Σχεδίαση και Ανάπτυξη της εφαρμογής Quizit για την ενίσχυση της μαθησιακής αλληλεπίδρασης στην τάξη με χρήση φορητών τεχνολογιών

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ στην ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Δήμητρα Αδάμ Δήμητρα Κιουτσιούκη Σχεδίαση και Ανάπτυξη της εφαρμογής Quizit για την ενίσχυση της μαθησιακής αλληλεπίδρασης στην τάξη με χρήση φορητών τεχνολογιών (Design and development of the Quizit application for enhancing classroom interaction through mobile technologies) Επιβλέπων: ΣΤΑΥΡΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΑΔΗΣ Επίκουρος Καθηγητής Διπλωματική Εργασία που υποβάλλεται στο πλαίσιο της μερικής εκπλήρωσης των απαιτήσεων για την απόκτηση Μεταπτυχιακού Διπλώματος στην Πληροφορική με εξειδίκευση στη Κατεύθυνση «Τεχνολογίες Πληροφορίας & Επικοινωνιών στην Εκπαίδευση»

2 ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, 2014 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΣΤΑΥΡΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΑΔΗΣ, Επ.Κ. ΘΡΑΣΥΒΟΥΛΟΣ ΤΣΙΑΤΣΟΣ, Επ.Κ. ΔΙΟΝΥΣΙΟΣ ΠΟΛΙΤΗΣ, Επ.Κ. Η έγκριση της Διπλωματικής αυτής Εργασίας από το Τμήμα Πληροφορικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσσαλονίκης δεν υποδηλώνει την αποδοχή των γνωμών του συγγραφέα. (Νόμος 5343/32, άρθρο 202, παρ. 2)

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Π Ε Ρ Ι Λ Η Ψ Η Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ο σχεδιασμός, η υλοποίηση και η πιλοτική εφαρμογή ενός συστήματος ανατροφοδότησης για φορητές συσκευές Android, που δημιουργήθηκε για να ενισχύσει την ενεργό μάθηση και την αξιολόγηση της συνολικής κατανόησης των μαθητών σε μεγάλες αίθουσες διδασκαλίας. Στο θεωρητικό μέρος της εργασίας, γίνεται μία περιγραφή της μάθησης µε χρήση φορητών συσκευών, όπως αυτή περιγράφεται στη βιβλιογραφία μέχρι και σήμερα, και στη συνέχεια η εργασία επικεντρώνεται στην κατανόηση της τεχνολογίας clickers. Αμέσως μετά την αναλυτική παρουσίαση ερευνών που χρησιμοποίησαν τόσο την τεχνολογία clickers, όσο και άλλες παρόμοιες τεχνολογίες ακολουθεί το πρακτικό μέρος. Στο πρακτικό μέρος, αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός νέου συστήματος ανατροφοδότησης για μεγάλες αίθουσες διδασκαλίας. Το σύστημα που αναπτύχθηκε ονομάζεται Quizit και αποτελείται από μία εφαρμογή φορητών συσκευών για τους καθηγητές, μία εφαρμογή φορητών συσκευών για τους φοιτητές και μία διαχειριστική ιστοσελίδα. Οι δύο εφαρμογές μπορούν να χρησιμοποιηθούν από κινητά τηλέφωνα ή ταμπλέτες που υποστηρίζουν το λειτουργικό σύστημα Android και έχουν πρόσβαση στο Διαδίκτυο. Προκειμένου να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα του συστήματος Quizit, διεξήχθη μια πιλοτική δραστηριότητα με 23 φοιτητές που χρησιμοποίησαν την εφαρμογή κατά τη διάρκεια ενός εργαστηρίου του μαθήματος «Βασικές Αρχές Προγραμματισμού». Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι δεν υπήρξαν ουσιαστικά προβλήματα κατά τη χρήση και οι φοιτητές ανέφεραν ότι είχαν μια θετική εμπειρία με την εφαρμογή. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ QUIZIT ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΗΣ ΜΑΘΗΣΙΑΚΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΤΑΞΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΟΡΗΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ III

4

5 ABSTRACT A B S T R A C T This thesis presents the design, development and pilot study of a Classroom Response System (CRS) for Android mobile devices, created to enhance active learning and evaluation of students' overall comprehension in large classrooms. In the theoretical part, this thesis describes mobile learning, and then focuses on the clickers technology. The presentation of recent research that used clickers technology and other similar technologies is followed by the practical part of this thesis. In the practical part, the subject of this thesis is the design and development of a new CRS for large classrooms. The prototype system named Quizit, consists of a lecturer mobile application, a student mobile application and an administration web environment. Quizit can be used by Android mobile phones or tablets with access to the Internet. In order to evaluate the efficacy of the Quizit system, a pilot study was conducted with 23 students, who used the application during a workshop of the course "Basic Programming Principles". The results indicated that no substantial problems were encountered during use and students reported that they had a positive experience with the application. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ QUIZIT ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΗΣ ΜΑΘΗΣΙΑΚΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΤΑΞΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΟΡΗΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ V

6

7 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ε Υ Χ Α Ρ Ι Σ Τ Ι Ε Σ Θα ήθελα να ευχαριστήσω ορισμένους ανθρώπους, χωρίς τη συμβολή των οποίων η εργασία αυτή δεν θα είχε ολοκληρωθεί. Αρχικά, θα ήθελα να ευχαριστήσω τη συμφοιτήτρια και συνεργάτη μου σε αυτή την εργασία, Δήμητρα Κιουτσιούκη, για την άψογη συνεργασία κατά τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον κ. Δημητριάδη, επιβλέποντα της εργασίας, αλλά και τον κ. Καρακώστα για τη βοήθεια και την καθοδήγησή τους. Θα ήθελα ακόμη να ευχαριστήσω όλους μου τους φίλους αλλά και τις αδερφές μου που μου στάθηκαν όλο αυτό τον καιρό. Τέλος, ευχαριστώ μέσα απ την καρδιά μου τους γονείς μου που χωρίς την αμέριστη συμπαράστασή τους θα ήταν αδύνατο να ολοκληρώσω τις σπουδές μου. Τους ευχαριστώ για όλα όσα μου έχουν διδάξει και μου έχουν προσφέρει, και τους αφιερώνω την εργασία αυτή. 28/2/2014 Δήμητρα Αδάμ Πριν ξεκινήσει η παρουσίαση της παρούσας διπλωματικής εργασίας, θα ήθελα να ευχαριστήσω τη συμφοιτήτρια και συνεργάτη μου σε αυτή την εργασία, Δήμητρα Αδάμ, για την άψογη συνεργασία κατά τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα της διπλωματικής αυτής εργασίας κ. Σταύρο Δημητριάδη, αλλά και τον κ. Αναστάσιο Καρακώστα για την πολύτιμη βοήθεια και καθοδήγησή τους. Επιπλέον θα ήθελα να ευχαριστήσω τους φίλους μου για την ηθική υποστήριξή και την κατανόησή τους, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια των τελευταίων μηνών της προσπάθειάς μου. Πάνω απ όλα, είμαι ευγνώμων στους γονείς μου, για την ολόψυχη αγάπη και υποστήριξή τους. Αφιερώνω αυτή την εργασία στην μητέρα μου και στον πατέρα μου. 28/2/2014 Δήμητρα Κιουτσιούκη ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ QUIZIT ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΗΣ ΜΑΘΗΣΙΑΚΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΤΑΞΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΟΡΗΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ VII

