Αξιοποίηση του e-ECLiP στη διδασκαλία βασικών προγραμματιστικών δομών
Α. Γόγουλου, Ε. Γουλή, Μ. Γρηγοριάδου
Η εργασία εισάγει τις βασικές αρχές του θεωρητικού πλαισίου ECLiP (Exploratory + Collaborative Learning in Programming) που αφορά την διαδικασία σχεδίασης δραστηριοτήτων και παρουσιάζει το μαθησιακό περιβάλλον e-ECLip το οποίο αποτελεί την υλοποίηση του πλαισίου ECLiP στο προσαρμοστικό συνεργατικό περιβάλλον μάθησης SCALE. Οι δραστηριότητες που αναπτύχθηκαν στοχεύουν στην απόκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων σε εισαγωγικά μαθήματα προγραμματισμού και προάγουν τις μεθόδους της διερευνητικής και συνεργατικής μάθησης.
Το σύστημα e-ECLiP εφαρμόστηκε πιλοτικά σε 41 μαθητές της Γ’ Γυμνασίου, στο πλαίσιο του μαθήματος «Πληροφορική Γυμνασίου». Για την διεξαγωγή της έρευνας οι μαθητές χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες: (ί) την ομάδα εφαρμογής, η οποία αποτελούνταν από 15 μαθητές και διδάχθηκε την έννοια της επανάληψης εκπονώντας δραστηριότητες στο e-ECLiP, (ii) την ομάδα της Γλωσσομάθειας, η οποία αποτελούνταν από 15 μαθητές και διδάχθηκε την έννοια της επανάληψης χρησιμοποιώντας το περιβάλλον Γλωσσομάθεια και (iii) την ομάδα της τάξης, η οποία αποτελούνταν από 11 μαθητές και διδάχθηκε την έννοια της επανάληψης στην τάξη. Οι δραστηριότητες κρίθηκαν ενδιαφέρουσες, ορθά δομημένες και κλιμακούμενης δυσκολίας. Η απαίτηση συνεχών αιτιολογήσεων δυσαρέστησε κάποιους μαθητές. Η εκπόνηση των δραστηριοτήτων στο e-ECLiP θεωρήθηκε αρκετά ευχάριστη, δε δημιούργησε προβλήματα και οι μαθητές εξέφρασαν την προθυμία τους να χρησιμοποιήσουν το e-ECLiP μελλοντικά.
Η δομή και το περιεχόμενο της εργασίας χαρακτηρίζονται από πληρότητα και σαφήνεια. Επιπλέον, το θέμα που διαπραγματεύεται είναι άμεσα συνδεδεμένο με τον χαρακτήρα και την θεματολογία του συνεδρίου. Τα αποτελέσματα από την πιλοτική εφαρμογή του e-ECLiP είναι θετικά και όπως τόνισε η εισηγήτρια της παρουσίασης προτείνεται η μελέτη των αποτελεσμάτων με την ενεργό συμμετοχή και στήριξη του μαθήματος από τον διδάσκοντα.
Υποστήριξη της μαθησιακής διαδικασίας σε εισαγωγικά μαθήματα Πληροφορικής μέσω του
περιβάλλοντος SCALE
Η. Βεργίνης, Ε. Γουλή, Α. Γόγουλου, Μ. Γρηγοριάδου
Α. Γόγουλου, Ε. Γουλή, Μ. Γρηγοριάδου
Η εργασία εισάγει τις βασικές αρχές του θεωρητικού πλαισίου ECLiP (Exploratory + Collaborative Learning in Programming) που αφορά την διαδικασία σχεδίασης δραστηριοτήτων και παρουσιάζει το μαθησιακό περιβάλλον e-ECLip το οποίο αποτελεί την υλοποίηση του πλαισίου ECLiP στο προσαρμοστικό συνεργατικό περιβάλλον μάθησης SCALE. Οι δραστηριότητες που αναπτύχθηκαν στοχεύουν στην απόκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων σε εισαγωγικά μαθήματα προγραμματισμού και προάγουν τις μεθόδους της διερευνητικής και συνεργατικής μάθησης.
