{"id":{"repo_id":"athens","oai_identifier":"oai:lib.uoa.gr:uoadl:5362930"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/athens/oai:lib.uoa.gr:uoadl:5362930","repository":{"repo_id":"athens","name":"National and Kapodistrian University of Athens","base_url":"https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/frontend/oaipmh"},"display":{"title":"FractionsCoach: Ενσωμάτωση ενός εκπαιδευτικού ψηφιακού βοηθού (chatbot) ελεγχόμενης Τεχνητής Νοημοσύνης στη διδασκαλία σύγκρισης κλασμάτων στη Δ΄ δημοτικού","abstract":"Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξέταση της αποτελεσματικότητας μιας παιδαγωγικά ελεγχόμενης ψηφιακής παρέμβασης, η οποία αξιοποιεί Τεχνητή Νοημοσύνη, για την ενίσχυση της σύγκρισης κλασμάτων στη Δ΄ δημοτικού. Στο πλαίσιο αυτό αναπτύχθηκε και εφαρμόστηκε ο «FractionsCoach», ένας διαλογικός ψηφιακός βοηθός (chatbot) που ενσωματώνει μοντέλο ΤΝ για την παραγωγή διαβαθμισμένης ανατροφοδότησης και υποδείξεων, με στόχο την υποστήριξη στρατηγικών σύγκρισης κλασμάτων (π.χ. κλασματική μονάδα, ισοδυναμίες, κοινός παρονομαστής/αριθμητής, αριθμογραμμή). Η έρευνα υλοποιήθηκε σε πραγματικό σχολικό πλαίσιο με ημιπειραματικό σχεδιασμό, με ομάδα παρέμβασης και ομάδα ελέγχου. Συμμετείχαν 33 μαθητές/τριες της Δ΄ δημοτικού από Δημοτικό Σχολείο της Αττικής. Για τη συλλογή δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν δοκιμασίες προ- και μετα-αξιολόγησης, δραστηριότητες/φύλλα εργασίας, καθώς και δεδομένα καταγραφής από το σύστημα (log data), ενώ αξιοποιήθηκε και συμπληρωματική ποιοτική τεκμηρίωση μέσω ημιδομημένων συνεντεύξεων και ανάλυσης διαλόγων. Τα αποτελέσματα έδειξαν βελτίωση της ομάδας παρέμβασης από την προ- στη μετα-αξιολόγηση, συνοδευόμενη από μεγάλο μέγεθος επίδρασης. Η ομάδα ελέγχου παρουσίασε επίσης στατιστικά σημαντική βελτίωση. Ωστόσο, κατά τη σύγκριση της επίδοσης στο μετα-τεστ μεταξύ των δύο ομάδων με έλεγχο της αρχικής επίδοσης (ANCOVA), η επίδραση της ομάδας δεν ήταν στατιστικά σημαντική, αν και ο προσαρμοσμένος μέσος όρος ήταν υψηλότερος για την ομάδα παρέμβασης. Παράλληλα, η ποιοτική ανάλυση κατέδειξε ότι το εργαλείο λειτούργησε ως δυναμική σκαλωσιά που ενίσχυσε τη μαθηματική επιχειρηματολογία και τη χρήση αναπαραστάσεων ως τεκμηρίων, ενώ παράλληλα υποστήριξε την ομαδοσυνεργατική εργασία, λειτουργώντας ως ρυθμιστής της μαθησιακής διαδικασίας. Συνολικά, τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι ένα παιδαγωγικά σχεδιασμένο διαλογικό εργαλείο ΤΝ μπορεί να υποστηρίξει ουσιαστικές μαθησιακές διαδικασίες στη σύγκριση κλασμάτων, υπό την προϋπόθεση ότι η ανατροφοδότηση παραμένει ευθυγραμμισμένη με το μαθηματικό περιεχόμενο και πλαισιώνεται από την κατάλληλη διδακτική ενορχήστρωση.","abstract_html":"Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξέταση της αποτελεσματικότητας μιας παιδαγωγικά ελεγχόμενης ψηφιακής παρέμβασης, η οποία αξιοποιεί Τεχνητή Νοημοσύνη, για την ενίσχυση της σύγκρισης κλασμάτων στη Δ΄ δημοτικού. Στο πλαίσιο αυτό αναπτύχθηκε και εφαρμόστηκε ο «FractionsCoach», ένας διαλογικός ψηφιακός βοηθός (chatbot) που ενσωματώνει μοντέλο ΤΝ για την παραγωγή διαβαθμισμένης ανατροφοδότησης και υποδείξεων, με στόχο την υποστήριξη στρατηγικών σύγκρισης κλασμάτων (π.