Blog

16^η παράλληλη συνεδρία: Σχεδίαση Περιβαλλόντων για Διδασκαλία Προγραμματισμού

Προεδρείο: Ν. Αβούρης, Ν. Τσέλιος
Το παρακάτω κείμενο προσπαθεί να δώσει μια περίληψη και μια μικρή κριτική των εισηγήσεων της 16^ης παράλληλης συνεδρίας του 4^ου Πανελήνιου Συνέδριου Διδακτικής της Πληροφορικής. Η συνεδρία αυτή ήταν αφιερωμένη στη σχεδίαση περιβαλλόντων για την υποβοήθηση της διδασκαλίας του προγραμματισμού στη Β/θμια και Γ/θμια εκπαίδευση.

Επίβλεψη και υποστήριξη συνεργατικών δραστηριοτήτων κατά τη διδασκαλία αλγορίθμων, Βογιατζάκη Ε., Αβούρης Ν. και Πολύζος Π.
Το Synergo είναι ένα σύνολο εφαρμογών (Synergo Clients, Synergo Relay Server, SynergoSupervisor) που μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε κατά τη διάρκεια μιας διδακτικής δραστηριότητας ως υποστηρικτικό εργαλείο, είτε σε ύστερο χρόνο ως περιβάλλον εξομοίωσης της δραστηριότητας και παρατήρησης. Το Synergo επιτρέπει στους μαθητές να επικοινωνούν μεταξύ τους ανταλλάσσοντας γραπτά μηνύματα, τα οποία ταυτόχρονα προβάλλονται και στην οθόνη του καθηγητή. Η εποπτική εικόνα της τάξης αναπαριστάται διαγραμματικά, ενώ δίνεται η δυνατότητα παρακολούθησης εικόνων λειτουργίας (snapshots) από το περιβάλλον εργασίας των μαθητών.

Στόχος του Synergo είναι να βοηθήσει τον καθηγητή να εντοπίσει σημεία τα οποία απαιτούν την προσοχή ή την παρέμβασή του, κατά την υλοποίηση δραστηριοτήτων από τους μαθητές. Για παράδειγμα, σε μια μεγάλη τάξη ο καθηγητής μπορεί να μην έχει συνειδητοποιήσει ότι κάποιες ομάδες καθυστερούν. Χρησιμοποιώντας τα snapshots έχει μια εποπτική εικόνα της προόδου των ομάδων και μπορεί ευκολότερα να εντοπίσει αν υπάρχουν μεγάλες αποκλίσεις. Εξάλλου από τις καταγεγραμμένες συζητήσεις μεταξύ των μαθητών μπορεί να δει αν κάποια ομάδα δυσκολεύεται σε ορισμένα σημεία, ή αν πολλές ομάδες δυσκολεύονται σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Στη συνέχεια μπορεί είτε να βοηθήσει κάποια ομάδα στέλνοντάς τους προσωπικό μήνυμα, ή να δώσει εξηγήσεις σε όλη την τάξη.

Φαίνεται ότι με το Synergo εντοπίζονται ζητήματα τα οποία δεν θα ήταν δυνατόν να ανακαλυφθούν σε μια παραδοσιακή διδασκαλία, λόγω του πλήθους των μαθητών. Από την άλλη, η συζήτηση μέσω ανταλλασσόμενων μηνυμάτων είναι χρονοβόρα, επομένως ίσως να είναι πιο κατάλληλο για ερευνητικούς σκοπούς ή για την περίπτωση της διδασκαλίας εξ? αποστάσεως.

Η εξ? αποστάσεως διδασκαλία του προγραμματισμού μέσω ενός προσωποποιημένου στις ανάγκες του μαθητή περιβάλλοντος, Χρυσαφιάδη Κ. και Βίρβου Μ.
Στην εργασία αυτή παρουσιάστηκε μια διαδικτυακή εκπαιδευτική εφαρμογή για τη διδασκαλία του προγραμματισμού, η οποία παρέχει εξατομικευμένη υποστήριξη στους εκπαιδευόμενους. Η προσαρμοστικότητα αυτή βασίστηκε σε στερεότυπα (κατάταξη των μαθητών) δύο διαστάσεων: ανάλογα με το γνωστικό επίπεδο των μαθητών (αρχάριοι, αν γνωρίζουν τη δομή ακολουθίας, επιλογής, επανάληψης, πίνακες, υποπρογράμματα?) και ανάλογα με το είδος των λαθών (συντακτικά ή λογικά) που κάνουν κατά την επίλυση ασκήσεων.

