Evangelia A. Pavlatou

Μ.-Α. Γάτου, Ε.Α. Παυλάτου

12o Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2019), 29-31 Μαϊου, Αθήνα (πόστερ)

Ο υδράργυρος αποτελεί φυσικό ρυπαντή των κοιτασμάτων πετρελαίου. Η χημική φύση του υδραργύρου στα κοιτάσματα αυτά παρουσιάζει ενδιαφέρον για ποικίλους λόγους, καθώς η παρουσία του στο πετρέλαιο επηρεάζει την ακεραιότητα του εξοπλισμού των βιομηχανιών πετρελαίου, την ποιότητα του τελικού προϊόντος, καθώς και την υγεία και την ασφάλεια των εργαζομένων. Με αφορμή τα ανωτέρω, η παρούσα μελέτη αξιολογεί την καταλληλότητα ειδικών φίλτρων βασισμένων σε φυσικά υλικά, όπως ο ζεόλιθος, ως προσροφητικών ουσιών υδραργύρου από απόβλητα της διαδικασίας καθαρισμού του αργού πετρελαίου. Τα εξεταζόμενα υλικά ήταν φυσικός ζεόλιθος (κλινοπτιλόλιθος), ζεόλιθος τροποποιημένος με άργυρο και ένα εμπορικά διαθέσιμο προϊόν, που χρησιμοποιείται στις πλατφόρμες εξόρυξης πετρελαίου της Βόρειας Θάλασσας. Τα πειράματα προσρόφησης υδραργύρου διεξήχθησαν υπό σταθερές συνθήκες με αρχική συγκέντρωση Hg της τάξης των 30±1 mg.dm^-3, προσομοιάζοντας τη μέγιστη συγκέντρωση υδραργύρου, που μπορεί να εντοπιστεί στα απόβλητα καθαρισμού του αργού πετρελαίου. Στην περίπτωση του εμπορικά διαθέσιμου προϊόντος και του τροποποιημένου με άργυρο ζεόλιθου, η αποτελεσματικότητα της προσρόφησης επιτεύχθηκε σε βαθμό μεγαλύτερο του 90%. Για την ορυκτολογική ανάλυση των δοκιμαζόμενων υλικών χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της περίθλασης ακτίνων Χ (XRD), ενώ η μορφολογία των κόκκων των εξεταζόμενων υλικών διερευνήθηκε χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM/EDAX). Επιπλέον, η χημική σύσταση προσδιορίστηκε με φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ (XRF), ενώ η ειδική επιφάνεια προσδιορίστηκε με βάση τη μέθοδο ΒΕΤ. Τέλος, όλα τα παραγόμενα διαλύματα (που περιέχουν ιόντα υδραργύρου) αναλύθηκαν με φασµατοµετρία µάζας επαγωγικώς συζευγμένου πλάσµατος (ICP-MS).

Ν. Χρονοπούλου, Δ. Βόζιος, Π. Σχοινάς, Ε.A. Παυλάτου

11ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2017), 25-27 Μαΐου, Θεσσαλονίκη (πόστερ)

Ν. Παπαδημητρόπουλος, Α. Μετάνοιας, Π. Βαμβακά, Γ. Πασχαλίδης, Π. Κοτσίκης, Μ. Κριτσινιώτη, Ε. Ροδίτη, Α. Βώττα, Γ. Παπαγεωργίου, Ε. Μούκα, Ε. Γκίκα, Α. Νέζης, Δ. Γαβριήλ, Β. Μπέσης, Ε. Κροντηράς, Κ. Διλές, Ε.A. Παυλάτου

«Ψηφιακό Εκπαιδευτικό Υλικό και Ηλεκτρονική Μάθηση 2.0» (2016), 26-27 Μαρτίου, Κόρινθος (ομιλία)

Ορισμένες έρευνες έχουν δείξει μικρά οφέλη από την εφαρμογή των ΤΠΕ η οποία αποδίδεται στο γεγονός ότι τα πλεονεκτήματα που απορρέουν από τη χρήση τους ανταγωνίζονται τα μειονεκτήματα από τον παραγκωνισμό άλλων αποτελεσματικών παραδοσιακών πρακτικών. Μάλιστα, όταν παραγνωρίζονται οι γνωστικοί περιορισμοί των μαθητών και οι βασικές αρχές σχεδίασης πολυμέσων τα αποτελέσματα μπορεί να είναι ακόμα και αρνητικά. Μια παραδοσιακή πρακτική στο μάθημα της Χημείας είναι και η εργαστηριακή διδασκαλία. Δυστυχώς υπάρχουν αρκετοί λόγοι που απομακρύνουν τον εκπαιδευτικό από το εργαστήριο όπως για παράδειγμα η έλλειψη χρόνου και υλικοτεχνικής υποδομής. Αυτό είναι ιδιαίτερα ανησυχητικό καθώς οι δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι μαθητές στη Χημεία αποδίδονται και στην έλλειψη εργαστηριακής άσκησης. Οι Έλληνες εκπαιδευτικοί είτε εκτελούν πειράματα επίδειξης είτε δεν πραγματοποιούν καθόλου. Τα εικονικά εργαστήρια προσφέρουν μια εναλλακτική λύση όπου προσομοιώνουν το περιβάλλον ενός πραγματικού εργαστηρίου. Αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέσα στο εργαστήριο της πληροφορικής είτε σε αίθουσα που είναι εξοπλισμένη με διαδραστικό πίνακα (ΔΠ). Καθώς τα Γυμνάσια της Ελλάδας έχουν εξοπλιστεί σε ποσοστό 60% με ΔΠ, αποτελεί ένα πρόσφορο μέσο για την πραγματοποίηση ενός εικονικού πειράματος. Στην εργασία αυτή κατασκευάστηκε μια ψηφιακή εφαρμογή (ΨΕ) που ενσωματώνει εικονικά εργαστήρια καθώς και άλλα ψηφιακά αντικείμενα για τη διδακτική ενότητα «Οξέα-βάσεις» της Γ τάξης Γυμνασίου. Στη συνέχεια μελετήθηκε αν η συγκεκριμένη ΨΕ χρησιμοποιούμενη για τη διδασκαλία μέσω ΔΠ έχει τουλάχιστον την ίδια επίδραση στην επίδοση των μαθητών με τη διδασκαλία μέσω πειραμάτων επίδειξης και χρήσης του παραδοσιακού πίνακα. Στην έρευνα αυτή συμμετείχαν 7 εκπαιδευτικοί σε ισάριθμα σχολεία και συμμετείχαν συνολικά 280 μαθητές. Κάθε εκπαιδευτικός έκανε μάθημα σε ένα τμήμα (ΠΟ) χρησιμοποιώντας την ΨΕ και σε ένα άλλο τμήμα (ΟΕ) μέσω εργαστηρίων επίδειξης και παραδοσιακού πίνακα. Η σύγκριση της επίδοσης των μαθητών των δύο τμημάτων πραγματοποιήθηκε μέσω τεστ κλειστού τύπου. Από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων αναδείχθηκε ότι σε ορισμένα σχολεία οι μαθητές της ΠΟ είχαν υψηλότερη επίδοση από την ΟΕ, ενώ σε άλλα δεν υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Συνεπώς, η διδασκαλία με τη χρήση της ΨΕ μέσω του ΔΠ μπορεί να έχει τουλάχιστον την ίδια επίδραση στην επίδοση των μαθητών με αυτή που έχει το εργαστήριο επίδειξης και ο παραδοσιακός πίνακας.