χ. κλασματική μονάδα, ισοδυναμίες, κοινός παρονομαστής/αριθμητής, αριθμογραμμή). Η έρευνα υλοποιήθηκε σε πραγματικό σχολικό πλαίσιο με ημιπειραματικό σχεδιασμό, με ομάδα παρέμβασης και ομάδα ελέγχου. Συμμετείχαν 33 μαθητές/τριες της Δ΄ δημοτικού από Δημοτικό Σχολείο της Αττικής. Για τη συλλογή δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν δοκιμασίες προ- και μετα-αξιολόγησης, δραστηριότητες/φύλλα εργασίας, καθώς και δεδομένα καταγραφής από το σύστημα (log data), ενώ αξιοποιήθηκε και συμπληρωματική ποιοτική τεκμηρίωση μέσω ημιδομημένων συνεντεύξεων και ανάλυσης διαλόγων. Τα αποτελέσματα έδειξαν βελτίωση της ομάδας παρέμβασης από την προ- στη μετα-αξιολόγηση, συνοδευόμενη από μεγάλο μέγεθος επίδρασης. Η ομάδα ελέγχου παρουσίασε επίσης στατιστικά σημαντική βελτίωση. Ωστόσο, κατά τη σύγκριση της επίδοσης στο μετα-τεστ μεταξύ των δύο ομάδων με έλεγχο της αρχικής επίδοσης (ANCOVA), η επίδραση της ομάδας δεν ήταν στατιστικά σημαντική, αν και ο προσαρμοσμένος μέσος όρος ήταν υψηλότερος για την ομάδα παρέμβασης. Παράλληλα, η ποιοτική ανάλυση κατέδειξε ότι το εργαλείο λειτούργησε ως δυναμική σκαλωσιά που ενίσχυσε τη μαθηματική επιχειρηματολογία και τη χρήση αναπαραστάσεων ως τεκμηρίων, ενώ παράλληλα υποστήριξε την ομαδοσυνεργατική εργασία, λειτουργώντας ως ρυθμιστής της μαθησιακής διαδικασίας. Συνολικά, τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι ένα παιδαγωγικά σχεδιασμένο διαλογικό εργαλείο ΤΝ μπορεί να υποστηρίξει ουσιαστικές μαθησιακές διαδικασίες στη σύγκριση κλασμάτων, υπό την προϋπόθεση ότι η ανατροφοδότηση παραμένει ευθυγραμμισμένη με το μαθηματικό περιεχόμενο και πλαισιώνεται από την κατάλληλη διδακτική ενορχήστρωση.","abstract_has_math":false,"creators":["Ραχμανίδη Ειρήνη","Rachmanidi Eirini"],"institution":null,"degree_name":null,"degree_level":null,"degree_discipline":null,"degree_department":null,"school":null,"contributors":[],"advisors":[],"committee_chairs":[],"committee_members":[],"year":2026,"date_issued":"2026","date_published":"2026","updated_at":"2026-07-24T01:02:00Z","subjects":["Εκπαίδευση – Αθλητισμός","Education - Sport science"],"languages":["Ελληνικά","Greek"],"rights":[],"rights_urls":[],"identifier_entries":[{"key":"dc:identifier","label":"Identifier","values":["uoadl:5362930"],"render_values":[{"text":"uoadl:5362930","href":null,"code":true}]}]},"links":{"outbound_url":"https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5362930","outbound_label":"Repository record","outbound_source":"dc:identifier"},"metadata_groups":[{"id":"people","label":"People","entries":[{"key":"dc:creator","label":"Author","values":["Ραχμανίδη Ειρήνη","Rachmanidi Eirini"]}]},{"id":"academic_context","label":"Academic Context","entries":[{"key":"dc:date","label":"Dc Date","values":["2026"]},{"key":"dc:type","label":"Dc Type","values":["born_digital_postgraduate_thesis","Διπλωματική Εργασία","Postgraduate Thesis"]}]},{"id":"subjects_keywords","label":"Subjects and Keywords","entries":[{"key":"dc:subject","label":"Dc Subject","values":["Εκπαίδευση – Αθλητισμός","Education - Sport science"]}]},{"id":"language_rights","label":"Language and Rights","entries":[{"key":"dc:language","label":"Dc