Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Μαθηματικών. Ανάλυση εκπαιδευτικών θεμάτων σε τάξη που χρησιμοποιεί Τεχνολογία Περιρρέουσας Νοημοσύνης

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Μαθηματικών Διπλωματική Εργασία Ανάλυση εκπαιδευτικών θεμάτων σε τάξη που χρησιμοποιεί Τεχνολογία Περιρρέουσας Νοημοσύνης Μακρή Αναστασία Α.Μ. 249 Επιβλέπων Καθηγητής Παναγιώτης Πιντέλας Πάτρα Δεκέμβρης 2006

2 Ευχαριστίες Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Καθηγητή του τμήματος Μαθηματικών κ. Παναγιώτη Πινέλα που μου έδωσε τη δυνατότητα να ασχοληθώ με το θέμα της εργασίας, όπως και τον Επίκουρο Καθηγητή ΕΑΠ κ. Αχιλλέα Καμέα, για την πολύτιμη βοήθειά του και συνεχή καθοδήγηση που μου προσέφερε κατά τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας.

3 2

4 Περιεχόμενα Εισαγωγή Διάχυτα Συστήματα Υπολογισμού και περιρρέουσας νοημοσύνης Μαθήματα σε αίθουσες περιρρέουσας νοημοσύνης...9 Λίγα λόγια για τα σενάρια Σενάριο 1 ο, Μάθημα: Ιστορία της Τέχνης Σενάριο 2 ο, Μάθημα: Μαθηματικά Σενάριο 3 ο, Μάθημα: Μουσική Σενάριο 4 ο, Μάθημα: Φιλοσοφία Ανάλυση Απαιτήσεων Τεχνολογικοί παράγοντες Υπηρεσίες Τεχνολογίες...26 i. Τεχνολογίες Υποδομής...27 ii. Φορητές Συσκευές Ανθρώπινοι παράγοντες Απαιτήσεις μαθητή...30 i. Προσπέλαση καταχώρηση...31 ii. Αποθήκευση ανάκτηση επεξεργασία...33 iii. Έξυπνες φυσικές επιφάνειες διεπαφής...37 iv. Επικοινωνία ανταλλαγή συνεργασία...40 v. Πρωτοβουλία καθοδήγηση...43 vi. Ιδιωτικότητα Απαιτήσεις καθηγητή...47 i. Προσπέλαση καταχώρηση επικοινωνία...47 ii. Αποθήκευση ανάκτηση...49 iii. Έξυπνες φυσικές επιφάνειες διεπαφής...51 iv. Ιδιωτικότητα Απαιτήσεις γονέα...54 i. Προσπέλαση επικοινωνία ενημέρωση...54 ii. Έξυπνες φυσικές επιφάνειες διεπαφής...56 iii. Ιδιωτικότητα Επισκόπηση σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα που χρησιμοποιούν διάχυτα συστήματα υπολογισμού The Classroom 2000 Project...60 Τεχνολογία Εκπαίδευσης...62 Το σύστημα CLASSROOM Προπαρασκευή...62 Ζωντανή Καταγραφή...63 Ενοποίηση...63 Πρόσβαση...63 Σύνοψη της εκπαιδευτικής εμπειρίας...64 Αντιδράσεις των μαθητών...64 Αντιδράσεις των καθηγητών...65 Συμπεράσματα ActiveClass...66 Τεχνολογίες δικτύων σε αίθουσες διδασκαλίας...66 Το σύστημα ActiveClass...67 Μέθοδος...68 Αποσπασματική χρήση των τεχνολογιών στις αίθουσες διδασκαλίας

5 Ετερογένεια των μαθητών μέσα στην τάξη...70 Προσήλωση μαθητών efuzion...71 Classroom of the future efuzion Message Formats Υποδομή Διανομής Clients...73 Βλέψεις για το μέλλον MILOS...74 Από το e-learning στο m-learning...74 Κονστρουκτιβιστικά m-learning Σενάρια...74 Το MLE δίνει ισχύ στο m-learning MOBIlearn...77 Εφαρμογή του συστήματος στην πινακοθήκη Ουφίτζι E-Chalk...79 Καλυτέρευση της διαδικασίας της διδασκαλίας μέσα στην αίθουσα...79 Αίθουσα διδασκαλίας συνδεδεμένη στο διαδίκτυο...81 Το σύστημα E-Chalk...81 Επικόλληση εικόνων...82 Αλγεβρικά συστήματα...82 Αναγνώριση χειρόγραφων...83 Macros...84 Applets...84 Έγγραφα σε PDF μορφή...84 Ανάπτυξη και αξιολόγηση Ambient Wood...85 Η εκπαιδευτική εμπειρία...86 Μια υποδομή για την ψηφιοποίηση...87 Μορφή...88 Μέθοδος...88 Μέσα...88 Συσκευές...89 Έρευνες και ευρήματα...90 Συμπεράσματα Συμπεράσματα για τα συστήματα και ανάλυση πίνακα Συμπεράσματα...93 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

6 Εισαγωγή Στην κοινωνία του άμεσου μέλλοντος δεν υπάρχει θέση για τον υπολογιστή με τη σημερινή του μορφή. Με την εφαρμογή μιας νέας γενιάς τεχνολογιών, η υπολογιστική ισχύς απελευθερώνεται από τον υπολογιστή και διαχέεται σε οικεία αντικείμενα και περιβάλλοντα της καθημερινής ζωής. Έτσι, η δυνατότητα εκτέλεσης υπολογισμών γίνεται αναπόσπαστο τμήμα των καθημερινών μας δραστηριοτήτων ένα αγαθό παρόμοιο με την ηλεκτρική ενέργεια ενώ ταυτόχρονα ο υπολογιστής εξαφανίζεται μέσα στον ιστό της ζωής (Kameas A., 2006). Με τον τρόπο αυτό θα υλοποιηθεί το όραμα του Mark Weiser για ήρεμη τεχνολογία και θα επιβεβαιωθεί η ρήση του ότι οι περισσότερες επιδραστικές τεχνολογίες είναι αυτές που γίνονται απαρατήρητες. (Weiser M., 1995) O Mark Weiser δε βρίσκεται πια ανάμεσά μας για να συμμετάσχει στην πραγματοποίηση του οράματός του, αν και τα αποτελέσματα της εργασίας του μόλις τώρα άρχισαν να εμφανίζονται στην αγορά (π.χ. Tablet PCs). Τις ιδέες του όμως ενστερνίστηκαν πολλοί ερευνητές ανά τον κόσμο καθώς και εθνικοί ή διεθνείς φορείς, οι οποίοι επωμίστηκαν την πραγματοποίησή τους. Έτσι προωθείται η έρευνα σε Συστήματα Διάχυτου Υπολογισμού (ubiquitous computing systems), Διεισδυτικά Συστήματα (pervasive systems), Εξαφανιζόμενο Υπολογιστή (disappearing computer), Σφαιρικούς Υπολογιστές (global computers), Αυτόνομους Υπολογιστές (autonomic computing), κλπ. Όλες αυτές οι ερευνητικές προσπάθειες συγκλίνουν στην πραγματοποίηση της Περιρρέουσας Νοημοσύνης (Ambient Intelligence, AmI). (Kameas A., 2006) Η εργασία αυτή εισάγει τις βασικές έννοιες της περιρρέουσας νοημοσύνης (ΠΝ) (ambient intelligence) και του διάχυτου υπολογισμού (ubiquitous computing) η πλήρης υλοποίηση του τρίτου κύματος ΤΠΕ και παρουσιάζει παραδείγματα εφαρμογής της τεχνολογίας αυτής σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα και αναλύει τα εκπαιδευτικά ζητήματα που ανακύπτουν κατά την εφαρμογή της σε αίθουσες διδασκαλίας. Αρχικά γίνεται μια εκτενής αναφορά στο τι είναι τα διάχυτα συστήματα υπολογισμού (ΔΣΥ) και περιρρέουσα νοημοσύνη (ΠΝ), ποια είναι η φιλοσοφία αυτών των νέων επιστημονικών πεδίων, καθώς και οι λόγοι για τους οποίους αυτού του είδους οι τεχνολογίες κερδίζουν ολοένα και περισσότερους υποστηρικτές. Το κύριο τμήμα της εργασίας αναπτύσσεται σε δυο μέρη. Στο πρώτο μέρος περιγράφονται τέσσερα σενάρια που εκτυλίσσονται στους χώρους ενός σχολείου το οποίο ενσωματώνει τεχνολογία ΠΝ. Κεντρικό πρόσωπο των σεναρίων είναι ένας μαθητής ο οποίος δρα και κινείται στους χώρους αυτούς, παρακολουθεί και συμμετέχει στα μαθήματα, συναναστρέφεται με μαθητές και καθηγητές. Ο αναγνώστης καλείται να διακρίνει στο σενάριο τα μεγάλα οφέλη που μπορεί αποφέρει αυτού του είδους η τεχνολογία σε μαθητές και καθηγητές, όπως και στη διασφάλιση ενός κλίματος αρμονίας και ισορροπίας ανάμεσα σε τεχνολογικούς και ανθρώπινους παράγοντες. Με αφετηρία τα σενάρια αυτά, σημαντικό τμήμα της εργασίας αφιερώνεται στην παρουσίαση και ανάλυση όλων των τεχνολογικών παραγόντων που εμφανίζονται στα 5

