Εισαγωγή Τεχνολογιών Τεχνητής Νοημοσύνης σε Πειραματική Διαδικασία στις Φυσικές Επιστήμες σε Μελλοντικούς Εκπαιδευτικούς Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης

PDF
Δημοσιευμένα: Απρ 17, 2026
DOI: https://doi.org/10.12681/codiste.9787
Λέξεις-κλειδιά:
διδασκαλία φυσικών επιστημών μελλοντικοί εκπαιδευτικοί παραγωγική τεχνητή νοημοσύνη φαινόμενα ηλεκτρισμού ChatGPT
Νικόλαος Παπακωνσταντίνου
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας
https://orcid.org/0009-0006-0266-0098
Δημήτρης Ι. Σωτηρόπουλος
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας
https://orcid.org/0000-0001-7367-5760
Μιχαήλ Καλογιαννάκης
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας
https://orcid.org/0000-0002-9124-2245
Περίληψη

Η παρούσα μελέτη διερευνά τις επιδράσεις της ενσωμάτωσης εργαλείων παραγωγικής τεχνητής νοημοσύνης (GenAI), στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών σε φοιτητές/τριες παιδαγωγικών τμημάτων, με εστίαση στην κατανόηση βασικών εννοιών του ηλεκτρισμού. Αξιοποιείται πειραματικός σχεδιασμός με ομάδα ελέγχου και πειραματική ομάδα, όπου η τελευταία χρησιμοποιεί την παραγωγική ΤΝ ως υποστηρικτικό εργαλείο κατά την εκτέλεση εργαστηριακών δραστηριοτήτων. Η Διδακτική Μαθησιακή Ακολουθία (ΔΜΑ) που θα αναπτυχθεί με βάση τις αρχές του κονστρουκτιβισμού, θα δίνει έμφαση στην ενεργή εμπλοκή, τη συνεργασία και την εννοιολογική κατανόηση μέσω διαλογικής αλληλεπίδρασης με την εφαρμογή GenAI. Η συλλογή δεδομένων θα πραγματοποιηθεί με το τεστ κατανόησης βασικών εννοιών του ηλεκτρισμού DIRECT και το προσαρμοσμένο S-STEM για τις στάσεις και τις αντιλήψεις των φοιτητών/τριών. Τα προσδοκώμενα αποτελέσματα περιλαμβάνουν θετική στάση απέναντι στη χρήση της GenAI, καλύτερη επίδοση στην κατανόηση σύνθετων εννοιών του ηλεκτρισμού της πειραματικής ομάδας, αυξημένο ενδιαφέρον για τις φυσικές επιστήμες, καθώς και επιφυλάξεις σχετικά με την πιθανότητα γνωστικής εξάρτησης από το εργαλείο. Η μελέτη επιδιώκει να συμβάλει στην ερευνητική συζήτηση για την παιδαγωγικά ορθή ενσωμάτωση της τεχνητής νοημοσύνης στην διδασκαλία των φυσικών επιστημών.

Λεπτομέρειες άρθρου
  • Ενότητα
  • Προφορικές Ανακοινώσεις
Λήψεις
Τα δεδομένα λήψης δεν είναι ακόμη διαθέσιμα.