Language","values":["Ελληνικά","Greek"]}]},{"id":"identifiers","label":"Identifiers","entries":[{"key":"dc:identifier","label":"Identifier","values":["uoadl:5362930","https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5362930"]}]},{"id":"additional","label":"Additional Metadata","entries":[{"key":"dc:description","label":"Description","values":["Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξέταση της αποτελεσματικότητας μιας παιδαγωγικά ελεγχόμενης ψηφιακής παρέμβασης, η οποία αξιοποιεί Τεχνητή Νοημοσύνη, για την ενίσχυση της σύγκρισης κλασμάτων στη Δ΄ δημοτικού. Στο πλαίσιο αυτό αναπτύχθηκε και εφαρμόστηκε ο «FractionsCoach», ένας διαλογικός ψηφιακός βοηθός (chatbot) που ενσωματώνει μοντέλο ΤΝ για την παραγωγή διαβαθμισμένης ανατροφοδότησης και υποδείξεων, με στόχο την υποστήριξη στρατηγικών σύγκρισης κλασμάτων (π.χ. κλασματική μονάδα, ισοδυναμίες, κοινός παρονομαστής/αριθμητής, αριθμογραμμή). Η έρευνα υλοποιήθηκε σε πραγματικό σχολικό πλαίσιο με ημιπειραματικό σχεδιασμό, με ομάδα παρέμβασης και ομάδα ελέγχου. Συμμετείχαν 33 μαθητές/τριες της Δ΄ δημοτικού από Δημοτικό Σχολείο της Αττικής. Για τη συλλογή δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν δοκιμασίες προ- και μετα-αξιολόγησης, δραστηριότητες/φύλλα εργασίας, καθώς και δεδομένα καταγραφής από το σύστημα (log data), ενώ αξιοποιήθηκε και συμπληρωματική ποιοτική τεκμηρίωση μέσω ημιδομημένων συνεντεύξεων και ανάλυσης διαλόγων. Τα αποτελέσματα έδειξαν βελτίωση της ομάδας παρέμβασης από την προ- στη μετα-αξιολόγηση, συνοδευόμενη από μεγάλο μέγεθος επίδρασης. Η ομάδα ελέγχου παρουσίασε επίσης στατιστικά σημαντική βελτίωση. Ωστόσο, κατά τη σύγκριση της επίδοσης στο μετα-τεστ μεταξύ των δύο ομάδων με έλεγχο της αρχικής επίδοσης (ANCOVA), η επίδραση της ομάδας δεν ήταν στατιστικά σημαντική, αν και ο προσαρμοσμένος μέσος όρος ήταν υψηλότερος για την ομάδα παρέμβασης. Παράλληλα, η ποιοτική ανάλυση κατέδειξε ότι το εργαλείο λειτούργησε ως δυναμική σκαλωσιά που ενίσχυσε τη μαθηματική επιχειρηματολογία και τη χρήση αναπαραστάσεων ως τεκμηρίων, ενώ παράλληλα υποστήριξε την ομαδοσυνεργατική εργασία, λειτουργώντας ως ρυθμιστής της μαθησιακής διαδικασίας. Συνολικά, τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι ένα παιδαγωγικά σχεδιασμένο διαλογικό εργαλείο ΤΝ μπορεί να υποστηρίξει ουσιαστικές μαθησιακές διαδικασίες στη σύγκριση κλασμάτων, υπό την προϋπόθεση ότι η ανατροφοδότηση παραμένει ευθυγραμμισμένη με το μαθηματικό περιεχόμενο και πλαισιώνεται από την κατάλληλη διδακτική ενορχήστρωση.","The purpose of this master's thesis is to examine the effectiveness of a pedagogically controlled digital intervention, utilizing Artificial Intelligence, for the enhancement of fraction comparison in the 4th Grade of primary school. In this context, "FractionsCoach" was developed and implemented, a conversational digital assistant (chatbot) incorporating an AI model to generate scaffolded feedback and hints, aiming to support fraction comparison strategies (e.g., fractional unit, equivalences, common denominator/numerator, number line). The research was conducted in a real school setting using a quasi-experimental design, involving