7 σενάρια, οι οποίοι αναμένεται να επιδράσουν στον χρονικό ορίζοντα πραγματοποίησής του. Αναλύονται οι επιπτώσεις τους καθώς και οι αλληλεπιδράσεις των τεχνολογικών παραγόντων μεταξύ τους και με τους ανθρώπινους παράγοντες. Στη συνέχεια γίνεται μια εκτενής ανάλυση των ανθρώπινων απαιτήσεων από το υπολογιστικό και δικτυακό σύστημα γενικότερα Αρχικά εντοπίζονται οι εμπλεκόμενοι χρήστες του συστήματος (μαθητές, καθηγητές και γονείς). Με δεδομένο ότι το σύστημα εκπαίδευσης θα πρέπει να ικανοποιεί τις ανάγκες και τις απαιτήσεις των εμπλεκόμενων χρηστών, αυτές παρουσιάζονται και αναλύονται σε κατηγορίες όπως: Προσπέλαση καταχώρηση Αποθήκευση ανάκτηση Έξυπνες φυσικές επιφάνειες διεπαφής Επικοινωνία ανταλλαγή συνεργασία Πρωτοβουλία καθοδήγηση Ιδιωτικότητα Το δεύτερο μέρος της εργασίας περιλαμβάνει μια επισκόπηση των πρόσφατων προσπαθειών για τη σχεδίαση και υλοποίηση εφαρμογών ΠΝ σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα. Ξεκινά με μια περιγραφή των αναγκών που καλύπτουν και των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν οι ασύρματες τεχνολογίες στον τομέα της εκπαίδευσης. Στη συνέχεια περιγράφονται συνοπτικά κάποιες από τις σημαντικότερες προσπάθειες που παρουσιάστηκαν τα τελευταία χρόνια στον τομέα αυτό (κάποιες από τις οποίες συνεχίζουν να εξελίσσονται). Αρχικά παρουσιάζεται το Classroom 2000, ένα έργο που αποτέλεσε σταθμό στην ανάπτυξη τάξεων με διάχυτα συστήματα υπολογισμού. Στη συνέχεια παρουσιάζονται άλλα συστήματα λογισμικού και υλικού που κατασκευάστηκαν για τη διευκόλυνση και την καλύτερη διεξαγωγή των εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων (ActiveClass, efuzion, MILOS, MobiLearn, e-chalk και ActiveWood), καθένα από τα οποία αντιπροσωπεύει μια διαφορετική προσέγγιση στην υιοθέτηση τεχνολογιών διάχυτη υπολογισμού και έχει οδηγήσει στη σχεδίαση συγκεκριμένων εκπαιδευτικών δράσεων. 6

8 1. Διάχυτα Συστήματα Υπολογισμού και περιρρέουσας νοημοσύνης Η έννοια της διάχυτης υπολογιστικότητας (ubiquitous computing) αναφέρεται στη σύγκλιση και σύνθεση των τεχνολογιών πληροφορικής και επικοινωνιών (ΤΠΕ) σε ένα ενιαίο περιβάλλον που αλλάζει την καθημερινότητά μας: οι άνθρωποι περιβάλλονται από αντικείμενα, συσκευές, κλπ, που διαθέτουν ενσωματωμένη υπολογιστική ικανότητα, συνθέτοντας περιρρέουσα νοημοσύνη. Η πρόσβαση στο περιβάλλον αυτό πραγματοποιείται μέσω φυσικών διεπαφών χρήσης (intuitive user interface), συχνά χωρίς ο χρήστης να συνειδητοποιεί ότι αλληλεπιδρά με μια υπολογιστική εφαρμογή. Η υλοποίηση του περιβάλλοντος αυτού αναμένεται να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο επικοινωνούμε, εκπαιδευόμαστε, εργαζόμαστε, ψυχαγωγούμαστε, κλπ. Έννοια της περιρρέουσας νοημοσύνης αναφέρεται στο όραμα της εξέλιξης της κοινωνίας της γνώσης: οι άνθρωποι περιβάλλονται από φυσικές διεπαφές χρήσης (intelligent intuitive interfaces), που είναι ενσωματωμένες σε όλα τα καθημερινά αντικείμενα. Το περιβάλλον ΠΝ είναι σε θέση να αναγνωρίζει την παρουσία κάθε ανθρώπου, και να προσαρμόζεται σ αυτήν. Και το πιο σημαντικό είναι ότι οι άνθρωποι δε συνειδητοποιούν ότι βρίσκονται σε ένα υπολογιστικό περιβάλλον η Περιρρέουσα Νοημοσύνη είναι συνήθως αόρατη. Η έμφαση δηλαδή είναι στην ευκολία χρήσης, και στην υποστήριξη και ενδυνάμωση της αλληλεπίδρασης των ανθρώπων με το περιβάλλον (ISTAG, 2001). Ως διάχυτο υπολογισμό μπορούμε να ορίσουμε τη χρήση υπολογιστών οπουδήποτε (Alcaniz, 2005). Οι υπολογιστές γίνονται διαθέσιμοι μέσω του φυσικού περιβάλλοντος, αλλά με τρόπο αόρατο στον άνθρωπο, ο οποίος τελικά γίνεται χρήστης ενός διάχυτου συστήματος υπολογισμού (ΔΣΥ). Ένα Διάχυτο Σύστημα Υπολογισμού χαρακτηρίζεται από: διάχυση: η αλληλεπίδραση με το σύστημα δε γίνεται μέσω ενός σταθμού εργασίας, μικρού ή μεγάλου, αλλά η πρόσβαση στη δυνατότητα εκτέλεσης υπολογισμών (η οποία αποτελεί την υπηρεσία) είναι διάχυτη στο περιβάλλον διαφάνεια: η τεχνολογία αυτή δεν εισβάλλει στη ζωή του ανθρώπου ανατρέποντας τα μοντέλα εκτέλεσης διαδικασιών του, αλλά είναι αόρατη και ενσωματωμένη στο υπάρχον περιβάλλον δραστηριοποίησης Το σύστημα αυτό είναι σύνθετο και η συμπεριφορά του πολύπλοκη. Όσον αφορά στην άμεση αντίληψη του ανθρώπου, ένα διάχυτο σύστημα υπολογισμού αποτελείται από ένα σύνολο συσκευών (σταθερών, φορετών ή φορητών, ιδιωτικής ή δημόσιας χρήσης), αντικειμένων και αισθητήρων. Όλα αυτά επικοινωνούν και συνεργάζονται ανταλλάσοντας δεδομένα, απλά ή πολυμεσικά, προσπελαύνοντας πληροφορίες δημόσιες ή ιδιωτικές, εκτελώντας συναλλαγές, κατ εντολή ή με δική τους πρωτοβουλία. Η επικοινωνία είναι εφικτή χάρη σ ένα συνήθως ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας, το οποίο είναι αόρατο και εμφανίζεται μόνο όταν ο άνθρωπος 7

9 χρειάζεται να συνδεθεί (σύντομα η σύνδεση θα είναι μόνιμη όπως συμβαίνει σήμερα με το κινητό τηλέφωνο οπότε και αυτή η τεχνολογία θα αποσυρθεί στο υπόβαθρο). (Kameas A., 2006) Η σχηματική αρχιτεκτονική ενός Διάχυτου Συστήματος Υπολογισμού φαίνεται στη διπλανή εικόνα. Οι τεχνολογίες που επιτρέπουν την υλοποίηση ΔΣΥ είναι: Τεχνολογίες πρόσβασης (Κινητά τηλέφωνα, PDAs, Laptops, Tablet PCs) Τεχνολογίες πρόσληψης / αντίληψης περιβάλλοντος (αισθητήρες, smart dust, RFIDs κλπ.) Τεχνολογίες επικοινωνίας (ασύρματα δίκτυα) Τεχνολογίες Ασφάλειας Δικτύων (προσωπικά Firewalls, ψηφιακές υπογραφές, βιομετρικές απεικονίσεις) Νέου τύπου συσκευές που επικοινωνούν (ψηφιακοί πίνακες, κάμερες, εκτυπωτές κλπ) LAN access Mobile phones PDAs Ubiquitous networking infrastructure εικόνα 1. σχηματική αρχιτεκτονική ενός διάχυτου συστήματος υπολογισμού C M Contextawareness devices Devices & artifacts C Οι τεχνολογίες που επιτρέπουν την υλοποίηση ΔΣΥ, με τη βοήθεια κατανεμημένου λογισμικού, ειδικών πρωτοκόλλων ανταλλαγής δεδομένων και νέου τύπου αρχιτεκτονικών π.χ. μεσολογισμικού διαχείρισης πόρων, οντολογιών, αντικειμένων που επικοινωνούν, έξυπνων πρακτόρων, αρχιτεκτονικών διαδικτύου πολλών επιπέδων κλπ, οδηγούν στην ανάπτυξη ολοκληρωμένων αλλά κατανεμημένων συστημάτων (π.χ. φορετοί υπολογιστές) Ένα Διάχυτο Σύστημα Υπολογισμού, όμως, διαθέτει και μια δεύτερη, ψηφιακή υπόσταση, η οποία του επιτρέπει να παρέχει υπηρεσίες στον άνθρωπο. Οι υπηρεσίες αυτές χαρακτηρίζονται από τη δυνατότητα πρόσβασης σε τεράστιο πλήθος δεδομένων και την ταχύτητα υλοποίησης, αλλά και τη δυνατότητα προσαρμογής τους στις απαιτήσεις, ιδιότητες, προτιμήσεις και ικανότητες του ανθρώπου και του περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκεται κάθε φορά. Η πολύπλοκη συμπεριφορά ενός ΔΣΥ είναι συνήθως αποτέλεσμα του μεγάλου αριθμού συστατικών μερών που αλληλεπιδρούν και παράσχουν μια υπηρεσία (η οποία μπορεί να είναι σχετικά απλή), αλλά και του γεγονότος ότι δεν είναι δυνατό να προβλεφθούν εξαρχής όλες οι απαιτήσεις των χρηστών και τα διαφορετικά περιβάλλοντα λειτουργίας του συστήματος (Kameas A., 2006). 8

