Citation:
Αθανασίου, Κυριάκος. In ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ; KALLIPOS: ATHENS, 2016; pp. 193-200. Copy at http://www.tinyurl.com/28avd5n4
Συνεργατική Μάθηση στη διδασκαλία της Βιολογίας
Kyriacos Athanasiou, Κυριάκος Αθανασίου,
Professor Emeritus, Early Childhood Education
5, Moisiodakos str.
Recent Publications
Αξιοποίηση της Τεχνητής Νοημοσύνης στην Κατανόηση της Εξέλιξης: Μελέτη Παρέμβασης στη Γ' Γυμνασίου
Citation:
Kouzas, D. ; Athanasiou}, {K. Αξιοποίηση της Τεχνητής Νοημοσύνης στην Κατανόηση της Εξέλιξης: Μελέτη Παρέμβασης στη Γ' Γυμνασίου, 2026. Copy at http://www.tinyurl.com/26ao8wzh
Abstract:
Περίληψη Η παρούσα μελέτη διερευνά την επίδραση της χρήσης του εργαλείου τεχνητής νοημοσύνης ChatGPT στην κατανόηση των βασικών εννοιών του κεφαλαίου "Εξέλιξη" στη Γ' Γυμνασίου. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε τρία τμήματα (72 μαθητές), εκ των οποίων τα δύο αποτέλεσαν την πειραματική ομάδα και το ένα την ομάδα ελέγχου. Η παρέμβαση περιλάμβανε καθοδηγούμενη διερεύνηση με ερωτήσεις προς το ChatGPT και σύνθεση εργασίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν στατιστικά σημαντική βελτίωση στην τελική επίδοση των μαθητών της πειραματικής ομάδας σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Λέξεις-κλειδιά: Εξέλιξη, ChatGPT, τεχνητή νοημοσύνη, Εκπαίδευση 4.0Full Text
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) εισέρχεται δυναμικά στον χώρο της εκπαίδευσης, δημιουργώντας νέες προοπτικές για εξατομικευμένη μάθηση και ενίσχυση της κατανόησης σύνθετων εννοιών όπως η Θεωρία της Εξέλιξης που αποτελεί μία από τις πιο αφηρημένες και δύσκολες ενότητες για τους μαθητές. Στην εποχή της Εκπαίδευσης 4.0, οι τρόποι μάθησης διακρίνονται σε αυτούς που δίνουν έμφαση στην ενεργητική συμμετοχή των μαθητών, σε αυτούς που αξιοποιούν ψηφιακές πλατφόρμες και τεχνολογίες για σύγχρονες και ασύγχρονες δραστηριότητες και σε αυτούς που συνδυάζουν φυσική και διαδικτυακή εκπαίδευση μέσω τεχνικών όπως η μεικτή μάθηση και η ανεστραμμένη τάξη (Miranda et al., 2021). Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι εργαλεία όπως το ChatGPT μπορούν να επηρεάσουν θετικά τη διδασκαλία της βιολογίας και τις περιβαλλοντικές επιστήμες, προσφέροντας εξατομικευμένη υποστήριξη και διευκολύνοντας την κατανόηση σύνθετων θεμάτων, όπως η εξέλιξη, μέσω διαδραστικών ερωτήσεων και παραδειγμάτων (Agathokleous et al., 2023). Επιπλέον, έρευνα σε μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στη Γερμανία έδειξε ότι η χρήση ChatGPT στη διδασκαλία της Εξέλιξης προσέφερε περιορισμένη βελτίωση στη γνωστική κατανόηση και υπογραμμίζει την ανάγκη για κριτική καθοδήγηση από τον εκπαιδευτικό, καθώς και την ανάγκη της κατάρτισης εκπαιδευτικών για τη χρήση τέτοιων εργαλείων (Aptyka et al., 2025; Hartelt & Aptyka, 2024). Παράλληλα, έρευνες σε εργαστηριακά περιβάλλοντα βιολογίας δείχνουν ότι το ChatGPT μπορεί να λειτουργήσει ως εικονικός βοηθός διδασκαλίας, βελτιώνοντας τη διδακτική αποτελεσματικότητα, αν και με περιορισμούς σε βάθος και συνέπεια (Doğru & Faulconer, 2025). Φαίνεται να αποτελεί αποτελεσματικό εργαλείο για την ενίσχυση της διδασκαλίας της βιολογίας, διευκολύνοντας την κατανόηση σύνθετων εννοιών (Jmoula, 2024) προσφέροντας παιδαγωγική υποστήριξη, επιτρέποντας στους μαθητές να μαθαίνουν με τον δικό τους ρυθμό και να καλύπτουν τις εκπαιδευτικές τους ανάγκες (Holmes & Tuomi, 2022; Qureshi, 2023). Επιπλέον, εξερευνητικές έρευνες δείχνουν ότι η χρήση ChatGPT στην εκπαίδευση μπορεί να ενισχύσει την ακαδημαϊκή ανθεκτικότητα και να βελτιώσει τις επιδόσεις στη βιολογία, ιδιαίτερα σε μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης (Jamaluddin et al., 2025), ενώ η διερεύνηση της εφαρμογής του σε ποικίλα πεδία, όπως η υγεία και η έρευνα, καταδεικνύει την ευελιξία του εργαλείου (Hosseini et al., 2023). Στόχος της παρούσας μελέτης είναι να διερευνηθεί κατά πόσο η χρήση του ChatGPT μπορεί να συνεισφέρει ουσιαστικά στη βελτίωση του γνωστικού επιπέδου των μαθητών μέσα από μια διδακτική παρέμβαση που συνδέει τον ψηφιακό κόσμο με την παραδοσιακή διδασκαλία. Κατατάσσεται στο μοντέλο της μικτής μάθησης (blended learning) όπου ο ρόλος του εκπαιδευτικού είναι ουσιαστικός όχι μόνο ως μέντορας αλλά και ως διαμεσολαβητής (Bizami et al., 2023), και προσφέρει την μέγιστη ευελιξία στην μαθησιακή εμπειρία καθώς οι μαθητές συνδυάζουν τη μάθηση στο σχολείο με διαδικτυακές μαθησιακές εμπειρίες που σχεδιάστηκαν από τον εκπαιδευτικό (αντεστραμμένη μάθηση) (Boltsi et al., 2024; Chen et al., 2022; Jones & Sharma, 2017). ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Η έρευνα αξιολογεί την επίδραση του ChatGPT στα μαθησιακά αποτελέσματα, υιοθετώντας οιονεί-πειραματική προσέγγιση με ομάδα ελέγχου (ΟΕ) και πειραματική ομάδα (ΠΟ), προκειμένου να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα της παρέμβασης (Kerlinger, 1973). Η επιλογή αυτού του σχεδιασμού βασίστηκε στη δομή του σχολικού πλαισίου, όπου η τυχαία ανάθεση μαθητών σε ομάδες δεν είναι πάντα εφικτή (Shadish et al., 2002). Εξετάζεται η σχέση της ανεξάρτητης μεταβλητής (αλληλεπίδραση με το ChatGPT) και της εξαρτημένης (γνωστική πρόοδος μαθητών) (Cohen et al., 2000, pp. 211–212). Η ΠΟ συνδυάζει παραδοσιακή διδασκαλία και αλληλεπίδραση με το ChatGPT για σύνθεση εργασίας, ενώ η ΟΕ ακολουθεί μόνο παραδοσιακή διδασκαλία. Και οι δύο ομάδες αξιολογούνται μέσω κοινού τεστ (Hein, 1998, pp. 121–122). Περιγραφή δείγματος Στην έρευνα συμμετείχαν τρία τμήματα της Γ' Γυμνασίου. Τα δύο τμήματα (Ν=48) αποτέλεσαν την ΠΟ, ενώ το τρίτο (Ν=24) την ΟΕ. Η κατανομή των τμημάτων στις ομάδες έγινε με τυχαία επιλογή και για να επιβεβαιωθεί η ισοδυναμία των ομάδων, συγκρίθηκαν οι γενικοί ετήσιοι μέσοι όροι επίδοσης και η κατανομή του φύλου. Τα δεδομένα και για τις δυο ομάδες ακολουθούν κανονική κατανομή και ικανοποιούν το κριτήριο ομοιογένειας της διασποράς. Έτσι επιλέχθηκε το t-test ανεξαρτήτων δειγμάτων το οποίο έδειξε ότι δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά στους γενικούς ετήσιους μέσους όρους μεταξύ των ομάδων (πειραματικής M=16,8733, SD=0,29919 - ελέγχου M=16,2896, SD=0,32707) όπως αυτές διαμορφώθηκαν t(76)=1,228, p=0,223. Επιπλέον το Chi-square test για το φύλο έδειξε παρόμοια κατανομή αγοριών – κοριτσιών μεταξύ των δύο ομάδων x2(2)=0,452, p=0,798. Αυτά τα ευρήματα υποστηρίζουν την ισοδυναμία των δυο ομάδων όπως αυτές σχηματίστηκαν πριν την παρέμβαση. Η ισοδυναμία των ομάδων ελαχιστοποιεί κινδύνους για την εγκυρότητα, παρά τους περιορισμούς στην τυχαιοποίηση (Abbott, 2011, pp. 150–154; Creemers et al., 2010, pp. 102–114; Creswell, 2012, pp. 309–310; Muijs, 2004, pp. 26–32). Ερευνητικά ερωτήματα Ως μηδενική υπόθεση θεωρούμε την πιο συντηρητική υπόθεση εργασίας και διατυπώνεται για τους ελέγχους που ακολουθούν ως εξής: (Best & Kahn, 2006, pp. 11–12; Litwin, 1995, p. 6; Schreiber & Asner-Self, 2011, pp. 244–245). μηδενική υπόθεση Η0 : ∆ΕΝ υπάρχει σημαντικά στατιστική διαφορά της επίδοσης μεταξύ της ΠΟ και της ΟΕ. Αντίστοιχα διατυπώνεται η εναλλακτική υπόθεση Η1 : Υπάρχει σημαντικά στατιστική διαφορά της επίδοσης μεταξύ της μεταξύ της ΠΟ και της ΟΕ. Η διδακτική παρέμβαση Σε όλα τα τμήματα, διδάχθηκε το σχετικό 7ο κεφάλαιο του σχολικού βιβλίου και αφιερώθηκε επιπλέον μια διδακτική ώρα. Στο τμήμα που αποτελούσε την ΟΕ δόθηκε φύλλο εργασίας με ερωτήσεις όπως «Τι είναι η φυσική επιλογή και ποιοι είναι οι βασικοί της μηχανισμοί;», «Τι είναι τα απολιθώματα και πώς μας βοηθούν να κατανοήσουμε την εξέλιξη των οργανισμών;», «Τι ρόλο παίζουν οι μεταλλάξεις και η γενετική ποικιλότητα στην εξέλιξη;», «Υπάρχουν παραδείγματα φυσικής επιλογής που μπορούμε να παρατηρήσουμε σήμερα;», «Ποιες παρανοήσεις υπάρχουν γύρω από τη θεωρία της εξέλιξης και πώς μπορούμε να τις διορθώσουμε;» και ζητήθηκε από τους μαθητές να αναζητήσουν πληροφορίες στο σχολικό εγχειρίδιο και να ανακαλέσουν πληροφορίες από το εποπτικό υλικό που χρησιμοποιήθηκε. Τέλος ανατέθηκε στους μαθητές να συνθέσουν μια εργασία με θεματικές ενότητες όπως «Η φυσική επιλογή», «Ο Κάρολος Δαρβίνος και η θεωρία της εξέλιξης», «Απολιθώματα και απόδειξη της εξέλιξης», «Ο ρόλος των μεταλλάξεων», «Παραδείγματα φυσικής επιλογής σήμερα», «Επιστημονικά επιχειρήματα υπέρ της εξέλιξης». Στην πειραματική ομάδα ζητήθηκε να εργαστούν στο σπίτι θέτοντας τις ίδιες ερωτήσεις στο ChatGPT και να προχωρήσουν στην σύνθεση εργασίας. Παράλληλα τους δόθηκαν και οδηγίες στο πώς να ρωτούν πιο αποτελεσματικά ώστε να λαμβάνουν πιο κατανοητές σε αυτούς απαντήσεις. Για παράδειγμα να ζητάνε απλοποίηση «Ξαναγράψτο το σαν να μιλάς σε μαθητή Γ’ Γυμνασίου», να ζητάνε παραδείγματα «Δώσε μου ένα παράδειγμα από την καθημερινή ζωή.», συγκρίσεις «Μπορείς να το συγκρίνεις με κάτι που ήδη ξέρω;», αναλογίες «Εξήγησέ το με μια παρομοίωση.». Για όλα τα τμήματα χρησιμοποιήθηκε κοινό τελικό τεστ αξιολόγησης με 10 ερωτήσεις κλειστού τύπου (πολλαπλής επιλογής και σωστού/λάθους). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Περιγραφική Στατιστική και Έλεγχος Κανονικότητας Το πλήθος των τεστ αξιολόγησης που τελικά συλλέχθηκαν και ο μέσος όρος βαθμολογίας για κάθε ομάδα φαίνονται στον πίνακα 1: Πίνακας 1. Περιγραφική στατιστική Ν Mean Std. Deviation Std. Error Median Variance IQR Ομάδα Ελέγχου 21 4,57 2,087 ,456 4,00 Πειραματική Ομάδα 4,357 40 6,23 1,968 ,311 7,00 3,00 Valid N (listwise) 3,871 48 2,00 Παρατηρούμε μια διαφορά στη βαθμολογία των δυο ομάδων. Απομένει να ελεγχθεί εάν αυτή είναι στατιστικά σημαντική. Για την επιλογή του κατάλληλου στατιστικού εργαλείου σύγκρισης έγινε έλεγχος κανονικότητας με το κριτήριο των Shapiro-Wilk καθώς είναι κατάλληλο για Ν<50 όπως στην περίπτωση μας (Δαφέρμος, 2011, pp. 268–273). Για την ΟΕ το αποτέλεσμα ήταν W = 0,888 (df = 21, p = 0,021), υποδεικνύοντας ότι τα δεδομένα αποκλίνουν σημαντικά από την κανονική κατανομή. Ομοίως, για την ΠΟ, το αποτέλεσμα ήταν W = 0,884 (df = 40, p = 0,001), υποδεικνύοντας επίσης σημαντική απόκλιση από την κανονική κατανομή. Σύγκριση ομάδων Αφού λοιπόν τα δεδομένα και των δύο ομάδων δεν ακολουθούν κανονική κατανομή, δεν