8

9 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α ΠΕΡΙΛΗΨΗ... III ABSTRACT... V ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... VII ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... IX ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ... XI ΛΙΣΤΑ ΠΙΝΑΚΩΝ... XIII ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΑΘΗΣΗ ΜΕ ΦΟΡΗΤΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (MOBILE LEARNING) & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΥΠΟΥ CLICKERS ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ & ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ QUIZIT ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΗΣ ΜΑΘΗΣΙΑΚΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΤΑΞΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΟΡΗΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ IX

10 ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ II: ΓΛΩΣΣΑΡΙΟ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ III: ΧΡΗΣΙΜΑ ΕΓΓΡΑΦΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IV: ΥΠΟΒΛΗΘΕΝ ΑΡΘΡΟ ΣΤΟ ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΝΕΔΡΙΟ ICALT X ΤΙΤΛΟΣ

11 ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Λ Ι Σ Τ Α Σ Χ Η Μ ΑΤ Ω Ν ΕΙΚΟΝΑ 1: ΠΟΣΟΣΤΑ ΧΡΗΣΗΣ ΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΕΚΔΟΣΕΩΝ ANDROID ΤΗΝ ΠΡΩΤΗ ΕΒΔΟΜΑΔΑ ΤΟΥ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 2: Η ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 3: ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΟΥ APP INVENTOR ΕΙΚΟΝΑ 4: APP INVENTOR DESIGNER ΕΙΚΟΝΑ 5: APP INVENTOR BLOCKS EDITOR ΕΙΚΟΝΑ 6: Η ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΘΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΠΟΥ ΑΝΑΠΤΥΣΣΕΤΑΙ ΜΕ ΤΟΝ APP INVENTOR ΕΙΚΟΝΑ 7: ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΕΝΤΟΛΩΝ ΣΑΝ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΕ ΚΑΠΟΙΟ ΓΕΓΟΝΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 8: ΜΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΠΑΝΤΑΕΙ ΣΕ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΚΑΙ ΕΣΩΤΕΡΙΚΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΕΙΚΟΝΑ 9: ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΗ MYSQL ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΠΟΥ ΥΛΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΕΙΚΟΝΑ 10: ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΛΙΣΤΑΣ ΣΕ CSV ΚΑΙ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ STOREVALUE ΕΙΚΟΝΑ 11: ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΙΜΩΝ ΣΤΗ ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 12: ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΤΙΜΩΝ ΑΠΟ ΤΗ ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 13: ΟΘΟΝΗ ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗΣ ΤΑΥΤΟΤΗΤΑΣ ΕΙΚΟΝΑ 14: ΜΕΝΟΥ ΕΠΙΛΟΓΩΝ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΗ ΕΙΚΟΝΑ 15: ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ ΝΕΑΣ ΕΡΩΤΗΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 16: ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ/ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 17: ΔΙΑΓΡΑΦΗ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 18: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΙΚΟΝΑ 19: ΟΘΟΝΗ ΕΝΑΡΞΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 20: ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΕΡΩΤΗΣΗΣ ΣΤΗΝ QUIZIT ΕΙΚΟΝΑ 21: ΟΘΟΝΗ ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗΣ ΤΑΥΤΟΤΗΤΑΣ ΕΙΚΟΝΑ 22: ΜΕΝΟΥ ΕΠΙΛΟΓΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΤΙΚΗ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑ ΕΙΚΟΝΑ 23: ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ ΝΕΑΣ ΕΡΩΤΗΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 24: ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ/ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 25: ΔΙΑΓΡΑΦΗ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 26: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΙΤΛΟΣ XI

12

13 ΛΙΣΤΑ ΠΙΝΑΚΩΝ Λ Ι Σ Τ Α Π Ι Ν Α Κ Ω Ν ΠΙΝΑΚΑΣ 1: ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΟΥ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΥ ΤΥΠΟΥ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΠΙΝΑΚΑΣ 2: ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΓΕΓΟΝΟΤΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 3: ΔΟΜΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 4: ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΟ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 5: ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΤΥΠΟΥ ΤΙΤΛΟΣ XIII

14

15 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 : Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η

16

17 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η ενίσχυση της μαθησιακής αλληλεπίδρασης μέσα στην τάξη με χρήση φορητών τεχνολογιών. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας αναπτύχθηκαν οι εφαρμογές Quizit και QuizitTE, για φορητές συσκευές που υποστηρίζουν το λειτουργικό σύστημα Android, και μια διαχειριστική ιστοσελίδα σαν ένα ενιαίο σύστημα. Σκοπός του συστήματος είναι να επιτρέπει στον καθηγητή να θέτει ερωτήσεις κατά τη διάρκεια της διάλεξης και να αποκτά άμεση ανατροφοδότηση σχετικά με την πορεία μάθησης των εκπαιδευόμενων και να μπορεί με αυτόν τον τρόπο να μετρήσει τη γενική κατανόηση των εννοιών που εμπεριείχε το εκπαιδευτικό υλικό που παρουσιάστηκε. Επίσης, το σύστημα στοχεύει στην ενίσχυση της επικοινωνίας τόσο μεταξύ των εκπαιδευόμενων όσο και της επικοινωνίας του καθηγητή με τους εκπαιδευόμενους και την προώθηση της ενεργού συμμετοχής των εκπαιδευόμενων στη μαθησιακή διαδικασία. Το προτεινόμενο σύστημα χρησιμοποιήθηκε στα πλαίσια του προπτυχιακού μαθήματος "Βασικές Αρχές Προγραμματισμού" του τμήματος Πληροφορικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, το οποίο διδάσκεται στο 2ο εξάμηνο του κύκλου σπουδών. Στη δραστηριότητα συμμετείχαν 23 προπτυχιακοί φοιτητές, οι οποίοι στο τέλος της δραστηριότητας συμπλήρωσαν ένα ερωτηματολόγιο αξιολογώντας την εμπειρία που αποκόμισαν από τη χρήση του συστήματος. Η εργασία δομείται σε κεφάλαια ως εξής: Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται μια εισαγωγή στον όρο της μάθησης με φορητές τεχνολογίες (mobile learning), παρουσιάζονται τα βασικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα από την αξιοποίησης της και γίνεται μια αναφορά στον εποικοδομισμό, μια θεωρία μάθησης που συνδέεται σε πολλές έρευνες με τη μάθηση με φορητές συσκευές. Επίσης, στο κεφάλαιο αυτό περιγράφεται η τεχνολογία τύπου clickers και παρουσιάζεται η σύγχρονη εμπειρία από την εφαρμογή της στην εκπαίδευση. Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται αναλυτική περιγραφή του συστήματος. Παρουσιάζονται οι περιπτώσεις χρήσης, η αρχιτεκτονική του συστήματος, το περιβάλλον στο οποίο αναπτύχθηκε και οι βασικές τεχνολογίες που χρησιμοποιήθηκαν. Επίσης, αναφέρονται κάποια τεχνικά θέματα που αντιμετωπίστηκαν κατά τη διάρκεια της υλοποίησης και περιλαμβάνεται ο πλήρης οδηγός χρήσης των εφαρμογών του συστήματος. Στο Κεφάλαιο 4 γίνεται η αξιολόγηση, παρουσίαση και στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων του ερωτηματολογίου που συμπλήρωσαν οι φοιτητές σχετικά με την εμπειρία που αποκόμισαν από τη χρήση του συστήματος. Τέλος, αναφέρονται τα συμπεράσματα της έρευνας και γίνονται προτάσεις για περαιτέρω μελέτη. Στο Παράρτημα I παρουσιάζονται αλφαβητικά η βιβλιογραφία και οι δικτυακοί τόποι που αναφέρονται στην εργασία. Στο Παράρτημα II παρουσιάζεται το γλωσσάριο όρων οι οποίοι χρησιμοποιούνται σε αυτή την εργασία για την διευκόλυνση του αναγνώστη. Στο Παράρτημα IΙΙ παρουσιάζονται χρήσιμα έγγραφα που χρησιμοποιήθηκαν κατά την αξιολόγηση.