10 2. Μαθήματα σε αίθουσες περιρρέουσας νοημοσύνης Οι εξελίξεις στο χώρο του διάχυτου υπολογισμού και της ΠΝ ενδιαφέρουν σε έναν πολύ μεγάλο βαθμό το χώρο της εκπαίδευσης. Είναι αναμενόμενο ότι η εισχώρηση και ενσωμάτωση αυτού του νέου τύπου τεχνολογιών θα επιφέρει πολλές αλλαγές στους τρόπους διδασκαλίας και εκμάθησης και θα αλλάξει γενικότερα το τοπίο των χώρων εκπαίδευσης όπως επίσης θα τους μεταφέρει σε χώρους που μέχρι πρότινος δεν είχαν καμία απολύτως σχέση με αυτή. Το πόσο σημαντικές θα είναι αυτές οι αλλαγές σε ζητήματα εκπαιδευτικά (κατανόηση, αφομοίωση), ζητήματα επικοινωνίας και διαδικαστικά, όπως επίσης ποια θα είναι τα προβλήματα τα οποία θα έχουν να αντιμετωπίσουν όσοι θα μετέχουν στην εκπαιδευτική διαδικασία, δε μπορούμε ακόμη να τα γνωρίζουμε. Μπορούμε όμως να κάνουμε μια προσέγγιση αυτών μέσω σεναρίων, τα οποία παρουσιάζουν μια ενδεχόμενη εικόνα της μελλοντικής εκπαιδευτικής διαδικασίας. Λίγα λόγια για τα σενάρια Στη συνέχεια ακολουθούν τέσσερα σενάρια που εκτυλίσσονται σε σχολικούς χώρους οι οποίοι έχουν ενσωματώσει τεχνολογίες περιρρέουσας νοημοσύνης. Τα τρία πρώτα σενάρια περιγράφουν την καθημερινή δράση ενός μαθητή (κεντρικό πρόσωπο του σεναρίου) ο οποίος κινείται στους χώρους του σχολείου - με φυσικό και ψηφιακό τρόπο - έρχεται σε επαφή με μαθητές και καθηγητές, επικοινωνεί με αυτούς και μετέχει στη διαδικασία της εκπαίδευσης. Τα σενάρια αφορούν σε τρεις διδακτικές ώρες στις οποίες ο μαθητής επιλέγει να παρακολουθήσει το μάθημα της Ιστορίας της τέχνης, των μαθηματικών και της μουσικής. Η επιλογή των μαθημάτων δεν είναι τυχαία αλλά έγινε, κυρίως, με βάση τις εκπαιδευτικές διαστάσεις του θέματος (οι οποίες όπως αναφέραμε δε θα αναλυθούν σε αυτό το στάδιο της εργασίας). Το πρώτο μάθημα επιλέχθηκε προκειμένου να παρατηρήσει ο αναγνώστης το πώς ένα μάθημα όπως αυτό της ιστορίας μπορεί να αποκτήσει ζωντάνια και περισσότερο ενδιαφέρον όταν εμπλουτιστεί με πολυμεσικές εφαρμογές, με τη ψηφιοποιημένη μεταφορά των χώρων ή των έργων τέχνης που εξετάζονται στο χώρο της σχολικής αίθουσας και με τη σύγχρονη επικοινωνία με ανθρώπου εξειδικευμένους σε αυτό το επιστημονικό πεδίο. Το δεύτερο μάθημα (μαθηματικά) επιλέχθηκε προκειμένου να αγγίξει ζητήματα όπως αυτά της κατανόησης και της αφομοίωσης των γνώσεων με τη χρήση πολυμεσικών εφαρμογών και τη συνεχή καθοδήγηση και ανατροφοδότηση από τα τεχνολογικά συστήματα ή τον καθηγητή. Το τελευταίο σενάριο αφορά σε ένα μάθημα το οποίο στις μέρες μας δεν είναι δυνατό να διδαχτεί συλλογικά παρά μόνο ατομικά. Στην περίπτωση αυτή, δηλαδή, εμφανίζεται ένα νέο μοντέλο διδασκαλίας κατά το οποίο ο δάσκαλος δύναται να έχει υπό την επίβλεψή του ταυτόχρονα πολλούς μαθητές οι οποίοι χρήζουν με τα σημερινά δεδομένα αποκλειστικότητας. Ο αναγνώστης επίσης καλείται να σχηματίσει μια εικόνα για το πώς θα μπορούσε να μοιάζει μια τάξη που ενσωματώνει τεχνολογίες ΠΝ, ποιοι θα μπορούσαν να είναι οι τεχνολογικοί παράγοντες που θα συνιστούν το χώρο αυτό, πώς οι παράγοντες αυτοί θα μπορούσαν να συνεργάζονται μεταξύ τους ή με τους ανθρώπινους παράγοντες καθώς και τις υπηρεσίες που ενδεχομένως θα προσφέρουν σε αυτούς. Επίσης στα σενάρια διαφαίνονται ζητήματα όπως αυτά της επικοινωνίας (μεταξύ συμμαθητών ή 9

11 μαθητών καθηγητών), συνεργασίας, προσπέλασης (σε μαθησιακούς χώρους), ιδιωτικότητας τα οποία προκύπτουν κατά την εισαγωγή αυτού του είδους των τεχνολογιών στους χώρους της εκπαίδευσης και που φαίνεται να απασχολούν ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια τους επιστήμονες. Αυτό όμως που είναι σημαντικό για τον αναγνώστη να διακρίνει στα σενάρια αυτά, είναι η αίσθηση της ηρεμίας που διακατέχει τους μετέχοντες στις μαθησιακές διαδικασίες και της αρμονικής συνεργασίας όλων των παραγόντων (ανθρώπινων και τεχνολογικών) ως αποτέλεσμα της ενσωμάτωσης της περιρρέουσας νοημοσύνης στους μαθησιακούς χώρους. Στο τέταρτο σενάριο (dark scenario) είναι η δεύτερη εκδοχή κατά την οποία ο Γιάννης (το κεντρικό πρόσωπο) αποφασίζει να μην παρακολουθήσει το μάθημα Ιστορίας της Τέχνης αλλά το μάθημα της Φιλοσοφίας που διδάσκεται ακριβώς στη διπλανή αίθουσα - ένα είδος «μικρής» απάτης που θα διαπράξει ο ίδιος με τους συμμαθητές του, θα αποδειχθεί μοιραία για τον ψηφιακό χώρο του σχολείου. Παρατηρείστε στο σενάριο αυτό το πόσο εύκολο είναι μια κακόβουλη πράξη να επιφέρει τρομερές καταστροφές σε ένα σύστημα και πώς αυτές οι καταστροφές μπορούν να μεταδοθούν στα συστήματα τα οποία συνδέονται με το αρχικό (ιδιαίτερα όταν οι ζεύξεις των συστημάτων είναι ισχυρές και η προστασία αυτών τους χαλαρή). Στο σενάριο αυτό αναδεικνύονται επίσης θέματα ιδιωτικότητας, ασφάλειας, επίθεσης ιών και κακόβουλης χρήσης των συστημάτων. 10

12 2.1 Σενάριο 1 ο, Μάθημα: Ιστορία της Τέχνης Ο Γιώργος είναι ένας δεκατετράχρονος μαθητής ο οποίος ζει στη Χαλκίδα. Τα ενδιαφέροντά του δείχνουν ότι είναι ένα παιδί με καλλιτεχνική φύση. Πρόσφατα μάλιστα αποφάσισε να ασχοληθεί και με τη μουσική ξεκινώντας μαθήματα κλασικής κιθάρας. Ο Γιώργος απολαμβάνει το διάλλειμά του κουβεντιάζοντας με τους συμμαθητές του στο προαύλιο του σχολείου. Ο έξυπνος βοηθός ο οποίος βρίσκεται στη τσέπη του αρχίζει να δονείται. Του υπενθυμίζει ότι σε 5 ξεκινά το μάθημα της Ιστορίας της Τέχνης, το οποίο έχει επιλέξει ο ίδιος. Κοιτώντας στην οθόνη του έξυπνου βοηθού βλέπει ότι το μάθημα θα γίνει στην αίθουσα Β4. Αποχαιρετά τα παιδιά και οδηγείται προς την αίθουσα προκειμένου να βρίσκεται εκεί στην ώρα του. Κατά τη διάρκεια της διαδρομής του και με τη βοήθεια του έξυπνου βοηθού κάνει μια γρήγορη επανάληψη στο υλικό που παρουσιάστηκε στο προηγούμενο μάθημα και το οποίο έχει από πριν κατεβάσει. Είναι χαρούμενος γιατί λίγες μέρες πριν έκανε την πρώτη του ενδιαφέρουσα γνωριμία με παιδί της τάξης, τη Μαρία. Η δεκατετράχρονη Μαρία βρίσκεται τα τελευταία πέντε χρόνια στην Ελλάδα. Έφυγε από τη Γερμανία, όπου γεννήθηκε και έζησε τα πρώτα της παιδικά χρόνια, όταν χώρισαν οι γονείς της. Τώρα ζει με τη μητέρα της στη Χαλκίδα, σε γειτονιά που όπως αποδείχτηκε αργότερα είναι πολύ κοντά στη γειτονιά του Γιώργου. Κατά τη διάρκεια της εβδομάδας που πέρασε, η Μαρία είχε ιδιωτική συνομιλία με το Γιώργο χρησιμοποιώντας την υπηρεσία συζητήσεων στο χώρο του μαθήματος. Την εντόπισε ο Γιώργος όταν έψαχνε στα προφίλ των μαθητών που παρακολουθούν το ίδιο μάθημα, προκειμένου να βρει συνεργάτη για την εργασία του μαθήματος η οποία θα διαρκέσει όλη τη σχολική χρονιά και θα παρουσιαστεί στο τέλος της. Αυτό που κέντρισε το ενδιαφέρον στο Γιώργο και αποφάσισε να «μιλήσει» στη Μαρία είναι το γεγονός ότι η Μαρία ασχολείται από έξι χρονών με τη μουσική και μάλιστα με την κλασική κιθάρα. Όσον αφορά για τα υπόλοιπα προσωπικά στοιχεία (που μένει, την οικογενειακή της κατάσταση κλπ.) του τα αποκάλυψε η ίδια κατά τη συνομιλία τους. Ο Γιώργος μπαίνει στην αίθουσα Β4. Δυστυχώς οι θέσεις που βρίσκονται γύρω από τη Μαρία είναι κατειλειμένες. Μετανιώνει που δεν είχε προβλέψει γι αυτό. Θα μπορούσε να είχε κλείσει από πριν θέση δίπλα στη Μαρία (ο έξυπνος βοηθός του θα μπορούσε να είχε συνεννοηθεί με το δικό της έξυπνο βοηθό προκειμένου να κλείσουν δυο διπλανά θρανία, ή οι δύο βοηθοί θα μπορούσαν να έχουν κλείσει ραντεβού στην είσοδο). Τη χαιρετά από μακριά και κάθεται στο πρώτο έξυπνο θρανίο που βρίσκει μπροστά του, το οποίο αναγνωρίζει το Γιώργο και τον χαιρετά γράφοντάς του μήνυμα. 11