Αναφορές
Ανδρεδάκης, Κ., & Καλογιαννάκης, Μ. (2022). Οι αντιλήψεις των εκπαιδευτικών πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης για τις ταμπλέτες και η πρόθεση ενσωμάτωσης της χρήσης τους στα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών. Ανοικτή Εκπαίδευση – The Journal for Open and Distance Education and Educational Technology, 18(1), 56–77. https://doi.org/10.12681/jode.27899
Ausat, A. M. A., Massang, B., Effendi, M., Nofirman, N., & Riady, Y. (2023). Can ChatGPT replace the role of the teacher in the classroom: A fundamental analysis. Journal on Education, 5(4), 16100–16106. https://doi.org/10.31004/joe.v5i4.2581
Bubeck, S., Chandrasekaran, V., Eldan, R., Gehrke, J., Horvitz, E., Kamar, E., Lee, P., Lee, Y. T., Li, Y., Lundberg, S., Nori, H., Palangi, H., Ribeiro, M. T., & Zhang, Y. (2023). Sparks of artificial general intelligence: Early experiments with GPT-4. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.12712
Candrasari, R., Makulua, J., Noviasmy, Y., Makulua, K., & Siminto, S. (2024). GPT Chat: Useful or not in supporting learning in higher education. International Journal of Language and Ubiquitous Learning, 2(2). https://doi.org/10.70177/ijlul.v2i2.963
Chinonso, O. E., Theresa, A. M.-E., & Aduke, T. C. (2023). ChatGPT for Teaching, Learning and Research: Prospects and Challenges. Global Academic Journal of Humanities and Social Sciences, 5(02), 33–40. https://doi.org/10.36348/gajhss.2023.v05i02.001
Collie, R. J., & Martin, A. J. (2025). Teachers’ early uptake of genAI in teaching and learning: Important Questions and Answers. Technology, Mind, and Behavior, 28, 93. https://doi.org/10.1007/s11218-025-10052-6
Delgado, A. J., Wardlow, L., McKnight, K., & O’Malley, K. (2015). Educational technology: A review of the integration, resources, and effectiveness of technology in K‑12 classrooms. Journal of Information Technology Education: Research, 14, 397–416. https://doi.org/10.28945/2298
Engelhardt, P. V., & Beichner, R. J. (2004). Students' understanding of direct-current resistive electrical circuits. American Journal of Physics, 72(1), 98–115. https://doi.org/10.1119/1.1614812
European Union. (2024). Regulation (EU) 2024/1689 of the European Parliament and of the Council of 13 June 2024 laying down harmonised rules on artificial intelligence (Official Journal of the EU, L 2024/1689, 12.07.2024). https://data.europa.eu/eli/reg/2024/1689/oj
Faber, M., Unfried, A., & Wiebe, E. (2013). Student attitudes toward STEM: The development of upper elementary and middle/high school student surveys. Proceedings of the 120th ASEE Annual Conference & Exposition. https://peer.asee.org/22462
Fan, Y., Tang, L., Le, H., Shen, K., Tan, S., Zhao, Y., She, Y., Li, X., Gašević, D. (2024). Beware of metacognitive laziness: Effects of generative artificial intelligence on learning motivation, processes, and performance. British Journal of Educational Technology, 56(2), 489-530. https://doi.org/10.1111/bjet.13544
Fosnot, C. T. (Επιμ.). (1996). Constructivism: Theory, perspectives, and practice. Teachers College Press. ISBN: 9780807734656
Grammatikos, G., Kasotaki, E., & Tzimopoulos, N. (2025). AI-powered learning companion for adaptive and personalized STEM education. Journal of Science Education and Technology, 34, 170–185. https://doi.org/10.1007/s10956-024-10179-9
Huang, J., Saleh, S., & Liu, Y. (2021). A review on artificial intelligence in education. Academic Journal of Interdisciplinary Studies, 10(3), 206–217. https://doi.org/10.36941/AJIS-2021-0077
İpek, Z. H., Gözüm, A. İ. C., Papadakis, S., & Kalogiannakis, M. (2023). Educational applications of the ChatGPT AI system: A systematic review research. Educational Process: International Journal, 12(3), 26–55. https://doi.org/10.22521/edupij.2023.123.2
Kent, C., & du Boulay, B. (2022). AI for Learning. CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003194545