Μ. Δοκοπούλου, Ε.Α. Παυλάτου

3ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Η Βιολογία στην Εκπαίδευση» (2015), 13-15 Νοεμβρίου, Κατερίνη (ομιλία)

Η ραγδαία ανάπτυξη των Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) προσφέρει μια πληθώρα εργαλείων και τεχνικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη διδακτική πρακτική. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζονται μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία περιέχουν βιντεοσκοπημένα σχολικά πειράματα Βιολογίας που δημιουργήθηκαν για τον εμπλουτισμό των σχολκών βιβλίων Βιολογίας της Β' Λυκείου. Οι πολυμεσικές εφαρμογές στις οποίες έχουν ενσωματωθεί τα εν λόγω πειράματα έχουν αναρτηθεί στην ιστοσελίδα «Ψηφιακό Σχολείο» και στο επίσημο αποθετήριο εκπαιδευτικού υλικού του Υπουργείου Παιδείας «Φωτόδεντρο». Οι εφαρμογές στις οποίες έχουν ενσωματωθεί τα βιντεοσκοπημένα πειράματα περιέχουν κείμενα, εικόνες και διαδραστικού τύπου ερωτήσεις, διευκολύνοντας έτσι τόσο την θεωρητική όσο και την πρακτική εμβάθυνση στις έννοιες. Επιπλέον επιτρέπουν στους διδάσκοντες να διαχειριστούν καλύτερα τον διδακτικό χρόνο και να αντιμετωπίσουν τις ελλείψεις σε εργαστηριακό εξοπλισμό. Οι μαθητές επίσης διαθέτουν περισσότερο χρόνο ώστε να σκεφτούν, να συζητήσουν και να αφομοιώσουν τελικά τα υπό μελέτη φαινόμενα.

Μ Δοκοπούλου, Ε.Α. Παυλάτου

10ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2015), 04-06 Ιουνίου, Πάτρα (ομιλία)

Στη διδακτική των Φυσικών Επιστημών οι ψηφιακές αφηγήσεις ιστοριών, συνήθως, χρησιμοποιούνται ως δυναμικά εργαλεία μάθησης για την περιγραφή φαινομένων, διαδικασιών και επιστημονικών ανακαλύψεων ή για να γίνει περισσότερο κατανοητή μια αφηρημένη έννοια. Όμως, παρά την όλο και πιο εκτεταμένη χρήση της συγκεκριμένης τεχνικής, δεν έχει δοθεί μέχρι τώρα ιδιαίτερη έμφαση στο θεωρητικό πλαίσιο εφαρμογής της στην σχολική τάξη, με αποτέλεσμα ο εκπαιδευτικός της ρόλος να παραμένει ασαφής. Για τον λόγο αυτό στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας η ψηφιακή αφήγηση αξιοποιήθηκε στο μάθημα της Βιολογίας Γ΄ Γυμνασίου, με στόχο να διερευνηθούν οι παιδαγωγικές της διαστάσεις. Τα ποιοτικά ερευνητικά δεδομένα συγκεντρώθηκαν με παρατήρηση και με αξιολόγηση των παραγόμενων αφηγήσεων των μαθητών και διερευνήθηκε ο βαθμός επίτευξης των γνωστικών στόχων, η ενίσχυση του ενδιαφέροντος και της εμπλοκής των μαθητών, καθώς και ο τρόπος επικοινωνίας τους στην ομάδα για την παραγωγή του τελικού ψηφιακού προϊόντος. Τα συμπεράσματα που θα παρουσιαστούν από την έρευνα αυτή μπορούν να αξιοποιηθούν για την παραγωγή πολυμεσικών εφαρμογών στις οποίες θα περιλαμβάνονται τεχνικές ψηφιακής αφήγησης, καθώς και για την ενσωμάτωση τέτοιων αφηγήσεων σε εκπαιδευτικά σενάρια. Επίσης, θα παρουσιαστούν και σχετικές διδακτικές προτάσεις με ενσωμάτωση ψηφιακών αφηγήσεων για την τριτοβάθμια εκπαίδευση στις αντίστοιχες θεματικές ενότητες που αναπτύσσονται σύμφωνα με το Πρόγραμμα Σπουδών των Τμημάτων Χημικών Μηχανικών.