13 Ο καθηγητής μπαίνει στην αίθουσα και οδηγείται προς την έξυπνη έδρα. Η έδρα ενημερώνει τον καθηγητή ότι όλοι οι μαθητές του είναι παρόντες, επομένως το μάθημα μπορεί να ξεκινήσει. Το μάθημα της Ιστορίας της Τέχνης, όπως και άλλα μαθήματα, έχουν ενταχθεί τα τελευταία χρόνια στο πλαίσιο του Ευρωπαϊκού εκπαιδευτικού προγράμματος: Επίσκεψη στην πραγματικότητα. Σύμφωνα με το πρόγραμμα αυτό το κάθε μάθημα, το οποίο διαρκεί δύο ώρες και γίνεται μια φορά την εβδομάδα, ακολουθεί τη δομή: παρουσίαση από τον καθηγητή, παρουσίαση και συνομιλία σε πραγματικό χρόνο με πρόσωπα που σχετίζονται με το μάθημα, συζήτηση στην τάξη-αξιολόγηση. Το σημερινό μάθημα της Ιστορίας της τέχνης έχει ως θέμα: Αναγέννηση στην Ιταλία. Ο καθηγητής ήδη έχει ετοιμάσει την παρουσίαση του μαθήματος (από το σπίτι ή το γραφείο του) η οποία με την αναγνώριση της ταυτότητας του καθηγητή από την έξυπνη έδρα βρίσκεται στη διάθεσή του, και η οποία στην προκειμένη περίπτωση αποτελείται από σημειώσεις, εικόνες και βίντεο σχετικά με το θέμα. Καθώς ξεκινά να μιλά, τα φώτα στην αίθουσα ρυθμίζονται ανάλογα (χαμηλώνουν ελαφρώς τα φώτα προς τους μαθητές και φωτίζεται λίγο περισσότερο ο καθηγητής ) και ξεκινά η αυτόματη προβολή στον έξυπνο πίνακα του υλικού που έχει συλλέξει ο καθηγητής με το σύστημα αναγνώρισης λόγου και αυτόματης τήρησης σημειώσεων. Τελειώνοντας την παρουσίασή του, ο καθηγητής αναγγέλλει στους μαθητές ότι στη συνέχεια και για μια ώρα περίπου θα έχουν την ευκαιρία να περιηγηθούν στις αίθουσες της Πινακοθήκης Ουφίτζι της Φλωρεντίας (εκεί εκτίθενται μερικά από τα σημαντικότερα έργα της αναγεννησιακής εποχής) και την τιμή να συνομιλήσουν με το διευθυντή της. Πράγματι, το σύστημα αναγνώρισης λόγου σταματά την προβολή των σημειώσεων και τώρα ο πίνακας δείχνει εικόνα από την κεντρική αίθουσα του μουσείου όπου βρίσκεται ο διευθυντής. Ξεκινά η περιήγηση στο μουσείο. Ο διευθυντής κινείται και μιλά ταυτόχρονα. Κάμερες που παρακολουθούν ήχο και κίνηση κάνουν την παρουσίαση εκπληκτική. Με το σύστημα αυτόματης μεταγλώττισης μάλιστα, η κατανόηση των όσων λέει ο διευθυντής γίνεται πολύ εύκολη όπως επίσης και η συνομιλία του με τους μαθητές. Το μάθημα περνά στο τρίτο του μέρος όπου οι μαθητές θα σχολιάσουν προφορικά τα όσα είδαν και άκουσαν και θα κληθούν να απαντήσουν στις ερωτήσεις που ετοίμασε γι αυτούς το σύστημα αναγνώρισης λόγου και αυτόματης τήρησης σημειώσεων οι οποίες βρίσκονται ήδη μπροστά στις οθόνες των θρανίων τους (μια ακόμη δουλειά του συστήματος αυτού είναι να φτιάχνει περιλήψεις των όσων λέγονται και ερωτηματολόγια ). Ο καθηγητής λέει στους μαθητές ότι δεν μπορούν να ανατρέξουν στο διαδίκτυο για τις απαντήσεις (αυτόματα μπλοκάρει η πρόσβαση στο διαδίκτυο), ενώ επιτρέπει τη μεταξύ τους συνεργασία. Ο Γιώργος που παρουσιάζει πρόβλημα στη δεύτερη ερώτηση ανατρέχει στην απεικόνιση της τάξης (η οποία απεικονίζει τους μαθητές-καθηγητές σαν κουκίδες και ενημερώνεται σε πραγματικό χρόνο για όσα συμβαίνουν μέσα σε αυτή). Αμέσως βγάζει μια αίτηση για βοήθεια στην ερώτηση αυτή η οποία αίτηση απευθύνεται σε όλους. Η Μαρία που ενημερώνεται για την αίτηση του Γιώργου και που έχει ήδη απαντήσει στην ερώτηση προσφέρεται ευχαρίστως να τον βοηθήσει. Ο καθηγητής, ο οποίος όπως ειπώθηκε προηγουμένως έχει πρόσβαση στις ενέργειες των μαθητών, 12

14 ενημερώνεται για τις ενέργειες των δυο παιδιών και ελέγχει από την έδρα αν η Μαρία όντως βοήθησε το Γιώργο χωρίς να του δώσει ατόφια την απάντηση. Το μάθημα τελειώνει λέγοντας ο καθηγητής στα παιδιά ότι μπορούν να ανατρέξουν στο χώρο του μαθήματος προκειμένου να παρακολουθήσουν ξανά το μάθημα βλέποντας το αντίστοιχο βίντεο, να ενημερωθούν για την εργασία που θα πρέπει να παραδοθεί μέχρι και το επόμενο μάθημα και να «κουβεντιάσουν» μεταξύ τους, και με τον ίδιο, τα διάφορα θέματα που πιθανόν να προκύψουν. Ο Γιώργος βγαίνει από την αίθουσα και περιμένει τη Μαρία να βγει κι αυτή. Της λέει ότι κάποια στιγμή το απόγευμα θα «βρίσκεται» στην υπηρεσία συζητήσεων του χώρου του μαθήματος. Η Μαρία ενημερώνει τον έξυπνο βοηθό της γι αυτό και λέει στο Γιώργο ότι όταν ειδοποιηθεί για την είσοδό του στην υπηρεσία συζητήσεων θα εισέλθει κι αυτή. Ο έξυπνος βοηθός του Γιώργου αρχίζει πάλι να δονείται. Του υπενθυμίζει ότι σε 5 αρχίζει το μάθημα των μαθηματικών που αυτή τη φορά θα γίνει στην αίθουσα Α13. Χαιρετά τη Μαρία και με τη βοήθεια του έξυπνου βοηθού (δε μπορεί να θυμηθεί που ακριβώς βρίσκεται η αίθουσα) οδηγείται σε αυτήν. 13

15 2.2 Σενάριο 2 ο, Μάθημα: Μαθηματικά Ο καθηγητής εισέρχεται στην αίθουσα και κατευθύνεται προς την έδρα. Η έξυπνη έδρα (μέσω της απεικόνισης της τάξης) ενημερώνει το καθηγητή πως ο μαθητής Κώστας Λάμπρου απουσιάζει. Αμέσως εισέρχεται στο χώρο του μαθήματος και βλέπει μήνυμα από τη μητέρα του Κώστα το οποίο γράφει πως ο Κώστας είναι άρρωστος και ότι θα παρακολουθήσει το μάθημα από το σπίτι. Ξαναμεταφέρεται στην απεικόνιση της τάξης και ελέγχει για το αν έχει γίνει αίτηση από εξωτερικό παράγοντα για παρακολούθηση του μαθήματος. Δε βλέπει να υπάρχει τίποτα, οπότε αποφασίζει να ξεκινήσει. Το σημερινό μάθημα φαίνεται σύμφωνα με τα λεγόμενα του καθηγητή να είναι πολύ σημαντικό. Ξεκινά λέγοντας στους μαθητές του ότι θα ασχοληθούν με ένα πολύ σημαντικό θεώρημα, το Πυθαγόρειο θεώρημα. Αυτομάτως στον έξυπνο πίνακα απεικονίζεται η παρακάτω εικόνα (εικόνα_2) ενώ παράλληλα η ίδια εικόνα εμφανίζεται και σε όλα τα θρανία. εικόνα 2. οθόνη έξυπνου πίνακα Ο καθηγητής ζητά από τα παιδιά με σύρσιμο να προσπαθήσουν να μεταφέρουν όλα τα τετράγωνα που βρίσκονται στο πρώτο μεγάλο (αριστερό) τετράγωνο στα δυο μικρότερα και έπειτα κάνοντας περιστροφή σε καθένα από αυτά, να τα μεταφέρουν στο μεγάλο (δεξί) τετράγωνο. Ένας διακριτικός διακοπτόμενος ήχος αρχίζει να ακούγεται στην αίθουσα και ο καθηγητής βλέπει στην έδρα του η οποία «βρίσκεται» στην απεικόνιση της τάξης, το όνομα του Κώστα (που βρίσκεται στη λίστα με τους απόντες) να αναβοσβήνει. Είναι η αίτησα του Κώστα να παρακολουθήσει το μάθημα από το σπίτι του. Ο καθηγητής του παρέχει πρόσβαση στο μάθημα και εξηγεί για δεύτερη φορά την εκφώνηση. 14