συνιστάται η χρήση παραμετρικών στατιστικών ελέγχων χωρίς περαιτέρω διερεύνηση. Αντ’ αυτού, μη παραμετρικοί έλεγχοι, όπως ο Mann-Whitney U για σύγκριση των δύο ομάδων, είναι πιο κατάλληλοι (Field, 2009). Στον πίνακα 2 βλέπουμε τα αποτελέσματα της στατιστικής δοκιμής. Πίνακας 2. Στατιστική δοκιμή για τη σύγκριση των επιδόσεων των ομάδων Ranks Test Statistics a Score_Evo Group N Mean Rank Score_Evo Ομάδα Ελέγχου 21 22,12 464,50 Mann-Whitney U Sum of Ranks Wilcoxon W 233,500 Πειραματική Ομάδα 40 35,66 1426,50 Z 464,500 -2,864 Total 61 Asymp. Sig. (2-tailed) a. Grouping Variable: Group ,004 Ο έλεγχος Mann-Whitney U κατέδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά στις βαθμολογίες μεταξύ της ΠΟ (N = 40, Mean Rank = 35,66) και της ΟΕ (N = 21, Mean Rank = 22,12), U = 233,500, Z = -2,864, p = 0,004. Το μέγεθος της επίδρασης που υπολογίστηκε (rrb = 0,44) υποδεικνύει μέτρια προς ισχυρή πρακτική σημασία, με την ΠΟ να παρουσιάζει υψηλότερη γνωστική πρόοδο σε σχέση με την ΟΕ. ΣΥΖΗΤΗΣΗ – ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα ευρήματα της παρούσας μελέτης επιβεβαιώνουν την αρχική υπόθεση ότι η ενσωμάτωση του ChatGPT ως εργαλείου διερεύνησης μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την κατανόηση σύνθετων εννοιών όπως η θεωρία της εξέλιξης στους μαθητές της Γ' Γυμνασίου. Η στατιστικά σημαντική διαφορά στις βαθμολογίες μεταξύ της πειραματικής ομάδας (M = 6,23) και της ομάδας ελέγχου (M = 4,57), με μέγεθος επίδρασης rrb = 0,44, υποδηλώνει ότι η καθοδηγούμενη αλληλεπίδραση με το AI όχι μόνο βελτιώνει τα μαθησιακά αποτελέσματα αλλά και προάγει την ενεργητική μάθηση μέσα από ερωτήσεις, παραδείγματα και αναλογίες, σύμφωνα με τα μοντέλα της blended learning και της ανεστραμμένης τάξης (Boltsi et al., 2024; Chen et al., 2022). Αυτή η προσέγγιση ευθυγραμμίζεται με προηγούμενες έρευνες που τονίζουν τον ρόλο της ΤΝ στην εξατομίκευση της εκπαίδευσης και στην κάλυψη γνωστικών κενών (Agathokleous et al., 2023; Jmoula, 2024), ιδιαίτερα σε αφηρημένες ενότητες όπως η εξέλιξη, όπου οι μαθητές συχνά δυσκολεύονται να κατανοήσουν. Τα ευρήματά μας ευθυγραμμίζονται με άλλες έρευνες, που δείχνουν θετική γνωστική βελτίωση η οποία είναι περιορισμένη σε βαθύτερες έννοιες. Οι έρευνες αυτές προτείνουν τον αναστοχασμό και την εκπαίδευση των μαθητών και υπογραμμίζουν την σημασία της μικτής μάθησης με απαραίτητο στοιχείο την ανθρώπινη καθοδήγηση. Παράλληλα τονίζουν την ανάγκη για κατάρτιση των εκπαιδευτικών (Doğru & Faulconer, 2025; Hartelt & Aptyka, 2024). Παρά τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα, η μελέτη αντιμετωπίζει περιορισμούς, που απορρέουν από το μέγεθος του δείγματος, την έλλειψη πλήρους τυχαιοποίησης. Επιπλέον δεν εξετάζεται η μακροπρόθεσμη διατήρηση των αποκτηθέντων γνώσεων ή οι πιθανές αρνητικές επιδράσεις, όπως η εξάρτηση από την ΤΝ. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν τη δυνητική αξία της ΤΝ ως γνωστικού και διδακτικού υποστηρικτή. Μελλοντικές μελέτες θα μπορούσαν να επεκταθούν σε μεγαλύτερα δείγματα, να ενσωματώσουν ποιοτικές αναλύσεις (π.χ. συνεντεύξεις μαθητών) και να συγκρίνουν διαφορετικά εργαλεία ΤΝ, προκειμένου να διερευνηθούν οι παιδαγωγικές προκλήσεις και ευκαιρίες στην Εκπαίδευση 4.0. Ο ρόλος του εκπαιδευτικού παραμένει κρίσιμος, καθώς η αποτελεσματικότητα τέτοιων παρεμβάσεων εξαρτάται από τη διδακτική διαμεσολάβηση και την ικανότητα πλαισίωσης της χρήσης των εργαλείων ΤΝ σε σαφές μαθησιακό και παιδαγωγικό πλαίσιο. Συμπερασματικά, η χρήση του ChatGPT αποδεικνύεται πολύτιμο συμπλήρωμα στην παραδοσιακή διδασκαλία που ενισχύει την προσβασιμότητα στη γνώση και προετοιμάζει τους μαθητές για έναν ψηφιακό κόσμο, υπό την προϋπόθεση κατάλληλης καθοδήγησης από τον εκπαιδευτικό. Βιβλιογραφία Δαφέρμος, Β. (2011). Κοινωνική στατιστική και μεθοδολογία έρευνας με το SPSS (2nd edn). Ζήτη. Abbott, M. L. (2011). Understanding educational statistics using Microsoft Excel® and SPSS®. Wiley. Agathokleous, E., Saitanis, C. J., Fang, C., & Yu, Z. (2023). Use of ChatGPT: What does it mean for biology and environmental science? Science of The Total Environment, 888, 164154. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164154 Aptyka, H., Großschedl, J., & Hartelt, T. (2025). Bugbear or surefire success? Secondary school students’ conceptual learning about evolution with ChatGPT. International Journal of Science Education, 1–20. https://doi.org/10.1080/09500693.2025.2524083 Best, J. W., & Kahn, J. V. (2006). Research in education (10th ed). Pearson/Allyn and Bacon. Bizami, N. A., Tasir, Z., & Kew, S. N. (2023). Innovative pedagogical principles and technological tools capabilities for immersive blended learning: A systematic literature review. Education and Information https://doi.org/10.1007/s10639-022-11243-w Technologies, 28(2), 1373–1425. Boltsi, A., Kalovrektis, K., Xenakis, A., Chatzimisios, P., & Chaikalis, C. (2024). Digital Tools, Technologies, and Learning Methodologies for Education 4.0 Frameworks: A STEM Oriented Survey. IEEE Access, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3355282 12, 12883–12901. Chen, C.