an intervention group and a control group. Thirty-three (33) 4th-grade students from a primary school in Attica participated in the study. Data collection utilized pre- and post-assessment tests, activities/worksheets, and system log data, while complementary qualitative evidence was gathered through semi-structured interviews and dialogue analysis. The results showed improvement in the intervention group from pre- to post-assessment, accompanied by a large effect size. The control group also exhibited statistically significant improvement. However, when comparing post-test performance between the two groups while controlling for initial performance (ANCOVA), the group effect was not statistically significant, although the adjusted mean was higher for the intervention group. Furthermore, the qualitative analysis demonstrated that the tool functioned as a dynamic scaffold that enhanced mathematical argumentation and the use of representations as evidence, while simultaneously supporting collaborative group work by acting as a regulator of the learning process. Overall, the findings suggest that a pedagogically designed conversational AI tool can support meaningful learning processes in fraction comparison, provided that the feedback remains aligned with the mathematical content and is framed by appropriate didactic orchestration."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["FractionsCoach: Ενσωμάτωση ενός εκπαιδευτικού ψηφιακού βοηθού (chatbot) ελεγχόμενης Τεχνητής Νοημοσύνης στη διδασκαλία σύγκρισης κλασμάτων στη Δ΄ δημοτικού"]}]}],"canonical_facts":{"dc:creator":["Ραχμανίδη Ειρήνη","Rachmanidi Eirini"],"dc:date":["2026"],"dc:description":["Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξέταση της αποτελεσματικότητας μιας παιδαγωγικά ελεγχόμενης ψηφιακής παρέμβασης, η οποία αξιοποιεί Τεχνητή Νοημοσύνη, για την ενίσχυση της σύγκρισης κλασμάτων στη Δ΄ δημοτικού. Στο πλαίσιο αυτό αναπτύχθηκε και εφαρμόστηκε ο «FractionsCoach», ένας διαλογικός ψηφιακός βοηθός (chatbot) που ενσωματώνει μοντέλο ΤΝ για την παραγωγή διαβαθμισμένης ανατροφοδότησης και υποδείξεων, με στόχο την υποστήριξη στρατηγικών σύγκρισης κλασμάτων (π.χ. κλασματική μονάδα, ισοδυναμίες, κοινός παρονομαστής/αριθμητής, αριθμογραμμή). Η έρευνα υλοποιήθηκε σε πραγματικό σχολικό πλαίσιο με ημιπειραματικό σχεδιασμό, με ομάδα παρέμβασης και ομάδα ελέγχου. Συμμετείχαν 33 μαθητές/τριες της Δ΄ δημοτικού από Δημοτικό Σχολείο της Αττικής. Για τη συλλογή δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν δοκιμασίες προ- και μετα-αξιολόγησης, δραστηριότητες/φύλλα εργασίας, καθώς και δεδομένα καταγραφής από το σύστημα (log data), ενώ αξιοποιήθηκε και συμπληρωματική ποιοτική τεκμηρίωση μέσω ημιδομημένων συνεντεύξεων και ανάλυσης διαλόγων. Τα αποτελέσματα έδειξαν βελτίωση της ομάδας παρέμβασης από την προ- στη μετα-αξιολόγηση, συνοδευόμενη από μεγάλο μέγεθος επίδρασης. Η ομάδα ελέγχου παρουσίασε επίσης στατιστικά σημαντική βελτίωση. Ωστόσο, κατά τη σύγκριση της επίδοσης στο μετα-τεστ μεταξύ των δύο ομάδων με έλεγχο της αρχικής επίδοσης (ANCOVA), η επίδραση της ομάδας δεν ήταν στατιστικά σημαντική, αν και ο προσαρμοσμένος μέσος όρος ήταν υψηλότερος