16 Ο Κώστας αυτή τη στιγμή κάθεται στο έξυπνο γραφείο του και παρακολουθεί με ήχο και εικόνα το μάθημα. Το έξυπνο γραφείο μοιάζει πολύ κι αυτό με το έξυπνο θρανίο. Η λειτουργική επιφάνεια του γραφείου έχει χωριστεί σε τρία μέρη. Το πρώτο δείχνει τον καθηγητή, το δεύτερο τον πίνακα και το τρίτο είναι η επιφάνεια εργασίας. Οτιδήποτε μεταφέρεται από την έδρα ή τον πίνακα στα θρανία, μεταφέρεται και στην επιφάνεια εργασίας του Κώστα και αντίστροφα. Ο καθηγητής, εφόσον ενημερώνεται από την έδρα ότι όλοι οι μαθητές έχουν κάνει αυτό που τους ζητήθηκε, συνεχίζει λέγοντας ότι θα περάσει στην επόμενη δραστηριότητα. Αμέσως ο πίνακας και τα θρανία απεικονίζουν την επόμενη εικόνα (εικόνα_3). εικόνα 3: οθόνη έξυπνου πίνακα Ο καθηγητής τους ζητά να κάνουν πάλι κάτι αντίστοιχο, με σύρσιμο δηλαδή να μεταφέρουν τα χρωματιστά τμήματα από τα δυο μικρά τετράγωνα και να προσπαθήσουν να καλύψουν με αυτά το μεγαλύτερο. Καθώς περιφέρεται μέσα στην αίθουσα, κάμερες, προβολέας και αυτό που απεικονίζεται στον πίνακα τον ακολουθούν. Μετά από λίγο χρονικό διάστημα οδηγείται προς την έδρα και διαπιστώνει ότι οι μισοί σχεδόν μαθητές (μαζί με αυτούς και ο Κώστας που βρίσκεται σπίτι του) δυσκολεύονται. Προχωρά προς τον έξυπνο πίνακα και με σύρσιμο στα δυο χρωματιστά κομμάτια καλύπτει μέρος του τετραγώνου. Τους ζητά να συνεχίσουν και παρατηρεί ότι σε λίγο όλοι οι μαθητές έχουν βρει τη λύση. Τώρα ζητά από τους μαθητές να συμπληρώσουν το ερωτηματολόγιο που εμφανίζεται στα θρανία τους και στο τέλος να προσπαθήσουν να περιγράψουν τη σχέση που πιστεύουν πως συνδέει τις πλευρές κάθε ορθογωνίου τριγώνου. Ο Γιώργος έχει ξεχάσει να φέρει μαζί του την έξυπνη γραφίδα, παρόλ αυτά δεν έχει πρόβλημα μια και θέτει σε λειτουργία το ενσωματωμένο (στο θρανίο) πληκτρολόγιο. 15

17 Ο καθηγητής ξεκινά να παρουσιάζει τις απαντήσεις των παιδιών (οι οποίες εμφανίζονται ανώνυμα στον πίνακα) και ζητά από τους ίδιους να τις κουβεντιάσουν, να τις σχολιάσουν και να πουν αν συμφωνούν ή διαφωνούν. Μια εποικοδομητική συζήτηση ξεκινά στην αίθουσα με αποτέλεσμα οι μαθητές καταλήξουν στη διατύπωση του Πυθαγόρειου θεωρήματος μέσω της παρατήρησης. Ο στόχος του μαθήματος έχει επιτευχθεί. Το μάθημα τελειώνει με τον καθηγητή να εισέρχεται από την έξυπνη έδρα στο χώρο του και να στέλνει μια σειρά από ασκήσεις στο χώρο του μαθήματος, όπου εκεί οι μαθητές θα προσπαθήσουν να τις λύσουν και ο καθηγητής θα τις ελέγξει. Ενημερώνει τους μαθητές ότι οι ασκήσεις μπορεί να μην ίδιες για όλους μια και ο καθένας ανάλογα με τις επιδόσεις του και τις αδυναμίες που θα παρουσιάσει, θα οδηγηθεί ενδεχομένως σε διαφορετικά μονοπάτια. Παρόλ αυτά τους προτρέπει σε συνεργασία και μεταξύ τους αλλά και με τον ίδιο, σε περιπτώσεις που αντιμετωπίζουν δυσκολίες, μέσω της υπηρεσίας συζητήσεων του μαθήματος. Ο Γιώργος βγαίνει με χαρά από την αίθουσα. Αυτό γιατί από τη μια έμεινε ικανοποιημένος από την απόδοσή του στο μάθημα των μαθηματικών και από την άλλη γιατί το αμέσως επόμενο μάθημα (μουσική) είναι από τα αγαπημένα του. Προς το παρόν όμως έχει μισή ώρα διάλειμμα (να ένας λόγος ακόμη για να χαρεί!). Με τη χρήση του έξυπνου βοηθού εντοπίζει την παρέα του στο προαύλιο του σχολείου (στην ουσία εντοπίζει τους έξυπνους βοηθούς των φίλων του). Ευκαιρία λοιπόν για λίγη ξεκούραση! 16

18 2.3 Σενάριο 3 ο, Μάθημα: Μουσική Ο Γιάννης εισέρχεται στην αίθουσα μουσικής. Η αίθουσα αυτή είναι μια από τις δυο αίθουσες μουσικής που διαθέτει το σχολείο, οι οποίες είναι διαμορφωμένες κατάλληλα για τη διεξαγωγή του συγκεκριμένου μαθήματος. Το μάθημα της μουσικής γίνεται ως εξής: κάθε μαθητής (το σύνολο των μαθητών δεν ξεπερνά τους δέκα) έχει επιλέξει ένα μουσικό όργανο πάνω στο οποίο πρόκειται να εξασκηθεί. Τα μουσικά όργανα είναι ηλεκτρονικές απομιμήσεις των κλασικών μουσικών οργάνων. Σε κάθε μάθημα μελετώνται ένα ή και περισσότερα κομμάτια μουσικής (μεγάλο μέρος της μελέτης έχει γίνει στο σπίτι από τον καθένα χωριστά). Το μάθημα, λόγω της ιδιαιτερότητας που παρουσιάζει, γίνεται συνήθως με παραπάνω από έναν καθηγητές. Όταν οι καθηγητές διαπιστώσουν ότι όλοι οι μαθητές είναι έτοιμοι (και το επίπεδο των μαθητών είναι κατάλληλο), οργανώνεται η ορχηστική εκτέλεση του μουσικού κομματιού. Σε αυτή τη φάση τα τμήματα μπορούν να ανταλλάξουν μέλη προκειμένου να γίνει η σύσταση της κατάλληλης ορχήστρας για κάθε μουσικό κομμάτι. Καθώς μπαίνει μέσα στην αίθουσα, οδηγείται στο σημείο όπου βρίσκονται τα μουσικά όργανα. Επιλέγει μια έξυπνη κιθάρα και κάθεται στο έξυπνο αναλόγιο. Το αναλόγιο χαιρετά το Γιώργο και εμφανίζει την κατάλληλη παρτιτούρα για κιθάρα. Στην αίθουσα υπάρχουν άλλοι δυο κιθαρίστες, ένας μαθητής που έχει επιλέξει πιάνο, δυο που έχουν επιλέξει βιολί και δυο μαθητές που έχουν επιλέξει φλάουτο. Σε λίγο εισέρχονται στην αίθουσα οι δυο καθηγητές. Ζητούν από όλους να φορέσουν τα ασύρματα ακουστικά τους προκειμένου να ξεκινήσει το μάθημα, το ίδιο κάνουν και οι ίδιοι. Ο Γιώργος φορά τα ασύρματα ακουστικά που προς το παρόν ακούγεται μόνο ο μετρονόμος που έθεσε σε λειτουργία ο ένας από τους δυο καθηγητές μέσω της έξυπνης έδρας. Οι μαθητές ξεκινούν να διαβάζουν από τις παρτιτούρες και να παίζει ο καθένας το δικό του όργανο. Δεν είναι ανάγκη να ξεκινήσουν μαζί, δεν είναι ανάγκη να συμβαδίζουν στο παίξιμο, ο καθένας λειτουργεί αυτόνομα σαν να είναι μόνος. Ο καθηγητής που εδώ και λίγη ώρα βρίσκεται δίπλα στην κοπέλα που παίζει βιολί και την καθοδηγεί, νιώθει τη δόνηση από τον ασύρματο βομβητή. Γυρίζει προς τα πίσω και βλέπει το έξυπνο αναλόγιο του Γιώργου να έχει ανάψει το φωτάκι. Το ίδιο βλέπει και ο άλλος καθηγητής ο οποίος αμέσως κατευθύνεται προς το Γιώργο. Καθώς τον πλησιάζει, η πηγή ήχου αλλάζει από μόνη της και τώρα ακούει τον ήχο από την κιθάρα. Κοιτάζοντας ο καθηγητής στο αναλόγιο βλέπει σημειωμένα δυο σημεία (είναι αυτά στα οποία ο Γιώργος κάνει λάθος). Κάθεται στη διπλανή καρέκλα και παίρνει την κιθάρα στα χέρια του. Του δείχνει το σωστό τρόπο με τον οποίο πρέπει να παιχτούν αυτά τα δυο σημεία και του προτείνει να κατεβάζει την ταχύτητα στο μετρονόμο του. Ο Γιώργος παίρνει την κιθάρα και επαναλαμβάνει αυτά τα δυο σημεία μέχρι να τα παίξει σωστά. Εφόσον τα καταφέρνει, αρχίζει το παίξιμο του κομματιού από την αρχή. 17

