Η διδασκαλία και μάθηση των θετικών επιστημών με τη βοήθεια του υπολογιστή

Η χρήση των Η/Υ στην εκπαίδευση ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του 1970 και πέρασε από τρεις μεγάλες φάσεις: τη μάθηση από τους υπολογιστές (Computer Assisted Instruction – CAI), τη μάθηση σχετικά με τους υπολογιστές (εναλφαβητισμός στους Η/Υ) και τη χρήση του Η/Υ ως νοητικού ή γνωστικού εργαλείου (mindtool or cognitive tool). Ο κλάδος της Υπολογιστικής Φυσικής/Υπολογιστικής Επιστήμης (Computational Physics / Computational Science) άρχισε να αναπτύσσεται από τη δεκαετία του 1940. Σύμφωνα με τη μεθοδολογία του υπολογιστικού πειράματος (computational experiment) το μοντέλο, η προσομοίωση και το υπολογιστικό πείραμα καταλαμβάνουν τη θέση του “κλασικού” πειράματος. Το μοντέλο της χρήσης του Η/Υ ως γνωστικού εργαλείου και η μεθοδολογία του υπολογιστικού πειράματος βρίσκονται σε συμφωνία με τις πλέον σύγχρονες απόψεις στον χώρο της Διδακτικής των Θετικών Επιστημών, της μάθησης μέσω ανακάλυψης/διερεύνησης (Discovery Learning / Inquiry Based Learning) και της θεωρίας κατασκευής της γνώσης (Constructivism). Στο βιβλίο αυτό παρουσιάζονται και αναλύονται: α) Οι γνωστότερες θεωρίες μάθησης και οι κυριότερες μέθοδοι, τα μοντέλα διδασκαλίας και οι διδακτικές προσεγγίσεις που συνδέονται με κάθε μία από αυτές, β) Τα γνωστότερα μοντέλα μάθησης και διδασκαλίας με τη χρήση υπολογιστή, γ) Οι βασικότερες έννοιες και μέθοδοι της μοντελοποίησης, της προσομοίωσης και η μεθοδολογία του υπολογιστικού πειράματος, δ) Η δομή, η σύνταξη και οι βασικές εντολές του Mathematica και παραδείγματα για τη διδασκαλία και μάθηση θεμάτων από τις θετικές Επιστήμες, ε) Διδακτικές εφαρμογές της ανακαλυπτικής/διερευνητικής μάθησης μέσω του υπολογιστικού πειράματος, με την ανάπτυξη και υλοποίηση ηλεκτρονικών φύλλων εργασίας στο Μathematica. στ) Η δομή της γλώσσας προγραμματισμού JAVA και παραδείγματα της χρήσης της στη διδασκαλία και μάθηση των Θετικών Επιστημών, ζ) Διδακτικές εφαρμογές για τη διδασκαλία και μάθηση θεμάτων από τις Θετικές Επιστήμες μέσω της μεθοδολογίας του υπολογιστικού πειράματος.