18 ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 2 : Μ Α Θ Η Σ Η Μ Ε Φ Ο Ρ Η Τ Ε Σ Τ Ε Χ Ν Ο Λ Ο Γ Ι Ε Σ (MO B I L E L E A R N I N G ) & Τ Ε Χ Ν Ο Λ Ο Γ Ι Α Τ Υ Π Ο Υ CL I C K E R S 18 ΔΙΚΤΥΑΚΑ ΕΙΚΟΝΙΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ: Η ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ EVE

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΑΘΗΣΗ ΜΕ ΦΟΡΗΤΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (MOBILE LEARNING) & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΥΠΟΥ CLICKERS ΜΑΘΗΣΗ ΜΕ ΦΟΡΗΤΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (MOBILE LEARNING) & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΥΠΟΥ CLICKERS 2.1 ΜΑΘΗΣΗ ΜΕ ΦΟΡΗΤΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Τι είναι Σύμφωνα με τους Samsiah Bidin & Azidah Abu Ziden (2013), η σημαντική ανάπτυξη των ασύρματων και φορητών τεχνολογιών έχει προκαλέσει αντίστοιχη εξέλιξη και στην ψηφιακή μάθηση: από την εξ' αποστάσεως μάθηση (distance learning), στην ηλεκτρονική μάθηση (e-learning) και σήμερα στην μάθηση μέσω φορητών τεχνολογιών (m-learning). Υπάρχει ανάγκη σήμερα, τα πλεονεκτήματα των φορητών τεχνολογιών να αξιοποιηθούν για την ενίσχυση των εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων κατά τη διδασκαλία. Η μάθηση μέσω κινητών συσκευών (ΜΚΣ) μπορεί να οριστεί απλά ως κάθε μορφή μάθησης που αξιοποιεί τις δυνατότητες που προσφέρουν οι κινητές (mobile) τεχνολογίες. Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά της ΜΚΣ αφορά το γεγονός ότι οι φορητές συσκευές δίνουν τη δυνατότητα στη μάθηση να λαμβάνει χώρα οπουδήποτε και όχι απαραίτητα στο χώρο μιας αίθουσας διδασκαλίας. Η εξ αποστάσεως εκπαίδευση όμως, δεν αποτελεί βασική προϋπόθεση για την εφαρμογή ΜΚΣ, καθώς μπορεί να υπάρξει αξιοποίηση φορητής τεχνολογίας και μέσα στο σχολικό περιβάλλον [28]. Κατά τον Quinn, «Το m-learning μπορεί να θεωρηθεί ως το σημείο όπου η χρήση ασύρματων και κινητών συσκευών διασταυρώνεται με την ηλεκτρονική μάθηση (e- Learning) για τη δημιουργία μαθησιακών εμπειριών ανεξάρτητα από χωρικούς και χρονικούς περιορισμούς» [25]. Οι Lehner and Nosekabel εμπλουτίζουν τον παραπάνω ορισμό και αναφέρουν ότι «η ηλεκτρονική εκπαίδευση μέσω ασύρματων και κινητών συσκευών είναι το σύνολο των υπηρεσιών και των διευκολύνσεων που παρέχει στον εκπαιδευόμενο το εκπαιδευτικό περιεχόμενο με στόχο την απόκτηση γνώσης, αποδεσμεύοντας τον εκπαιδευόμενο να βρίσκεται τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή της μάθησης σε συγκεκριμένο χώρο» [11]. Συνεπώς, η μάθηση μέσω κινητών συσκευών: Είναι κάθε μορφή μάθησης που πραγματοποιείται χωρίς ο εκπαιδευόμενος να χρειάζεται να βρίσκεται σε προκαθορισμένα σημεία Αξιοποιεί τις δυνατότητες που προσφέρουν οι ασύρματες φορητές τεχνολογίες και συσκευές [21]. Οι Samsiah Bidin & Azidah Abu Ziden (2013) αναφέρουν ότι τα κύρια χαρακτηριστικά της μάθησης μέσω φορητών τεχνολογιών είναι η κινητικότητα των εκπαιδευομένων και επομένως η δυνατότητα η μάθηση να λαμβάνει χώρα σχεδόν οπουδήποτε και οποιαδήποτε στιγμή[28]. Το πεδίο της μάθησης μέσω φορητών τεχνολογιών περιλαμβάνει τις νέες τεχνικές διδασκαλίας και μάθησης και τη μεγάλη ΤΙΤΛΟΣ 19

