Το τριήμερο 28-30 Μαρτίου 2008 πραγματοποιήθηκε στην Πάτρα το 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο για τη Διδακτική της Πληροφορικής στο οποίο πήρε μέρος η ομάδα των 120 εκπαιδευτικών Πληροφορικής Β/θμιας Εκπαίδευσης που θα λειτουργήσουν ως επιμορφωτές των υπολοίπων εκπαιδευτικών του κλάδου τους.
Στα πλαίσια αυτής της επιμόρφωσης ζητήθηκε να γίνει ο κριτικός σχολιασμός μιας από τις 16 συνεδρίες του συνεδρίου.
Προσωπικά επέλεξα να σχολιάσω την 1η συνεδρία: «Διδακτικές Προσεγγίσεις για τον Προγραμματισμό» κυρίως λόγω της θέσης μου σε Επαγγελματικό Λύκειο όπου το μάθημα του προγραμματισμού διδάσκεται σε αρκετά μεγάλη κλίμακα αλλά και της ενασχόλησής μου με το μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον της τελευταίας τάξης του Ενιαίου Λυκείου στο οποίο οι μαθητές εξετάζονται σε Πανελλήνια κλίμακα.
Αξιοποίηση του e-ECLiP στη διδασκαλία βασικών προγραμματιστικών δομών
(Α. Γόγουλου, Ε. Γουλή, Μ. Γρηγοριάδου)
To πλαίσιο ECLiP έχει στόχο τη δημιουργία της μαθησιακού περιβάλλοντος που υποστηρίζει την ενεργή συμμετοχή των μαθητών, συμβάλλει στην οικοδόμηση της γνώσης και στην καλλιέργεια δεξιοτήτων σε προγραμματιστικές έννοιες μέσα από την εκπόνηση δραστηριοτήτων διερευνητικού και συνεργατικού χαρακτήρα. Η εργασία παρουσιάζει της βασικές αρχές του ECLiP, τη διαδικασία σχεδιασμού δραστηριοτήτων και το e-ECLiP που αποτελεί την υλοποίηση του πλαισίου ECLiP στο προσαρμοστικό συνεργατικό περιβάλλον μάθησης SCALE.
To πλαίσιο ECLiP βασίζεται σε τέσσερις αρχές που απορρέουν από σύγχρονες θεωρίες μάθησης:
1. Η μάθηση πραγματοποιείται μέσα από την οικοδόμηση και την κατάλληλη αλλαγή των δομών γνώσης και του νοητικού μοντέλου των μαθητών.
2. Η οικοδόμηση της γνώσης θα πρέπει να καθοδηγείται από ή ασυνείδητους στόχους που βοηθούν το μαθητή να εμπλακεί ενεργά στη διαδικασία της μάθησης
3. To πλαίσιο στο οποίο οικοδομείται και χρησιμοποιείται η γνώση καθορίζει μελλοντικές εφαρμογές της
4. Η οικοδόμηση και η χρησιμοποίηση της γνώσης θα πρέπει να συνδέονται
To e-ECLiP αποτελεί την υλοποίηση του ECLiP στο πλαίσιο του περιβάλλοντος SCALE
Έγινε χρήση αυτού του περιβάλλοντος σε μια ομάδα μαθητών 15 μαθητών της Γ τάξης Γυμνασίου και παράλληλα οι ίδιες δραστηριότητες διδάχθηκαν σε άλλες δύο ομάδες με χρήση της Γλωσσομάθειας και με την διδασκαλία τάξης αντίστοιχα.
Τα αποτελέσματα δείχνουν όσον αφορά στην ομάδα ECLiP ότι αν και οι μαθητές δεν είχαν δυνατότητα αλληλεπίδρασης με τη διδάσκουσα, το πλαίσιο και το περιεχόμενο των δραστηριοτήτων συνέβαλλε θετικά στην κατανόηση της λειτουργίας της επαναληπτικής δομής και στην εφαρμογή της στην επίλυση απλών προβλημάτων.