Το σύστημα εκμάθησης αποτελείται από ένα σύνολο ενοτήτων τις οποίες θα πρέπει να διδαχτεί ο μαθητής. Στο τέλος κάθε ενότητας ο μαθητής εξετάζεται με ηλεκτρονικό τεστ, και ανάλογα με τη βαθμολογία του προχωρά ή όχι στην επόμενη ενότητα. Στην περίπτωση χαμηλής βαθμολόγησης, το σύστημα εξετάζει τα λάθη του μαθητή, ώστε να τον κατατάξει σε κάποιο από τα στερεότυπα και να τον συμβουλέψει ανάλογα. Έτσι μπορεί να του πει ότι δεν διάβασε και πρέπει να επαναλάβει την ενότητα, ότι διάβασε αλλά δεν την κατανόησε καλά και πρέπει να δώσει παραπάνω προσοχή, ή ότι ξέχασε κάτι που διδάχτηκε σε προηγούμενη ενότητα και έτσι θα πρέπει να γυρίσει σε προηγούμενο επίπεδο και να την επαναλάβει.

Φαίνεται χρήσιμο σαν εργαλείο διδασκαλίας εξ? αποστάσεως. Τα τεστ όμως θα πρέπει να είναι κατάλληλα δομημένα ώστε να καθορίζονται σαφώς οι ενότητες που πιθανώς θα δυσκολεύονται οι εξεταζόμενοι.

Σχεδίαση ενός Προσαρμοστικού Εκπαιδευτικού Ηλεκτρονικού παιχνιδιού για τη διδασκαλία εισαγωγικών εννοιών του Προγραμματισμού, Μαραγκός Κ. και Γρηγοριάδου Μ.
Η εργασία αυτή αναφέρθηκε στην σχεδίαση του περιβάλλοντος TALENT, ενός ηλεκτρονικού παιχνιδιού περιπέτειας που στοχεύει στην διδασκαλία βασικών εννοιών προγραμματισμού. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, τα παιχνίδια περιπέτειας έχουν τη δυνατότητα να αναπτύσσουν ικανότητες επίλυσης προβλημάτων και είναι κατάλληλα για επιστημονικές έννοιες που είναι δύσκολο να αναπαρασταθούν οπτικά, ενώ παράλληλα προσφέρουν τη δυνατότητα αναλυτικής καταγραφής της προόδου κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού.

Ο εικονικός κόσμος του TALENT είναι χωρισμένος σε τρία επίπεδα: Χάρτης, Τοποθεσίες και Αποστολές. Χρησιμοποιείται μια μίνι γλώσσα προγραμματισμού η οποία υποστηρίζει αλγοριθμικές δομές επιλογής και επανάληψης. Κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού ο μαθητής εμπλέκεται σε διάφορες προγραμματιστικές δραστηριότητες, και αν τις περατώσει επιτυχώς συλλέγει αντικείμενα με τα οποία δημιουργεί τον προσωπικό του χώρο.

Η εργασία αυτή φαίνεται ενδιαφέρουσα, και πιθανώς να ελαφρύνει τη βαρετή διαδικασία του προγραμματισμού. Όμως είναι σε πρώιμο στάδιο και είναι νωρίς για περαιτέρω σχολιασμό.

Επίδραση της χρήσης πολλαπλών αναπαραστάσεων σε εκπαιδευτικό περιβάλλον προγραμματισμού, Σιώζου Σ., Τσέλιος Ν. και Κόμης Β.
Σε αυτήν την εργασία παρουσιάστηκαν δύο εναλλακτικά εργαλεία διδασκαλίας εισαγωγικών εννοιών του προγραμματισμού: ο Δημιουργός Διαγραμμάτων Ροής (ΔΔΡ), ο οποίος επιτρέπει τη συγγραφή αλγορίθμων με μορφή διαγραμμάτων ροής, και ο Διερμηνευτής της ΓΛΩΣΣΑΣ (ΔτΓ), στον οποίο η κωδικοποίηση γίνεται με μορφή ψευδοκώδικα.