20 ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ ποικιλία εφαρμογών για φορητές συσκευές. Μέχρι σήμερα, πολλοί ερευνητές και επαγγελματίες έχουν διερευνήσει τη μεθοδολογία και τη σκοπιμότητα της χρήσης των φορητών συσκευών στο πλαίσιο της εκπαίδευσης. Μέχρι στιγμής, οι έρευνες για τη μάθηση με χρήση φορητών τεχνολογιών έχουν δείξει κυρίως θετικά αποτελέσματα. Παρ' όλα αυτά, υπάρχουν ερευνητές που αμφισβητούν την ανθεκτικότητα και βιωσιμότητα της μάθησης με χρήση φορητών τεχνολογιών, καθώς θεωρούν ότι ο ενθουσιασμός που προκαλεί ο πειραματισμός με τη συσκευή είναι μια προσωρινή επίδραση. Ένας αριθμός ερευνητών είναι της γνώμης ότι οι φορητές τεχνολογίες θα πρέπει να θεωρούνται σαν μια προέκταση και όχι αντικατάσταση της παραδοσιακής διδασκαλίας και των μαθησιακών εργαλείων [28] Αξία-πλεονεκτήματα Η ΜΚΣ θεωρείται ιδιαίτερα αποτελεσματική, από την άποψη ότι είναι εύκολα προσβάσιμη και παρέχει άμεση ανταλλαγή γνώσεων και πληροφοριών για ένα μεγάλο εύρος θεμάτων. Επιπλέον, προσφέρει δυνατότητες συνεργασίας μέσω της άμεσης ανταλλαγής και μεταφοράς αρχείων και δεδομένων. Επιπρόσθετα η ΜΚΣ ελκύει το ενδιαφέρον των μαθητών και θεωρείται μία ευχάριστη ενασχόληση αλλά και ένα πιο ελκυστικό περιβάλλον μάθησης με αποτέλεσμα μια εποικοδομητική και πιο παραγωγική μαθησιακή διαδικασία. Τα βασικότερα πλεονεκτήματα της χρήσης των φορητών συσκευών στη μάθηση αφορούν κυρίως: την ευκολία στη χρήση, καθώς προσφέρουν ευκολία στη μεταφορά τους και μεγάλη κινητικότητα την διαθεσιμότητα και την ευελιξία της χρήσης ακόμα και έξω από τη τάξη την κατοχή, γεγονός που δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα της προσωπικής και ανεξάρτητης εργασίας καθώς και την ικανοποίηση της προσωπικής διασκέδασης την καλύτερη πρόσβαση σε σύγκριση με τις άλλες υπολογιστικές συσκευές το ερέθισμα αλλά και το ενδιαφέρον σε σχέση με τους «ξεπερασμένους» πλέον επιτραπέζιους ή φορητούς υπολογιστές τις πολλές δυνατότητες συνεργασίας τη συνεχής υποστήριξη της μαθησιακής διαδικασίας [35] Επιπρόσθετα, λόγω της φύσης τους, οι κινητές συσκευές προσφέρουν μια σειρά από δυνατότητες όπως: Κοινωνική διαδραστικότητα: η ανταλλαγή δεδομένων και η συνεργασία με άλλα άτομα μπορεί να πραγματοποιηθεί εύκολα και άμεσα. Ευαισθησία στο γενικότερο πλαίσιο της μάθησης: οι κινητές συσκευές μπορούν ταυτόχρονα να συγκεντρώνουν αλλά και να μεταδίδουν πραγματικά ή και προσομοιωμένα δεδομένα που είναι μοναδικά για την παρούσα θέση και χρόνο. Συνδεσιμότητα: είναι δυνατή η δημιουργία ενός τοπικού δικτύου με τη σύνδεση κινητών συσκευών σε συσκευές συλλογής δεδομένων, σε άλλες συσκευές ή σε ένα κοινό δίκτυο. Ατομικότητα: η βοήθεια που παρέχεται στον εκάστοτε μαθητευόμενο μπορεί να προσαρμόζεται. [6] 20 ΤΙΤΛΟΣ

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΑΘΗΣΗ ΜΕ ΦΟΡΗΤΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (MOBILE LEARNING) & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΥΠΟΥ CLICKERS Μειονεκτήματα Οι ανασταλτικοί παράγοντες που δημιουργούνται από τη χρήση φορητών συσκευών στην εκπαιδευτική διαδικασία οφείλονται άλλοτε στους περιορισμούς της τεχνολογίας και της φύσης των κινητών συσκευών και άλλοτε στις προκλήσεις που αφορούν τη μάθηση. Με τη πάροδο του χρόνου όμως, ορισμένοι από αυτούς τους παράγοντες τείνουν να εξαφανιστούν με τη συνεχή βελτίωση της τεχνολογίας ή και της πρακτικής εφαρμογής των φορητών συσκευών στην εκπαίδευση. Συνολικά, τα μειονεκτήματα αφορούν κυρίως: το κόστος, ειδικά λόγω της συνεχούς εξέλιξης η οποία απαξιώνει την αντίστοιχη παλιά τεχνολογία το μέγεθος της οθόνης, το οποίο επιφέρει περιορισμούς στην προβολή και το μέγεθος της πληροφορίας το περιορισμένο εύρος ζώνης δικτύων για την ασύρματη επικοινωνία την έλλειψη εκπαιδευτικού λογισμικού την ευαισθησία και την έκθεση σε κινδύνους όπως είναι οι πτώσεις, ειδικά στα σχολικά περιβάλλοντα τεχνικά προβλήματα, που αποτελούν το σημαντικότερο πρόβλημα και αφορούν τις μπαταρίες, τη σύνδεση και τη συμβατότητα του λογισμικού οι συχνές αλλαγές των συσκευών απαιτεί συνεχή ανανέωση την αναγκαιότητα ανάπτυξης μιας κατάλληλης θεωρίας μάθησης [30] Επιπλέον, υπάρχουν περιορισμοί που αφορούν την ίδια τη μαθησιακή διαδικασία στη ΜΚΣ και είναι οι ακόλουθοι: Έλλειψη εκπαιδευτικού λογισμικού: Μέχρι σήμερα, αν και υπάρχει συνεχής έρευνα στο πεδίο της ΜΚΣ δεν υπάρχουν ευρέως διαδεδομένες και αποδεκτές εκπαιδευτικές χρήσεις και εφαρμογές για κινητές συσκευές. Οι περισσότερες εφαρμογές βρίσκονται προς το παρόν σε ερευνητικό στάδιο. Μη καταρτισμένο εκπαιδευτικό προσωπικό: Αντιστοίχως, εξαιτίας του γεγονότος ότι η ΜΚΣ δεν είναι ευρέως διαδεδομένη, δεν υπάρχει η κατάλληλη εξειδίκευση, κατάρτιση και επιμόρφωση του εκπαιδευτικού προσωπικού είτε σε θεωρητικό είτε σε τεχνικό επίπεδο. Κατακερματισμός της μαθησιακής εμπειρίας: Είναι κοινά παραδεκτό ότι η μάθηση απαιτεί συγκέντρωση και προβληματισμό. Από την άλλη, η μάθηση με τη χρήση φορητών συσκευών είναι πολύ πιθανό να αποσπά την προσοχή των μαθητών και η μελέτη να καθίσταται δύσκολη. Απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή κατά τον σχεδιασμό εφαρμογών ΜΚΣ, ώστε να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο η πιθανότητα αδυναμίας συγκέντρωσης. Έχοντας παρουσιάσει τα βασικά μειονεκτήματα τους, θα λέγαμε ότι τα σημαντικότερα από αυτά είναι το κόστος των κινητών συσκευών και το μέγεθος της οθόνης, το οποίο επιφέρει περιορισμούς στην προβολή και το μέγεθος της πληροφορίας. Παρόλο που οι κινητές συσκευές είναι ευρύτατα διαδεδομένες, αυτό δεν σημαίνει ότι ο κάθε μαθητής μπορεί να διαθέτει μία, ιδίως τις συσκευές τελευταίας τεχνολογίας. ΤΙΤΛΟΣ 21

