Διδακτική Φυσικών Επιστημών και Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση,- Εκπαίδευση Εκπαιδευτικών και Παιδαγωγική Γνώση του Περιεχομένου» Ιωάννινα Μάρτιος 2007.
  • Για να επιτευχθούν οι σύνθετοι στόχοι που έχουν τεθεί, για την εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες, από τα ισχύοντα αναλυτικά προγράμματα, θα πρέπει οι εκπαιδευτικές πρακτικές που θα εφαρμοστούν να βασίζονται σε δομημένη μεθοδολογία και να υποστηρίζονται από ερευνητικές ανακαλυπτικές δραστηριότητες των μαθητών. Το λογισμικό ΟΛΟΤΕΧΝΟ (ΟΛΟκληρωμένο ΤΕΧΝΟλογικά ΕκΠαιδευτικό Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών) προσφέρει ένα εκπαιδευτικό περιβάλλον, που επεκτείνει τη χρήση των ψηφιακών τεχνολογιών στο χώρο του εκπαιδευτικού εργαστηρίου των Φυσικών Επιστημών (ΦΕ) και σε νέους ρόλους, πέρα από την καταξιωμένη μέχρι σήμερα χρήση τους ως εργαλεία πειραματισμού, επεξεργασίας και παρουσίασης των πειραματικών δεδομένων, με χρήσεις που αφορούν τη διαχείριση του εκπαιδευτικού υλικού, την παρακολούθηση των δράσεων και των διαδικασιών που ακολουθούν οι μαθητές και προτείνει την μεταφορά του μεγαλύτερου μέρους της εκπαιδευτικής διαδικασίας στο χώρο του εκπαιδευτικού εργαστηρίου εξοπλισμένου με υπολογιστές. Ως παράδειγμα εφαρμογής παρουσιάζεται το εκπαιδευτικό υλικό, που έχουμε δημιουργήσει, για τη διδασκαλία του 1ου και του 2ου Νόμου του Newton.
  • “Eρευνώ και Ανακαλύπτω” τη θερμοκρασία και τη θερμότητα στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση»”  5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτική των Φυσικών Επιστημών και τις Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση «Εκπαίδευση Εκπαιδευτικών και Παιδαγωγική Γνώση Περιεχομένου» Ιωάννινα, Μάρτιος 2007, Ματθαίος Πατρινόπουλος, Γεώργιος Θεοφ. Καλκάνης.
  • Για τη βέλτιστη εφαρμογή των νέων βιβλίων “Φυσικά – Ερευνώ και Ανακαλύπτω”, επιχειρείται η ανάδειξη και η υποστήριξη τόσο της ευκταίας εκπαιδευτικής / γνωσιακής όσο και της επιδιωκόμενης  παιδευτικής / παιδαγωγικής συμβολής τους στην εκ-παίδευση στις -με τις Φυσικές Επιστήμες στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση. Σαν παράδειγμα αναπτύσσεται μια πρότυπη εκπαιδευτική διαδικασία για τη ” Θερμοκρασία και τη Θερμότητα” που περιλαμβάνει προτάσεις / οδηγίες για τη βέλτιστη ακολουθία των μεθοδολογικών βημάτων και τον χρονικό καταμερισμό της, τη συστημική συσχέτιση των διαθεματικών πληροφοριών, τον αποδεικτικό , επιβεβαιωτικό και απορριπτικό πειραματισμό και ερμηνευτική αναφορά στον μικρόκοσμο. Πρωταρχική επιδίωξη είναι να προταθεί / επιτευχθεί ο βέλτιστος δυνατός τρόπος αξιοποίησης των επιμέρους βιβλίων (“Τετραδίου Εργασιών” και “Βιβλίου Μαθητή”) με την ανακάλυψη της γνώσης και την αποφυγή της απομνημόνευσης.
  • “Πειραματισμός από Απόσταση με Νέες Τεχνολογίες . Μια Αποτελεσματική Πειραματική / Εργαστηριακή Πρακτική (και) στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες. Το ΔιαΔίκτυο (και) ως Πειραματικό Εργαλείο” Ματθαίος Πατρινόπουλος, Βασίλειος Γρηγορίου, Ζ΄ Πανελλήνιο Συνέδριο του Παιδαγωγικού Τμήματος Δημοτικής Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου Αθηνών “Έρευνα και Εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες στα Παιδαγωγικά Τμήματα Δημοτικής Εκπαίδευσης”, Αθήνα Μάιος 2007.
  • Οι εκπαιδευτικές εφαρμογές των «νέων» τεχνολογιών, όπως ονομάζουμε τις εφαρμογές των ψηφιακών τεχνολογιών, με την πολλαπλότητα και την συνθετική ικανότητα που προσφέρουν, έχουν δώσει πρωτόγνωρες δυνατότητες στο χώρο της εκπαίδευσης αλλάζοντας και  διευρύνοντας τους ρόλους που έχουν να επιτελέσουν οι  εκπαιδευτικοί και διευρύνοντας τα όρια της σχολικής τάξης. Όμως για να μπορεί να είναι εφαρμόσιμη και αποτελεσματική η όποια εκπαιδευτική παρέμβαση δεν αρκεί ύπαρξη πολλαπλών τεχνολογικών εργαλείων, αλλά είναι απαραίτητη η ύπαρξη σαφούς μεθοδολογικού πλαισίου, ο καθορισμός των στόχων και η δυνατότητα επαναληψιμότητας των διαδικασιών σε επίπεδο σχολικής τάξης. Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια πρόταση που συνδυάζει την χρησιμοποίηση μεγάλου μέρους των διαθέσιμων εκπαιδευτικών τεχνολογιών, με την  πραγματοποίηση πραγματικών πειραματικών διαδικασιών είτε σε επίπεδο σχολικής τάξης είτε μέσω του διαδικτύου.