Το σύστημα e-ECLiP εφαρμόστηκε πιλοτικά σε 41 μαθητές της Γ’ Γυμνασίου, στο πλαίσιο του μαθήματος «Πληροφορική Γυμνασίου». Για την διεξαγωγή της έρευνας οι μαθητές χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες: (ί) την ομάδα εφαρμογής, η οποία αποτελούνταν από 15 μαθητές και διδάχθηκε την έννοια της επανάληψης εκπονώντας δραστηριότητες στο e-ECLiP, (ii) την ομάδα της Γλωσσομάθειας, η οποία αποτελούνταν από 15 μαθητές και διδάχθηκε την έννοια της επανάληψης χρησιμοποιώντας το περιβάλλον Γλωσσομάθεια και (iii) την ομάδα της τάξης, η οποία αποτελούνταν από 11 μαθητές και διδάχθηκε την έννοια της επανάληψης στην τάξη. Οι δραστηριότητες κρίθηκαν ενδιαφέρουσες, ορθά δομημένες και κλιμακούμενης δυσκολίας. Η απαίτηση συνεχών αιτιολογήσεων δυσαρέστησε κάποιους μαθητές. Η εκπόνηση των δραστηριοτήτων στο e-ECLiP θεωρήθηκε αρκετά ευχάριστη, δε δημιούργησε προβλήματα και οι μαθητές εξέφρασαν την προθυμία τους να χρησιμοποιήσουν το e-ECLiP μελλοντικά.
Η δομή και το περιεχόμενο της εργασίας χαρακτηρίζονται από πληρότητα και σαφήνεια. Επιπλέον, το θέμα που διαπραγματεύεται είναι άμεσα συνδεδεμένο με τον χαρακτήρα και την θεματολογία του συνεδρίου. Τα αποτελέσματα από την πιλοτική εφαρμογή του e-ECLiP είναι θετικά και όπως τόνισε η εισηγήτρια της παρουσίασης προτείνεται η μελέτη των αποτελεσμάτων με την ενεργό συμμετοχή και στήριξη του μαθήματος από τον διδάσκοντα.
Υποστήριξη της μαθησιακής διαδικασίας σε εισαγωγικά μαθήματα Πληροφορικής μέσω του
περιβάλλοντος SCALE
Η. Βεργίνης, Ε. Γουλή, Α. Γόγουλου, Μ. Γρηγοριάδου
Η εισήγηση αναφέρεται σε ένα εκπαιδευτικό πλαίσιο για την υποστήριξη και τον εμπλουτισμό της μαθησιακής διαδικασίας σε εισαγωγικά μαθήματα Πληροφορικής. Για την εφαρμογή του πλαισίου προτείνεται το διαδικτυακό προσαρμοστικό περιβάλλον μάθησης SCALE. Η πιλοτική εφαρμογή πραγματοποιήθηκε στο τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών του ΕΚΠΑ, στο πλαίσιο του προπτυχιακού μαθήματος «Εισαγωγή στην Επιστήμη της Πληροφορικής και των Τηλεπικοινωνιών» και περιλαμβάνει εκπαιδευτικό υλικό που σχεδιάστηκε με βάση τις δυνατότητες του περιβάλλοντος SCALE και ενσωματώνει ορισμένες ενδεικτικές δραστηριότητες. Τα αποτελέσματα της πειραματικής εφαρμογής έδειξαν ότι οι σπουδαστές που χρησιμοποίησαν το SCALE βελτίωσαν περισσότερο το επίπεδο της γνώσης τους και είχαν καλύτερη επίδοση από τους συμφοιτητές τους που δε χρησιμοποίησαν το SCALE, σε αντιπαράθεση με την προκαταρκτική εξέταση, όπου και οι δύο ομάδες φοιτητών είχαν παρόμοια επίδοση.