22 ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ Πέρα από το κόστος αγοράς της συσκευής, κρίνεται αναγκαίο να υπάρχει εξειδικευμένο τεχνικό προσωπικό που θα υποστηρίζει την διαδικασία, ενώ δεν μπορούμε να παραλείψουμε το κόστος πρόσβασης στο διαδίκτυο, το οποίο παραμένει υψηλό. Δυστυχώς, στη χώρα μας δεν υπάρχουν πρωτοβουλίες από το κράτος ή τον ιδιωτικό τομέα για μειωμένο κόστος τηλεφωνίας προς τους μαθητές. Αναφορικά με το μέγεθος των συσκευών, το βασικό πρόβλημα είναι ότι μπορεί να κάνει δυσανάγνωστη την εκπαιδευτική πληροφορία. Το εκπαιδευτικό υλικό έχει σχεδιαστεί για προβολή του στους υπολογιστές και αυτό σίγουρα αποτελεί πρόβλημα κατά την πλοήγηση από τη φορητή συσκευή. Επίσης, οι ιστοσελίδες είναι φτιαγμένες για μεγαλύτερες οθόνες και αναλύσεις με αποτέλεσμα να επιβάλλεται η ανακατασκευή τους ώστε να μπορούν να προσαρμόζονται σε οθόνες μικρότερου μεγέθους [6] Ο εποικοδομισμός ως θεωρία για τη μάθηση με φορητές συσκευές Η χρήση των φορητών συσκευών στην εκπαίδευση απαιτεί την υιοθέτηση μιας θεωρίας μάθησης που να μπορεί να υποστηρίξει το νέο εκπαιδευτικό περιβάλλον. Στις περισσότερες έρευνες η μάθηση με χρήση φορητών συσκευών συνδέεται με τη θεωρία του εποικοδομισμού. Ο εποικοδομισμός εισάγει νέα στοιχεία στις θεωρίες μάθησης, καθώς θεωρεί επίκεντρο της μαθησιακής διαδικασίας τον εκπαιδευόμενο και τον πραγματικό κόσμο. Αντιλαμβάνεται τη μάθηση ως μια διαδικασία που περιλαμβάνει την ενεργή συμμετοχή του εκπαιδευόμενου σε μια δραστηριότητα, μέσα από την οποία αλληλεπιδρά με το περιβάλλον και οικοδομεί τη νέα γνώση. Ο Vygotsky, ο ιδρυτής του κοινωνικού εποικοδομισμού, εισάγει σε αυτήν την αλληλεπίδραση και τα εργαλεία που μεσολαβούν μεταξύ των εκπαιδευόμενων και των αντικειμένων μάθησης και μελετά τη μάθηση ως μια διαδικασία συνεχούς διάδρασης μεταξύ εργαλείων, περιβάλλοντος και συμβόλων, επικεντρώνεται δηλαδή στην κοινωνική διάσταση της. Επίσης, δίνει έμφαση στην ενίσχυση της επικοινωνίας και συνεργασίας μεταξύ εκπαιδευτικών και εκπαιδευόμενων αλλά και εκπαιδευόμενων μεταξύ τους, εισάγοντας το στοιχείο της κοινότητας μάθησης. Με άλλα λόγια, ο εκπαιδευόμενος δομεί τη γνώση κάνοντας συνδέσεις ανάμεσα στις εμπειρίες και τις πεποιθήσεις του. Το περιβάλλον και το κοινωνικό πλαίσιο παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο καθώς ο εκπαιδευόμενος δέχεται συνεχώς ερεθίσματα από αυτό και δομεί αντίστοιχα τη γνώση του. Ο Vygotsky (1978) τονίζει τη σημασία της αλληλεπίδρασης με άλλα άτομα, όπως οι συνεργάτες/συμμαθητές, οι καθηγητές και οι γονείς. Μέσα από αυτήν την αλληλεπίδραση και την καθοδήγηση από τους πιο έμπειρους, ο εκπαιδευόμενος μπορεί να πραγματοποιήσει δραστηριότητες που δεν μπορεί να τις πραγματοποιήσει ακόμα μόνος του. Σύμφωνα με τον Vygotsky, αυτές οι δραστηριότητες αποτελούν την ζώνη επικείμενης ανάπτυξης (zone of proximal development) του εκπαιδευόμενου [27]. Η υιοθέτηση της εποικοδομητικής προσέγγισης σε ένα καινοτόμο περιβάλλον, προωθεί πλήρως τις δυνατότητες των τεχνολογιών για την ενίσχυση της μάθησης. Το προτεινόμενο εποικοδομικό περιβάλλον για μάθηση με φορητές συσκευές 22 ΤΙΤΛΟΣ