  • Η Προσέγγιση του  δασικού περιβάλλοντος, μέσα από ένα σύνολο περιβαλλοντικών προγραμμάτων” 2o Συνέδριο Σχολικών Περιβαλλοντικών Προγραμμάτων Αθήνα, Δεκέμβριος 2006,  Ματθαίος Πατρινόπουλος, Αναστασία Αναγνώστου, Καλλιόπη Δουλούδη, Φλώρα Θεολόγου, Μαρία Θεοδωρακοπούλου, Ιωάννα Λούπη, Αθηνά Κοτρίδη, Φώτιος Περρής και  Ευαγγελία Στυλιανοπούλου
  • Η εφαρμογή Σχολικών Προγραμμάτων Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης (ΣΠΠΕ) μέχρι σήμερα έχει να παρουσιάσει αξιόλογες προσπάθειες, που στις περισσότερες περιπτώσεις η εφαρμογή τους απευθύνεται σε περιορισμένο αριθμό μαθητών ή τάξεων σε κάθε σχολείο και με περιορισμένη προσέγγιση των διαστάσεων, των προς μελέτη συστημάτων. Ένα επιπλέον χαρακτηριστικό που έχει παρατηρηθεί  κατά την εφαρμογή αντίστοιχων προγραμμάτων είναι η έλλειψη μεθοδολογικής συνέπειας και χρήσης των διαθέσιμων τεχνολογικών εργαλείων.
  • Στα πλαίσια ενός ΣΠΠΕ μελετήσαμε ένα περιβαλλοντικό σύστημα, με διερεύνηση του μεγαλύτερου δυνατού εύρους των παραγόντων που το συνθέτουν, με συμμετοχή του συνόλου των μαθητών ενός δημοτικού σχολείου και βασισμένη σε δομημένα μεθοδολογικά βήματα. Απόπειρα που προβάλει  ιδιαίτερα απαιτητική, όμως όπως αποδεικνύει η εμπειρία που αποκομίσαμε, επιτρέπει τη διεύρυνση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων μας και εξυπηρετεί κατά το βέλτιστο τρόπο τους σκοπούς της Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης.
  • “Complete Interactive Environment for Science Training”  Hands-on Science: Science in a changing Education July 13 -16, 2005 – University of Crete campus at Rethymno – Greece. Mattheos Patrinopoulos, Emmanouil Kantzanos, George Kalkanis.
  • Representation of an educational environment which offers the combined use of the advantages provided by ICT and science laboratory.
  • The main aspect of the proposed educational environment is the use of ICT not in the form of custom made, usually complex and difficult to use and understand tools but on the contrary with the use of common applications which are supplied and installed by the operating system on every windows-compatible computer. Expected  outcome of such an action is simplicity and effectiveness.
  • The experimental procedure can now be included in a daily basis. Inclusion of new educational material or adaptation of the existing one relative to custom needs is possible and expected. Access to the material can be done either locally or through routed networks, even Internet.
  • “Μελέτη της Κίνησης και Νόμοι της Κίνησης . Παραδείγματα διδασκαλίας των Φυσικών Επιστημών, με χρήση των Ψηφιακών Εκπαιδευτικών Τεχνολογιών, σε ένα  πλήρες ευέλικτο αλληλεπιδραστικό περιβάλλον.” 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο για τη Διδακτική των Φυσικών Επιστημών και τις Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση «Φυσικές Επιστήμες: Διδασκαλία, Μάθηση και Εκπαίδευση» Τόμος 1 σελ. 327 – 334 Αθήνα, Οκτώβριος 2004 Ματθαίος Πατρινόπουλος, Γεώργιος  Θεοφ. Καλκάνης.
  • Στην εκπαιδευτική πρόταση, που παρουσιάζεται προτείνεται η χρήση / ένταξη των Τεχνολογιών Πληροφόρησης και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) σε όλα τα στάδια της εκπαιδευτικής διαδικασίας, με μεθοδολογική προσέγγιση, στηριγμένη στο ερευνητικά εξελισσόμενο εκπαιδευτικό μοντέλο. Η εκπαιδευτική εφαρμογή που δημιουργήθηκε αποτελεί ένα αλληλεπιδραστικό περιβάλλον στο οποίο οι μαθητές έχουν ενεργητική συμμετοχή σε όλες τις φάσεις της εκπαιδευτικής διαδικασίας και ταυτόχρονα είναι ευέλικτο, επιτρέποντας στους εκπαιδευτικούς να προσθέσουν νέες δραστηριότητες ή να προσαρμόσουν τις υπάρχουσες, ώστε να ανταποκρίνονται στις ανάγκες της τάξης τους. Ο πειραματισμός πραγματοποιείται,  με συνδυασμένη χρήση των ψηφιακών τεχνολογιών πειραματισμού και κατασκευών με απλά υλικά. Σε αυτά τα πλαίσια σχεδιάστηκαν και δημιουργήθηκαν δραστηριότητες, για χρήση από μαθητές λυκείου (15 – 18 ετών) και φοιτητές του Παιδαγωγικού Τμήματος.
  • “PolyMorphic Combinations of Sensors and Actuators, Operating MultiThematic Educational Experiments in a Computer-Based Laboratory . Proposal and Implementation” International Conference of GIREP 2004 “Teaching and Learning Physics in New Contexts”, 2004 Ostrava – Czech  Mattheos Patrinopoulos, George Kalkanis.
  • We propose polymorphic combinations of sensrs and actuators, operating multithematic educational experiments in a Computer-oBased Laboratory. The implementation of the experimental practice in the educational procedure is organized according to the scientific / educational method with a parallel use of the ICT. The ICT are used in order to present units of science, guide the students during all the steps of the educational procedure, support the experimentation (data acquisition and analysis) and help students to extend conclusions to other fields of science or technology. The proposed applications may enable teacher to plan the didactical procedure according to the class needs following the proposed methodology and techniques. We designed applications, for secondary education students (15-18 years old) which include multiple but flexible polymorphic experimental devices, based on sensors and actuators connected to the PC, able to be applied to several fields of science. The proposal is under research. The up to now results, concerning the implementation of the material and the students interest, are encouraging.
  • “Εκπαιδευτική πρόταση για τη διδασκαλία / εργαστηριακή πρακτική της τριβής μεταξύ στερεών σωμάτων με προσομοίωση του μικρόκοσμου και διασύνδεση της εργαστηριακής διάταξης με τον Η/Υ μέσω αισθητήρων” Φυσικός Κόσμος Τεύχος 10 (169) Δεκέμβριος 2002 Ιανουάριος – Φεβρουάριος 2003 Πατρινόπουλος Μ., Οβαδίας Σ., Δημόπουλος Β, Καλκάνης Γ.Θ.