Ν. Λυμπέρη, Σ. Σπανού, Ε.Α. Παυλάτου

10ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2015), 04-06 Ιουνίου, Πάτρα (πόστερ)

Από τις πιο ευέλικτες και πολλά υποσχόμενες μήτρες (patterns) για την παραγωγή μονοδιάστατων νανοδομών (π.χ. νανοσύρματα, νανοσωλήνες) είναι οι μεμβράνες (templates) ανοδιωμένου οξειδίου του αλουμινίου (Al₂O₃) μέσω της μεθόδου της ανοδίωσης σε όξινους ηλεκτρολύτες. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν δύο ηλεκτρολύτες, θειικό και οξαλικό οξύ (H₂SO₄/H₂C₂O₄) 0.3 M, σε pH<1 και σε θερμοκρασίες που κυμάνθηκαν από 5 έως 15°C. Η ανοδίωση έγινε ποτενσιοστατικά, αφού πρώτα το αλουμίνιο υπέστη προκατεργασία στίλβωσης (pre-treatment) σε υπερχλωρικό οξύ (HClO₄), προς διάλυση του οξειδίου της επιφάνειας, υπό γαλβανοστατικές συνθήκες. Μετά το πέρας της ανοδίωσης, σε κάποιες περιπτώσεις, οι μεμβράνες εμβαπτίστηκαν (post-treatment) σε διάλυμα φωσφορικού οξέος (H₃PO₄) με στόχο τη διάνοιξη των πόρων στην επιθυμητή διάμετρο. Η μελέτη των βέλτιστων συνθηκών της ανοδίωσης έχουν κύριο στόχο την παραγωγή μεμβρανών με επιθυμητά χαρακτηριστικά τέτοια ώστε να γίνει δυνατή η παραγωγή νανοσυρμάτων από διάφορα μέταλλα, όπως χαλκού.

Ε. Ροσολύμου, Α. Καραντώνης, Ε.Α. Παυλάτου

10ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2015), 04-06 Ιουνίου, Πάτρα (ομιλία)

Η παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της ανάπτυξης καινοτόμων αυτοκαθαριζόμενων-αντιμικροβιακών επιφανειών υψηλής αισθητικής και αντοχής και αφορά στην ηλεκτρολυτική συναπόθεση μήτρας κράματος Sn-Ni με νανο-σωματίδια τιτανίας με την εφαρμογή συνεχούς και παλμικού ρεύματος. Χρησιμοποιήθηκε ηλεκτρολυτικό λουτρό φθοριόντων/χλωριόντων σε θερμοκρασία 70±1°C, pH=4,4 και ηλεκτρόδιο περιστρεφόμενου δίσκου με σταθερή γωνιακή ταχύτητα περιστροφής (600rpm). Οι επιβαλλόμενοι παλμοί ρεύματος ήταν συχνότητας 0.1 έως 100 Hz και ο κύκλος φόρτισης - εκφόρτισης παλμού (duty cycle) διατηρήθηκε σταθερός και ίσος με 50%. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως τα καθαρά και τα σύνθετα αποθέματα στο σύνολό τους χαρακτηρίζονται από την παρουσία της μετασταθούς ένωσης NiSn. Η αύξηση της συγκέντρωσης της TiO₂ στον ηλεκτρολύτη προκαλεί μεταβολή στο πλέγμα των κόκκων της μήτρας Sn-Ni, αύξηση στο ποσοστό ενσωμάτωσης των νανο-σωματιδίων στο απόθεμα και αύξηση του μέσου μεγέθους των κρυσταλλιτών της επικάλυψης. Την καλύτερη αντιδιαβρωτική συμπεριφορά εμφανίζει το καθαρό απόθεμα σε σχέση με τα σύνθετα αποθέματα. Η φωτοκαταλυτική ικανότητα σε ακτινοβολία UV των σύνθετων επικαλύψεων βελτιώνεται με τη χρήση παλμικού ρεύματος.

Φ. Γιαννόπουλος, Ν. Χρονοπούλου, Ε.Α. Παυλάτου, Α. Καραντώνης

10ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2015), 04-06 Ιουνίου, Πάτρα (ομιλία)

Σκοπός της παρούσης ερευνητικής εργασίας είναι η μελέτη του μηχανισμού ηλεκτροχημικής συναπόθεσης νικελίου και υβριδικών πολυφλοιικών νανο-σωλήνων/Al₂O₃ άνθρακα (Ni-MWCNT) καθώς και της εκλεκτικής απόθεσης MWCNT. Η μελέτη πραγματοποιείται με χρήση ηλεκτροδίων εργασίας άνθρακα διαφορετικών διαμέτρων (0.3 και 0.7 cm) εμβαπτισμένα σε διάλυμα Watts που περιέχει υβριδικούς πολυφλοιικούς νανο-σωλήνες άνθρακα (MWCNTs) τροποποιημένους σε Al₂O₃, με ή χωρίς την προσθήκη πρόσθετων (SDS). Η διερεύνηση του μηχανισμού βασίζεται στην στην συνδυαστική ανάλυση πειραματικών αποτελεσμάτων που έχουν προκύψει από τις τεχνικές: (α) Κυκλικής βολταμμετρίας, (β) ηλεκτροαπόθεσης υπό συνθήκες παλμικού δυναμικού, (γ) φασματοσκοπίας ηλεκτροχημικής εμπέδησης υπό συνθήκες ποτενσιοστατικής ηλεκτροαπόθεσης, (δ) μικροσκοπίας SEM.