Το περιεχόμενο της εργασίας είναι άρτια δομημένο και χαρακτηρίζεται από πληρότητα. Η πρακτική εφαρμογή του εκπαιδευτικού υλικού μέσα από το προσαρμοστικό περιβάλλον μάθησης SCALE έδωσε ενθαρρυντικά αποτελέσματα και προτείνεται ο εμπλουτισμός του υλικού με συνεργατικές δραστηριότητες και εναλλακτικές μεθόδους αξιολόγησης.
Το περιβάλλον διατίθεται ελεύθερα στη διαδικτυακή διεύθυνση: http://hermes.di.uoa.gr:8080/scale
To πρόγραμμα «Διάγραμμα Ροής» και η διδακτική του αξιοποίηση στην Διδασκαλία του προγραμματισμού
Α. Βρακόπουλος, Θ.Καρτσιώτης
Στην εισήγηση παρουσιάζεται ένα διερευνητικό-εποικοδομητικό περιβάλλον μάθησης, ώστε οι μαθητές να κατανοήσουν τις αλγοριθμικές δομές και την έννοια του προγραμματισμού. Προτείνεται η διδακτική αξιοποίηση των λογικών διαγραμμάτων ροής στην κατανόηση, ανάλυση και υλοποίηση ενός αλγορίθμου μέσα από την χρήση του περιβάλλοντος «Διάγραμμα Ροής». Η βασική δομή της εργασίας περιλαμβάνει την παρουσίαση των βασικών χαρακτηριστικών και δυνατοτήτων του περιβάλλοντος, την θεώρηση τους μέσα από την σύνθεση ενός προγραμματιστικού παραδείγματος και την ανασκόπηση των βασικών βημάτων της διδακτικής προσέγγισης που εφαρμόζεται. Όπως προκύπτει από τα αντίστοιχα Α.Π.Σ. το παρουσιαζόμενο περιβάλλον μπορεί να ενισχύσει τις διαδικασίες διδασκαλίας και εκμάθησης στο μάθημα «Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον» της Τεχνολογικής Κατεύθυνσης στην Γ’ Λυκείου, όσο και στο μάθημα «Προγραμματισμός Η/Υ» που διδάσκεται στο ΕΠΑΛ. Οι βασικές δυνατότητες του περιβάλλοντος συνοψίζονται στα εξής: i) εξάγει ψευδοκώδικα από το διάγραμμα ροής, ii) εξάγει κώδικα σε γλώσσες προγραμματισμού Basic και Pascal, iii) μεταφέρει σε άλλες εφαρμογές των Windows το διάγραμμα ροής και iv) ενσωματώνει σχόλια και άλλες πληροφορίες στο διάγραμμα ροής.
Το περιεχόμενο της παρούσας έρευνας συνάδει με το θεματικό προσανατολισμό του συνεδρίου. Συγκεκριμένα προάγει τον διαγραμματικό σχεδιασμό των αλγορίθμων μέσα από την χρήση του περιβάλλοντος «Διάγραμμα Ροής» ως μέσο για την ανάπτυξη της αναλυτικής σκέψης, της συνθετικής ικανότητας, καθώς επίσης ανάγει την διερευνητική διδακτική μεθοδολογία. Μία πιθανή επέκταση μπορεί να αποτελέσει η εφαρμογή μεθόδων για την προώθηση της συνεργατικής μάθησης. Τα αποτελέσματα της έρευνας επιτυγχάνουν τον γενικό διδακτικό σκοπό των μαθημάτων και μας προκαλούν το ενδιαφέρον για μια πιο εκτεταμένη μελέτη των διδακτικών και μαθησιακών αποτελεσμάτων που μπορούν να προκύψουν από την σχεδίαση διδακτικών σεναρίων και δραστηριοτήτων και την συστηματική εφαρμογή του λογισμικού για την επίλυσή τους.