-K., Huang, N.-T. N., & Hwang, G.-J. (2022). Findings and implications of flipped science learning research: A review of journal publications. Interactive Learning Environments, 30(5), 949–966. Cohen, L., Manion, L., & Morrison, K. (2000). Research methods in education (5th edn). RoutledgeFalmer. Creemers, B. P. M., Κυριακίδης, Λ., & Sammons, P. (2010). Methodological advances in educational effectiveness research. Routledge. Creswell, J. W. (2012). Educational research: Planning, conducting, and evaluating quantitative and qualitative research (4th ed). Pearson. Undergraduate Doğru, M. S., & Faulconer, E. K. (2025). ChatGPT as a Virtual Laboratory Teaching Assistant in Biology. Research https://doi.org/10.1007/s11165-025-10271-z in Science Education. Field, A. P. (2009). Discovering statistics using SPSS: (And sex, drugs and rock ‘n’ roll) (3rd edn). SAGE Publications. Hartelt, T., & Aptyka, H. (2024). Students’ Learning With AI in Biology Education. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.16791.89762 Hein, G. E. (1998). Learning in the museum. Routledge. Holmes, W., & Tuomi, I. (2022). State of the art and practice in AI in education. European Journal of Education, 57(4), 542–570. https://doi.org/10.1111/ejed.12533 Hosseini, M., Gao, C. A., Liebovitz, D. M., Carvalho, A. M., Ahmad, F. S., Luo, Y., MacDonald, N., Holmes, K. L., & Kho, A. (2023). An exploratory survey about using ChatGPT in education, healthcare, and research. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0292216 PLOS ONE, 18(10), e0292216. Jamaluddin, A. B., Bahri, A., Pratiwi, A. C., & Lembang, A. M. (2025). ChatGPT as a Pedagogical Tool: Measuring Its Influence on Cognitive Engagement and Academic Achievement of Biology Students. Jurnal Pendidikan MIPA, 26(1), 36–50. https://doi.org/10.23960/jpmipa.v26i1.pp36-50 Jmoula, L. (2024). Enseigner et apprendre à l’ère de ChatGPT: Des pistes issues d’une recension des écrits. Journal of Information Sciences, 22(2), 26–40. https://doi.org/10.34874/IMIST.PRSM/JIS-V22I2.41122 Jones, K. A., & Sharma, R. S. (2017). An experiment in blended learning: Learning without lectures. 2017 IEEE Conference on E-Learning, e-Management and e-Services (IC3e), 1–6. https://doi.org/10.1109/IC3e.2017.8409229 Kerlinger, F. N. (1973). Foundations of behavioral research: Educational, psychological and sociological inquiry. Holt Rinehart and Winston. Litwin, M. S. (1995). How to measure survey reliability and validity (Vol. 7). Sage Publications. Miranda, J., Navarrete, C., Noguez, J., Molina-Espinosa, J.-M., Ramírez-Montoya, M.-S., Navarro-Tuch, S. A., Bustamante-Bello, M.-R., Rosas-Fernández, J.-B., & Molina, A. (2021). The core components of education 4.0 in higher education: Three case studies in engineering education. Computers & Electrical Engineering, 93, 107278. https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2021.107278 Muijs, D. (2004). Doing quantitative research in education with SPSS. Sage Publications. Qureshi, B. (2023). ChatGPT in Computer Science Curriculum Assessment: An analysis of Its Successes and Shortcomings. 2023 9th International Conference on E-Society e Learning and e-Technologies, 7–13. https://doi.org/10.1145/3613944.3613946 Schreiber, J., & Asner-Self, K. (2011). Educational research: The interrelationship of questions, sampling, design, and analysis. Wiley. Shadish, W. R., Cook, T. D., & Campbell, D. T. (2002). Experimental and quasi-experimental designs for generalized causal inference (2nd edn). Wadsworth Cengage Learning.Contrasting biology and physics in science education: Emphasizing the central role of evolution in teaching
Citation:
Athanasiou, K. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education 2026, 22, em2799. Copy at http://www.tinyurl.com/27oy4smt
Abstract:
Abstract
This work aims to constructively use the differences between physics, as a typical representative branch of science, and biology, to enhance science education. It advocates for the use of a common science, technology, engineering, and mathematics teaching framework as a pedagogical tool for conveying concepts related to the epistemology of these two disciplines, highlighting their epistemological distinctions. Notable disparities include the absence of “universal” laws in biology, combined with the presence of a unifying theory in its instruction. Additionally, the differing roles of experimentation, mathematics, and history in these fields are examined. The text also addresses the distinction between the concepts of “social implications” and “social science,” alongside a discussion of essentialism in physics compared to the non-typological “population perspective” in biology, where the constant interplay of random errors and mutations serves as the universal driving force behind all biological phenomena.
Keywords