για την ομάδα παρέμβασης. Παράλληλα, η ποιοτική ανάλυση κατέδειξε ότι το εργαλείο λειτούργησε ως δυναμική σκαλωσιά που ενίσχυσε τη μαθηματική επιχειρηματολογία και τη χρήση αναπαραστάσεων ως τεκμηρίων, ενώ παράλληλα υποστήριξε την ομαδοσυνεργατική εργασία, λειτουργώντας ως ρυθμιστής της μαθησιακής διαδικασίας. Συνολικά, τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι ένα παιδαγωγικά σχεδιασμένο διαλογικό εργαλείο ΤΝ μπορεί να υποστηρίξει ουσιαστικές μαθησιακές διαδικασίες στη σύγκριση κλασμάτων, υπό την προϋπόθεση ότι η ανατροφοδότηση παραμένει ευθυγραμμισμένη με το μαθηματικό περιεχόμενο και πλαισιώνεται από την κατάλληλη διδακτική ενορχήστρωση.","The purpose of this master's thesis is to examine the effectiveness of a pedagogically controlled digital intervention, utilizing Artificial Intelligence, for the enhancement of fraction comparison in the 4th Grade of primary school. In this context, "FractionsCoach" was developed and implemented, a conversational digital assistant (chatbot) incorporating an AI model to generate scaffolded feedback and hints, aiming to support fraction comparison strategies (e.g., fractional unit, equivalences, common denominator/numerator, number line). The research was conducted in a real school setting using a quasi-experimental design, involving an intervention group and a control group. Thirty-three (33) 4th-grade students from a primary school in Attica participated in the study. Data collection utilized pre- and post-assessment tests, activities/worksheets, and system log data, while complementary qualitative evidence was gathered through semi-structured interviews and dialogue analysis. The results showed improvement in the intervention group from pre- to post-assessment, accompanied by a large effect size. The control group also exhibited statistically significant improvement. However, when comparing post-test performance between the two groups while controlling for initial performance (ANCOVA), the group effect was not statistically significant, although the adjusted mean was higher for the intervention group. Furthermore, the qualitative analysis demonstrated that the tool functioned as a dynamic scaffold that enhanced mathematical argumentation and the use of representations as evidence, while simultaneously supporting collaborative group work by acting as a regulator of the learning process. Overall, the findings suggest that a pedagogically designed conversational AI tool can support meaningful learning processes in fraction comparison, provided that the feedback remains aligned with the mathematical content and is framed by appropriate didactic orchestration."],"dc:identifier":["uoadl:5362930","https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5362930"],"dc:language":["Ελληνικά","Greek"],"dc:subject":["Εκπαίδευση – Αθλητισμός","Education - Sport science"],"dc:title":["FractionsCoach: Ενσωμάτωση ενός εκπαιδευτικού ψηφιακού βοηθού (chatbot) ελεγχόμενης Τεχνητής Νοημοσύνης στη διδασκαλία σύγκρισης κλασμάτων στη Δ΄ δημοτικού"],"dc:type":["born_digital_postgraduate_thesis","Διπλωματική Εργασία","Postgraduate Thesis"]},"updated_at":"2026-07-24T01:02:00Z"}