Στόχος του μαθήματος είναι η εισαγωγή και η άσκηση των φοιτητών στη χρήση ψηφιακών τεχνολογιών στην πειραματική διδασκαλία. Οι μεταπτυχιακοί φοιτητές θα γνωρίσουν και θα διερευνήσουν ποικίλες μορφές ψηφιακών τεχνολογιών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πειραματική διδασκαλία, όπως τα πειράματα με υπολογιστή και σε υπολογιστή. Παράλληλα θα έρθουν σε επαφή με τη σύγχρονη τεχνολογία (περάματα με μικροελεγκτή, με smartphone, IoT, Web2.0, περιβάλλοντα MOOC). 

Το μάθημα αυτό έχει τέσσερις ενότητες: (α) Οι Επιστημολογικές προϋποθέσεις της Έρευνας, (β) Μεθοδολογία: Αρχές μέτρησης και σχεδιασμού, (γ) Εισαγωγή στη Στατιστική σκέψη και (δ) Σχεδιασμός και συγγραφή ερευνητικών προτάσεων. Στο πρώτο μέρος θα γίνει μία σύντομη εισαγωγή στις επιστημολογικές προϋποθέσεις της επιστημονικής έρευνας με έμφαση στις διαφορές και ομοιότητες των Φυσικών Επιστημών και της Εκπαιδευτικής Έρευνας (Διδακτικής της Φυσικής -Κοινωνική Επιστήμη). Στο δεύτερο μέρος θα αναπτυχθούν οι κυριότερες μέθοδοι συλλογής δεδομένων, όπως η επισκόπηση, η παρατήρηση, το πείραμα, η κοινωνιομετρία κλπ. και θα αναλυθούν οι διαφορετικές μεθοδολογικές προσεγγίσεις στο χώρο της εκπαιδευτική έρευνας. Στο τρίτο μέρος γίνεται μια εισαγωγή στη Στατιστική: Βασικές έννοιες Περιγραφικής και Επαγωγικής Στατιστικής, και μια εισαγωγή στην πολυμεταβλητή ανάλυση. Το τέταρτο μέρος στοχεύει στο να αποκτηθούν οι δεξιότητες μελέτης και διερεύνησης της σύγχρονης βιβλιογραφίας στο χώρο της διδακτικής της Φυσικής και της συγγραφής ερευνητικού υπομνήματος.Το μάθημα απαιτεί παρακολούθηση, συμμετοχή σε γραπτές εργασίες και μια τελική γραπτή ή προφορική εξέταση. 

Οι μεταπτυχιακοί φοιτητές αξιοποιούν τις γνώσεις και τις δεξιότητες που αποκτήθηκαν μέσα από τα υπόλοιπα μαθήματα του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών και αφομοιώνουν την επιστημονική γνώση μέσα από την διαδικασία της επαγγελματικής επιστημονικής εξάσκησης.

Στόχος του μαθήματος είναι οι φοιτητές να έρθουν σε επαφή με σύγχρονα θέματα Φυσικής (Πολυπλοκότητα & Χάος, ΝανοΕπιστήμη & ΝανοΤεχνολογία, κλπ), ώστε να αναπτύξουν ικανότητες μετασχηματισμού του περιεχομένου τους. Οι φοιτητές εμβαθύνουν με μελέτη στην αντίστοιχη βιβλιογραφία και στις εργασίες τους θα προσδιορίσουν τις βασικές αρχές, έννοιες & ιδέες του κάθε χώρου και θα μετασχηματίσουν το περιεχόμενο του. 

Το μάθημα αποσκοπεί στην εμβάθυνση των τάσεων της Σύγχρονης Διδακτικής με παράλληλη ανάλυση διδακτικών καταστάσεων. Εισάγονται τα μοντέλα διδασκαλίας, οι αντιλήψεις για τη μάθηση & η θεωρία κινήτρων, οι στρατηγικές διδασκαλίας, η έννοια και τα όρια του "διδακτικού μοντέλου", και τα χαρακτηριστικά & οι σχεδιαστικές αρχές μιας διδακτικής μαθησιακής ακολουθίας.

Οι μεταπτυχιακοί φοιτητές ασκούνται στη σχεδίαση, υλοποίηση και αξιολόγηση μαθητικών επισκέψεων σε χώρους άτυπης εκπαίδευσης. Εισάγονται βασικές έννοιες και αρχές της άτυπης εκπαίδευσης, με έμφαση τις μαθητικές επισκέψεις σε Τεχνο-επιστημονικά Μουσεία και σε επιστημονικά εργαστήρια. Οργανώνονται επισκέψεις σε τέτοιους χώρους (Κέντρο Διάδοσης Επιστημών και Μουσείο Τεχνολογίας NOESIS, το Σεισμολογικό Κέντρο, το Μετεωροσκοπείο και τα Εργαστήρια του Τμήματος) όπου γίνεται εργασία πεδίου.