Η Διαφορετικότητα Βιολογίας και Φυσικής ως Διδακτικό Εργαλείο (και) στα Πλαίσια της STEM Διδασκαλίας
Μπορεί η Σύγχρονη Βιολογία να μας οδηγήσει σε ένα διαφορετικό τρόπο σκέψης από αυτόν που μας κληροδότησε η παράδοση της Φυσικής; Οι διαφορε
Citation:
Athanasiou, K. Μπορεί η Σύγχρονη Βιολογία να μας οδηγήσει σε ένα διαφορετικό τρόπο σκέψης από αυτόν που μας κληροδότησε η παράδοση της Φυσικής; Οι διαφορε, 2025. Copy at http://www.tinyurl.com/2c879utk
DOI:
10.13140/RG.2.2.35638.77124Ιδέες μεταπτυχιακών φοιτητών για την εγκυρότητα της Θεωρίας της Εξέλιξης μέσω Φυσικής Επιλογής
Citation:
Αθανασία, Γεωργιοπού; Κυριάκος, Αθανασίου. Ιδέες μεταπτυχιακών φοιτητών για την εγκυρότητα της Θεωρίας της Εξέλιξης μέσω Φυσικής Επιλογής, 2025. Copy at http://www.tinyurl.com/2dgcdk45
DOI:
10.13140/RG.2.2.19678.29761Η Διαφορετικότητα Βιολογίας και Φυσικής ως Διδακτικό Εργαλείο (και) στα Πλαίσια της {STEM} Διδασκαλίας
Citation:
Αθανασίου, Κυριάκος. Η Διαφορετικότητα Βιολογίας και Φυσικής ως Διδακτικό Εργαλείο (και) στα Πλαίσια της {STEM} Διδασκαλίας. Πανελλήνιο Συνέδριο της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, 2025, 14. Copy at http://www.tinyurl.com/29dahshp
Abstract:
The paper is an attempt to constructively use the differences between Science, led by Physics, on one hand and Biology on the other. More specifically, the common framework of STEM teaching is encouraged as a teaching tool for teaching concepts related to the epistemology of the two disciplines, through their epistemological differences. As such disparities, the following are proposed: The existence of a unifying theory in their teaching, and the absence of "universal" laws in Biology. Furthermore, the dissimilar roles played among them by the experiment, mathematics and history. In addition, it is commended the difference in the meanings of the concepts "Social Implications" and "Social Science", together with the meaning of the essentialism in Physics, as opposed to the non-typological "population perspective" in Biology, where the endless, random errors and deviations (mutations) are the universal driving force, that prevails behind all biological phenomena.TEACHING THE AGE OF THE EARTH USING ChatGPT
Citation:
Kouzas, D. ; Athanasiou, K. In DOI: 10.13140/RG.2.2.34411.66083; University of Ioannina: Preveza-Greece, 2025. Copy at http://www.tinyurl.com/2xpluvhr
Abstract:
The rapid advancement of artificial intelligence (AI) and its integration into education create newopportunities for teaching natural sciences, offering dynamic tools that enhance the learning process. Thisstudy explores the use of ChatGPT as a support tool for teaching the age of the Earth in secondary education.Specifically, it presents a teaching scenario that combines active inquiry, collaborative learning, and criticalthinking, enabling students to interact with ChatGPT for searching, processing, and evaluating scientificinformation.The methodology is based on a blended learning model, which combines traditional teaching withtechnology. In this approach, students formulate questions, analyze responses, and compare ChatGPT’sinformation with established scientific sources. Additionally, the study investigates the challenges associatedwith AI use in education, such as the need for digital literacy, information reliability, and the role of teachersas mediators in the learning process. The proposed teaching scenario consists of three parts: 1. Introductoryteaching, where fundamental concepts about the age of the Earth and scientific dating methods are presented.2. Interaction with ChatGPT, where students organized into groups, pose questions, search for answers, andevaluate the information received. 3. Evaluation and feedback to compare learning progress and explorestudents' experience of using the tool.The quantitative analysis of the research is based on the following data collection tools: Pre-test andpost-test, measuring students’ cognitive development before and after using ChatGPT. Likert-scalequestionnaires to capture students' experience and their perception of the reliability and usefulness of suchtools. Statistical data analysis, extracting conclusions about the effectiveness of integrating ChatGPT intoteaching practices.It was concluded that the use of ChatGPT enhanced learning engagement, encouraged an enquiryapproach and the development of students' critical thinking. Through statistical analysis of the data, it wasconcluded that it improved the cognitive level and the degree of understanding of the concepts. However, ithighlights the need for appropriate pedagogical guidance and educational policy to ensure the proper use ofsuch AI tools in the educational process.Keywords: Artificial Intelligence, Education 4.0, ChatGPT, Age of the Earth(PDF) TEACHING THE AGE OF THE EARTH USING ChatGPT. Available from: https://www.researchgate.net/publication/392575642_TEACHING_THE_AGE_OF_THE_EARTH_USING_ChatGPT?channel=doi&linkId=68493f906b5a287c304a6fa1&showFulltext=true [accessed Sep 24 2025].