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΑΘΗΣΗ ΜΕ ΦΟΡΗΤΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (MOBILE LEARNING) & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΥΠΟΥ CLICKERS χαρακτηρίζεται από νέους ρόλους τόσο του εκπαιδευτικού όσο και του εκπαιδευόμενου, ειδικά σχεδιασμένες μαθησιακές δραστηριότητες και τη χρήση φορητών συσκευών ως εργαλείο μάθησης. Οι Switzer and Csapo s (2005) υποστηρίζουν ότι οι φορητές συσκευές δίνουν στους μαθητές δυνατότητες για συνεργασία στη δημιουργία προϊόντων και τον διαμοιρασμό τους με τους συμμαθητές τους [34]. Οι Patten, Arnedillo, Sanchez και Tangney (2005) υποστηρίζουν ότι τα πλεονεκτήματα μάθησης με φορητές συσκευές μπορεί να αποκτηθούν, μέσω συνεργατικών, εποικοδομητικών περιβαλλόντων μάθησης [22]. 2.2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΥΠΟΥ CLICKERS Τι είναι Για πάνω από μια δεκαετία τώρα, πολλές τεχνολογίες που επιτρέπουν στους εκπαιδευτικούς να θέτουν ερωτήσεις κατά τη διάρκεια της διάλεξης και να αποκτούν άμεση ανατροφοδότηση από τους εκπαιδευόμενους, χρησιμοποιούνται για να ενισχύσουν την αλληλεπίδραση μέσα στην τάξη. Οι τεχνολογίες αυτές αναφέρονται στη βιβλιογραφία συνήθως ως Classroom Response Systems (CRS), αλλά και ως Audience Response Systems (ARS) ή Students Response Systems (SRS) [1]. Στο κείμενο της παρούσας εργασίας, θα χρησιμοποιήσουμε τον όρο CRS. Τα συστήματα CRS σε γενικές γραμμές αποτελούνται από μεμονωμένες συσκευές που χρησιμοποιούνται από τους εκπαιδευόμενους και τους επιτρέπουν να απαντούν γρήγορα και ανώνυμα σε ερωτήσεις κατά τη διάρκεια της διάλεξης. Οι απαντήσεις των εκπαιδευόμενων συλλέγονται άμεσα, αθροίζονται και παρουσιάζονται στην τάξη. Πολλές διαφορετικές λύσεις, όσον αφορά το υλικό (hardware) αλλά και το λογισμικό (software), έχουν χρησιμοποιηθεί σε μεγάλο αριθμό ερευνών για να διαπιστωθεί αν και κατά πόσο τα συστήματα CRS βελτιώνουν τη μάθηση. Ακολουθεί μια παρουσίαση αυτών των βασικών λύσεων που έχουν χρησιμοποιηθεί Clickers Από τις τεχνολογίες CRS, αυτή που χρησιμοποιείται πιο συχνά είναι η τεχνολογία clickers και για πολλά χρόνια η λέξη "clickers" χρησιμοποιούνταν σαν συνώνυμο των συστημάτων CRS. Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται είναι μικροί πομποί που μοιάζουν με ένα τηλεχειριστήριο τηλεόρασης και επιτρέπουν στους εκπαιδευόμενους να απαντήσουν γρήγορα σε ερωτήσεις που παρουσιάζονται στην τάξη. Αφού οι εκπαιδευόμενοι απαντήσουν στις ερωτήσεις, οι κωδικοί των συσκευών τους εμφανίζονται στην οθόνη και έτσι γνωρίζουν ότι οι απαντήσεις τους έχουν καταγραφεί. Ένας υπολογιστής επεξεργάζεται τις απαντήσεις και τα αποτελέσματα εμφανίζονται αυτόματα σε μορφή γραφήματος, συνήθως σε μορφή ιστογράμματος. Οι απαντήσεις μπορεί να είναι ανώνυμες ή να συνδέονται με τους εκπαιδευόμενους μέσα από τον αναγνωριστικό αριθμό της συσκευής, επιτρέποντας έτσι στον εκπαιδευτικό να γνωρίζει ποιος απάντησε σωστά και ποιος λανθασμένα. Η τεχνολογία clickers είναι διαδραστική και μπορεί να επιταχύνει τις διαλέξεις κατά τη διδασκαλία ενηλίκων ή/και εκπαιδευόμενων που αναλαμβάνουν ενεργό ρόλο στη μαθησιακή διαδικασία [2]. ΤΙΤΛΟΣ 23

24 ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ Πολλές μελέτες έχουν επικεντρωθεί στη σύγκριση των μαθησιακών αποτελεσμάτων μεταξύ τάξεων που ακολουθούν τον παραδοσιακό τρόπο διδασκαλίας και τάξεων που ενσωματώνουν τη χρήση clickers στη διδασκαλία [39], [23], ενώ σε άλλες έρευνες η τεχνολογία clickers χρησιμοποιήθηκε για την προώθηση της αλληλεπίδρασης εκπαιδευόμενου-εκπαιδευτικού [17]. Επιπλέον, σε ορισμένες μελέτες η τεχνολογία clickers χρησιμοποιήθηκε για να εξετάσει αν μπορεί να αυξήσει την διατήρηση του εκπαιδευτικού υλικού στη μνήμη των εκπαιδευόμενων για πάνω από δύο ημέρες, σε μια πιο ελεγχόμενη κατάσταση και όχι σε μία διάλεξη μέσα στην τάξη [10]. Τέλος, σε μια πρόσφατη έρευνα, εξετάστηκε αν η χρήση της τεχνολογίας clickers επηρεάζει τη μεταγνωστική αυτορρύθμιση των εκπαιδευόμενων και τη συνακόλουθη αυτοαξιολόγηση μέσω σύγκριση με τους συμμαθητές μέσα σε μεγάλες αίθπυσες διδασκαλίας [3]. Εκτός από την τεχνολογία clickers, έχουν αναπτυχθεί αρκετές παρόμοιες τεχνολογίες που λειτουργούν σχεδόν με τον ίδιο τρόπο, όπως το ACTIVote System που χρησιμοποίησε ο Cutrim Schmid και πρόκειται για ένα ασύρματο σύστημα απόκρισης στην τάξη που επιτρέπει στους εκπαιδευόμενους να ανταποκρίνονται σε φύλλα αξιολόγησης και σε άλλες ερωτήσεις [5] Web-based CRS Οι περιορισμοί της τεχνολογίας clickers, συμπεριλαμβανομένων του κόστους για την απόκτηση και συντήρηση του εξοπλισμού, της έλλειψης επεκτασιμότητας και του γεγονότος ότι τα συστήματα που βασίζονται σε αυτήν την τεχνολογία μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε κλειστό χώρο ή σε μια τάξη, όπου έχει εγκατασταθεί το σύστημα [9], έχει οδηγήσει τα τελευταία χρόνια σε μια εκτεταμένη ανάπτυξη και χρήση ανοικτών web-based συστημάτων. Ένα από αυτά τα web-based συστήματα CRS αναπτύχθηκε με σκοπό τη δημιουργία ενός πλαισίου - το οποίο να είναι δυναμικό, φορητό, ευέλικτο και εύκολο στη χρήση [14]. Η γλώσσα προγραμματισμού JAVA χρησιμοποιήθηκε για να επιτευχθούν οι λειτουργικότητες του συστήματος, ενώ για την γραφική διεπαφή χρήστη χρησιμοποιήθηκαν σελίδες στη γλώσσα σήμανσης HTML. Για τη σύνδεση του δικτύου και των διαδικτυακών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκε ο Apache Tomcat. Στην έρευνά τους, ο Stav κ.ά. (2010) χρησιμοποίησαν ένα ανοιχτό web-based σύστημα CRS, το οποίο προορίζεται για χρήση από PC, ipod Touch, iphone και φορητές συσκευές που μπορούν να διαβάσουν σελίδες HTML. Ο εκπαιδευτικός θέτει στους εκπαιδευόμενους μια ερώτηση ή ένα πρόβλημα και οι εκπαιδευόμενοι απαντούν με τη χρήση του CRS, χρησιμοποιώντας είτε τον φορητό υπολογιστή τους είτε μια άλλη φορητή συσκευή. Τα αποτελέσματα εμφανίζονται ανώνυμα στον ψηφιακό πίνακα [33]. Παρόμοια τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί και σε δύο πανεπιστήμια στο Χονγκ Κονγκ, όπου οι φοιτητές χρησιμοποίησαν ένα web-based σύστημα CRS, στο οποίο είχαν πρόσβαση μέσω των κινητών τους τηλεφώνων [12]. Το 2012 ο Jagar κ.α. παρουσίασαν το AuResS, ένα web-based σύστημα CRS, το οποίο είχε σκοπό να αυξήσει την αλληλεπίδραση στην τάξη και την ανατροφοδότηση από το ακροατήριο στον εκπαιδευτικό [9]. Το σύστημα αυτό βασίζεται στην αρχιτεκτονική πελάτη-εξυπηρετητή και το βασικό του χαρακτηριστικό είναι η απλότητα του: επιτρέπει στον εκπαιδευτικό να δημιουργήσει μια εικονική αίθουσα για αποδοχή και εμφάνιση των στατιστικών των απαντήσεων με δύο μόνο κλικ, χωρίς κάποια άλλη ενέργεια στο σύστημα. 24 ΤΙΤΛΟΣ