  • Συνεισφορά στην αξιοποίηση γενικών, αλλά και ειδικών εφαρμογών των τεχνολογιών πληροφόρησης στην εκπαιδευτική διαδικασία των φυσικών επιστημών. Με αυτή την πρόταση έχουμε διασύνδεση εργαστηριακών πειραματικών διατάξεων με ηλεκτρονικό υπολογιστή (Η/Υ) μέσω αισθητήρων και απτήρων, προσομοιώσεις – οπτικοποιήσεις  των δομών και των διαδικασιών του μικρόκοσμου από τον Η/Υ, με σύγχρονη και παράλληλη ανάδραση σε πραγματικές εργαστηριακές / πειραματικές διατάξεις. Οι τεχνολογικές λύσεις συνδέονται και αποτελούν λειτουργικά στοιχεία της εκπαιδευτικής διαδικασίας σε ενότητες του αναλυτικού προγράμματος της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης.
  • “Πολυμορφικές διατάξεις Αισθητήρων – Απτήρων  σε Εργαστηριακές Ασκήσεις της Β΄ Λυκείου. Προτάσεις, εφαρμογές. Νόμοι Αερίων – Θερμοδυναμική”, 8ο Κοινό συνέδριο Ένωσης Ελλήνων Φυσικών & Ένωσης Κυπρίων Φυσικών «Προοπτικές, Εξελίξεις, και Διδασκαλία των Φ.Ε.». Καλαμάτα 2003. Πατρινόπουλος Μ., Βελέντζας Α., Οικονομίδης Σ., Οβαδίας Σ., Δημόπουλος Β., Καντζανός Ε., Ξένου Ζ., Καλκάνης Γ.Θ.
  • Προτείνεται η εφαρμογή σύνθετων και ταυτόχρονα ευέλικτων, «πολύμορφων»  πειραματικών ασκήσεων, με χρήση διατάξεων αισθητήρων – απτήρων σε διασύνδεση με ηλεκτρονικό υπολογιστή, οι διατάξεις έχουν τη δυνατότητα προσαρμογής και χρήσης σε  διαφορετικές εργαστηριακές ασκήσεις, επιμέρους θεματικών ενοτήτων.
  • Οι εφαρμογές που παρουσιάζονται έχουν επιλεγεί από το αναλυτικό πρόγραμμα της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης και συμπεριλαμβάνουν τη μελέτη των Νόμων των Αερίων και τη Θερμοδυναμική. Η Εκπαιδευτική προσέγγιση των θεματικών ενοτήτων στηρίζεται στη χρήση πολυμορφικών εργαστηριακών διατάξεων, σε συνδυασμό με πολλαπλή / πολύμορφη χρήση των τεχνολογιών πληροφόρησης.
  • Οι προτεινόμενες δραστηριότητες, ξεκινούν από την κατασκευή μοντέλων εργαστηριακών συσκευών που μας επιτρέπουν να πραγματοποιήσουμε σειρά πειραματικών ασκήσεων σε επιμέρους θεματικές ενότητες με τις ίδιες διατάξεις, στα πλαίσια ενός εργαστηρίου που παρουσιάζει συνέχεια, ενώ παράλληλα είναι ενταγμένο στην καθημερινή εκπαιδευτική πρακτική.
  • Η χρήση αισθητήρων και απτήρων που ελέγχονται από ηλεκτρονικό  υπολογιστή μας δίνει την δυνατότητα της ταυτόχρονης παρακολούθησης των τιμών πολλαπλών παραμέτρων, με επιλογή του τρόπου απεικόνισης (π.χ. παρουσίαση τιμών, γραφικές παραστάσεις, απεικονίσεις με μορφή οργάνων μέτρησης, πίνακες τιμών) ή και τον έμμεσο υπολογισμό μεγεθών σε συνάρτηση με αυτά που μετρούνται άμεσα.  Επίσης καθιστά δυνατή την παράλληλη παρουσίαση των διαδικασιών και σε μικροσκοπικό επίπεδο ή την αναπαράσταση ανάλογων πειραματικών διαδικασιών ή και φαινομένων, επιτρέποντας την άμεση σύνδεση των φαινομένων με τις φυσικές αρχές που τα διέπουν.
  • Η πρόκληση της κατασκευής με απλά υλικά των διατάξεων που χρησιμοποιούνται και σε συνδυασμό με παράλληλες δραστηριότητες, ενθαρρύνει την ενεργή συμμετοχή των μαθητών και την δραστηριοποίησή τους, μετατρέποντάς τους από παθητικούς δέκτες σε ενεργά συμμετέχοντες στην ερευνητική / εκπαιδευτική διαδικασία.
  • Η δειγματική ενότητα έχει δημιουργηθεί για τη διδασκαλία των «Νόμων των Αερίων» και τη «Θερμοδυναμική»
  • “Πολυμορφικές διατάξεις Αισθητήρων – Απτήρων  σε Εργαστηριακές Ασκήσεις της Β΄ Λυκείου. Προτάσεις, Εφαρμογές.  Ηλεκτρισμός.” 8ο Κοινό συνέδριο Ένωσης Ελλήνων Φυσικών & Ένωσης Κυπρίων Φυσικών «Προοπτικές, Εξελίξεις και Διδασκαλία των Φ.Ε.», Καλαμάτα 2003. Πατρινόπουλος Μ, Σωτηρόπουλος Δ, Δημόπουλος Β, Δημητριάδη Κ, Σερέπα Β, Καντζανός Ε, Γεωργακόπουλος Γ., Ταμπάκης Κ., Καλκάνης Γ.Θ.
  • Η ένταξη εργαστηριακών ασκήσεων στην εκπαιδευτική πρακτική και στην δευτεροβάθμια εκπαίδευση αποτελεί αδιαμφισβήτητη αναγκαιότητα για την καλύτερη αποτελεσματικότητα της όποιας διδασκαλίας των φυσικών επιστημών. Οι περισσότεροι προβληματισμοί που καταγράφονται για την εφαρμογή εργαστηριακών ασκήσεων, ανάγονται κυρίως:  α. στο χρόνο που απαιτείται για την πραγματοποίησή τους, β.την ύπαρξη μέσων που απαιτούνται, γ. την μεθοδολογία που θα επιτρέψει να ενταχθούν ομαλά στη διδασκαλία και δ. την αποτελεσματικότητά τους.