Το πρόγραμμα διατίθεται ελεύθερα μέσω της ιστοσελίδας: http://users.thess.sch.gr/vraa8
Περιβάλλοντα απτού προγραμματισμού: Επισκόπηση της παρούσας κατάστασης και ανοιχτά ερευνητικά ερωτήματα
Θ. Σαπουνίδης, Σ. Δημητριάδης, I. Βλαχάβας
Η παρούσα εργασία αποτελεί μία αναλυτική καταγραφή των γλωσσών προγραμματισμού και των εκπαιδευτικών περιβαλλόντων, που χρησιμοποιούν απτές διεπαφές χρήστη προκειμένου να διευκολύνουν τους χρήστες, κάθε ηλικίας, στην εκμάθηση εννοιών του προγραμματισμού. Βασικό γνώρισμα των περιβαλλόντων είναι ότι αξιοποιούν πραγματικά αντικείμενα του φυσικού κόσμου έναντι της χρήσης οπτικών (visual) αντικειμένων και γραπτών εντολών στην οθόνη του υπολογιστή. Αναφορικά, ένα περιβάλλον απτού προγραμματισμού μπορεί να έχει όμοια αποτελέσματα χρήσης με μια text-based ή visual-based γλώσσα.
Τα συστήματα απτών διεπαφών για τον προγραμματισμό που αναφέρονται είναι τα ακόλουθα: Tortis - Slot machine, AlgoBlock, Music Block, Block Jam, Απτός προγραμματισμός για τρένα, Tangible Programming Brick, Electronic blocks, AutoHAN - Media Cubes, Απτός προγραμματισμός με 'σπάγκους', GameBlocks, Quetzal- Tern.
Από την ανασκόπηση των καταγεγραμμένων περιβαλλόντων εξάγεται το συμπέρασμα ότι, με εξαίρεση το σύστημα AutoHAN, τα περιβάλλοντα απτού προγραμματισμού απευθύνονται στις βαθμίδες νηπιαγωγείου έως και γυμνασίου. Σημαντική επέκταση θα μπορούσε να αποτελέσει η χρήση των συστημάτων σε ευαίσθητες ομάδες ατόμων, για την διευκόλυνση της συμμετοχής τους στις διαδικασίες μάθησης του προγραμματισμού. Εντούτοις, τo κόστος αυτών των συστημάτων και η κατασκευαστική πολυπλοκότητά τους περιορίζουν τη χρήση τους για ερευνητικούς σκοπούς.
Το άρθρο αποτελεί μία εκτενή καταγραφή των συστημάτων απτού προγραμματισμού, και προκαλεί το ενδιαφέρον για την διερεύνηση θεμάτων της διδακτικής και παιδαγωγικής αξίας για την ενδεχόμενη αξιοποίηση και ενσωμάτωση τέτοιων συστημάτων στην εκπαιδευτική διαδικασία. Η παρουσία των συγγραφέων θα μπορούσε να αποτελέσει σημαντική ανατροφοδότηση πάνω σε αυτά τα ενδιαφέροντα ζητήματα.
Οι κανόνες μισοψημένων παιχνιδιών ως πλαίσιο κατανόησης και εφαρμογής της δομής επιλογής
Ε. Αλεξοπούλου, X. Κυνηγός
Η εργασία παρουσιάζει μία μελέτη για την αξιοποίηση των ψηφιακών παιχνιδιών ως μέσο για την κατανόηση και υλοποίηση προγραμματιστικών κανόνων από μαθητές χωρίς πρότερη γνώση προγραμματισμού. Το υπολογιστικό περιβάλλον που επιλέγηκε για την πιλοτική εφαρμογή ήταν το Cruislet, ενώ για την υλοποίηση των προγραμματιστικών δραστηριοτήτων χρησιμοποιήθηκε η Logo. Οι εκπαιδευτικές δραστηριότητες βασίστηκαν στην έννοια των μισοψημένων παιχνιδιών, τα οποία παρουσιάζονται ως ημιτελή υπολογιστικά περιβάλλοντα με στόχο την εμπλοκή των μαθητών μέσω της αλλαγής των κανόνων που τα διέπουν, αλλά και την δημιουργία νέων. Η διδακτική προσέγγιση που εφαρμόζεται χρησιμοποιεί ως γνωστικό αντικείμενο την δομή επιλογής και εφαρμόζει αρχικά την τεχνική του «μαύρου κουτιού», στη συνέχεια μεταβαίνει σε εμφάνιση και αποδόμηση του κώδικα και τέλος προάγει την ενεργή εμπλοκή του μαθητή με την τροποποίηση και προσθήκη νέων κανόνων στο παιχνίδι.