Ν. Χρονοπούλου, Ε.Α. Παυλάτου, Α. Καραντώνης, Χ. Σαράφογλου, Δ. Παντελής

10ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2015), 04-06 Ιουνίου, Πάτρα (πόστερ)

Η ανάπτυξη της τεχνολογίας παραγωγής σύνθετων ηλεκτρολυτικών επικαλύψεων μεταλλικής μήτρας με ενίσχυση νανοσωματιδίων, στοχεύει κυρίως στη βελτίωση της μηχανικής, τριβολογικής, αλλά και αντιδιαβρωτικής συμπεριφοράς των μεταλλικών αποθεμάτων. Τα σύνθετα αποθέματα μήτας Ni και νανοσωλήνων άνθρακα αποτέλεσαν πρόσφατα αντικέιμενο μελέτης, καθώς παρουσιάζουν βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες σε σχέση με τα απλά αποθέματα Ni και είναι πιθανόν να χρησιμοποιηθούν ως αντικάθοδοι σε φωτο-ευαισθητοποιημένες ηλιακές κυψελίδες (dye-sensitized solar cells). Στην παρούσα εργασία έγινε μελέτη της επίδρασης πρόσθετου (SDS) κατά την ηλεκτρολυτική συναπόθεση μήτρας νικελίου με υβρίδια νανοσωλήνων άνθρακα πολλαπλού τοιχώματος (MWCNTs) τροποποιημένα με μικροσωματίδια Al₂O₃, με την εφαρμογή τόσο συνεχούς όσο και παλμικού ρεύματος.

M. Τολανούδης, E.Α. Παυλάτου

7ο Πανελλήνιο Συνέδριο των Εκπαιδευτικών για τις ΤΠΕ «Αξιοποίηση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στη Διδακτική Πράξη» (2013), 21-23 Ιουνίου, Σύρος (ομιλία)

Στις μέρες μας η βιομηχανία ψηφιακών παιχνιδιών, στηριζόμενη στην γεωμετρική ανάπτυξη της τεχνολογίας, αποτελεί έναν γοργά αναπτυσσόμενο οικονομικό κολοσσό. Η κυριαρχία του δεν γνωρίζει όρια φύλου, ηλικίας, κοινωνικής ή οικονομικής τάξης. Κατά συνέπεια, τα ψηφιακά παιχνίδια αποτελούν μια από τις γρήγορα αναδυόμενες τεχνολογίες στο παγκόσμιο σκηνικό της Εκπαίδευσης. Τα επόμενα χρόνια αναμένονται σημαντικές εξελίξεις στον στενό χώρο της μάθησης που στηρίζεται στο παιχνίδι. Έτσι, χρησιμοποιώντας κάθε πρόσφορο μέσο και στηριζόμενοι σε κατάλληλες διδακτικές προδιαγραφές, έγινε μια προσπάθεια υλοποίησης εφαρμογών στη μορφή των ψηφιακών παιχνιδιών, στοχεύοντας στην άμεση κινητοποίηση του Ελληνικού μαθητικού δυναμικού. Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται ορισμένα από τα ψηφιακά παιχνίδια που δημιουργήθηκαν στο πλαίσιο της ανάπτυξης ηλεκτρονικών βιβλίων (e-books) Χημείας εμπλουτισμένα με ψηφιακό εκπαιδευτικό υλικό. Αναφέρονται οι διδακτικοί στόχοι που υπηρετούν, τα δομικά στοιχεία στα οποία στηρίζονται, οι προκλήσεις που θέτουν, οι δεξιότητες που απαιτούνται από το χρήστη, καθώς και οι ανατροφοδοτήσεις που παρέχουν.

Ν. Καλογερόπουλος, Κ. Δαλακώστα, Γ. Κορακάκης, Ε.Α. Παυλάτου

7ο Πανελλήνιο Συνέδριο των Εκπαιδευτικών για τις ΤΠΕ «Αξιοποίηση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στη Διδακτική Πράξη» (2013), 21-23 Ιουνίου, Σύρος (ομιλία)

Τα ψηφιακά βιβλία (e-books) μπορούν να προσφέρουν στους μαθητές της πρωτοβάθμιας και δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης επιπλέον μαθησιακούς πόρους σε σύγκριση με τα παραδοσιακά βιβλία. Προς αυτή την κατεύθυνση έχουν εμπλουτιστεί τα ψηφιακά βιβλία με γνωστικό αντικείμενο τη Χημεία, όπως τα «Φυσικά» Ε’ Δημοτικού (2ο Κεφάλαιο) και «Χημεία» Γ’ Γυμνασίου (2ο Κεφάλαιο) με πολυμεσικά εκπαιδευτικά παιχνίδια. ¨Έχουν δημιουργηθεί εκ του μηδενός εκπαιδευτικά παιχνίδια τα οποία εξυπηρετούν συγκεκριμένους εκπαιδευτικούς στόχους και αποσκοπούν στην αποτελεσματικότερη κατανόηση συγκεκριμένων εννοιών των Φυσικών Επιστημών. Στην παρούσα εργασία ενδεικτικά παρουσιάζονται τα ψηφιακά παιχνίδια: «Καθαρό δάσος: Συλλέγω και ανακυκλώνω τα απορρίμματα» που απευθύνεται στην Ε’ τάξη Δημοτικού , «Τα δωμάτια του Περιοδικού Πίνακα», «Πιάσε τα αλκάλια», «Παιχνίδι αντιστοίχισης του άνθρακα με τις χρήσεις του» που απευθύνονται στη Γ’ τάξη του Γυμνασίου. Οι δραστηριότητες αυτές σχεδιάστηκαν με σκοπό μέσω της διασκέδασης, της ενεργής συμμετοχής του μαθητή και της διάδρασης που προσφέρει το παιχνίδι, να συμβάλλουν στην κατανόηση αλλά και στην εφαρμογή της λαμβανόμενης γνώσης, βήμα κρίσιμο για την ολοκλήρωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας.

