Διδασκαλία των ρεαλιστικών μαθηματικών: διδακτική παρέμβαση με την αξιοποίηση των ΤΠΕ για την κατανόηση της πρόσθεσης στις πρώτες τάξεις του Δημοτικού

Abstract

This dissertation investigates to what extent the use of digital tools and Information and Communication Technologies (ICT) can enhance the understanding of basic numerical concepts, such as the structure of numbers up to 100 and their mental addition, in early primary students (specifically second grade). As part of this research, a special educational application for tablets was designed with activities aimed at developing numerical perception, sense and addition of numbers up to 100. The study is based on the principles of Realistic Mathematics Education (RME) and focuses on evaluating the effectiveness of this application. The study involved 189 students from public schools in Attica, who were divided into an experimental group, which was taught addition using an interactive mobile application designed specifically for this study, and a control group, which was taught the same subject using the traditional method. The evaluation was carried out before and after the teaching intervention and the analysis of the results took into account factors such as gender, native language, the existence of learning difficulties, the students' initial level and the characteristics of the test questions, such as the difficulty and the skill targeted by eachquestion. The results showed that the implementation contributed to a significant improvement in performance in addition and number management up to 100. Students in the experimental group had higher achievement levels and greater understanding of specific mathematical concepts compared to the control group, and particular progress was observed in students with low initial achievement and learning difficulties. In contrast, students' gender and mother tongue did not seem to significantly influence their improvement when learning with ICT. The results highlight the importance of integrating digital tools in mathematics education, offering research and teaching suggestions for improving mathematics teaching in primary schools.

Η παρούσα διατριβή διερευνά σε ποιο βαθμό η αξιοποίηση ψηφιακών εργαλείων και των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας (ΤΠΕ) μπορεί να ενισχύσει την κατανόηση βασικών αριθμητικών εννοιών, όπως τη δομή των αριθμών μέχρι το 100 και τη νοερή πρόσθεσή τους, σε μαθητές των πρώτων τάξεων του Δημοτικού με έμφαση στη Β Δημοτικού. Στο πλαίσιο της έρευνας σχεδιάστηκε ειδική εκπαιδευτική εφαρμογή για ταμπλέτες, με δραστηριότητες που είχαν στόχο την ανάπτυξη της αριθμητικής αντίληψης, της αίσθησης και της πρόσθεσης αριθμών μέχρι το 100. Η μελέτη βασίζεται στις αρχές τηςΡεαλιστικής Μαθηματικής Εκπαίδευσης και εστιάζει στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της εφαρμογής αυτής. Στη μελέτη συμμετείχαν 189 μαθητές και μαθήτριες από δημόσια σχολεία της Αττικής, οι οποίοι χωρίστηκαν σε πειραματική ομάδα, που διδάχθηκε την πρόσθεση με τη χρήση διαδραστικής εφαρμογής για κινητές συσκευές, σχεδιασμένης ειδικά για την παρούσα έρευνα, και σε ομάδα ελέγχου, που διδάχθηκε το ίδιο αντικείμενο με την παραδοσιακή μέθοδο. Η αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε πριν και μετά τη διδακτική παρέμβαση και κατά την ανάλυση των αποτελεσμάτων ελήφθησαν υπόψη παράγοντες όπως το φύλο, η μητρική γλώσσα, η ύπαρξη μαθησιακών δυσκολιών, το αρχικό επίπεδο των μαθητών και τα χαρακτηριστικά των ερωτήσεων του τεστ, όπως η δυσκολία και η δεξιότητα στην οποία στοχεύει η κάθε ερώτηση. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η εφαρμογή συνέβαλε στη σημαντική βελτίωση της επίδοσης στην πρόσθεση και στη διαχείριση αριθμών μέχρι το 100. Οι μαθητές της πειραματικής ομάδας σημείωσαν υψηλότερα ποσοστά επιτυχίας και μεγαλύτερη κατανόηση των συγκεκριμένων μαθηματικών εννοιών σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου, ενώ ιδιαίτερη πρόοδος παρατηρήθηκε σε μαθητές με χαμηλή αρχική επίδοση και μαθησιακές δυσκολίες. Αντίθετα, το φύλο και η μητρική γλώσσα των μαθητών δε φάνηκαν να επηρεάζουν σημαντικά τη βελτίωσή τους κατά την αξιοποίηση των ΤΠΕ. Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη σημασία της ενσωμάτωσης ψηφιακών εργαλείων στη μαθηματική εκπαίδευση, προσφέροντας ερευνητικές και διδακτικές προτάσεις για τη βελτίωση της διδασκαλίας των Μαθηματικών στο Δημοτικό Σχολείο.

In dieser Arbeit wird untersucht, inwieweit der Einsatz digitaler Werkzeuge und von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) das Verständnis grundlegender arithmetischer Konzepte, wie der Struktur von Zahlen bis 100 und ihrer mentalen Addition, bei Schülern der ersten Grundschulklassen mit Schwerpunkt auf der zweiten Klasse verbessern kann. Im Rahmen der Untersuchung wurde eine spezielle pädagogische Anwendung für Tablets entwickelt, deren Aktivitäten auf die Entwicklung der numerischen Wahrnehmung, des Zahlensinns und der Addition von Zahlen bis 100 abzielen. Die Studie basiert auf den Grundsätzen der Realistic Mathematics Education (RME) und konzentriert sich auf die Bewertung der Wirksamkeit dieser Anwendung. An der Studie nahmen 189 Schülerinnen und Schüler öffentlicher Schulen in Attika teil, die in eine Versuchsgruppe, die in Addition mittels einer speziell für diese Studie entwickelten interaktiven mobilen Anwendung unterrichtet wurde, und eine Kontrollgruppe, die dasselbe Thema auf traditionelle Weise lernte, eingeteilt wurden. Die Bewertung wurde vor und nach der Intervention durchgeführt und die Analyse der Ergebnisse berücksichtigte Faktoren wie Geschlecht, Muttersprache, das Vorhandensein von Lernschwierigkeiten, das Ausgangsniveau der Schüler und die Merkmale der Testfragen, wie den Schwierigkeitsgrad und die Fähigkeit, auf die jede Frage abzielt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Anwendung zu einer signifikanten Verbesserung der Leistung beim Addieren und im Umgang mit Zahlen bis 100 beitrug. Die Schüler der Versuchsgruppe hatten im Vergleich zur Kontrollgruppe höhere Erfolgsquoten und ein besseres Verständnis für bestimmte mathematische Konzepte, während besondere Fortschritte bei Schülern mit geringen Ausgangsleistungen und Lernschwierigkeiten zu beobachten waren. Im Gegensatz dazu schienen das Geschlecht und die Muttersprache der Schülerinnen und Schüler keinen signifikanten Einfluss auf ihre Fortschritte bei der IKT-Nutzung zu haben. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Integration digitaler Werkzeuge in den Mathematikunterricht und bieten Forschungs- und didaktische Vorschläge zur Verbesserung des Mathematikunterrichts in der Grundschule.