Η εκπαιδευτική προσέγγιση εφαρμόστηκε σε 2 ομάδες μαθητών και σε δύο διαφορετικά περικείμενα: i) Η πρώτη ομάδα αποτελούνταν από 2 μαθητές και εφαρμόστηκαν οι τεχνικές μελέτης περίπτωσης και συμμετοχικής παρατήρησης. Βασικός στόχος της πιλοτικής εφαρμογής ήταν η αξιολόγηση των δραστηριοτήτων και ο εμπλουτισμός τους με στόχο την εφαρμογή τους σε έρευνα ευρύτερης κλίμακας. ii) Η 2η ομάδα απαρτιζόταν από 12 μαθητές και για την διεξαγωγή της έρευνας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της έρευνας σχεδιασμού. Βασικό στόχο της έρευνας αποτέλεσε ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη εργαλείων και δραστηριοτήτων καθώς και η συστηματική μελέτη της μάθησης όπως καθορίζεται από τα χρησιμοποιούμενα μέσα. Τα δεδομένα της έρευνας είχαν ποιοτικό χαρακτήρα.
Τα βασικά βήματα που ακολουθούνται για την διδασκαλία έχουν ως εξής: i) εξοικείωση με το περιβάλλον, ii) εφαρμογή δραστηριότητας με τη μέθοδο του μαύρου κουτιού, iii) εύρεση του «κανόνα απόστασης» από τους μαθητές, iv) αποδόμηση του κώδικα σε Logo, v) επεξήγηση του τρόπου λειτουργίας του προγράμματος, vi) ανάπτυξη κανόνα επέκτασης από τους μαθητές και vii) εισαγωγή της δομής επιλογής από τους μαθητές για την υλοποίηση νέου κανόνα.
Τα αποτελέσματα της έρευνας διαφαίνονται θετικά καθώς οι ομάδες μαθητών ολοκλήρωσαν με επιτυχία τις δραστηριότητες, πραγματοποιώντας αλλαγές στις δομές επιλογών και δημιουργώντας επιπλέον δομές επιλογής για την εισαγωγή νέων κανόνων. Η εργασία παρουσιάζει μεγάλη συνάφεια με το αντικείμενο του συνεδρίου και προσεγγίζει με άρτιο τρόπο την εφαρμογή της προτεινόμενης διδακτική μεθόδου στην διδασκαλία. Οι εκπαιδευτικοί στόχοι της πιλοτικής εφαρμογής θεωρείται ότι επιτεύχθηκαν, ενώ καταλυτικό ρόλο έπαιξε η θεώρηση των εντολών και προγραμματιστικών δομών ως κανόνες παιχνιδιού, που είχε ως αποτέλεσμα την διατήρηση του ενδιαφέροντος των μαθητών και την παρακίνηση στην ενεργητική εμπλοκή τους για την κατανόηση και αναδόμηση των προγραμμάτων. Αναμένουμε την εκτεταμένη εφαρμογή της έρευνας και σε άλλα προγραμματιστικά παραδείγματα.