Δ. Σόκουτης, Α. Τζαμτζής, Ε.Α. Παυλάτου

7ο Πανελλήνιο Συνέδριο των Εκπαιδευτικών για τις ΤΠΕ «Αξιοποίηση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στη Διδακτική Πράξη» (2013), 21-23 Ιουνίου, Σύρος (ομιλία)

Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται ορισμένες από τις πολυμεσικές εφαρμογές που δημιουργήσαμε ως στοιχεία εμπλουτισμού των ηλεκτρονικών βιβλίων της Χημείας που έχουν αναρτηθεί στον ιστότοπο του ψηφιακού σχολείου. Η επιλογή έγινε κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να παρουσιαστούν ορισμένες από τις κατηγορίες των εμπλουτισμών (πόρων) των ηλεκτρονικών βιβλίων που έχουν θεματικές ενότητες που εντάσσονται στην γνωστική περιοχή της Χημείας, όπως παιχνίδια, προσομοιώσεις πειραμάτων (εικονικό εργαστήριο), βίντεο με εργαστηριακά πειράματα και μοριακά μοντέλα. Οι εφαρμογές αυτές αφορούν τόσο την πρωτοβάθμια, όσο και την δευτεροβάθμια εκπάιδευση. Συνίστανται από ένα παιχνίδι στο βιβλίο Φυσικά της ΣΤ' Δημοτικού στην ενότητα οξέα και βάσεις, μια προσομοίωση και ένα βίντεο παρασκευής διαλυμάτων %w/w στο βιβλίο της Χημείας Β' Γυμνασίου, μια προσομοίωση και ένα βίντεο στις ιδιότητες των οξέων στο μάθημα της Χημείας Γ' Γυμνασίου, μια παρουσίαση μοριακών μοντέλων και τέλος μια διαδραστική αντιμετώπιση ενός προβλήματος στο μάθημα της Χημείας της Β' Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης σχετικά με το φαινόμενο της ώσμωσης.

Μ. Βλάσση, Γ. Κορακάκης, Ε.Α. Παυλάτου

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2013), 23-25 Μαΐου, Αθήνα (ομιλία)

Ο σχεδιασμός και η δημιουργία διαδραστικών πολυμεσικών εφαρμογών για χρήση τους στη διδακτική πράξη αποτελεί το σκοπό της παρούσας εργασίας. Οι εφαρμογές κατασκευάστηκαν στο πλαίσιο του ψηφιακού εμπλουτισμού των σχολικών βιβλίων για τη δημιουργία διαδραστικών ψηφιακών βιβλίων (e-books) της ψηφιακής πλατφόρμας του Υπουργείου Παιδείας, καθώς και της δημιουργίας υλικού για το Πανελλήνιο Ψηφιακό Αποθετήριο Μαθησιακών Αντικειμένων «Φωτόδεντρο». Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται πολυμεσικές εφαρμογές που δημιουργήθηκαν «εκ του μηδενός» και αναφέρονται στο μάθημα της Βιολογίας της Γ΄τάξης Γυμνασίου. Για την επίτευξη των στόχων κατασκευάστηκαν πολλά διαφορετικά είδη εφαρμογών, όπως εννοιολογικοί χάρτες, βίντεο, διαδραστικές παρουσιάσεις, παιχνίδια και τεστ αξιολόγησης. Η διδακτική αξιοποίηση των πολυμεσικών εφαρμογών προτείνεται να είναι βασισμένη στην εποικοδομητική προσέγγιση σε συνδυασμό με τη συνεργατική μάθηση.

Ε. Κορφιός, Α. Γεωργιάδου, Ε.Α. Παυλάτου

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2013), 23-25 Μαΐου, Αθήνα (ομιλία)

Στις αρχές του 21ου αιώνα τα προγράμματα σπουδών των Φυσικών Επιστημών (Φ.Ε.) εμπλουτίζονται με στοιχεία των επιστημονικών μεθόδων, της επιστημολογίας και ιστορίας των ΦΕ και παράλληλα μετασχηματίζεται το περιεχόμενό τους. Βασικός προσανατολισμός των νέων προτάσεων είναι ο επιστημονικός εγγραμματισμός με πολυσήμαντη προσέγγιση και διαφορετική κάθε φορά κατεύθυνση. Στις σύγχρονες κοινωνίες οι Φυσικές Επιστήμες και η τεχνολογία παίζουν όλο και πιο σημαντικό ρόλο, επομένως, είναι αναγκαία η οικοδόμηση βασικών επιστημονικών γνώσεων και η ανάπτυξη ανάλογων ικανοτήτων και στάσεων, οι οποίες θα επιτρέψουν στους μαθητές να αντιμετωπίζουν με αποτελεσματικότητα προβλήματα της καθημερινής ζωής και να συμμετέχουν στην κοινωνία ως ενεργοί πολίτες. Για να περιγραφεί το σύνολο αυτών των επιθυμητών γνώσεων, ικανοτήτων και στάσεων, εισάγεται η έννοια εγγραμματισμός στις Φ.Ε. Ο εγγραμματισμός στις Φ.Ε. αναφέρεται στην επιστημονική γνώση του ατόμου και στην ικανότητά του να χρησιμοποιεί αυτήν τη γνώση για να αναγνωρίζει τα επιστημονικά ζητήματα, να αποκτά νέα γνώση, να εξηγεί φαινόμενα με επιστημονικό τρόπο και να οδηγείται σε συμπεράσματα βασισμένα σε επιστημονικά τεκμήρια για θέματα σχετικά με τις Φ.Ε. Στην παρούσα εργασία μελετάται ο εγγραμματισμός της χημείας μέσα από το εργαστήριο έχοντας ως “όχημα” τους προκαταρκτικούς διαγωνισμούς EUSO (European Union Science Olympiad). Ο διαγωνισμός αυτός είναι ένας θεσμός όπου τα τελευταία χρόνια εμφανίζεται ολοένα αυξανόμενος αριθμός συμμετοχών από σχολεία της Ελλάδας. Συγκεκριμένα, θα περιγραφούν οι διαδικασίες που πραγματοποιούνται στην Ελλάδα πριν τον διεθνή διαγωνισμό, θα αναλυθεί το τι πρέπει να ξέρει ένας χημικά εγγράμματος μαθητής στο εργαστήριο και θα περιγραφούν/αναλυθούν το πνεύμα και το ύφος των θεμάτων με παραδείγματα. Στόχος της εργασίας είναι η διερεύνηση της επίδοσης των μαθητών στο προπαρασκευαστικό στάδιο και ειδικότερα αν παρατηρείται διαφοροποίηση (εγγραμματισμού) μεταξύ σχολείων που συμμετείχαν, αν υπάρχει διαφορά μεταξύ του ίδιου σχολείου που συμμετείχε σε διαδοχικούς διαγωνισμούς (διακυμάνσεις επιδόσεων κ.ά.).