  • Τα προβλήματα αυτά μπορούν να περιοριστούν με την εφαρμογή της ερευνητικά εξελισσόμενης εκπαιδευτικής μεθόδου, σε συνδυασμό με σύνθετες, αλλά ευέλικτες πολυμορφικές πειραματικές ασκήσεις, με χρήση διατάξεων αισθητήρων – απτήρων σε διασύνδεση με ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η δειγματική εφαρμογή που παρουσιάζεται έχει σχεδιαστεί για τον «Ηλεκτρισμό»
  • “Προσομοιώσεις και Διασύνδεση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή στην Εκπαιδευτική Διαδικασία Μελέτης της Λειτουργίας των Φυτών. Αξιολόγηση” 8ο Κοινό συνέδριο Ένωσης Ελλήνων Φυσικών & Ένωσης Κυπρίων Φυσικών «Προοπτικές, Εξελίξεις, και Διδασκαλία των Φ.Ε». Καλαμάτα 2003. Στράγκα Σ. Πατρινόπουλος Μ., Κωνσταντινίδης Ι., Κεχαγιάς Θ., Κόμπος Ε..
  • Επισημαίνοντας τη βαρύτητα μιας συγκεκριμένης θεματικής (διδακτικής ενότητας), αυτής της λειτουργίας των φυτών, ως προς τη συνεισφορά τους στον ενεργειακό κύκλο και ευρύτερα στην ισορροπία και τη βιωσιμότητα του παγκόσμιου οικοσυστήματος, προτείνουμε τη διδασκαλία των λειτουργιών της φωτοσύνθεσης, αναπνοής, διαπνοής με χρήση των ψηφιακών τεχνολογιών: α) απευθυνόμενοι στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση και σε επίπεδο μαθητών 11-15 ετών, β) ακολουθώντας ως προς τη μεθοδολογία το ερευνητικά εξελισσόμενο πρότυπο, γ) χρησιμοποιώντας σε κάθε βήμα τις δυνατότητες του Η/Υ για την επίδειξη και κατανόηση των μικροσκοπικών αλληλεπιδραστικών φυτικών διαδικασιών, και της δομής των φυτών: δομή φύλλου, φυτικό κύτταρο, στοματικά σύμπλοκα, χλωροπλάστης, ανταλλαγή αερίων CO2, O2 και H2O παρουσία ή απουσία φωτός, αλλά και την αντίδραση των φυτών στους ατμοσφαιρικούς ρύπους (CO2, SO2, O3), δ) χρησιμοποιώντας διαδικασίες προσομοίωσης των φυσικών αυτών λειτουργιών με χρήση τρισδιάστατων γραφικών και πειραματικών διατάξεων για τις μετρήσεις των φυσικών ποσοτήτων που σχετίζονται με τις λειτουργίες των φυτών, ε) χρησιμοποιώντας ως προς τις πειραματικές διατάξεις, μετρήσεις με χρήση Η/Υ μέσω αισθητήρων των παραμέτρων που συσχετίζονται με την αναπνοή, τη διαπνοή και τη φωτοσύνθεση των φυτών, με ανάδειξη των μεταξύ τους σχέσεων και αλληλεπιδράσεων, στ) αξιολογώντας την αποτελεσματικότητα αυτής της διαδικασίας, μεθοδολογίας και πρακτικής σε αριθμό 200 μαθητών πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης (επιλέγοντας το αντίστοιχο επίπεδο του λογισμικού) χρησιμοποιώντας τη μέθοδο προ-ελέγχου, μετα-ελέγχου με τη μορφή φύλλων εργασίας έξι δραστηριοτήτων.
  • Ο τελικός σκοπός αυτής της διδακτικής παρέμβασης είναι η ενίσχυση των ήδη υφιστάμενων σχετικών ενοτήτων των βιβλίων της τυπικής εκπαίδευσης και των ειδικών στόχων, που αυτές οφείλουν να επιτύχουν, με την επέκταση, γενίκευση και ολιστική αντιμετώπιση του συστήματος «φυτό- λειτουργίες – περιβάλλον» ώστε να γίνει σαφής η συσχέτιση των διαδικασιών / λειτουργιών του φυτού με όλα τα τμήματα του φυτού, της ύπαρξης ζωής σε κάθε φυτικό κύτταρο, τη συμμετοχή τους στον ενεργειακό κύκλο, τη βιωσιμότητα του δασικού συστήματος και κατ’ επέκταση στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, στις κλιματικές μεταβολές και στην ισορροπία του παγκόσμιου οικοσυστήματος.
  • Ο τελικός αυτός σκοπός θεωρείται ότι επετεύχθη κατά έναν πέρα του επιθυμητού βαθμό, καταδεικνύοντας συνολικά τη λειτουργικότητα του εν λόγω λογισμικού.
  • “Μια Εκπαιδευτική προσέγγιση της λειτουργίας των φυτών μέσα από φυσικές αρχές και διαδικασίες: Φωτοσύνθεση, Αναπνοή, Διαπνοή – Προσομοιώσεις των μικροσκοπικών διαδικασιών και μετρήσεις των φυσικών ποσοτήτων με Η/Υ μέσω αισθητήρων” 3o Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Εφαρμογής των Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Ρέθυμνο 2002. Πατρινόπουλος Μ., Στράγκα Σ, Κωνσταντινίδης Ι., Καρούμπαλης Σ., Καλκάνης Γ.Θ.
  • Η παράθεση των διαδικασιών της λειτουργίας των φυτών με τον τρόπο που αναφέρονται στις σχετικές ενότητες των βιβλίων της τυπικής εκπαίδευσης (α΄βάθμιας και β΄βάθμιας και σε επίπεδο μαθητών 11-15 ετών) γίνεται με εστίαση στις λειτουργίες της διαπνοής, της φωτοσύνθεσης και της αναπνοής. Με σκοπό την πληρέστερη μελέτη αυτών των λειτουργιών των φυτών και απώτερο στόχο την εκτίμηση της συνεισφοράς των φυτών (δάσος) στη βιωσιμότητα του παγκόσμιου οικοσυστήματος – και συμπληρωματικά με τους προσφερόμενους τρόπους των διδακτικών βιβλίων των μαθητών –  προτείνουμε τη διδασκαλία του τριπτύχου: «Φωτοσύνθεση, Αναπνοή, Διαπνοή», (και) με χρήση των νέων Τεχνολογιών.