Από τα σχόλια των μαθητών της ομάδας ECLIP προκύπτουν τα εξής:
Η εκπόνηση των δραστηριοτήτων στο e-ECLiP θεωρήθηκε αρκετά ευχάριστη και δε δημιούργησε προβλήματα
Οι δραστηριότητες κρίθηκαν ενδιαφέρουσες, ευχάριστες, σωστά δομημένες και κλιμακούμενης δυσκολίας
Ιδιαίτερα θετικά σχολιάστηκε η δυνατότητα εκτέλεσης προγραμμάτων στον υπολογιστή
Η όλη εκπαιδευτική διαδικασία έτυχε αποδοχής και όλοι οι μαθητές εκφράστηκαν θετικά για μελλοντική ενασχόληση με το e-ECLiP
Υποστήριξη της μαθησιακής διαδικασίας σε εισαγωγικά μαθήματα Πληροφορικής μέσω του περιβάλλοντος SCALE
(Η. Βεργίνης, Ε. Γουλή, Α. Γόγουλου,, Μ. Γρηγοριάδου)
Στο άρθρο αυτό παρουσιάζεται μια πρόταση υποστήριξης και εμπλουτισμού της μαθησιακής διαδικασίας σε εισαγωγικά μαθήματα Πληροφορικής με εκπαιδευτικό υλικό που έχει ως στόχο την οικοδόμηση γνώσεων και την καλλιέργεια της διερευνητικής μάθησης και της κριτικής σκέψης. To εκπαιδευτικό υλικό αφορά σε δραστηριότητες οι οποίες διατίθενται μέσα από το διαδικτυακό προσαρμοστικό περιβάλλον μάθησης SCALE και έχουν σχεδιαστεί με βάση τις δυνατότητες του συγκεκριμένου περιβάλλοντος
To SCALE είναι ένα διαδικτυακό προσαρμοστικό εκπαιδευτικό περιβάλλον στο οποίο δομικό στοιχείο αποτελούν οι δραστηριότητες και στοχεύει να υποστηρίξει τόσο τη διαδικασία της μάθησης όσο και τη διαδικασία της αξιολόγησης στο πλαίσιο οποιουδήποτε γνωστικού αντικειμένου. To περιβάλλον έχει σχεδιαστεί με βάση τις σύγχρονες τάσεις στη μάθηση και στην αξιολόγηση που τονίζουν την εμπλοκή του μαθητή σε δραστηριότητες οι οποίες (i) αξιοποιούν την προϋπάρχουσα γνώση του, (ii) ενθαρρύνουν τη συνεργασία, (iii) συνδυάζουν τη μάθηση με την αξιολόγηση, (iv) καλλιεργούν/αναπτύσσουν δεξιότητες, όπως κριτνκή σκέψη, συνεργατικότητα, λήψη αποφάσεων, αυτοπαρακολούθηση και αυτορρύθμιση, και (v) υποστηρίζουν το μαθητή με ανατροφοδότηση και κατάλληλα εκπαιδευτικά εργαλεία/περιβάλλοντα
To εκπαιδευτικό υλικό που αναπτύχθηκε καλύπτει τις θεματικές ενότητες: (i) Αποθήκευση Δεδομένων, (ii) Διαχείριση Δεδομένων, (iii) Λειτουργικά Συστήματα, (iv) Δίκτυα και Διαδίκτυο, (ν) Σχεδιασμός Αλγορίθμων, (vi) Γλώσσες Προγραμματισμού, (νii) Δομές Δεδομένων, (viii) Βάσεις Δεδομένων και (ix) Τεχνητή Νοημοσύνη. ;Έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διδασκαλία μαθημάτων του Ενιαίου Λυκείου αλλά και του Επαγγελματικού.
Στην έρευνα συμμετείχαν 197 φοιτητές του τμήματος Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών του ΕΚΠΑ. Οι 122 χρησιμοποίησαν το SCALE ενώ οι υπόλοιποι 75 όχι. Τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά: Ενώ στην προκαταρκτική εξέταση οι δυο ομάδες είχαν παραπλήσια απόδοση, σε μια τελική εξέταση – μετά την πιλοτική εφαρμογή του SCALE – οι φοιτητές της ομάδας SCALE πέτυχαν υψηλότερη επίδοση κατά την τελική εξέταση και βελτίωσαν το επίπεδο γνώσης τους περισσότερο σε σχέση με την άλλη ομάδα
To πρόγραμμα «Διάγραμμα Ροής» και η διδακτική του αξιοποίηση στην Διδασκαλία του προγραμματισμού
(Α. Βρακόπουλος, Θ. Καρτσιώτης)
Στο πρόγραμμα αυτό οι ΤΠΕ χρησιμοποιούνται ως επικουρικά διδακτικά εργαλεία για την εισαγωγή των μαθητών σε προγραμματιστικές έννοιες, με κύριο άξονα τη μετατροπή της λύσης ενός προβλήματος (αλγόριθμος) σε διάγραμμα ροής. Στόχος του προγράμματος είναι να δημιουργήσει ένα διερευνητικό-εποικοδομητικό περιβάλλον μάθησης, ώστε οι μαθητές να κατανοήσουν τις αλγοριθμικές δομές και την έννοια του προγραμματισμού. To πρόγραμμα έχει σχεδιασθεί για μαθητές, και δεν απαιτεί ιδιαίτερες γνώσεις προγραμματισμού.