Ν. Χρονοπούλου, Ι. Ρούμπας, Ε.Α. Παυλάτου, Α. Καραντώνης, Χ. Σαραφόγλου, Δ.Ι. Παντελής

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2013), 23-25 Μαΐου, Αθήνα (ομιλία)

Η παρούσα εργασία αφορά στην ηλεκτρολυτική συναπόθεση μήτρας νικελίου με υβρίδια νανοσωλήνων άνθρακα πολλαπλού τοιχώματος (ΜWCNTs) τροποποιημένα σε μικροσωματίδια Al₂O₃ με την εφαρμογή συνεχούς και παλμικού ρεύματος. Χρησιμοποιήθηκε ηλεκτρολυτικό λουτρό τύπου Watts απουσία πρόσθετων ουσιών σε pH=3.5 και θερμοκρασία 50±1°C και ηλεκτρόδιο περιστρεφόμενου δίσκου με ποικίλες τιμές γωνιακής ταχύτητας περιστροφής (200-1200 rpm). Οι επιβαλλόμενοι παλμοί ρεύματος ήταν συχνότητας 1 έως 1000 Hz και ο κύκλος φόρτισης - εκφόρτισης παλμού (duty cycle) διατηρήθηκε σταθερός και ίσος με 50%. Προσδιορίστηκαν οι βέλτιστες συνθήκες ηλεκτρολυτικής συναπόθεσης υβριδίων ΜWCNTs-Al₂O₃ στη μήτρα νικελίου με βάση την ομοιόμορφη κατανομή των υβριδικών σωματιδίων στη μεταλλική μήτρα. Τα αποτελέσματα της εργασίας αυτής έδειξαν ότι η εφαρμογή παλμικού ρεύματος υψηλών συχνοτήτων και η χαμηλή συγκέντρωση σωματιδίων στο λουτρό οδηγεί στην παρασκευή σύνθετων επικαλύψεων με σχετικά ομοιόμορφη κατανομή ΜWCNTs-Al₂O₃ στη μεταλλική μήτρα, οι οποίες παρουσιάζουν αυξημένη αντοχή σε τριβή ολίσθησης και σχετικά χαμηλούς ρυθμούς διάβρωσης. Η ταυτόχρονη παρουσία των υβριδικών σωματιδίων και η εφαρμογή παλμικού ρεύματος σε υψηλές συχνότητες οδηγεί στην επικράτηση μικτού προσανατολισμού [110+211] σε αντίθεση με τις απλές επικαλύψεις νικελίου όπου χαρακτηρίζονται από εκλεκτικό κρυσταλλογραφικό προσανατολισμό κατά τον άξονα [110].

Κ. Δαλακώστα, Γ. Κορακάκης, Ν. Καλογερόπουλος,Ι. Τζιγκουνάκης, Ε.Α. Παυλάτου

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2013), 23-25 Μαΐου, Αθήνα (ομιλία)

Τα τελευταία χρόνια οι επιστήμονες στρέφονται όλο και περισσότερο στη χρήση παιχνιδιών και προσομοιώσεων ως εργαλεία μάθησης σε όλες τις βαθμίδες εκπαίδευσης. Η ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας στην περιοχή των «έξυπνων» υπολογιστών (tablets,readers, smart phones) έχουν κάνει προσιτή για τους μαθητές και επιβεβλημένη για την εκπαιδευτική διαδικασία τη χρήση ψηφιακών βιβλίων τα οποία δίνουν τη δυνατότητα ενσωμάτωσης επιπλέων ψηφιακών μαθησιακών πόρων σε σχέση με τα παραδοσιακά βιβλία.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των παιχνιδιών σε σχέση με άλλες πιο παραδοσιακές εκπαιδευτικές μεθόδους είναι ότι οι μαθητές μέσα σε αυτά τα περιβάλλοντα συμμετέχουν ενεργά στην εκπαιδευτική διαδικασία. Οι παίκτες έχουν το αίσθημα του ελέγχου επί της διαδικασίας μάθησης, επειδή μπορούν να πάρουν τις δικές τους αποφάσεις και μέσω αυτών μπορεί να επηρεαστούν τα αποτελέσματα των δραστηριοτήτων. Οι μαθητές που χρησιμοποιούν εκπαιδευτικά παιχνίδια και προσομοιώσεις, απαιτείται ή ενθαρρύνονται να εφαρμόσουν γνώσεις, δεξιότητες και στρατηγικές για να ανταπεξέλθουν στον ρόλο που τους έχει ανατεθεί, με αποτέλεσμα να αποκτούν τα πλήρη οφέλη της βιωματικής μάθησης. Τα πολυμεσικά εκπαιδευτικά παιχνίδια και προσομοιώσεις που παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία αποτελούν ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα εφαρμογών, οι οποίες δημιουργήθηκαν εκ του μηδενός και έχουν ενσωματωθεί στα ψηφιακά βιβλία Χημείας της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης. Σκοπός αυτών των εφαρμογών είναι να λειτουργήσουν ενισχυτικά στην κατανόηση ενοτήτων της Χημείας όπου οι μαθητές αντιμετωπίζουν προβλήματα κατανόησης και επιπλέον να λειτουργήσουν ως κίνητρο για μάθηση δεδομένου ότι είναι ευχάριστες δραστηριότητες, η χρήση τους είναι απλή και μέσω αυτών οι μαθητές μπορούν ταυτόχρονα να μάθουν, να συμμετέχουν ,να κατανοήσουν, να εφαρμόσουν αλλά και να πειραματιστούν με τη λαμβανόμενη γνώση. Όσον αφορά στις προσομοιώσεις ενδεικτικά παρουσιάζονται ένα εικονικό εργαστήριο με αντιδράσεις απλής αντικατάστασης (ύλη που αντιστοιχεί στη Χημεία Αʼ τάξης Λυκείου) καθώς και αντιδράσεις μετάλλων σε αραιά διαλύματα οξέων για να διαπιστωθεί η διαφορά δραστικότητας μεταξύ μαγνησίου, αργιλίου, σιδήρου, χαλκού και υδρογόνου (ύλη που αντιστοιχεί στη Χημεία Γʼ τάξης Γυμνασίου) και από τη θεματική περιοχή της Χημικής Κινητικής πολυμεσικές εφαρμογές σχετικά με την επίδραση της συγκέντρωσης στην ταχύτητα της αντίδρασης και ένα διάγραμμα μεταβολής της συγκέντρωσης συναρτήσει του χρόνου (ύλη που αντιστοιχεί στη Χημεία Βʼ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης). Για τα πολυμεσικά εκπαιδευτικά παιχνίδια παρουσιάζονται δύο παιχνίδια που αφορούν τις χρήσεις και ιδιότητες του πυριτίου και του άνθρακα στην καθημερινή μας ζωή (ύλη που αντιστοιχεί στη Χημεία Γʼ τάξης Γυμνασίου).