Τα εργαλεία αυτά χρησιμοποιήθηκαν σε μια μελέτη περίπτωσης με 38 φοιτητές οι οποίοι χωρίστηκαν σε 2 ομάδες. Η διδασκαλία σε κάθε ομάδα πραγματοποιήθηκε με διαφορετικό εργαλείο, και έγινε στατιστική ανάλυση της προόδου των φοιτητών σε σχέση με το εργαλείο, το φύλο τους και την κατεύθυνση (τεχνολογική / θετική / θεωρητική) που είχαν επιλέξει στο Λύκειο.

Σε αντίθεση με αντίστοιχες έρευνες που έχουν γίνει στο παρελθόν, η παρούσα μελέτη δεν εντόπισε στατιστικά σημαντική διαφορά σε κανέναν από τους παραπάνω παράγοντες. Και η απόδοση αλλά και η υποκειμενική αξιολόγηση των φοιτητών δεν ήταν υπέρ των διαγραμμάτων ροής, όπως αναμενόταν. Μια πιθανή εξήγηση για τη διαφοροποίηση που παρατηρήθηκε από τις προηγούμενες έρευνες είναι ότι σε αυτήν τη μελέτη οι συμμετέχοντες διαχειρίστηκαν υπολογιστικά περιβάλλοντα και δεν διατύπωσαν τις λύσεις τους σε χαρτί. Επίσης, δεν χρησιμοποιήθηκε μια γλώσσα προγραμματισμού ως λεκτική αναπαράσταση αλλά ψευδοκώδικας, γεγονός που ίσως επέδρασε στην επίδοση των δύο ομάδων.

Σχεδιασμός ενός Περιβάλλοντος Δυναμικής Οπτικοποίησης Αλγορίθμων: Το σύστημα DAVE, Βραχνός Ε. και Τζιμογιάννης Α.
Το σύστημα DAVE (Dynamic Algorithm Visualization Environment) είναι ένα λογισμικό δυναμικής οπτικοποίησης αλγορίθμων στη διδασκαλία των βασικών αρχών της αλγοριθμικής, στο πλαίσιο των μαθημάτων προγραμματισμού του Ενιαίου Λυκείου. Η βασική διαφορά του από υπάρχοντα συστήματα οπτικοποίησης είναι ότι σε αντίθεση με αυτά, το DAVE δίνει και τη δυνατότητα συγγραφής και εκτέλεσης ενός αλγορίθμου. Έτσι αυξάνει ο βαθμός αλληλεπίδρασης με το μαθητή, κάτι που σύμφωνα με τη βιβλιογραφία αναμένεται να αυξήσει παράλληλα τα μαθησιακά οφέλη.

Η εφαρμογή αποτελείται από το συντάκτη κειμένου, στον οποίο ο μαθητής γράφει το πρόγραμμά του στη ΓΛΩΣΣΑ του σχολικού εγχειριδίου, το παράθυρο οπτικοποίησης στο οποίο εμφανίζεται η εκτέλεση του αλγορίθμου και τέλος τα πλήκτρα ελέγχου με τα οποία ο μαθητής χειρίζεται και παραμετροποιεί την οπτικοποίηση. Εσωτερικά έχει υλοποιηθεί ένας μεταγλωττιστής ο οποίος δέχεται ως είσοδο τον κώδικα του μαθητή στη γλώσσα προγραμματισμού ΓΛΩΣΣΑ και παράγει αυτόματα τον κώδικα της οπτικοποίησης που εκτελείται στη συνέχεια.

Φαίνεται να είναι χρήσιμο στη διδασκαλία αλγορίθμων με πίνακες, όπως αναζήτηση ή ταξινόμηση. Μια βελτίωση που θα μπορούσε να γίνει θα ήταν η παραμετροποίηση της οπτικοποίησης με βάση συνθήκες, για παράδειγμα το χρώμα της μπάρας να εξαρτάται από την τιμή του στοιχείου του πίνακα.