  • Συγκεκριμένα, ακολουθώντας το ερευνητικά εξελισσόμενο πρότυπο, ως προς τη μεθοδολογία, χρησιμοποιούμε σε κάθε βήμα τις δυνατότητες του Η/Υ για την επίδειξη και κατανόηση των μικροσκοπικών αλληλεπιδραστικών φυτικών διαδικασιών, και της δομής των φυτών: δομή φύλλου, φυτικό κύτταρο, στοματικά σύμπλοκα, χλωροπλάστης, ανταλλαγή αερίων CO2, O2 και H2O παρουσία ή απουσία φωτός, αλλά και την αντίδραση των φυτών στους ατμοσφαιρικούς ρύπους (CO2, SO2, O3). Χρησιμοποιούνται διαδικασίες προσομοίωσης των φυσικών αυτών διαδικασιών με χρήση τρισδιάστατων γραφικών και πειραματικών διατάξεων για τις μετρήσεις των φυσικών ποσοτήτων που σχετίζονται με τις λειτουργίες των φυτών.
  • “Εκπαιδευτική πρόταση για τη διδασκαλία / εργαστηριακή πρακτική της τριβής μεταξύ στερεών σωμάτων με προσομοίωση του μικρόκοσμου και διασύνδεσης της εργαστηριακής διάταξης με τον Η/Υ μέσω αισθητήρων” 3o Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Εφαρμογής των Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Ρέθυμνο 2002. Πατρινόπουλος Μ., Οβαδίας Σ., Δημόπουλος Β, Καλκάνης Γ.Θ.
  • Με αυτή την εργασία προτείνεται, εφαρμόζεται και αξιολογείται, κατ’ αρχήν, η συστηματική και μεθοδολογικά συνεπής με την επιστημονική μέθοδο ένταξη της εργαστηριακής πρακτικής στην εργαστηριακή διαδικασία της διδασκαλίας  όλων των βαθμίδων της εκπαίδευσης. Η εκπαιδευτική πρόταση διερευνά και προτείνει εκπαιδευτικό υλικό και δραστηριότητες για την μελέτη της τριβής μεταξύ στερεών σωμάτων. Η διερεύνηση συμπεριλαμβάνει τον έλεγχο των παραμέτρων που επηρεάζουν το σύστημα. Η επιστημονική μέθοδος εφαρμόζεται με την προτεινόμενη εκπαιδευτική εκδοχή της, το ερευνητικά εξελισσόμενο εκπαιδευτικό πρότυπο, με πέντε διακριτά βήματα: έναυσμα ενδιαφέροντος, διατύπωση υποθέσεων, πειραματισμός, διατύπωση θεωρίας / συμπερασμάτων, έλεγχος / εμπέδωση / γενίκευση. Προτείνεται, εφαρμόζεται και αξιολογείται, επίσης, η παράλληλη και σύγχρονη αξιοποίηση της προσομοίωσης / οπτικοποίησης της δομής και των διαδικασιών του μικροκόσμου στον Η/Υ, με τη διασύνδεση των εργαστηριακών διατάξεων με τον Η/Υ μέσω αισθητήρων και απτήρων. Η πρόταση και η εφαρμογή υποστηρίζονται από προσομοιώσεις / οπτικοποιήσεις και εργαστηριακές διατάξεις αισθητήρων / απτήρων.
  • “Μια πρόταση (απαραίτητα) επιστημοκεντρικών (αλλά και) διαθεματικών / διεπιστημονικών προσεγγίσεων της εκπαιδευτικής διαδικασίας των Φυσικών Επιστημών, στα πλαίσια της επιστημονικής μεθόδου και της συστημικής ανάλυσης, αξιο­ποιώντας τις ψηφιακές τεχνολογίες πληροφόρησης. Μια εφαρμογή στην περίπτωση του ηλεκτρικού φωτός” 3ο Πανελλήνιο Συνέδριο “Η διδακτική των Φυσικών Επιστημών και η εφαρμογή Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση”, Ρέθυμνο 2002. Καλκάνης Γ.Θ., Στράγκα Σ., Ιμβριώτη Δ., Δενδρινός Κ., Πατρινόπουλος Μ., Τσαγκογέωργα Α., Δημόπουλος Β., Σωτηρόπουλος Δ., Οικονόμου Α., Φέγγου Ε.
  • Στην εργασία αυτή επιχειρείται μια πρώτη, σύντομη καταγραφή της εξέλιξης των διαφόρων προσεγγίσεων απόκτησης της γνώσης, καταλήγοντας στην αναγκαιότητα της διαθεματικής προσέγγισης. Σχολιάζονται ορισμένα από τα πλεονεκτήματα της διαθεματικής-διεπιστημονικής διδακτικής προσέγγισης καθώς και οι προϋποθέσεις εφαρμογής της. Τέλος, δίνεται μια συνοπτική περιγραφή μιας σχετικής/ενδεικτικής εφαρμογής, αξιοποιώντας τις ψηφιακές τεχνολογίες, με κεντρικό θέμα «το ηλεκτρικό φως» το οποίο προσεγγίζεται (και) μέσω συστημικής ανάλυσης.
  • “Visualizing and measuring by the computer the operation of hands-on educational devices – The case of solar water heater.” 6th Workshop on Multimedia in Physics Teaching and Learning of the European Physical Society (Division of Education), Ghent 2001. Patrinopoulos M., Imvrioti D.,  DimopoulosV., Sotiropoulos D., Tsagogeorga A., Papatsimba L., Dimitriadis P., Kalkanis G.
  • Proposal for teaching physics in the field of educational lab (computer-based). The implementation of the experimental practice in the educational procedure is organized according to the scientific / educational method with a parallel use of the ICT. ICT is used as guidance for students during almost every phase of their educational process, like material presentation, data acquisition and analysis, creation off e-portfolio (personalized for every single student into which all activities, opinions, problematic situations, etc are noted down and can be processed in a later basis). The software provides the flexibility to be easily extended to other thematic units too. All current applications have been designed for students of secondary school (12-15 and 15-18 years old), as long as for under graduate teacher trainees. Until now results of the implementation of our method are quite encouraging.
  • “A Research (and an Appeal) for a Radical Reform of the Content, the Instructional Approach and the Supporting Technology of Science Education: From Relativistic / Probabilistic Microkosmos to the Mechanistic / Almost Certain Macrokosmos . The case of Science Teachers” European Science Education Research Association 2001 Third International Conference, Thessaloniki, Greece 2001. Kalkanis G., Dimitriadis P., Papatsimpa L., Tsakonas P. Hatzidaki P., Stavrou D, Imvrioti D, Patrinopoulos M., Straga S., Dendrinos K., Kyriaki E., Hatzitsompanis Th, Dimopoulos V., Fegou E., Sotiropoulos D., Tsagogeorga A..