Ξ. Βαμβακερός, Ε.Α. Παυλάτου, Κ. Κόλλια

1ο Συνέδριο Διδακτικής της Χημείας Ελλάδας-Κύπρου (2012), 1-2 Δεκεμβρίου, Αθήνα (ομιλία)

Στην εκμάθηση της χημείας σε εισαγωγικό επίπεδο, πολλοί μαθητές εργάζονται με παρανοήσεις που είναι τόσο θεμελιώδεις ώστε πρακτικά δεν αντιμετωπίζονται ποτέ. Μια θεμελιώδης παρανόηση στη χημεία φαίνεται να προκύπτει από την προσθήκη των ήδη υπαρχόντων εννοιών στο φαινομενολογικό επίπεδο, στις πρόσφατα αποκτημένες χημικές έννοιες έτσι ώστε οι αρχάριοι μαθητές να σκέφτονται ότι οι χημικές οντότητες καθαυτές έχουν τις ίδιες ακριβώς μακρο-ιδιότητες σαν αυτές που παρατηρούμε μέσω των αισθήσεων. Εκείνοι που διδάσκουν ή εξασκούν τη χημεία δεν έχουν τέτοιες παρανοήσεις, επειδή είναι σε θέση να προσλάβουν φυσιολογικά τη φύση του θέματος. Όμως, ως εκ τούτου, εξακολουθούν να «αγνοούν» τις θεμελιώδεις παραδοχές της επιστήμης τους, εντός του πλαισίου της οποίας λειτουργούν, καθώς και ότι πολλοί αρχάριοι μαθητές στερούνται επίμονα τέτοιου είδους κατανόησης. Συνεπώς, πρέπει να διευκρινιστεί συστηματικά η εικόνα της λειτουργίας της χημικής θεωρίας, έτσι ώστε να δοθεί η ευκαιρία στους μαθητές να αποκτήσουν κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι χημικές εξηγήσεις σχετίζονται με τα παρατηρήσιμα φαινόμενα. Ο πολυεπίπεδος και «διαστρωματωμένος» τρόπος με τον οποίο οι χημικές και φυσικές οντότητες σχετίζονται μεταξύ τους εντός της χημικής θεωρίας μπορεί επίσης να διευκρινιστεί με τον τρόπο αυτό. Για να παρέχουν αυτήν την εικόνα, οι φιλοσοφικές έννοιες της ανάδυσης και της επιγένεσης εξηγούνται και εφαρμόζονται στη χημεία, όπως έχει ήδη γίνει στη φιλοσοφία της χημείας. Το αποτέλεσμα παρέχει ένα μοντέλο για τη διδασκαλία της χημείας το οποίο, εάν εφαρμοστεί με συνέπεια, έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει σημαντικά τη θεμελιώδη κατανόηση του επιστημονικού περιεχομένου του μαθήματος.

Ξ. Βαμβακερός, Ε.Α. Παυλάτου, Κ. Κόλλια

21ο Πανελλήνιο Συνέδριο Χημείας (2011), 9-12 Δεκεμβρίου, Θεσσαλονίκη (ομιλία)