19 Οι καθηγητές βλέπουν στους βοηθούς τους ότι τους απέμεινε λίγη ώρα μέχρι να τελειώσει το μάθημα. Απενεργοποιούν τα ασύρματα ακουστικά σε όλους προκειμένου να κουβεντιάσουν για το τι θα κάνουν με το συγκεκριμένο κομμάτι και για το αν θα επιχειρήσουν να το ενορχηστρώσουν. Δεδομένου ότι το κομμάτι χρειάζεται οπωσδήποτε κρουστά και μια βιόλα, προτρέπουν τους μαθητές να κουβεντιάσουν μεταξύ τους και με τα υπόλοιπα τμήματα (στην υπηρεσία συζητήσεως του μαθήματος), να προσεγγίσουν τα παιδιά που παίζουν τα όργανα που χρειάζονται, και να προτείνουν τρόπους ενορχήστρωσης. Τους υπενθυμίζουν για ακόμα μια φορά ότι παρτιτούρες για όλα τα όργανα και βίντεο από διάφορες εκτελέσεις του κομματιού υπάρχουν στο χώρο του μαθήματος. Ο Γιώργος βγαίνει από την αίθουσα. Ήρθε η ώρα να επιστρέψει σπίτι του, να ξεκουραστεί και να διαβάσει για τα μαθήματα της επόμενης ημέρας. Κατεβαίνοντας τις σκάλες του σχολείου ο έξυπνος βοηθός δονείται για ακόμη μια φορά. Είναι η ειδοποίηση ότι η μητέρα του πέρασε την είσοδο του parking του σχολείου και τον περιμένει. 18

20 2.4 Σενάριο 4 ο, Μάθημα: Φιλοσοφία Ο Γιώργος απολαμβάνει το διάλλειμά του κουβεντιάζοντας με τους συμμαθητές του στο προαύλιο του σχολείου. Ο έξυπνος βοηθός ο οποίος βρίσκεται στη τσέπη του αρχίζει να δονείται. Του υπενθυμίζει ότι σε 5 ξεκινά το μάθημα της Ιστορίας της Τέχνης, το οποίο έχει επιλέξει ο ίδιος. Κοιτώντας στην οθόνη του έξυπνου βοηθού βλέπει ότι το μάθημα θα γίνει στην αίθουσα Β4. Αποχαιρετά τα παιδιά και οδηγείται προς την αίθουσα προκειμένου να βρίσκεται εκεί στην ώρα του. Σε όλη τη διαδρομή έχει στο μυαλό του τη χθεσινή κουβέντα που έκανε με το Νίκο και τους υπόλοιπους συμμαθητές του από το μάθημα της Φιλοσοφίας στο χώρο συζητήσεων του μαθήματος. Είχε αποφασίσει να μη συμμετάσχει στο σχέδιο... παρόλ αυτά μια έντονη ανησυχία τον διέκρινε. Αμέσως ζητά από τον έξυπνο βοηθό να του πει σε ποια αίθουσα θα γινόταν το μάθημα της Φιλοσοφίας και ποιοι έχουν ήδη καταφθάσει. Ο βοηθός αποκρίνεται ότι το μάθημα θα γίνει στην αίθουσα Β5 (δίπλα ακριβώς από τη Β4) και ότι στην αίθουσα βρίσκονται όλοι μήπως να το ξανασκεφτεί λοιπόν; Η απόφαση για το Γιώργο ήταν ζήτημα δευτερολέπτων. Ακυρώνει τη συμμετοχή του στο μάθημα της Ιστορίας της Τέχνης μέσω του έξυπνου βοηθού και καταχωρείται στη λίστα μαθητών της Φιλοσοφίας. Τρέχει γρήγορα προκειμένου να φτάσει στην αίθουσα όσο το δυνατό συντομότερα. Ο Νίκος είναι συμμαθητής του Γιώργου και πολύ καλός παιδικός του φίλος. Κάποια από τα ενδιαφέροντά του είναι η περιπλάνηση στο διαδίκτυο και η ενασχόληση με τη ροκ μουσική. Χαρακτηριστικό του Νίκου είναι η συνεχής διάθεση για σκανδαλιά, χωρίς να φαίνεται, πολλές φορές, να τον απασχολεί το κόστος της τιμωρίας. Αν και είναι πολύ διαφορετικός από το Γιώργο, τα τελευταία εφτά χρόνια γνωριμίας τους έχουν γίνει αχώριστοι οι δυο τους. «Αυτή είναι η κατάλληλη ώρα να γίνει», είχε πει το προηγούμενο βράδυ ο Νίκος και είχε συνεχίσει «Ο κύριος Δημητρίου είναι τόσο αφηρημένος που δε πρόκειται να καταλάβει τίποτε». Ο κύριος Δημητρίου ήταν ο καθηγητής τους στο μάθημα της φιλοσοφίας και ήταν όντως πολύ αφηρημένος και πάντα σκεπτικός. Πολλές φορές είχε τύχει ξεχάσει να απενεργοποιήσει την έξυπνη έδρα και του το θύμιζε πάντα ο ήχος που ακουγόταν τη στιγμή που επιχειρούσε να βγει από την αίθουσα. Ο ήχος αυτός ενεργοποιείτο με την αναγνώριση της ταυτότητας του καθηγητή καθώς εκείνος άγγιζε το πόμολο της πόρτας της αίθουσας προκειμένου να εξέλθει από αυτή. Μια περιοχή επάνω στο πόμολο αναγνώριζε την ταυτότητα του καθηγητή μέσω των αποτυπωμάτων του αντίχειρα και εάν αυτός είχε ξεχάσει κάποιο από τα συστήματα της αίθουσας ανοιχτό, ενεργοποιούσε τον κώδωνα ασφαλείας. Αν λοιπόν κατάφερναν τα παιδιά να απενεργοποιήσουν με κάποιο τρόπο αυτό το εργαλείο, τότε θα κατάφερναν να αποκτήσουν την πρόσβαση στην έξυπνη έδρα τουλάχιστο για 10 (η έξυπνη έδρα έχει διάρκεια λειτουργίας χωρίς δεύτερη ενεργοποίηση 1 ώρα και το συγκεκριμένο μάθημα διαρκούσε 50 ). Σκοπός όλης αυτής της συνομωσίας ήταν η προσπέλαση των μαθητών σε μια σελίδα του διαδικτύου (στην οποία δε μπορούσαν να προσπελαύνουν αυτοί ως ανήλικοι) απ όπου θα μπορούσαν να προμηθευτούν εισιτήρια για τη συναυλία του αγαπημένου τους συγκροτήματος Dark Coast σε τιμή ευκαιρίας (έτσι ισχυρίζονταν 19

21 αυτοί οι οποίοι είχαν φτιάξει τη σελίδα και είχαν φροντίσει να ενημερώσουν γι αυτό πολλούς χρήστες του διαδικτύου, ιδίως παιδιά). Η τάξη της φιλοσοφίας περιλαμβάνει εννέα παιδιά (δυο εξ αυτών είναι ο Γιώργος και ο Νίκος). Το προηγούμενο βράδυ βρέθηκαν όλοι στο χώρο συζητήσεων του σχολείου (όπως συμβαίνει σχεδόν κάθε βράδυ) και συμφώνησαν να το επιχειρήσουν. Ο μόνος που αντέδρασε σε αυτό ήταν ο Γιώργος ο οποίος για να μην έρθει σε έντονη αντιπαράθεση με το φίλο του, αποφάσισε να μην παραβρεθεί στο μάθημα της επόμενης μέρας. Το σχέδιο ήταν το εξής: Ο τελευταίος μαθητής που θα κλείσει την πόρτα της αίθουσας προκειμένου να ξεκινήσει το μάθημα της φιλοσοφίας, θα φροντίσει να έχει στον αντίχειρά του μια μικρή ποσότητα solvisan. Αυτή είναι μια φαρμακευτική ουσία η οποία όταν απλωθεί σε μια πληγή δημιουργεί στο δέρμα μια διαφανή κρούστα προκειμένου να την προστατεύσει από τη μόλυνση. Κάτι αντίστοιχο θα έκανε και στο έξυπνο πόμολο, θα δημιουργούσε μια διαφανή κρούστα η οποία θα απέτρεπε την αναγνώριση της ταυτότητας του καθηγητή όταν αυτός θα επιχειρούσε να βγει από την αίθουσα. Το σχέδιο φάνταζε πολύ έξυπνο και πρωτότυπο, ήταν όμως και ασφαλές; Σύμφωνα με τα λεγόμενα του Νίκου, το σχέδιο ήταν δοκιμασμένο από μια ομάδα μαθητών σε σχολείο της Γερμανίας με τους οποίους είχε επικοινωνήσει λίγες μέρες πριν μέσω του διαδικτύου. Ο κύριος Δημητρίου επιχείρησε για άλλη μια φορά να βγει από την αίθουσα διδασκαλίας χωρίς να απενεργοποιήσει την έξυπνη έδρα, αυτή τη φορά όμως τα «κατάφερε» (με τη βοήθεια των μαθητών του, βεβαίως). Οι μαθητές είχαν λοιπόν 10 στη διάθεσή τους να κάνουν τη δουλειά, χρησιμοποιώντας το χώρο του καθηγητή και προσποιούμενοι αυτόν να κλείσουν τα εισιτήρια για την πολυπόθητη συναυλία. Δε φαντάζονταν όμως ποτέ ότι η σελίδα, για την οποία θα έκαναν τόσα προκειμένου να την προσπελαύνουν, θα δημιουργούσε τόσο σημαντικά προβλήματα στο χώρο του σχολείου. Η αλήθεια ήταν ότι η σελίδα αυτή ήταν μια από τις πολλές σελίδες του δικτύου, οι οποίες έκρυβαν ιό και περίμεναν το χρήστη που θα κάνει το λάθος να εισέλθει σε αυτές προκειμένου να του τον μεταδώσουν. Ο ιός αυτός ήταν προγραμματισμένος όταν εισέρχεται σε κάποιον χώρο, να καταστρέφει κάθε είδους αρχείο που βρίσκεται σε αυτόν, όπως και να προσπαθεί με οποιονδήποτε τρόπο μπορεί να μεταδοθεί στους χώρους με τους οποίους συνδέεται άμεσα ο αρχικός. Ο χώρος του κυρίου Δημητρίου είχε ήδη αρχίσει να καταστρέφεται. Οι μαθητές έβλεπαν ένα-ένα τα αρχεία του να εξαφανίζονται. Τρόμος και πανικός άρχισε να τους κυριεύει. Μόλις συνειδητοποίησαν ότι έκαναν κάτι του οποίου οι συνέπειες μπορούν να προβούν καταστροφικές. Το ευτυχές ήταν ότι ακόμη ο ιός δεν είχε βγει εκτός του προσωπικού χώρου του καθηγητή τους. Κάτι έπρεπε να κάνουν προκειμένου να σταματήσουν τα χειρότερα, κάτι έπρεπε να κάνουν και μάλιστα πολύ σύντομα. Δυο ήταν οι επιλογές για την επόμενη κίνησή τους: να προσπαθήσουν από μόνοι τους να περιορίσουν τον ιό στο χώρο αυτό (ίσως μέσω της βοήθειας των έξυπνων βοηθών οι οποίοι θα μπορούσαν να ανατρέξουν σε Τεχνικές βιβλιοθήκες ή στο Διαδίκτυο και να διαπραγματευτούν την άμεση αγορά αντιβιωτικού λογισμικού) ή να ζητήσουν βοήθεια από τον τεχνικό του σχολείου (πράγμα που θα σήμαινε βέβαια ότι 20