  • According to literacy, significant scientific concepts of “modern” physics are practically omitted from science education content. In addition, traditional curricula fail to eliminate epistemological and cognitive obstacle to learners, especially of limited science and mathematical background, like primary teachers. The latter’s acquisition of knowledge associated with both neoclassical (relativistic, quantum) and classical physics, might be a principal step towards the introduction of these models in earlier educational levels. An integrated attempt including reform of science content, instructional approach and supporting simulation / visualization software interacting with the real world through sensor  / actuators, is supposed to address learners- misconceptions and provide them with a conceptual system facilitating the interpretation of macrokosmos based on microkosmos. A research applied to over 7000 in service primary, secondary and perspective teachers, was carried out aiming to desing and evaluate the above mentioned approach. The outcomes are encouraging, legitimizing an appeal for application and evaluation to other target groups.
  • Εκπαιδευτικό Λογισμικό Προσομοίωσης και Υλικό Διασύνδεσης με Η/Υ για τη Μελέτη της Ροής Θερμότητας στο Δημοτικό Σχολείο: Η περίπτωση του Ηλιακού Θερμοσίφωνα”  Διεθνές Συνέδριο “Νέες τεχνολογίες στην εκπαίδευση και στην εκπαίδευση από απόσταση”, Ρέθυμνο 2001. Ιμβριώτη Δ., Πατρινόπουλος Μ., Καλκάνης Γ. Θ..
  • Θεωρώντας τις προσομοιώσεις των διαδικασιών του μικροκόσμου και το υλικό / λογισμικό διασύνδεσης του Η/Υ με πειραματικές διατάξεις, μέσω αισθητήρων και απτήρων, ως τις εφαρμογές εκείνες που κατά κύριο λόγο δικαιώνουν τη χρήση των ψηφιακών τεχνολογιών πληροφόρησης στην εκπαιδευτική διαδικασία των Φυσικών Επιστημών, σχεδιάσαμε / κατασκευάσαμε / συνδυάσαμε λογισμικό και υλικό για την υποστήριξη της μελέτης της Ροής Θερμότητας στο Δημοτικό Σχολείο. Η ροή θερμότητας σε όλες τις εκφάνσεις της (ακτινοβολία / αγωγή, μεταφορά) προσομοιάζεται και οπτικοποιείται στην οθόνη με αναπαράσταση της ανταλλαγής φωτονίων καθώς και των κινήσεων των μορίων του μικροκόσμου, ενώ συγχρόνως γίνονται  μετρήσεις της θερμοκρασίας από τον Η/Υ μέσω αισθητήρων.  Οι μετρήσεις λαμβάνονται από έναν πρότυπο ηλιακό θερμοσίφωνα ο οποίος (προτείνεται να) κατασκευάζεται από απλά υλικά και απλές διαδικασίες, σύμφωνα με τις εικονοσκοπημένες οδηγίες που παρέχονται.
  • Το εκπαιδευτικό πακέτο (σε ψηφιακή μορφή) έχει σχεδιασθεί με βάση την επιστημονική μέθοδο που, προσαρμοσμένη και δομημένη σε λίγα και απλά βήματα, χρησιμοποιείται και ως εκπαιδευτική μέθοδος (το ερευνητικά εξελισσόμενο εκπαιδευτικό μοντέλο). Παράλληλα προτρέπει και υποστηρίζει τη διαθεματική αντιμετώπιση και μελέτη, με ιστορικές, κοινωνικές, οικονομικές, τεχνολογικές, περιβαλλοντικές αναφορές. Το πακέτο περιλαμβάνει οδηγίες προς τον  εκπαιδευτικό και Φύλλα Εργασίας για τους μαθητές (βρίσκεται στη διαδικασία αξιολόγησής του σε πραγματικό περιβάλλον).
  • “Σχεδιασμός ανάπτυξη και (εφαρμογή) αξιολόγηση πρότυπου μεθοδολογικού και τεχνολογικού οδηγού με τη μορφή εκπαιδευτικού λογισμικού για την υποστήριξη και διάχυση, μέσω του διαδικτύου περιβαλλοντικών (προ)σχεδίων δραστηριοτήτων” Διεθνές Συνέδριο “Νέες τεχνολογίες στην εκπαίδευση και στην εκπαίδευση από απόσταση””, Ρέθυμνο 2001. Στράγκα Σ., Πατρινόπουλος Μ., Ιμβριώτη Δ., Δενδρινός Κ, Οικονόμου Α, Μιτζήθρας Κ, Νικολόπουλος Α., Δελλαπόρτας Δ., Καντζανός Μ., Φέγγου Ε., Δημόπουλος Β., Σωτηρόπουλος Δ., Τσαγκογέωργα Α. Φραγκή Δ., Παπατσίμπα Λ., Δημητριάδης Π., Καλκάνης Γ.Θ..
  • Η Περιβαλλοντική Εκπαίδευση (Π.E.), αποτελεί γνωσιακό αντικείμενο που δεν συμπεριλαμβάνεται στο αναλυτικό και ωρολόγιο πρόγραμμα της κατώτερης και μέσης τυπικής εκπαίδευσης, εφαρμόζεται – κυρίως – μέσω των βιωματικών δραστηριοτήτων ομάδων μαθητών. Διαπιστώνεται όμως στην πλειονότητα αυτών των δραστηριοτήτων ασάφεια ή και έλλειμμα μεθοδολογικής συνέπειας, ετεροβαρής διαθεματικότητα, ενώ είναι περιορισμένη και αποσπασματική η αξιοποίηση των σύγχρονων τεχνολογιών πληροφόρησης.