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΑΘΗΣΗ ΜΕ ΦΟΡΗΤΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (MOBILE LEARNING) & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΥΠΟΥ CLICKERS Την ίδια χρονιά, αναπτύχθηκαν άλλα δύο web-based συστήματα CRS. Ο Llamas - Nistal κ.ά. παρουσίασαν την εργασία τους, σκοπός της οποίας ήταν να παρέχουν ένα σύστημα CRS μέσω μιας διαδικτυακής πλατφόρμας [13] και ο Sievers κ.ά. περιέγραψαν τα διάφορα προβλήματα που αντιμετώπισαν στην προσπάθειά τους να αναπτύξουν το Pingo, μια web-based εφαρμογή για την υποστήριξη της μάθησης από ομότιμους (peer instruction) σε πολύ μεγάλες ομάδες [32]. Επίσης, ο Jackowska- Strumillo κ.ά. παρουσίασαν μια εφαρμογή, σαν μια λύση που προσφέρει ευέλικτη αλληλεπίδραση μεταξύ εκπαιδευτικού και εκπαιδευόμενου σε μεγάλες τάξεις [8]. Η εφαρμογή αυτή που ανέπτυξαν χρησιμοποιεί την τεχνολογία Joomla μαζί με PHP, μια MySQL βάση δεδομένων και έναν Apache Web Server και μπορεί να τρέξει σε κινητά τηλέφωνα, ταμπλέτες, PDA και ηλεκτρονικούς υπολογιστές (PC). Ο Abramson κ.ά. σημείωσαν ότι η υιοθέτηση των συστημάτων CRS σε ερευνητικά πανεπιστημιακά ιδρύματα είναι πολύ αργή και παρουσίασαν το NetClick (τώρα ονομάζεται EverySlide), ένα web-based CRS σαν λύση στο πρόβλημα αυτό [1]. Τέλος, σε μια έρευνα που διεξήχθη από τον Lucke κ.ά. εξετάστηκε η χρήση του Top Hat Monocle, ενός web-based συστήματος CRS, το οποίο επιτρέπει στους εκπαιδευόμενους να χρησιμοποιούν τις φορητές συσκευές τους (όπως κινητά τηλέφωνα, ταμπλέτες, φορητούς υπολογιστές) για να απαντήσουν σε μια ποικιλία ερωτήσεων [15] Native mobile CRS application Είναι προφανές ότι τα τελευταία χρόνια η έρευνα έχει επικεντρωθεί στην ανάπτυξη συστημάτων CRS που μπορούν να χρησιμοποιηθούν με συσκευές που οι εκπαιδευτικοί και οι εκπαιδευόμενοι διαθέτουν ήδη. Ενώ πολλές web-based λύσεις έχουν προταθεί, αυτό δεν έχει συμβεί για native εφαρμογές για φορητές συσκευές. Ωστόσο, δύο έρευνες αναφέρουν τη χρήση συστήματος CRS, το οποίο λειτουργεί σε συσκευές που χρησιμοποιούν το λειτουργικό σύστημα Android [24], [18]. Για παράδειγμα ο Putra κ.ά. (2012) ανέπτυξαν ένα android σύστημα CRS για την ενίσχυση της συμμετοχής των εκπαιδευόμενων στην τάξη [24]. Επίσης, μια άλλη έρευνα εξέτασε την επίδραση στα μαθησιακά αποτελέσματα των εκπαιδευόμενων μιας εφαρμογής που αναπτύχθηκε για συσκευές που χρησιμοποιούν το λειτουργικό σύστημα ios [38] Εφαρμογή στην εκπαίδευση Αρκετές μελέτες έχουν διερευνήσει τα αποτελέσματα της χρήσης των τεχνολογιών CRS σχετικά με διάφορες πτυχές της μαθησιακής εμπειρίας των εκπαιδευόμενων. Για τον εκπαιδευτικό, οι τεχνολογίες CRS παρέχουν άμεση ανατροφοδότηση σχετικά με την πορεία μάθησης των εκπαιδευόμενων και του επιτρέπουν να μετρήσει τη γενική κατανόηση των εννοιών που εμπεριείχε το εκπαιδευτικό υλικό που παρουσιάστηκε. Οι τεχνολογίες CRS είναι επίσης πολύ αποτελεσματικές στη βελτίωση των αλληλεπιδράσεων που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της μαθησιακής διαδικασίας, επειδή προωθούν την επικοινωνία τόσο μεταξύ των εκπαιδευόμενων όσο και την επικοινωνία του εκπαιδευτικού με τους εκπαιδευόμενους. Ενισχύουν την εμπλοκή των εκπαιδευόμενων στην τάξη, παρέχουν άμεση ανατροφοδότηση σχετικά με την κατανόηση του μαθήματος και διευκολύνουν την ενεργό συμμετοχή των εκπαιδευόμενων στη μαθησιακή διαδικασία, καθώς συζητούν τις απαντήσεις και το κατά πόσο απάντησαν σωστά. Τα παραπάνω χαρακτηριστικά προωθούν την ΤΙΤΛΟΣ 25

