Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην αξιοποίηση των
Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (Τ.Π.Ε.) στη μαθηματική εκπαίδευση,
με ιδιαίτερη έμφαση στο λογισμικό Mathematica. Η έρευνα διαρθρώνεται σε τρεις
βασικούς άξονες: τη θεωρητική προσέγγιση του λογισμικού όπως και άλλων
μαθηματικών λογισμικών πακέτων, την πρακτική εφαρμογή του Mathematica στη
διδασκαλία και την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητάς του.
Στο πρώτο μέρος καταγράφεται η ιστορική εξέλιξη των Τ.Π.Ε. στην εκπαίδευση,
παρουσιάζονται συγκεκριμένα μαθηματικά λογισμικά ευρείας χρήσης, ενώ
αναλύεται ενδελεχώς το λογισμικό Wolfram Mathematica, η ιστορική του
αναδρομή, οι βασικές του λειτουργίες και εντολές καθώς και οι δυνατότητές του. Το
δεύτερο μέρος περιλαμβάνει τον σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την παράδοση 14
μαθημάτων για την Άλγεβρα και τα Μαθηματικά της Α' και Β' Λυκείου,
αξιοποιώντας τις δυνατότητες του λογισμικού. Τα μαθήματα δημιουργήθηκαν με
στόχο τη διερεύνηση του βαθμού διεισδυτικότητας του λογισμικού Mathematica
στην ύλη και τις μεθοδολογίες της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, δεδομένου ότι
πρόκειται για μαθηματικό πακέτο με ευρεία ερευνητική και πανεπιστημιακή
χρησιμότητα.
Η ερευνητική διάσταση της εργασίας συμπληρώνεται με τη διεξαγωγή στατιστικής
έρευνας μέσω τριών ξεχωριστών ερωτηματολογίων σε μαθητές και
εκπαιδευτικούς. Τα ερωτηματολόγια διερεύνησαν τόσο την προϋπάρχουσα γνώση
και χρήση του Mathematica όσο και την αποτίμηση των στάσεων μετά το πέρας των
μαθημάτων που σχεδιάστηκαν και παρουσιάστηκαν.
Τα ευρήματα της έρευνας κατέδειξαν περιορισμένη αρχική εξοικείωση με το
λογισμικό τόσο από τους μαθητές όσο και από τους εκπαιδευτικούς. Ωστόσο, μετά
την εφαρμογή των παραδόσεων, καταγράφηκε σημαντικά θετική ανταπόκριση
από τους συμμετέχοντες μαθητές. Η έρευνα υποδεικνύει ότι η ενσωμάτωση του
Mathematica στη διδακτική πράξη μπορεί να συμβάλει θετικά στην οπτικοποίηση
και ευκολότερη κατανόηση μαθηματικών εννοιών, στην επίλυση απαιτητικών
ασκήσεων, αλλά και στον σχεδιασμό σύνθετων γεωμετρικών σχημάτων και στη
γενικότερη ενίσχυση του ενδιαφέροντος για το μάθημα.
Η εργασία καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η αξιοποίηση εξειδικευμένων λογισμικών
όπως το Mathematica μπορεί να αποτελέσει σημαντικό εργαλείο για τον
εκσυγχρονισμό της μαθηματικής εκπαίδευσης, την αύξηση της ελκυστικότητας του
μαθήματος και την ενίσχυση της συμμετοχής και της συνεργασίας των μαθητών.

This thesis focuses on the use of Information and Communication Technologies (ICT)
in mathematics education, with particular emphasis on the Mathematica software. The
research is structured around three main axes: the theoretical approach to the
software as well as other mathematical software packages, the practical application
of Mathematica in teaching, and the evaluation of its effectiveness.
The first part gives the historical development of ICT in education, presents specific
mathematical software in wide use, while the Wolfram Mathematica software, its
historical background, its basic functions and commands and its capabilities are
thoroughly analyzed. The second part includes the design, development and delivery
of 14 courses for Algebra and Mathematics of the 1st and 2nd High Schools, utilizing
the capabilities of the software. The courses were created with the aim of investigating
the degree of penetration of the Mathematica software in the material and
methodologies of secondary education, given that it is a mathematical package with
broad research and university utility.
The research dimension of the work is complemented by conducting statistical
research through three separate questionnaires to students and teachers. The
questionnaires investigated both the pre-existing knowledge and use of Mathematica
and the assessment of attitudes after the completion of the courses that were
designed and presented.
The findings of the research demonstrated limited initial familiarity with the software
by both students and teachers. However, after the implementation of the lectures, a
significantly positive response was recorded from the participating students. The
research indicates that the integration of Mathematica into teaching practice can
contribute positively to the visualization and easier understanding of mathematical
concepts, to the solution of demanding exercises, but also to the design of complex
geometric shapes and to the general enhancement of interest in the subject.
The paper concludes that the use of specialized software such as Mathematica can be
an important tool for the modernization of mathematical education, increasing the
attractiveness of the subject and enhancing student participation and collaboration.