Οι κανόνες μισοψημένων παιχνιδιών ως πλαίσιο κατανόησης και εφαρμογής της δομής επιλογής
Ε. Αλεξοπούλου, X. Κυνηγός
Η εργασία παρουσιάζει μία μελέτη για την αξιοποίηση των ψηφιακών παιχνιδιών ως μέσο για την κατανόηση και υλοποίηση προγραμματιστικών κανόνων από μαθητές χωρίς πρότερη γνώση προγραμματισμού. Το υπολογιστικό περιβάλλον που επιλέγηκε για την πιλοτική εφαρμογή ήταν το Cruislet, ενώ για την υλοποίηση των προγραμματιστικών δραστηριοτήτων χρησιμοποιήθηκε η Logo. Οι εκπαιδευτικές δραστηριότητες βασίστηκαν στην έννοια των μισοψημένων παιχνιδιών, τα οποία παρουσιάζονται ως ημιτελή υπολογιστικά περιβάλλοντα με στόχο την εμπλοκή των μαθητών μέσω της αλλαγής των κανόνων που τα διέπουν, αλλά και την δημιουργία νέων. Η διδακτική προσέγγιση που εφαρμόζεται χρησιμοποιεί ως γνωστικό αντικείμενο την δομή επιλογής και εφαρμόζει αρχικά την τεχνική του «μαύρου κουτιού», στη συνέχεια μεταβαίνει σε εμφάνιση και αποδόμηση του κώδικα και τέλος προάγει την ενεργή εμπλοκή του μαθητή με την τροποποίηση και προσθήκη νέων κανόνων στο παιχνίδι.
Η εκπαιδευτική προσέγγιση εφαρμόστηκε σε 2 ομάδες μαθητών και σε δύο διαφορετικά περικείμενα: i) Η πρώτη ομάδα αποτελούνταν από 2 μαθητές και εφαρμόστηκαν οι τεχνικές μελέτης περίπτωσης και συμμετοχικής παρατήρησης. Βασικός στόχος της πιλοτικής εφαρμογής ήταν η αξιολόγηση των δραστηριοτήτων και ο εμπλουτισμός τους με στόχο την εφαρμογή τους σε έρευνα ευρύτερης κλίμακας. ii) Η 2η ομάδα απαρτιζόταν από 12 μαθητές και για την διεξαγωγή της έρευνας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της έρευνας σχεδιασμού. Βασικό στόχο της έρευνας αποτέλεσε ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη εργαλείων και δραστηριοτήτων καθώς και η συστηματική μελέτη της μάθησης όπως καθορίζεται από τα χρησιμοποιούμενα μέσα. Τα δεδομένα της έρευνας είχαν ποιοτικό χαρακτήρα.
Τα βασικά βήματα που ακολουθούνται για την διδασκαλία έχουν ως εξής: i) εξοικείωση με το περιβάλλον, ii) εφαρμογή δραστηριότητας με τη μέθοδο του μαύρου κουτιού, iii) εύρεση του «κανόνα απόστασης» από τους μαθητές, iv) αποδόμηση του κώδικα σε Logo, v) επεξήγηση του τρόπου λειτουργίας του προγράμματος, vi) ανάπτυξη κανόνα επέκτασης από τους μαθητές και vii) εισαγωγή της δομής επιλογής από τους μαθητές για την υλοποίηση νέου κανόνα.
Τα αποτελέσματα της έρευνας διαφαίνονται θετικά καθώς οι ομάδες μαθητών ολοκλήρωσαν με επιτυχία τις δραστηριότητες, πραγματοποιώντας αλλαγές στις δομές επιλογών και δημιουργώντας επιπλέον δομές επιλογής για την εισαγωγή νέων κανόνων. Η εργασία παρουσιάζει μεγάλη συνάφεια με το αντικείμενο του συνεδρίου και προσεγγίζει με άρτιο τρόπο την εφαρμογή της προτεινόμενης διδακτική μεθόδου στην διδασκαλία. Οι εκπαιδευτικοί στόχοι της πιλοτικής εφαρμογής θεωρείται ότι επιτεύχθηκαν, ενώ καταλυτικό ρόλο έπαιξε η θεώρηση των εντολών και προγραμματιστικών δομών ως κανόνες παιχνιδιού, που είχε ως αποτέλεσμα την διατήρηση του ενδιαφέροντος των μαθητών και την παρακίνηση στην ενεργητική εμπλοκή τους για την κατανόηση και αναδόμηση των προγραμμάτων. Αναμένουμε την εκτεταμένη εφαρμογή της έρευνας και σε άλλα προγραμματιστικά παραδείγματα.
