Το Μ.Α.Θ.Η.Μ.Α. είναι ένα ολοκληρωμένο μαθησιακό περιβάλλον, υποστηριζόμενο από υπολογιστές, που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της διδασκαλίας της Φυσικής του Γυμνασίου, με έμφαση στις έννοιες που οι μαθητές και οι μαθήτριες αντιμετωπίζουν ιδιαίτερες γνωστικές δυσκολίες στην κατανόησή τους.
Η επιλογή των θεματικών ενοτήτων και η εκπαιδευτική σχεδίαση υπαγορεύθηκαν από τα πορίσματα της έρευνας της Γνωσιακής Επιστήμης και της Διδακτικής της Φυσικής, που εντοπίζουν τις ιδιαίτερες δυσκολίες που έχουν οι μαθητές και οι μαθήτριες στην κατανόηση πολλών φυσικών φαινομένων - και εννοιών, σε όλο το φάσμα της ύλης της Φυσικής του Γυμνασίου, τα οποία εισάγουν παρανοήσεις και αδρανή γνώση.
Για το σκοπό αυτό έχουν αναπτυχθεί σενάρια στις παρακάτω διδακτικές ενότητες - μικρόκοσμους με στοιχεία διερευνητικού περιβάλλοντος που θα υποστηρίζονται από προτάσεις - δραστηριότητες για διδακτική αξιοποίηση. Για αυτές τις ενότητες θα αναπτυχθούν και τα αντίστοιχα φυσικά μοντέλα όπου αυτό είναι δυνατό:
1. Θερμότητα:
Διαστολή των σωμάτων (στερεών, υγρών, αερίων)
Αλλαγή φυσικής κατάστασης
2. Οπτική:
Ανάκλαση του φωτός
Διάθλαση του φωτός
Ανάλυση – Σύνθεση του φωτός
Ευθύγραμμη διάδοση του φωτός
3. Μηχανική:
Ελεύθερη πτώση
4. Ηλεκτρισμός:
Πηγές, καταναλωτές, όργανα μέτρησης
Κλειστό κύκλωμα - συνδεσμολογίες
Ο μαθητής ή η μαθήτρια εργάζεται πάνω στα σενάρια που περιέχονται στο λογισμικό, εκτελεί δραστηριότητες, κάνει προβλέψεις, παρατηρεί τα αποτελέσματα των προβλέψεών του μέσα από προσομοιώσεις κινήσεων, πειραματίζεται με διαφορετικές τιμές παραμέτρων και συγκρίνει με την πραγματικότητα.
Το λογισμικό έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να είναι απλό στη χρήση του, και να δίνει τη δυνατότητα στον μαθητή ή στη μαθήτρια να το χρησιμοποιεί ανάλογα με την γνώση του και τις ικανότητες που έχει αναπτύξει. Ο χώρος εργασίας περιλαμβάνει σκηνικά, αντικείμενα με ιδιότητες και ο μαθητής ή η μαθήτρια μπορεί να χρησιμοποιήσει εργαλεία και να αναπτύξει δραστηριότητες που παραπέμπουν σε πραγματικές καταστάσεις της καθημερινής ζωής.
Εγχειρίδιο χρήσης του λογισμικού Μ.Α.Θ.Η.ΜΑ manual
Φύλλα εργασίας του λογισμικού Μ.Α.Θ.Η.ΜΑ
α. Φύλλο εργασίας στον Ηλεκτρισμό Απλό ηλεκτρικό κύκλωμα-διακόπτης
β. Φύλλο εργασίας στη μηχανική Ελεύθερη πτώση των σωμάτων
γ. Φύλλο εργασίας στη θερμότηττα Θερμαίνοντας και ψύχοντας τα αέρια
δ. Φύλλο εργασίας στην οπτική Ευθύγραμμη διάδοση του φωτός
Δραστηριότητες με το λογισμικό(περισσότερα φύλλα εργασίας)
ε. Φύλλο εργασίας στην οπτική Ευθύγραμμη διάδοση του φωτός
στ. Φύλλο εργασίας στον ηλεκτρισμό Το μοντέλο του τρένου
η. Φύλλο εργασίας στα μοντέλα και άτομα Μοντέλα αναπαράστασης μορίων για την αντιμετώπιση στερεότυπων αντιλήψεων
θ. Φύλλο εργασίας στη μηχανική Ελεύθερη πτώση σωμάτων
ι. Φύλλο εργασίας στη θερμότητα Διαστολή στερεών - Θέρμανση μεταλλικής σφαίρας
Τετράδιο μαθητή (κυρίως για δραστηριότητες Γυμνασίου Τετράδιο μαθητή
Σχέδιο εργασίας στα φαινόμενα τήξη - βρασμός - εξάτμιση με το λογισμικό Μ.Α.Θ.Η.ΜΑ Τάξη ΣΤ΄_ Τήξη-βρασμός-εξάτμιση