  • Με βάση αυτές τις επισημάνσεις σχεδιάσθηκε / δημιουργήθηκε / εφαρμόσθηκε και αξιολογήθηκε ένας πρότυπος οδηγός, με τη μορφή (προς συμπλήρωση) ηλεκτρονικών σελίδων / πινάκων / γραφημάτων στα πλαίσια εκπαιδευτικού λογισμικού για τη διαχείριση και διάχυση (μέσω του διαδικτύου) περιβαλλοντικών (προ-)σχεδίων δραστηριοτήτων. Εστιάζει στην παροχή ενός πλήρους μεθοδολογικού οδηγού, εξασφαλίζοντας τη διαθεματική αντιμετώπιση και τη συστημική προσέγγιση της (κάθε) περιβαλλοντικής κατάστασης / θέματος, απαιτώντας τη γνώση των εν χρήσει επιστημονικών μοντέλων που αφορούν τη λειτουργία του φυσικού περιβάλλοντος, παραπέμπει σε δραστηριότητες επί και περί του πεδίου, με παροχή δυνατότητας αποθήκευσης και παρουσίασης όλων των δραστηριοτήτων και των συμπερασμάτων, προτρέπει δε, στη γενίκευση των συμπερασμάτων / προτάσεων και σε άλλα περιβαλλοντικά θέματα. Χωρίς να αφαιρεί την επιθυμητή διαθεματική προσέγγιση των περιβαλλοντικών εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων, επιχειρεί την εξεύρεση ενός «κοινού» πλαισίου αναφοράς, ενός «κοινού» μεθοδολογικού εργαλείου και μιας «κοινής» γλώσσας επικοινωνίας. Ο προτεινόμενος πρότυπος μεθοδολογικός και τεχνολογικός οδηγός εφαρμόσθηκε και αξιολογήθηκε σε δύο ομάδες εκπαιδευτικών α΄βάθμιας και β΄βάθμιας εκπαίδευσης στην Σπάρτη (120) και στην Καλαμάτα (50) που ασκήθηκαν στη χρήση του και εργάσθηκαν επί του πεδίου σε αντίστοιχες περιοχές του Ταϋγέτου.
  • “Όργανα μέτρησης και Μεθοδολογία Λήψης Μετρήσεων κατά την διάρκεια Εκπαιδευτικών Περιβαλλοντικών Δραστηριοτήτων” Συνέδριο / Σεμινάριο / Εργαστήριο Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης, Σπάρτη 2000. Πατρινόπουλος Μ., Δημόπουλος Β..
  • “Σχεδίαση, Εφαρμογή και Ηλεκτρονική Καταγραφή / Διάχυση Εκπαιδευτικών Περιβαλλοντικών Προσχεδίων Δραστηριοτήτων από Εκπαιδευτικούς της Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης σε Συστήματα Ενεργειακού και Περιβαλλοντικού Ενδιαφέροντος”, 2o Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Εφαρμογής των Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Λευκωσία 2000. Στράγκα Σ, Σωτηράκου Μ, Παπατσίμπα Λ., Ιμβριώτη Δ, Πατρινόπουλος Μ, Δενδρινός Κ, Φεργαδιώτου I.
  • Δημιουργία και παρουσίαση περιβαλλοντικών εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων που σχεδιάστηκαν και εφαρμόστηκαν από πέντε ομάδες των πενήντα εκπαιδευτικών της πρωτοβάθμιας και της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης που επιμορφώθηκαν σε θέματα περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος: ενεργειακό ισοζύγιο και περιβαλλοντικές επιπτώσεις α/αγροικίας, β/σχολικού κτηρίου, γ/παραθαλάσιου ξενοδοχειακού συγκροτήματος, δ/ιχθυοτροφικών και κτηνοτροφικών μονάδων και ε/ παραδοσιακού οικισμού.
  • Οι καταγραφές αυτών των δραστηριοτήτων και δημοσιευμένες μέσω του διαδικτύου, είναι δυνατό να αποτελέσουν καταρχήν εκπαιδευτικούς οδηγούς, αλλά και πρότυπα συγκεκριμένων εφαρμογών. Παρέχουν επίσης ιδέες εμπλοκής των τεχνολογιών πληροφόρησης σε όλα τα στάδια της εκπαιδευτικής διαδικασίας αλλά και τρόπους εφαρμογής τους, αποτελούν, δε οι ίδιες παραδείγματα τέτοιων δραστηριοτήτων με αντιπροσωπευτικές της ελληνικής πραγματικότητας θεματικές, δίνοντας έναυσμα, μέθοδο, εργαλεία και πρακτικές είτε για την επανάληψή τους από άλλες περιβαλλοντικές ομάδες της τυπικής ή της άτυπης εκπαίδευσης, είτε για την σχεδίαση και εφαρμογή παρόμοιων δραστηριοτήτων.
  • “Σχεδίαση, Πραγματοποίηση και Εφαρμογή / Αξιολόγηση Περιβαλλοντικού Εκπαιδευτικού Υλικού και Λογισμικού για το Δημοτικό – Γυμνάσιο –  Λύκειο: Ατμο­σφαιρική Ρύπανση, Όξινη Βροχή, Φαινόμενο του Θερμοκηπίου”, 2o Πανελλήνιο Συ­νέδριο Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Εφαρμογής των Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Λευκωσία 2000. Τσάκωνας Π, Στράγκα Σ, Ιμβριώτη Δ, Πατρινόπουλος Μ, Οικονόμου Α, Δελλαπόρτας Δ, Μιτζήθρας Κ., Σταράκης Ι., Γιαννάκη Ζ., Σωτηράκου Μ..
  • Παρουσιάζεται το περιβαλλοντικό εκπαιδευτικό υλικό και το λογισμικό που σχεδιάσθηκε, πραγματοποιήθηκε και εφαρμόσθηκε / αξιολογήθηκε σε τρία επίπεδα για τους μαθητές α/του δημοτικού, β/ του γυμνασίου και γ/ του λυκείου, αντίστοιχα, και για τρεις θεματικές ενότητες / προβλήματα. Όσον αφορά το εκπαιδευτικό υλικό αποτελείται από απλά υλικά και διατάξεις πειραματισμού, που επιτρέπουν μετρήσεις φυσικών μεγεθών περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος, αλλά και τη διεκπεραίωση συνθετότερων πειραματικών διαδικασιών. Το εκπαιδευτικό λογισμικό, συνίσταται σε βάσεις δεδομένων καθώς και σε προσομοιώσεις των φυσικών φαινομένων και των ανθρωπογενών επιδράσεων σε αυτά. Οι προσομοιώσεις αναπαράγουν και οπτικοποιούν μικροσκοπικές, στοχαστικές φυσικές διαδικασίες οι οποίες δεν είναι δυνατόν να μελετηθούν στο εργαστήριο ή στη φύση με τη χρήση μεθόδων MONTE CARLO. Στις παρουσιαζόμενες εφαρμογές επιτυγχάνεται η σύνδεση του εκπαιδευτικού υλικού με το εκπαιδευτικό λογισμικό. Η λειτουργία τους προτείνεται να είναι παράλληλη και σύγχρονη όπου είναι δυνατό, ενοποιώντας την εργαστηριακή πρακτική με τη διδασκαλία της θεωρίας και χρησιμοποιώντας όπου απαιτείται, αισθητήρες και απτήρες για τη διασύνδεση του υπολογιστή με το περιβάλλον.