Kotsis, K. T. (2024). ChatGPT in teaching physics hands-on experiments in primary school. European Journal of Education Studies, 11(10). https://doi.org/10.46827/ejes.v11i10.5549
Lee, G.-G., & Zhai, X. (2024). Using ChatGPT for science learning: A study on pre-service teachers’ lesson planning. IEEE Transactions on Learning Technologies, 17, 1683-1700. https://doi.org/10.1109/TLT.2024.3401457
Lin, C.-J., Lee, H.-Y., Wang, W.-S., Huang, Y.-M., & Wu, T.-T. (2025). Enhancing reflective thinking in STEM education through experiential learning: The role of generative AI as a learning aid. Education and Information Technologies, 30, 6315–6337. https://doi.org/10.1007/s10639-024-13072-5
Luckin, R., & Cukurova, M. (2019). Designing educational technologies in the age of AI: A learning sciences‐driven approach. British Journal of Educational Technology, 50(6), 2824-2838. https://doi.org/10.1111/bjet.12861
Montenegro-Rueda, M., Fernández-Cerero, J., Fernández-Batanero, J. M., & López-Meneses, E. (2023). Impact of the implementation of ChatGPT in education: A systematic review. Computers, 12(8). Multidisciplinary Digital Publishing Institute. https://doi.org/10.3390/computers12080153
Nguyen, A., Kremantzis, M. D., Essien, A. E., Petrounias, I., & Hosseini, S. (2024). Enhancing student engagement through artificial intelligence: Understanding the basics, opportunities, challenges. Journal of University Teaching & Learning Practice, 21(6). https://doi.org/10.53761/caraaq92
Niloy, A. C., Ghosh, M., Alghowinem, S., Shirmohammadi, S., & Mirsamadi, S. (2024). Can generative AI be an effective co-teacher? An experiment. Education and Information Technologies, 29, 5561–5585. https://doi.org/10.1007/s10639-024-12191-3
Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD). (2023). OECD Digital Education Outlook 2023: Towards an effective digital education ecosystem. OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/c74f03de-en
Psillos, D., & Kariotoglou, P. (2016α). Theoretical issues related to designing and developing teaching-learning sequences. Στο D. Psillos, P. Kariotoglou (Επιμ.) Iterative Design of Teaching-Learning Sequences: Introducing the Science of Materials in European Schools, σ. 11–34. Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7808-5_2
Psillos, D., & Kariotoglou, P. (2016β). Iterative design of teaching–learning sequences: Introducing the science of materials in European schools. Στο: D. Psillos & P. Kariotoglou (Επιμ.), Iterative Design of Teaching–Learning Sequences. Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7808-5_1
Rahman, M. M., & Watanobe, Y. (2023). ChatGPT for education and research: Opportunities, threats, and strategies. Applied Sciences (Switzerland), 13(9). https://doi.org/10.3390/app13095783
Rasul, T., Nair, S., Kalendra, D., Robin, M., Santini, F. de O., Ladeira, W. J., Sun, M., Day, I., Rather, R. A., & Heathcote, L. (2023). The role of ChatGPT in higher education. Journal of Applied Learning and Teaching, 6(1), 41–56. https://doi.org/10.37074/jalt.2023.6.1.29
Tirol, S. L. (2022). Spiral progression approach in the K to 12 science curriculum: A literature review. International Journal of Education, 10(4), 29–45. https://doi.org/10.5121/ije.2022.10403
Uğraş, H., Uğraş, M., Papadakis, S., & Kalogiannakis, M. (2024). ChatGPT-Supported Education in Primary Schools: The Potential of ChatGPT for Sustainable Practices. Sustainability, 16(22), 9855. https://doi.org/10.3390/su16229855
United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO). (2024). Guidance for generative AI in education and research. UNESCO. https://www.unesco.org/en/articles/guidance-generative-ai-education-and-research
Wu, J., Wang, J., Lei, S., Wu, F., & Gao, X. (2025). The impact of metacognitive scaffolding on deep learning in a GenAI-supported learning environment. Interactive Learning Environments, 33(9). https://doi.org/10.1080/10494820.2025.2479162