School Health Education and Teachers’ Preservice Training: The Case of Greece
Citation:
Soultatou, P. ; Athanasiou, K. Education Sciences 2024, 14, 483. Copy at http://www.tinyurl.com/299xhms3
Abstract:
Background: School health education (SHE) serves as a primary pedagogical aspect of public health. This study aims to explore the curricula of preservice schoolteachers, examining whether graduate courses in Greek universities include SHE, how it is structured, and whether critical pedagogy principles are integrated. Methods: A corpus of n = 21 documents was compiled, encompassing all educational departments in Greek higher education, including Departments of Early Childhood Education and Care (n = 3), Departments of Preschool Education (n = 9), and Departments of Primary Education (n = 9). Results: Content analysis revealed the presence of SHE in 11 out of 21 educational departments. Thematic analysis uncovered significant variability in the curricula, with greater emphasis placed on health-related topics rather than the methodologies and values of SHE. Critical pedagogy principles were not explicitly evident in the curricula, while a persistent biomedical orientation left little room for the development of concepts related to social justice. Conclusions: This study represents the first of its kind in Greece and among the few internationally to examine preservice training for schoolteachers in SHE. The findings underscore the need for revisions to align with the key lessons learned from the major public health crisis of the COVID-19 pandemic. It is imperative to acknowledge that vulnerabilities have been exacerbated, and inequalities widened, necessitating a reassessment of current approaches to health education within teacher training programs.Μελετώντας τη Σχέση Αποδοχής και Κατανόησης της Θεωρίας της Εξέλιξης μέσω Φυσικής Επιλογής σε σχέση με τη Γνώση της Φύσης της Επιστήμης: Η Περίπτωση των Ελλήνων εκπαιδευτικών.
Citation:
Antonatou, C. M. ; Mavrikaki, E. ; Athanasiou, K. Μελετώντας τη Σχέση Αποδοχής και Κατανόησης της Θεωρίας της Εξέλιξης μέσω Φυσικής Επιλογής σε σχέση με τη Γνώση της Φύσης της Επιστήμης: Η Περίπτωση των Ελλήνων εκπαιδευτικών.. Μελετώντας τη Σχέση Αποδοχής και Κατανόησης της Θεωρίας της Εξέλιξης μέσω Φυσικής Επιλογής σε σχέση με τη Γνώση της Φύσης της Επιστήμης: Η Περίπτωση των Ελλήνων εκπαιδευτικών. , 2024, 20-23. Copy at http://www.tinyurl.com/2dqyz5nu
Abstract:
The present study aims to investigate questions related, on one hand, to the degree of familiarity that SecondaryScience Education teachers show with the Nature of Science and, on the other hand, to their understanding ofthe Theory of Evolution through Natural Selection. To what extent, e.g. better Epistemological Adequacy(knowledge of the Nature of Science) can influence the understanding and acceptance of the Evolution Theorythrough Natural Selection. Employing a closed-ended electronic questionnaire, the epistemologicalperceptions, understanding, and knowledge of the Evolution Theory via natural selection were assessed amonga cohort of 200 secondary education educators who teach or have taught biology-related subjects. The analysisreveals a positive correlation between epistemological adequacy and the acceptance and understanding ofevolutionary theory via natural selection.(12) (PDF) Μελετώντας τη Σχέση Αποδοχής και Κατανόησης της Θεωρίας της Εξέλιξης μέσω Φυσικής Επιλογής σε σχέση με τη Γνώση της Φύσης της Επιστήμης: Η Περίπτωση των Ελλήνων εκπαιδευτικών. Περίληψη. Available from: https://www.researchgate.net/publication/381341712_Meletontas_te_Schese_Apodoches_kai_Katanoeses_tes_Theorias_tes_Exelixes_meso_Physikes_Epiloges_se_schese_me_te_Gnose_tes_Physes_tes_Epistemes_E_Periptose_ton_Ellenon_ekpaideutikon_Perilepse?channel=doi&linkId=6669d54185a4ee7261bf2034&showFulltext=true#fullTextFileContent [accessed Jun 12 2024].