  • “Science Education by playing traditional ancient and modern greek games (as well) – Physics and Methodology”, 1ο Διεθνές Συνέδριο Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών, Λευκωσία 1999. Kalkanis G ,Tsakonas P, Patrinopoulos M, Dendrinos K, Fergadiotou Ι., Imvrioti D..
  • The scientific methodology (properly adopted) is widely used also as a didactic methodology.
  • The consisting steps of this methodology may be described, in a rough way, as:
  • trigger of research / trigger of teaching / trigger of students interest
  • making hypothesis / questioning the problem
  • experimentation
  • making theory / conclusions
  • continuous testing to confirm or defeat the theory / problem transfer in everyday phenomena
  • Following this methodol­ogy, the ingenious, imaginative and creative teacher (who has to trigger teaching / learning of a wide range of scientific topics) needs to extract triggering ideas from a great variation of sources
  • Furthermore, combining the need to trigger students’ interest with the need to carry on the didactic process in an enthusiastic and active environment, the teacher can not ignore the possibility of playing with toys, either in situ or in the laboratory
  • Mind-on work is gradually improved whenever is properly triggered and is enhanced by hand-on work and fun. That is true for young students, but not only for them (!)
  • There are many games / toys (especially in Greek tradition) from which teaching physics ideas and principles may benefit extensively.
  • We attempt, here to select such games / toys from the Greek (folk) tradition, noticing that our main interest is not a detailed study of the physics itself  but, rather, mainly the way the physics ideas and principles behind these games may be pointed out, extracted and used effectively in physics teaching / learning.
  • But let’s clarify first what we mean by games / toys.
  • In Greek antiquity activities which aimed at physical or mental exercise, at developing a certain degree of skillfulness and/or cleverness or, simply, at amusement  – personal or/and in groups –  were called παιχνίδια (the word has its origin to the verb παίζω = to play, which, in its turn, stems from the word παιδί = child).
  • “Εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες (και) με αφορμή την Περιβαλλοντική Εκπαίδευση  FIREES / ATHENS: Μια πρόταση / εφαρμογή μέσω του ΔιαΔικτύου Internet”, 1o Πανελλήνιο Συνέδριο Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Εφαρμογής των Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, Θεσσαλονίκη 1998. Καλκάνης Γ.Θ., Στράγκα Σ., Ιμβριώτη Δ., Σάββας Στ., Παρασκευόπουλος Διον., Πατρινόπουλος Ματθ., Γκικοπούλου Ουρ., Νανούρης Ι..
  • Η Περιβαλλοντική Εκπαίδευση, αν και αντικείμενο μη ενταγμένο στα αναλυτικά και ωρολόγια προγράμματα της α΄βάθμιας και της β΄θμιας  στη χώρα μας, αποτελεί ήδη ένα ιδιαίτερα δημοφιλές, διαθεματικό και δημιουργικό σύνολο δραστηριοτήτων και πρακτικών /projects, όμως  δεν έχει αποκτήσει δομημένο περιεχόμενο και η διαθεματική του αντιμετώπιση έχει ποικίλες προσεγγίσεις από τους διαφορετικής ειδικότητας εκπαιδευτικούς που ασχολούνται με αυτή, χωρίς να υπάρχει μια κοινή «γλώσσα» και στρατηγική, κινδυνεύει δε να απολέσει (αν την απέκτησε ποτέ) το βασικό της χαρακτήρα: τη διασύνδεση με την εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες. Οι φυσικές αρχές και διαδικασίες ( με την καταλυτική βέβαια πάντα, – καλή ή κακή – ανθρώπινη διαχείριση) πρέπει να αποτελούν την όποια αναφορά στην πρόβλεψη / αποτροπή / αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προβλημάτων. Αντίστροφα οι περιβαλλοντικές εκπαιδευτικές πρακτικές είναι δυνατόν να αποτελούν μια ελκυστική και ολοκληρωμένη προέκταση της θεωρητικής και εργαστηριακής εκπαιδευτικής διαδικασίας στις φυσικές επιστήμες.
  • Το δειγματικό  εκπαιδευτικό λογισμικό / εφαρμογή που παρουσιάζεται και προτείνεται είναι προσανατολισμένο (και) σε αυτούς τους στόχους, έχει  αναπτυχθεί στα πλαίσια του υπο-προγράμματος ATHENS και του ευρωπαϊκού προγράμματος FIREES (Formation Interdisciplinaire aux Relation Energie – Enviroment – Societe), αφορά τη χρήση / αξιοποίηση των νέων τεχνολογιών πληροφόρησης και ιδιαίτερα του διαδικτύου Internet, για τη συγκέντρωση / επιλογή / επεξεργασία / αποθήκευση / ανάσυρση και κυρίως διάχυση εκπαιδευτικής πληροφορίας σε θέματα Ενέργειας και Περιβάλλοντος (θεωρώντας ότι οι ενεργειακές μετατροπές συνιστούν τον κύριο επιβαρυντικό παράγοντα του περιβάλλοντος).
  • The Kyndalon or Xiliki in Greek Tradition as a Toy and an Experiment, its Construction, mode of Operation, Simulation, Physics and our Teaching Methodology”, ICPE and GIREP International Conference, Duisburg , Germany  1998. Tsakonas P., Imvrioti D., Patrinopoulos M., Kalkanis G..
  • The physics of the rigid body along with all the associated physical quantities, i.e. force, acceleration, moment of inertia, rotation, angular momentum etc., is presented through a very popular Greek traditional game, played even nowadays. The traditional Greek game named kyndalon (version), xiliki or tsiliki is used as a means of developing a relevant teaching methodology of this subject. This outdoors game is quite simple to construct (it takes only two pieces of wood), but requires a well established knowledge of physical phenomena, or the intuition of the experienced player which may readily be transformed into physical study through proper motivation.
  • Specifically the materials used to construct the pieces of the toy, as well as the way they are put together, are described (and shown…). Then a reference (and practice…) is made to the way this game was / is played (number of players, aim of the game etc.), giving emphasis on a number of variations under which lie several specific physical principles.
    A computer-based simulation / visualization program is also presented which enables the user to study the process of the game, to vary initial conditions, to measure physical quantities, to graph results etc. The user may also interactively play the game from the computer.