Κατά τη διδασκαλία του προγραμματισμού στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση παρατηρούνται προβλήματα από την πλευρά των μαθητών για την κατανόηση εννοιών όπως:
1. η έννοια της μεταβλητής,
2. η έννοια της εκχώρησης τιμής σε μεταβλητή
3. η δομή επιλογής (ή ελέγχου)
4. η δομή επανάληψης (που φαίνεται να είναι η δυσκολότερη έννοια για τους μαθητές)
To πρόγραμμα «Διάγραμμα Ροής» προτείνεται ως ένα κατάλληλο διδακτικό εργαλείο ιδιαίτερα για τη διδασκαλία των μαθημάτων: «Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον» της Γ’ Τάξης του Ενιαίου Λυκείου και «Προγραμματισμός Η/Υ» στα ΕΠΑΛ.
Ο καθηγητής μπορεί να χρησιμοποιήσει μια εναλλακτική προσέγγιση για τη λύση ενός προβλήματος όπως η ανάπτυξη αλγόριθμου με τη χρήση του προγράμματος «Διάγραμμα Ροής». To τμήμα αυτό της διδασκαλίας γίνεται στο εργαστήριο Πληροφορικής με τη μεθοδολογία που αναπτύσσεται στη συνέχεια.
1. Στην αρχή δίνεται στους μαθητές το πρόβλημα και γίνεται μια μικρή συζήτηση για τον αλγόριθμο του προβλήματος. Καθορίζονται οι μεταβλητές που θα χρησιμοπονηθούν,οι εντολές εισόδου και εξόδου, οι δομές επιλογής, οι δομές επανάληψης και οι σχέσεις τερματισμού αυτών.
2. Στη συνέχεια υλοποιούν τον αλγόριθμο με τη βοήθεια των εντολών του προγράμματος «Διάγραμμα Ροής».
3. Στο τέλος καλούνται να απαντήσουν σε ερωτήσεις που αφορούν κυρίως τις εντολές εισόδου, εξόδου, τις τιμές των μεταβλητών κατά τη διάρκεια εκτέλεσης του αλγόριθμου, τον αριθμό επαναλήψεων.
4. Καλούνται επίσης να προβλέψουν τη «συμπεριφορά» του αλγορίθμου και τις τελικές τιμές των μεταβλητών.
5. Στο τέλος εκτελούν βηματικά το λογικό διάγραμμα και συγκρίνουν τα αποτελέσματα με τις προβλέψεις τους.
Μετά την αξιοποίηση του προγράμματος σε διδακτικές ώρες εξήχθησαν τα παρακάτω συμπεράσματα:
Οι μαθητές κατανόησαν καλύτερα τις έννοιες της επανάληψης, της επιλογής και τη συνθήκη τερματισμού μιας επανάληψης, δοκιμάζοντας τις συνθήκες τερματισμού των δομών επανάληψης και τις συνθήκες των δομών επιλογής.
Η αναπαράσταση, και ιδιαίτερα η δυνατότητα εκτέλεσης του αλγόριθμου βοήθησε τους μαθητές να εμπεδώσουν τη σχέση αλγορίθμου – διαγράμματος ροής – ψευδογλώσσας – κώδικα.
To μάθημα διεξήχθη σε περιβάλλον διερευνητικής μάθησης και πειραματισμού.
Γενικότερα, τα αποτελέσματα της διδασκαλίας ήταν καλύτερα συγκρινόμενα με αυτά της παραδοσιακής διδασκαλίας και μεγιστοποιούνται όταν οι μαθητές εργάζονται ομαδικά σε διερευνητικό-εποικοδομητικό περιβάλλον.
Περιβάλλοντα απτού προγραμματισμού:
Επισκόπηση της παρούσας κατάστασης και ανοιχτά ερευνητικά ερωτήματα
(Θ.Σαπουνίδης, Σ. Δημητριάδης, I. Βλαχάβας)
Αυτό το άρθρο παρουσιάζει γλώσσες προγραμματισμού και εκπαιδευτικά περιβάλλοντα, που υιοθετούν απτές διεπαφές χρήστη προκειμένου να διευκολύνουν τους χρήστες, κάθε ηλικίας, στην εκμάθηση εννοιών του προγραμματισμού. Τα συστήματα παρουσιάζονται με τη χρονολογική σειρά εμφάνισής τους και είναι τα εξής:
1. Tortis ? Slot machine
2. AlgoBlock
3. Music Block
4. Block Jam
5. Απτός προγραμματισμός για τρένα
6. Tangible Programming Brick
7. Electronic Blocks
8. AutoHAN ? Media Cubes
9. Απτός προγραμματισμός με ?σπάγγους?
