Διδακτική της αστροφυσικής στο λύκειο με χρήση προσομοιώσεων. Το λογισμικό Universe Sandbox²
Creators: name: Τσολάκης, Αθανάσιος Στέργιου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Διδακτική
Αστροφυσική
Προσομοιώσεις
Teaching
Astrophysics
Simulations

description: Σκοπός αυτής τη διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση μιας πρότασης για τη διδακτική της αστροφυσικής στο λύκειο με τη χρήση προσομοιώσεων. Αρχικά μελετήσαμε την Φύση της Επιστήμης, γνωστή στη βιβλιογραφία με την ορολογία Nature of Science (NOS), κυρίως όσον αφορά το ρόλο των μοντέλων και των προσομοιώσεων τόσο στην επιστημονική έρευνα όσο και στην εκπαίδευση. Μελετήσαμε το ρόλο των προσομοιώσεων στην εκπαίδευση και τα κριτήρια επιλογής του κατάλληλου μοντέλου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία χρησιμοποιήσαμε το λογισμικό Universe Sandbox², το οποίο είναι ένα λογισμικό προσομοιώσεων σε θέματα αστροφυσικής. Το Universe Sandbox² εμπεριέχει μια μεγάλη βιβλιοθήκη έτοιμων προσομοιώσεων, ωστόσο μας δίνει τη δυνατότητα να κατασκευάζουμε εμείς τις δικές μας προσομοιώσεις όπως ακριβώς θέλουμε ανάλογα με τους εκπαιδευτικούς στόχους της κάθε προσομοίωσης. Ενώ παρέχει και τη δυνατότητα επιρροής των παραμέτρων κατά τη διάρκεια εκτέλεσης της προσομοίωσης παρατηρώντας έτσι τις αλλαγές στο φαινόμενο που μελετάμε. Τέλος, σχηματίστηκε διδακτική ακολουθία ενδεικτικού υλικού που προτείνεται να διδαχθεί. Το υλικό έχει χωριστεί σε επιμέρους σενάρια όπου παρουσιάζονται τα προς μελέτη φαινόμενα. Στη δομή του κάθε σεναρίου εμφανίζεται το μοτίβο «θεωρία – μοντέλο/προσομοίωση – ερωτήσεις». Αρχικά παρουσιάζεται η θεωρία του φαινομένου, η οποία μπορεί να παρουσιάζεται είτε με χρήση διαφανειών είτε με τη χρήση του λογισμικού, στη συνέχεια η επεξήγηση του φαινομένου με τη χρήση προσομοιώσεων ενώ στο τέλος του κάθε σεναρίου υπάρχουν ερωτήσεις και θέματα προς συζήτηση για τη βαθύτερη κατανόηση του φαινομένου
description: The purpose of this thesis is to present a proposal for the teaching of astrophysics in high school using simulations. We first studied the Nature of Science on the role of models and simulations in both scientific research and education. We studied the role of simulations in education and the selection criteria for the appropriate model. In this thesis we used the Universe Sandbox² software, which is an astrophysics simulation software. Universe Sandbox² contains a large library of ready-made simulations, yet it enables us to construct our own simulations exactly as we want them in order to suit the educational objectives of each simulation. While it also enables the parameters to be altered during the run of the simulation, thereby observing the changes in the phenomenon we are studying. Finally, an instructional sequence of instructional material was proposed to be taught. The material is divided into individual scenarios where the phenomena to be studied are presented. The structure of each scenario shows the "theory - model / simulation - questions" motif. Firstly, the theory of the phenomenon is presented, which can be presented either using slides or software, then the explanation of the phenomenon using simulations, and at the end of each scenario there are questions and issues for deeper understanding phenomenon