Το πώς πρέπει να διαμορφωθεί η Εκπαίδευση στον 21ο αιώνα αποτελεί ένα διαρκές αντικείμενο ανταλλαγής απόψεων τα τελευταία χρόνια. Η συνεχής αυτή αναζήτηση κατευθύνσεων, προσεγγίσεων και τελικά προγραμμάτων και πολιτικών είναι φυσιολογική συνιστώσα της Εκπαίδευσης ή υπάρχει και σύγχυση προσανατολισμού; Μία προσπάθεια για να διερευνηθούν τα παραπάνω ερωτήματα απαιτεί μία ιστορική, πολιτική, κοινωνική και φιλοσοφική αναδρομή στις τελευταίες δεκαετίες του 20ου αιώνα έτσι ώστε να διευκρινιστεί το υπόβαθρο και το πλαίσιο της σημερινής κατάστασης στην Εκπαίδευση και με αυτόν τον τρόπο να θεμελιωθούν οι σύγχρονες προοπτικές. Η εκπαιδευτική σκέψη, τις τελευταίες δεκαετίες, κυριαρχήθηκε από εμπειριστικές, αντιρρεαλιστικές, εργαλειακές επιστημολογίες δύο τύπων: του ψυχολογικού ή/και του κοινωνικού κονστρουκτιβισμού. Οι υποστηρικτές και των δύο αυτών ρευμάτων εκτιμούν τη γνώση μόνο για τη χρησιμότητά της (χρηστικότητα/ωφελιμισμός) και απέχουν από κάθε συζήτηση για το αν η γνώση σχετίζεται πράγματι (αντανακλά, αναπαριστά, αντιστοιχεί κλπ) με τον υπαρκτό κόσμο. Κάθε τέτοιου τύπου προβληματισμός απορρίπτεται ως άσχετος. Όμως, η Εκπαίδευση στις Φ.Ε. πρέπει και δικαιούται να έχει όραμα πέρα και πάνω από τις προσωπικές ιδέες και απόψεις ξεχωριστά του κάθε συμμετέχοντα στην παιδαγωγική διαδικασία (ερευνητή, εκπαιδευτικού, μαθητή). Οι αυριανοί πολίτες πρέπει να έχουν θεωρητική γνώση και κατανόηση των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων μεταξύ της Επιστήμης, της Τεχνολογίας, της Κοινωνίας και του Περιβάλλοντος για να μπορούν να αναλάβουν κατάλληλη, υπεύθυνη και αποτελεσματική δράση σε ζητήματα κοινωνικού, οικονομικού, περιβαλλοντικού και ηθικού ενδιαφέροντος που θα αντιμετωπίσουν στη ζωή. Απαιτείται η μορφωτική δραστηριότητα στο σχολείο να μην επικεντρώνεται κυρίως στη διερεύνηση των εναλλακτικών ιδεών των μαθητών για τον Κόσμο και τις Επιστήμες, τη στιγμή που ο 21ος αιώνας βρήκε τον πλανήτη μπροστά σε ένα αδιέξοδο, όπου το περιβάλλον και η ανθρώπινη ανάπτυξη συνδέονται με μία διαδικασία αλληλοεξαρτώμενης και αλληλοτροφοδοτούμενης κρίσης. Μία προσέγγιση μετριοπαθούς και κριτικού επιστημολογικού ρεαλισμού, ο οποίος αποδέχεται την εξωτερική πραγματικότητα και την πολυπλοκότητά της, λειτουργεί ως ενοποιητικός παράγοντας μέσα στο διεθνές πολυπολιτισμικό πλαίσιο. Με αυτόν τον τρόπο προσφέρει μία βάση συνεννόησης «κοινής λογικής» και επομένως, τη δυνατότητα ανάπτυξης πανευρωπαϊκών εκπαιδευτικών πρωτοβουλιών, οι οποίες θα ανταποκρίνονται στον υπαρκτό κόσμο και στα πραγματικά προβλήματα (οικονομικά, κοινωνικά, πολιτικά, περιβαλλοντικά, κ.ά.).

Ξ. Βαμβακερός, Ε.A. Παυλάτου, Κ. Κόλλια

17ο Επιμορφωτικό Σεμινάριο Διδακτικής της Χημείας (2011), 10 Δεκεμβρίου,Θεσσαλονίκη (ομιλία)

Αναφορές από όλο τον κόσμο υπογραμμίζουν το πρόβλημα της έλλειψης ενδιαφέροντος των μαθητών για τη χημεία και την απόκλιση από τα ενδιαφέροντά τους. Υπάρχουν ενδιαφέρουσες προτάσεις που υποστηρίζουν ότι τα εισαγωγικά μαθήματα χημείας θα μπορούσαν να λειτουργήσουν καλύτερα βασισμένα σε μια άλλη φιλοσοφική βάση. Έχει υποστηριχθεί πειστικά στη διεθνή βιβλιογραφία ότι η καλλιέργεια βαθύτερης/καλύτερης κατανόησης της Φύσης της Επιστήμης (NOS) έχει μεγάλη επίδραση στη διδασκαλία των Φ.Ε. Διεξήχθη μια έρευνα που εξέτασε τις επιστημικές απόψεις επιστημόνων Χημιών και Χημικών Μηχανικών με μεταπτυχιακές σπουδές. Τα συνολικά αποτελέσματα από τι προτάσεις και τα πλαίσια προσέγγισης υποδηλώνουν ότι οι επιστημικές απόψεις των συμμετεχόντων παρουσιάζουν τάση προς την αναγκαία στροφή προς ένα μετριοπαθή και κριτικό επιστημονικό ρεαλισμό ως τη φιλοσοφική βάση της χημικής εκπαίδευσης.

Σ. Σπανού, Μ. Αξιομακάρου, Α. Ζωίκης-Καραθανάσης, Ε.Α. Παυλάτου

8ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής (2011), 26-28 Μαίου, Θεσσαλονίκη (ομιλία)

Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε μελέτη της συμπεριφοράς των επικαλύψεων Ni, Ni/νανο-TiO₂, Ni-P και Ni-P/WC σε δοκιμές τριβής παλινδρόμησης (fretting), καθώς και τριβοδιάβρωσης (tribocorrosion). Όλες οι επικαλύψεις παρασκευάστηκαν ηλεκτρολυτικά από λουτρά τύπου Watts με χρήση συνεχούς ή/και παλμικού ρεύματος. Στην περίπτωση των επικαλύψεων μήτρας Ni μελετήθηκε η επίδραση του κρυσταλλογραφικού προσανατολισμού των αποθεμάτων και της συναπόθεσης των νανοσωματιδίων TiO₂ στον συντελεστή τριβής και την φθορά τους. Διαπιστώθηκε ότι η ομοιόμορφη διασπορά των σωματιδίων TiO₂ στη μεταλλική μήτρα συνεπάγεται αυξημένη αντίσταση στην τριβή. Στην περίπτωση των επικαλύψεων μήτρας Ni-P παρατηρήθηκε ότι η συναπόθεση των σωματιδίων WC και η θερμική κατεργασία των αποθεμάτων στους 400°C προσδίδουν βελτιωμένη τριβολογική συμπεριφορά σε σχέση με τις απλές επικαλύψεις Ni-P πριν την θερμική τους κατεργασία, οδηγώντας σε ενισχυμένη αντοχή στην φθορά τριβής. Οι δοκιμές τριβοδιάβρωσης έδειξαν ότι ο ρυθμός διάβρωσης σε συνθήκες μηχανικής καταπόνησης εξαρτάται από τα δομικά χαρακτηριστικά των αποθεμάτων, όπως ο κρυσταλλογραφικός προσανατολισμός των κρυσταλλιτών Ni, η ύπαρξη των ενισχυτικών σωματιδίων στη μήτρα, καθώς και η θερμική κατεργασία για την περίπτωση των επικαλύψεων μήτρας Ni-P.