10. GameBlocks
11. Quetzal ? Tern
Στα συστήματα απτού προγραμματισμού, οι πρόσφατες ερευνητνκές προσεγγίσεις θέτουν ως στόχους τη διερεύνηση θεμάτων όπως:
· Πόσο ένα τέτοιο περιβάλλον μπορεί να διευκολύνει την εκμάθηση προγραμματιστικών εννοιών;
· Βελτιώνεται, και κατά πόσο, η συνεργατνκότητα μεταξύ των εκπαιδευομένων;
· Μπορεί ένα τέτοιο σύστημα να διευκολύνει τον καθηγητή να αναπτύξει ένα θετικό περιβάλλον μάθησης μέσα στην τάξη;
To γενικό συμπέρασμα είναι ότι η έρευνα σε τέτοια θα πρέπει να διερευνήσει θέματα αποδοτικότητας και εκπαιδευτικής αξίας προκειμένου να καθοδηγήσει τους μελλοντικούς σχεδιαστές αλλά και τους εκπαιδευτικούς στην αξιοποίησή τους.
Οι κανόνες μισοψημένων παιχνιδιών ως πλαίσιο κατανόησης και εφαρμογής της δομής επιλογής
(Ε. Αλεξοπούλου, X. Κυνηγός)
Η εργασία αυτή εστιάζει στην κατανόηση και εφαρμογή προγραμματιστικών εννοιών κατά την αλληλεπίδραση δύο ομάδων μαθητών με το υπολογιστικό περιβάλλον Cruislet. Οι εκπαιδευτικές δραστηριότητες βασίζονται στην έννοια των μισοψημένων παιχνιδιών, τα οποία παρουσιάζονται ως ημιτελή υπολογιστικά περιβάλλοντα με στόχο την εμπλοκή των μαθητών με την αλλαγή των κανόνων που τα διέπουν. Η αλλαγή ή η δημιουργία νέων κανόνων και η εφαρμογή τους στη γλώσσα προγραμματισμού Logo, παρέχει ένα πλαίσιο μέσα στο οποίο οι μαθητές κατασκευάζουν ή/και κατανοούν έννοιες που αφορούν στη δομή επιλογής.
Η εκπαιδευτική προσέγγιση που υιοθετήθηκε συνδυάζει την προσέγγιση μαύρο κουτί και την έννοια των μισοψημένων παιχνιδιών, μια ιδέα που βασίζεται στη σχεδίαση των μικρόκοσμων.
Στην έρευνα αξιοποιήθηκε το υπολογιστικό περιβάλλον Cruislet1 το οποίο συνδυάζει την τεχνολογία των Συστημάτων Γεωγραφικής Πληροφορίας (GIS), των τρισδιάστατων γραφικών και της γλώσσας προγραμματισμού Logo. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να πλοηγείται στο χώρο επιλέγοντας ένα από τα δύο συστήματα αναφοράς για τη μετατόπιση του αντικειμένου, τις γεωγραφικές (latitude, longitude, height) ή σφαιρικές συντεταγμένες (θ, φ, r). H ενσωμάτωση της γλώσσας προγραμματισμού Logo παρέχει τη δυνατότητα δημιουργίας πολλαπλών μετατοπίσεων στο χώρο ή τη δημιουργία κανόνων μέσα από διαδικασίες προσδιορισμού του τρόπου μετατόπισης.
Αρχικά oι μαθητές εξοικειώθηκαν με το περιβάλλον και στη συνέχεια τους δόθηκε η δραστηριότητα. Στόχος των μαθητών ήταν να κάνουν αλλαγές στο παιχνίδι όσο αφορά στα παρακάτω:
· Κανόνας συνάρτησης κατάσκοπου,
· Κανόνας προορισμού στη δομή επιλογής,
· Επέκταση του παιχνιδιού με την προσθήκη τρίτου αεροπλάνου.
Συμπερασματικά, οι μαθητές δεν αντιμετώπισαν δυσκολίες στην κατανόηση του τρόπου εκτέλεσης της δομής επιλογής ή την αποδόμηση των λειτουργικών χαρακτηριστικών της δομής ελέγχου.
Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν πως η εκπαιδευτική προσέγγιση που ακολουθήθηκε συνέβαλε στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας της δομής ελέγχου.