NOS as part of the Conceptual Ecology of Evolution Teaching and Learning among Greek Students and Science Teachers
Citation:
Athanasiou, M., ; Charis-Marina, A. ; Mavrikaki, E. J Biomed Res Environ Sci. 2024, 5, 729-736. Copy at http://www.tinyurl.com/276gkcgn
 | nos_jbres1948.pdf | 517 KB |
Abstract:
The aim of this study was to investigate whether an epistemological adequacy (knowledge of the Nature of Science, NOS) contributes to a better understanding and the acceptance of the Theory of Evolution by Natural Selection (ThENS). It was performed in two parts with the help of two questionnaires: 1. with students of Education, with a minimum familiarity to ThENS and NOS, before and after the application of a general biology course, and 2. with 200 Science Education teachers of various specialties who teach or have taught biology-related subjects. The education students showed some moderate levels of profi ciency regarding NOS that was improved statistically signifi cantly, even after a limited teaching intervention. An interesting founding was that, while their understanding of the ThENS was not very much improved by the course, it was found a positive correlation between their NOS familiarity and acceptance of evolution. As for the Science teachers, besides the above queries, some other variables were additionally investigated: E.g. to what extent, a better Epistemological Adequacy (knowledge of the Nature of Science) can infl uence their understanding and acceptance of the ThENS, or whether this affi liation could have been affected by their college or university instruction. The results showed a positive correlation between their epistemological adequacy and the acceptance and understanding of ThENS.Thought experiments in science education: The case of watermovement in tracheophyte plants in the gravity conditions ofmoon
Citation:
Athanasiou, K. ; Douros, S. AQUADEMIA 2024, 8, ep24006. Copy at http://www.tinyurl.com/287lyu6r
Abstract:
The work is part of a larger project of teaching interdisciplinary teaching of physics concepts in biology within the science education class. It concerns the application of a thought experiment (ThE) about the movement of water in tracheophytes under different gravity conditions, i.e., the behavior of plants on another planet, for
example the Moon or Mars. The ThE was designed and implemented in a science class of 25 students who were instructed to perform it in a simulation environment using a software file that we created with the help of Interactive Physics software. The evaluation of the ThE carried out with a written questionnaire showed that the
use of such educational procedures can significantly help students to better understand the concepts related to capillary phenomena, the way water is transported to plants from roots to leaves and, generally, to contribute to
the interdisciplinary teaching of physics concepts in modules related to the teaching of biological phenomena and functions.
Σχεδιασμός, Υλοποίηση και Αξιολόγηση ενός Μαθήματος Αγωγής Υγείας με στόχο τον Επιστημονικό Αλφαβητισμό των Μελλοντικών Εκπαιδευτικών κα
Η ομορφιά του λάθους στη Βιολογία: Το λάθος ως βιολογική και ως διδακτική διαδικασία
Citation:
Αθανασίου, Κυριάκος. Η ομορφιά του λάθους στη Βιολογία: Το λάθος ως βιολογική και ως διδακτική διαδικασία. 13o Πανελλήνιο Συνέδριο της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών και Νέων Τεχνολογιών στην Εκπαίδευση, 2023. Copy at http://www.tinyurl.com/23jeo2mw
Abstract:
Στην εισήγηση γίνεται προσπάθεια ανεύρεσης του σημείου συνάντησης της Γενετικής με την Διδασκαλία της Βιολογίας με σημείο καμπής την έννοια του λάθους. Σχολιάζεται: Α) σημασία του σφάλματος (μεταλλάξεων) ως κομβικού σημείου της Εξέλιξης μέσω Φυσικής Επιλογής (ΕμΦΕ). Β) Η σημασία των λαθών ως ΕΙ των μαθητών στη διδακτική των ΦΕ/Βιολογίας. Γ) Η σπουδαιότητα της Διδακτικής των ΦΕ ως σημείου συνάντησης δύο εκ διαμέτρου αντίθετων κόσμων: του κόσμου της Φυσικής, όπου ο Δημιουργός «δεν παίζει ζάρια», με εκείνον της Βιολογίας, στον οποίο είναι το αγαπημένο Του παιχνίδι.Διδάσκοντας τη Βιολογία ως Κοινωνική Επιστήμη με την Εξέλιξη μέσω Φυσικής Επιλογής (ΕμΦΕ) ως την Ενοποιητική της Θεωρία: Καταθέτοντας την ε
Citation:
Athanasiou}, {K. Διδάσκοντας τη Βιολογία ως Κοινωνική Επιστήμη με την Εξέλιξη μέσω Φυσικής Επιλογής (ΕμΦΕ) ως την Ενοποιητική της Θεωρία: Καταθέτοντας την ε; UoA: Athens, 2023. Copy at http://www.tinyurl.com/29v3j3vn
Abstract:
Με αφορμή τη συμπλήρωση 35 χρόνων λειτουργίας του, το Τμήμα Εκπαίδευσης και Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία οργάνωσε ημερίδα με θέμα: "ΤΕΑΠΗ 1984-2023: αναπτύσσοντας το διεπιστημονικό πεδίο της εκπαίδευσης των εκπαιδευτικών". Στην ημερίδα, παρουσίασα εισήγηση στην οποία περιγράφεται η εμπειρία της διδασκαλίας ενός εισαγωγικού μαθήματος Βιολογίας, το οποίο η Θεωρία τξς Εξέλιξης μέσω Φυσικής Επιλογής συνιστά τη βάση ή το Παράδειγμα πάνω στο οποίο δομείται το μάθημα.Notes:
Publisher: UnpublishedDarwin and Newton- Lives (Not) parallel
Citation:
Athanasiou, K. Darwin and Newton- Lives (Not) parallel. Researchgate, DOI: 10.13140/RG.2.2.24607.53928, 2023. Copy at http://www.tinyurl.com/25jhgbgk
Abstract:
Darwin and Newton: Lives (Non) Parallels. On the 20th of March, we are to honor the death of Isaac Newton as we celebrated previously, Darwin's Day in middle February. Much has been written about their work, but I just want to remind that in 1859 Darwin published his findings in the book "The Origin of Species", arguing that the species of living organisms do not remain unchanged, as Aristotle and the book of Genesis argued, but have a common origin and through natural selection evolve over millennia. This position generated strong reactions from the first moment, mainly from the Church, who believes that the creation of the world is the result of Divine Grace. Darwin was labeled an atheist and mocked as a descendant of monkeys, while some of his supporters were dragged to court (Trial of the Apes). Today, more than a century after his death, the scientific community has accepted his theory, which has since been verified through numerous observations and newer discoveries. A recent visit to the Mausoleum at Westminster in London made me think and led me to write this textFrom Thermopiles to Marathon: Teaching the theory of evolution through a short tour to paleontology of Greece
Citation:
Athanasiou, K. Aquademia 2023, 7, ep23003. Copy at http://www.tinyurl.com/ynxr9cbf
Abstract:
The present work is an attempt at a bibliographic overview in the field of paleontology and specifically in the field of fossils regarding their value and connection with history and mythology, and how it has been used to teach theory of evolution through natural selection (TENS) in a university course. To make our case, we use as our paradigm two well-known historical locations of Greece, namely Thermopiles and Marathon. The area of Marathon includes the location of Pikermi, which is very well known for its fossils that historically have been one of the first locations rich in fossils that have been studied so extensively. Before we make a short tour of other similar locations of the Greek peninsula that are good cases for teaching evolution using paleontology, we present an example of how fossils can be formed via sedimentation. For that, we are using the case of Thermopile, while in antiquity was chosen as the field of the famous battle as it was a very narrow strip of land between the mountain and the sea, nowadays, due to sedimentary alluvial deposits, has become a rather large field. To make the reader familiar with the fossils found around Greece and their topology, we present a short tour and some history about the fossils found throughout its territory. And finally, we argue about how the fossils and the museum education could be used to prepare the pupils for first contact with TENS.Teaching Evolution as the Unifying Theory of Biology via a University Course: Re-Count of a Praxis
Citation:
Athanasiou, K. Interdisciplinary Journal of Environmental and Science Education 2022, 18, e2275. Copy at http://www.tinyurl.com/2bqj3rx8
Abstract:
ABSTRACT: The aim of the presentation is to discuss the findings of a series of research projects that we have been carried out with various groups of students in the University of Athens and concern the teaching of biology by means of evolution through natural selection (THES). In the article it is discussed the conclusions after teaching a biology course based on evolution as the unifying theory, while at the same time more general issues are raised: Is it, for example, a realistic goal to teach biology by means of this kind of teaching? Secondly, what is the usefulness of such a perspective. Which was studied by quantitative and qualitative studies on the conceptual ecology (CE) of the evolution of Greek students. The latter showed the value of this kind of approach in the acceptance and understanding of the THES, as part of students’ CI. Thirdly, ccomparative studies with beginners and advanced students in terms of evolution education showed, that, merely teaching evolution within a course, even if the latter is based on the THES, it is not enough to make someone in-depth connoisseur. It seems that to be acquainted with it to more depth the learners need to go through two stages: in the first, they may move from the stage of owing Aristotelian views of the issue, i.e., from typology, to the early “Darwinian” ones. And they need to go through a second one, where via, in-depth educational training, they might move to the next, namely, the population view of thinking.Environmental Health issues: an imperative need for scientific literacy.
Citation:
Athanasiou, K. Eurasian Journal of Science andEnvironmental EducationVolume 10, Issue 2, 51 - 61 2021. Copy at http://www.tinyurl.com/2bza7n8h
Abstract:
The aim of this paper is to highlight issues of scientific literacy that characterize the Greek society in environmental and health issues, and the need to integrate the Teaching of Science and Biology with Health and Environmental Education. This is accomplished by the means of presentation of previous examples from the literature and through the presentation of studies of my own, as well. Thus, it is indicated that this and of course, other societies are characterized by a significant deficit in the familiarity with these matters. Next, I make a historical and personal appraisal on the evolution of the field of environmental health and genetics and try to make some review on its history, due to having the privilege of experiencing close correlation with it almost on its birth. Lastly, it is presented, a proposal for a university course adapted to the needs of present and future teachers combined to its evaluation. The latter was made through a questionnaire and the response of 153 students of education that highly rated the course as it was shown on the Likert scale. All this reveals emphatically the need for integrating the field of Environmental Health Education to Science and Biology teaching. Keywords: course, environmental health, health education, scientific literacy"ΑΠΟ ΤΗ ΡΩΜΙΟΣΥΝΗ ΣΤΑ ΛΙΑΝΟΤΡΑΓΟΥΔΑ"
Citation:
Αθανασίου, Κυριάκος. "ΑΠΟ ΤΗ ΡΩΜΙΟΣΥΝΗ ΣΤΑ ΛΙΑΝΟΤΡΑΓΟΥΔΑ"; 1st ed.; Evmaroslibro: Athens, 2021; pp. 140. Copy at http://www.tinyurl.com/y6fa68tk
Abstract:
ΑΠΟ ΤΗ ΡΩΜΙΟΣΥΝΗ ΣΤΑ ΛΙΑΝΟΤΡΑΓΟΥΔΑ Μία βιωματική αναδρομή στην πορεία των ανθρώπων της μετεμφυλιακής γενιάς με αφορμή τραγούδια του Μ. Θεοδωράκη
Το βιβλίο φιλοδοξεί να αποτελέσει μία συνέχεια του προηγούμενου βιβλίου του συγγραφέα με τίτλο «Υιός Συμμορίτου», το οποίο θεωρείται πλέον βιβλίο αναφοράς σε ότι αφορά στα βιώματα της γενιάς των επιγόνων του Ελληνικού Εμφυλίου.
Με πρόσχημα 20 τραγούδια του Μίκη Θεοδωράκη που χρησιμεύουν ως σημεία αναφοράς ή αναδρομής, περιγράφονται 20 διαφορετικά περιστατικά, από τη ζωή του συγγραφέα. Τα περιστατικά αυτά, καλύπτουν πέντε σημαντικές περιόδους που βίωσε η γενιά αυτή, ξεκινώντας από τα πρώτα μετεμφυλιακά χρόνια:
Παιδικά και χρόνια της εφηβείας.
Φοιτητικά χρόνια.
Δικτατορία και χρόνια του στρατού.
Περίοδος της μετανάστευσης.
Επιστροφή στην Ελλάδα- πρώτα χρόνια της Μεταπολίτευσης.
DARWIN AND RELIGIOCITY (On the occasion of World Darwin Day)
Citation:
Athanasiou, K. DARWIN AND RELIGIOCITY (On the occasion of World Darwin Day). EFSYN, 2020. Copy at http://www.tinyurl.com/2bskex7e
Abstract:
Darwin's Day has been celebrated, worldwide, a few weeks ago. This communication does not intend to address Darwin's scientific views, but aims to focus on his religious beliefs and, above all, on the reasons why Darwin was led to reject religion. Which, in the opinion of the writer, it is not related to his scientific views, i.e. the Theory of Evolution through Natural Selection but, mainly, with reasons that go back to the field of Ethics in the broad sense, and to logical considerations, as well.- 1 of 9
- ››
Em. Professor
National and Kapodistrian University of Athens
(+30) 210-6930354
Navarinou str. 13A
Athens, ZipCode 10680
kathanas@ecd.uoa.gr