22 η τιμωρία που θα τους περίμενε θα ήταν τρομερή). Στη συζήτηση που έγινε μεταξύ των συμμαθητών τα πνεύματα οξύνθηκαν. Κάποιοι υποστήριζαν με σθένος την πρώτη επιλογή ενώ κάποιοι ίσως αυτοί που είχαν καταλάβει το μέγεθος του κινδύνου τη δεύτερη. Ξαφνικά ακούγονται έντονες ομιλίες οι οποίες απ ότι φαίνεται έρχονται από τη διπλανή αίθουσα. Χωρίς να χάσει χρόνο ο Γιώργος τρέχει δίπλα να δει τι συμβαίνει. Στη διπλανή αίθουσα διδασκόταν το μάθημα Ιστορία της Τέχνης και η εικονική περιήγηση στις αίθουσες της Πινακοθήκης Ουφίτσι της Φλωρεντίας είχε μόλις διακοπεί. Ο καθηγητής αναστατωμένος προσπαθούσε να δει τι συνέβη, αλλά μάταια Οι προσπάθειές του να ανακτήσει τη σύνδεση με το μουσείο δεν απέδωσαν. Σε λίγο συνειδητοποιεί ότι δε μπορεί να εισέλθει ούτε στο σχολικό χώρο. «Πολύ άσχημα τα πράγματα» σκέφτηκε ο Νίκος. Όντως η κατάσταση είχε αρχίσει να γίνεται ανεξέλεγκτη και οι συνέπειές της θα ήταν άσχημες για το σχολείο, τους καθηγητές και τους μαθητές. 21

23 22

24 3. Ανάλυση Απαιτήσεων 3.1 Τεχνολογικοί παράγοντες Στο κεφάλαιο αυτό θα αναλύσουμε τους τεχνολογικούς παράγοντες που εμφανίζονται στα παραπάνω σενάρια, τα διάχυτα συστήματα υπολογισμού, δηλαδή, που μετατρέπουν τους χώρους του σχολείου σε χώρους περιρρέουσας νοημοσύνης. Προκειμένου να γίνει αυτό, θα διακρίνουμε τους παράγοντες σε: (α) Υπηρεσίες και (β) Τεχνολογίες Υπηρεσίες Τεχνολογίες Υπηρεσία συζητήσεων Χώρος μαθήματος Σύστημα αναγνώρισης λόγου και αυτόματης τήρησης σημειώσεων Σύστημα ασύρματης μεταγλώττισης Διαδίκτυο Απεικόνιση τάξης Έξυπνη αίθουσα Έξυπνο θρανίο Έξυπνη έδρα Έξυπνος πίνακας Έξυπνο αναλόγιο Έξυπνος βοηθός Ασύρματη γραφίδα Ασύρματα ακουστικά Έξυπνη κιθάρα Ασύρματος βομβητής Υπηρεσίες Οι υπηρεσίες τεχνολογίας αφορούν σε ένα πλήθος από πράκτορες λογισμικού (agents) οι οποίοι διατρέχουν το διαδίκτυο ή τοπικά δίκτυα και συλλέγουν πληροφορίες από διάφορες πηγές τις οποίες προσφέρουν στον εκπαιδευόμενο διευκολύνοντας έτσι τη διαδικασία της μάθησης. Οι πηγές αυτές αναφέρονται σε ένα πλήθος από servers οι οποίοι προσφέρουν στους μετέχοντες στις μαθησιακές διαδικασίες πρόσβαση σε ένα πλήθος πληροφοριακών χώρων είτε προσωπικών είτε όχι. χώρος του σχολείου Είναι στην ουσία ο χώρος του σχολείου στο δίκτυο. Περιλαμβάνει στοιχεία γενικά για το σχολείο, πίνακα ανακοινώσεων, ηλεκτρονική βιβλιοθήκη, τους χώρους κάθε μαθήματος, υπηρεσίες συζητήσεων, καταλόγους μαθητών, καθηγητών. Τα στοιχεία αυτά είναι αποθηκευμένα στο server του σχολείου. Η εξυπηρέτηση μπορεί να γίνει είτε μέσω του διαδικτύου, είτε ενός τοπικού δικτύου (Wi-Fi, Bluetooth) Τίποτα δε 23

25 μεταφέρεται, πέρα από ειδοποιήσεις, από το χώρο του σχολείου στους χώρους των καθηγητών και των μαθητών, χωρίς τη δική τους συναίνεση. Για παράδειγμα, αν ένας καθηγητής στείλει ένα πακέτο ασκήσεων στο χώρο του μαθήματος, οι μαθητές δε χρειάζεται αναγκαστικά να τον κατεβάσουν στο δικό τους χώρο. Μπορούν να λύσουν τις ασκήσεις βρισκόμενοι στο χώρο του μαθήματος, να αποθηκεύσουν εκεί τις λύσεις και ο καθηγητής να τις διορθώσει (χωρίς να χρειαστεί να τις κατεβάσει στο δικό του χώρο). Δεν είναι όλες οι υπηρεσίες του χώρου του σχολείου ελεύθερα προσπελάσιμες από τους πάντες (access control). χώρος του μαθήματος Αποτελεί μέρος του σχολικού χώρου. Περιλαμβάνει βιβλία σε ηλεκτρονική μορφή και λογισμικά για το μάθημα, σχετικούς συνδέσμους, υπηρεσία συζητήσεων του μαθήματος και video των μαθημάτων που έχουν γίνει. απεικόνιση της τάξης Ενεργοποιείται κατά την έναρξη του μαθήματος και απενεργοποιείται με τη λήξη αυτού. Είναι μια αναπαράσταση της τάξης και προσφέρει επικοινωνία μεταξύ και καθηγητών κατά τη διάρκεια του μαθήματος. Απεικονίζει τους μαθητές-καθηγητές σαν κουκίδες και ενημερώνεται σε πραγματικό χρόνο για όσα συμβαίνουν μέσα σε αυτή. χώρος μαθητή Ο χώρος του κάθε μαθητή περιλαμβάνει δικές του εργασίες (από την πρώτη κιόλας σχολική τάξη), κατάλογο καθηγητών-συμμαθητών όλων των σχολικών τάξεων, ημερολόγιο με το καθημερινό πρόγραμμα, βιβλιοθήκη από «βιβλία» που του έχουν προσφερθεί από το σχολείο ή που έχει συλλέξει ο ίδιος, και προσωπικά στοιχεία (βαθμολογίες, φωτογραφίες, οικογενειακά στοιχεία, ιατρικό ιστορικό). Ο χώρος αυτός αποτελείται από διάφορες μονάδες (modules) οι οποίες είναι κατανεμημένες σε ένα πλήθος servers (του σπιτιού του, του σχολείου) και μέσω κάποιων βοηθών γίνεται η πρόσβαση σε αυτές έτσι ώστε ο χώρος να δείχνει ενοποιημένος. Ο χώρος του κάθε μαθητή λειτουργεί σαν το δεύτερο «εγώ» του. Του προσφέρεται αυτός ο χώρος στο δίκτυο από τη στιγμή που το παιδί ξεκινά το σχολείο και το ακολουθεί εφόρου ζωής. Μπορεί να ανατρέξει σε αυτό οποτεδήποτε και οπουδήποτε κι αν βρίσκεται. Ο μαθητής πλέον δεν είναι υποχρεωμένος να βρίσκεται στο σπίτι του ή στο σχολείο προκειμένου να μελετήσει. Πέραν του ότι ο χώρος περιέχει αλληλεπιδραστικά και έξυπνα λογισμικά (λογισμικά που προσφέρονται από το σχολείο, ή που βρίσκει ο ίδιος, και έχουν ως σκοπό την εξάσκηση, τον προβληματισμό και τη μάθηση), ο χώρος από μόνος του είναι έξυπνος. Κάνει κατηγοριοποίηση σε οτιδήποτε βρίσκεται σε αυτόν σύμφωνα με την τάξη στην οποία βρίσκεται ο μαθητής, σύμφωνα με το περιεχόμενό τους, με το είδος τους ή με τη δυσκολία τους (profile indexing). Έτσι, ο μαθητής μπορεί να ανατρέξει σε ότι υπάρχει στο χώρο του, χωρίς να υπάρχει ο φόβος του να «χαθεί». Επίσης, ο χώρος από μόνος του και σύμφωνα πάντα μα τις ενέργειες του μαθητή μπορεί να τον οδηγήσει σε αυτό που ψάχνει και το οποίο βρίσκεται μέσα σε αυτόν, ή και σε σελίδες σχετιζόμενες με αυτό που ψάχνει (data mining). Μέσω αυτού γίνεται η αναγνώριση του μαθητή από τις σελίδες που επιθυμεί να επισκεφθεί στο δίκτυο και ανάλογα με τη σελίδα του επιτρέπεται ή όχι η είσοδος (access control). 24

26 χώρος καθηγητή Είναι κάτι ανάλογο με το χώρο μαθητή. Αποτελείται από δυο μέρη: το χώρο του καθηγητή ως μαθητής και το χώρο του ως καθηγητής (εργασιακός χώρος). Το πρώτο είναι ο χώρος του καθηγητή όταν αυτός ήταν μαθητής (σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης). Μπορεί ο χώρος αυτός να είναι στατικός ή δυναμικός. Αυτό εξαρτάται από το αν ο καθηγητής επιλέξει κάποια στιγμή να παρακολουθήσει κάποια οργανωμένη-δομημένη μορφή εκπαίδευσης για ενήλικες, σχετική ή μη σχετική με τις ήδη υπάρχουσες σπουδές του (όταν ο καθηγητής δηλαδή ξαναγίνει μαθητής). Το δεύτερο είναι ο χώρος του καθηγητή ο οποίος βλέπει τον καθηγητή ως επιστήμονα και ως επαγγελματία (αντίστοιχοι χώροι υπάρχουν για τον κάθε πολίτη στο δίκτυο, που ανάλογα με το επάγγελμά τους χωρίζονται σε χώρους μαθητή και χώρους επαγγέλματος). Στο χώρο του καθηγητή υπάρχει αποθηκευμένη η βιβλιοθήκη του, σημειώσεις και όλα τα μαθήματα τα οποία έχει προετοιμάσει και μπορεί να τα ξαναχρησιμοποιήσει. Επίσης εκεί μπορεί να λάβει τις εργασίες των μαθητών του και ερωτήσεις αυτών μέσω του σχολικού χώρου, μέσω αυτού εισέρχεται ελεύθερα στο σχολικό χώρο, λαμβάνει ενημερώσεις από αυτόν, σημειώσεις, ηλεκτρονικά περιοδικά, λογισμικά κλπ. από το σύλλογο καθηγητών, το υπουργείο παιδείας ή άλλους φορείς. Ένα πλάνο το οποίο παρουσιάζει τη βασική δομή του σχολικού χώρου και την επικοινωνία αυτού με τους χώρους των μαθητών και των καθηγητών φαίνεται παρακάτω. Σχολικός χώρος Βιβλιοθήκη Κατάλογος μαθητώνπροφίλ Κατάλογος καθηγητών Χώρος μαθήματος. Χώρος μαθήματος Χώρος καθηγητή Χώρος μαθητή Διάγραμμα 1. Δομική αναπαράσταση ενός ψηφιακού σχολικού χώρου 25

27 σύστημα αναγνώρισης λόγου και αυτόματης τήρησης σημειώσεων Αυτό το σύστημα αναγνωρίζει λέξεις κλειδιά και αναλόγως με αυτά που λέει ο καθηγητής προβάλει τις αντίστοιχες σημειώσεις, εικόνες ή βίντεο (τα οποία ο καθηγητής ήδη έχει ετοιμάσει). Το σύστημα μπορεί να λειτουργεί με τη βοήθεια μηχανών αναζήτησης δεδομένων και μεταδεδομένων (metadata). Επίσης συγκεντρώνει τις γραπτές σημειώσεις και τα λεγόμενα μαθητών-καθηγητών και δημιουργεί αυτόματα νέες σημειώσεις περιλήψεις και ερωτηματολόγια (adaptive hypermedia). σύστημα αυτόματης μεταγλώττισης Αυτό το σύστημα συνεργάζεται σε μεγάλο βαθμό με το σύστημα αναγνώρισης λόγου και αυτόματης τήρησης σημειώσεων. Όταν το δεύτερο σύστημα φαίνεται να παρουσιάζει δυσκολία στην αναγνώριση του λόγου, αμέσως τίθεται σε λειτουργία το πρώτο. Αυτό μεταφράζει τα λεγόμενα, τα εκφωνεί στην αίθουσα και παράλληλα τα μεταφέρει πίσω στο σύστημα αναγνώρισης λόγου προκειμένου να διεκπεραιωθούν οι υπόλοιπες λειτουργίες του συστήματος. Προφορικός λόγος στην αίθουσα σύστημα αναγνώρισης λόγου και αυτόματης τήρησης σημειώσεων σύστημα αυτόματης μεταγλώττισης χειρισμός πίνακα περιλήψεις σημειώσεις ερωτήσεις προφορική μεταγλώττιση Διάγραμμα 2. Αναπαράσταση επικοινωνίας ενός συστήματος αναγνώρισης λόγου και αυτόματης τήρησης σημειώσεων με το σύστημα αυτόματης μεταγλώττισης και με το περιβάλλον Τεχνολογίες Όπως περιγράφεται στην έκθεση της επιτροπής ISTAG (Information Society Technologies Advisory Group) της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ), ο δρόμος προς την επίτευξη του οράματος της περιρρέουσας νοημοσύνης απαιτεί τη σύνθεση καινοτόμων ερευνητικών αποτελεσμάτων και την εξέλιξη μιας σειράς τεχνολογιών, όπως (ISTAG, 2001): διακριτικό περιβάλλον 26

28 μια αφανή ασύρματη υποδομή που διασφαλίζει τη συνέχεια των επικοινωνιών σταθερών και κινητών επικοινωνιών δυναμικά και ισχυρά κατανεμημένα δίκτυα υπολογιστών και συσκευών φυσικές (δηλαδή, κοντά στον ανθρώπινο τρόπο διάδρασης) διεπαφές χρήσης αλληλοεξάρτηση των τεχνολογιών και ασφάλεια Προκειμένου να μελετήσουμε τις τεχνολογίες που εμφανίζονται στα σενάρια, κάνουμε έναν διαχωρισμό ανάμεσα στις τεχνολογίες υποδομής και στις φορητές συσκευές. Τα περισσότερα από τα αντικείμενα που περιγράφονται, υπάρχουν στις σημερινές αίθουσες διδασκαλίας στην πρωταρχική τους, χωρίς πολλές ιδιότητες, μορφή. Η ενσωμάτωση της υπολογιστική ισχύος σε καθημερινά αντικείμενα οδηγεί στη σχεδίαση έξυπνων τεχνουργημάτων (smart artifacts), τα οποία αποτελούν βελτίωση εκδόσεις αντικειμένων καθημερινής χρήσης (όπως ρούχα, στυλό, χαρτί, έπιπλα, κινητές ή σταθερές συσκευές, κλπ). Τα αντικείμενα αυτά αποτελούν τους δομικούς λίθους για την υλοποίηση του οράματος της περιρρέουσας νοημοσύνης (Kameas A., 2006). i. Τεχνολογίες Υποδομής έξυπνη αίθουσα Για να θεωρηθεί μια αίθουσα διδασκαλίας ως αίθουσα περιρρέουσας νοημοσύνης, θα πρέπει να διακρίνεται από της ενσωμάτωση ενός πλήθους τεχνολογικών παραγόντων οι οποίοι θα παρέχουν υπηρεσίες όπως ο εντοπισμός θέσης, αναγνώριση προσώπων, ρύθμιση παραμέτρων φωτεινότητας. Τέτοιοι τεχνολογικοί παράγοντες είναι οι εξής (Mαυρομμάτης Θ., 2006): Ασύρματα δίκτυα (wireless LANs, WiFi) και συστήματα ανεύρεσης θέσης (GPS). Δίκτυα αισθητήρων (ένα πλήθος από nodes μικρά τεχνουργήματα τα οποία είναι τοποθετημένα με συγκεκριμένο τρόπο ώστε να επικοινωνούν οι οποίοι υποστηρίζουν διαφόρων ειδών διεργασίες όπως για παράδειγμα την αναγνώριση προσώπων μέσω RFID). Οι αισθητήρες λειτουργούν με διαφόρων ειδών εισόδους συμπεριλαμβανομένων των ακουστικών, των οπτικών, κινητικών, θερμοκρασίας, φωτισμού, υγρασίας, πίεσης, υπερήχων, μαγνητικών κυμάτων, ραδιοκυμάτων, και άλλων ακόμη πιο πρωτότυπων μορφών εισόδου (Connecting the Physical World with Pervasive Networks, IEEE 2002) Συστήματα ταυτοποίησης με βιομετρικές μεθόδους (εξακρίβωση φωνής, αναγνώριση ίριδας, αναγνώριση δακτυλικών αποτυπωμάτων) 27