26 ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ ανάπτυξη σχέσεων μεταξύ εκπαιδευόμενου και εκπαιδευτικού και μετατρέπουν την εκπαιδευτική διαδικασία σε μια πιο διασκεδαστική δραστηριότητα με αποτέλεσμα να αυξάνεται η προθυμία των μαθητών για συμμετοχή στην τάξη [4] Δραστηριότητες με συστήματα CRS Παρόλο που τα συστήματα CRS μπορούν να προσφέρουν πολλά στην εκπαιδευτική διαδικασία, η έρευνα που έχει διεξαχθεί σχετικά με την αποτελεσματικότητά τους είναι περιορισμένη. Οι περισσότερες έρευνες για τη χρήση των clickers στην τάξη έχουν επικεντρωθεί στα μαθησιακά αποτελέσματα, την εμπλοκή και συμμετοχή των εκπαιδευόμενων. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ένα τυπικό σενάριο χρήσης περιλαμβάνει πειραματική σύγκριση μιας ενότητας με τη χρήση του CRS και μιας ενότητας που ακολουθεί τον συνηθισμένο τρόπο διδασκαλίας ή μια έντυπη μορφή κουίζ. Τα αποτελέσματα προκύπτουν από τη διαφορά μεταξύ των βαθμολογιών σε μια εξέταση πριν την παράδοση της ενότητας και σε μια τελική εξέταση [17], [23], [39]. Μια άλλη έρευνα που διεξήχθη στο Lodz University of Technology, διήρκεσε από το 2010 μέχρι το 2012 και χρησιμοποίησε τους βαθμούς των εκπαιδευόμενων για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας ενός CRS [8]. Σε ένα άλλο σενάριο χρήσης, προκειμένου να συγκριθούν τα μαθησιακά αποτελέσματα των εκπαιδευόμενων, αυτοί χωρίστηκαν τυχαία σε δύο ομάδες: την ομάδα ελέγχου, τα μέλη της οποίας παρακολούθησαν την παραδοσιακή διάλεξη και την ομάδα πειραματισμού, τα μέλη της οποίας παρακολούθησε την ίδια διάλεξη, αλλά με τη βοήθεια του συστήματος CRS [38]. Ο Lucke κ.ά. χρησιμοποίησαν ένα ευρύ φάσμα μεθόδων αξιολόγησης, συμπεριλαμβανομένης της παρατήρησης στην τάξη, της ανατροφοδότησης από τους εκπαιδευόμενους, και της ανάλυσης της βαθμολογίας των εκπαιδευόμενων. Σκοπός της έρευνάς τους ήταν να μετρηθεί η αποτελεσματικότητα της νέας μορφής διδασκαλίας στην επίτευξη μεγαλύτερης εμπλοκής των εκπαιδευόμενων [15]. Οι Lantz & Stawiski χρησιμοποίησαν ένα διαφορετικό σενάριο για να εξετάσουν αν η τεχνολογία clickers μπορεί να αυξήσει την διατήρηση του εκπαιδευτικού υλικού στη μνήμη των εκπαιδευόμενων για πάνω από δύο ημέρες σε μια πιο ελεγχόμενη κατάσταση απ ότι η διάλεξη στην τάξη. Επίσης, αξιολόγησαν το αποτέλεσμα της άμεσης ανατροφοδότησης και του χρόνου παρουσίασης των ερωτήσεων [10]. Τέλος, οι πιο πρόσφατες έρευνες περιλαμβάνουν προσπάθειες για αξιολόγηση της μεταγνωστικής αυτορρύθμισης των εκπαιδευόμενων, κάνοντας χρήση της τεχνολογίας clickers σε μάθημα με 165 προπτυχιακούς φοιτητές [3] Αποτελέσματα ερευνών Αρκετές μελέτες έχουν διεξαχθεί για να μελετήσουν αν η χρήση της τεχνολογίας clickers έχει σαν αποτέλεσμα τη βελτίωση των βαθμολογιών των εκπαιδευόμενων στα τεστ. Όλες αυτές οι μελέτες που συγκρίνουν μια τάξη που χρησιμοποιεί σε δραστηριότητες την τεχνολογία clickers με μια παρόμοια τάξη που δεν χρησιμοποιεί την τεχνολογία clickers, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η χρήση της τεχνολογίας clickers βελτίωσε τις βαθμολογίες των εκπαιδευόμενων στα τεστ και στις εξετάσεις. Για παράδειγμα, πρόσφατες έρευνες επισημαίνουν ότι η χρήση της τεχνολογίας clickers με άμεση ανατροφοδότηση αύξησε τη συμμετοχή των εκπαιδευόμενων και οδήγησε σε σημαντικά υψηλότερες βαθμολογίες [10], [39]. 26 ΤΙΤΛΟΣ

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΑΘΗΣΗ ΜΕ ΦΟΡΗΤΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (MOBILE LEARNING) & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΥΠΟΥ CLICKERS Ο Mayer κ.ά. επεσήμαναν ότι τα συστήματα CRS μπορούν να χρησιμοποιηθούν με τρόπους που ενισχύουν την ακαδημαϊκή επίδοση σε μεγάλες τάξεις σε πανεπιστημιακό επίπεδο. Είναι ενδιαφέρον ότι στην έρευνά τους, η ομάδα που χρησιμοποιούσε την τεχνολογία clickers ξεπέρασε τόσο την ομάδα ελέγχου όσο και την ομάδα που δεν χρησιμοποιούσε την τεχνολογία clickers [17]. Μια άλλη έρευνα απέδειξε ότι η μεθοδολογία μάθησης βασισμένη σε ερωτήσεις (question based learning methodology) βελτίωσε σε μεγάλο βαθμό τα μαθησιακά αποτελέσματα των εκπαιδευόμενων και ότι η τεχνολογία clickers ενθάρρυνε την ενεργό συμμετοχή των εκπαιδευόμενων στη μαθησιακή διαδικασία [8]. Στη μελέτη που διεξήχθη από τους Yongbin & Ronghuai, η διαφορά των βαθμολογιών στο προκαταρκτικό τεστ (pretest) και των βαθμολογιών στο τελικό τεστ (post test) δείχνει ότι τα μαθησιακά αποτελέσματα της ομάδας πειραματισμού είναι σημαντικά καλύτερα από αυτά της ομάδας ελέγχου. Επιπλέον, οι απαντήσεις των εκπαιδευόμενων στο ερωτηματολόγιο που τους δόθηκε, δείχνουν ότι ήταν ικανοποιημένοι με τη βοήθεια που τους πρόσφερε το CRS [38]. Ομοίως, έρευνες έχουν διεξαχθεί για να διερευνήσουν αν η τεχνολογία clickers μπορεί να αυξήσει τη συμμετοχή των εκπαιδευόμενων και τη εμπλοκή τους σε μεγάλες αίθουσες διδασκαλίας. Οι περισσότερες από αυτές επεσήμαναν ότι η τεχνολογία clickers αυξάνει σημαντικά το εύρος της διαδραστικότητας στα μαθήματα, βοηθώντας τους μαθητές να συμμετέχουν ενεργά [5], καθώς και ότι υπάρχει μεγάλη πιθανότητα η συμμετοχή μέσω των κινητών τηλεφώνων να βελτιώνει τη μαθησιακή εμπειρία [12]. Ο Patterson κ.ά. παρατήρησαν έναν αυξημένο βαθμό εμπλοκής και αλληλεπίδρασης στην τάξη μέσω συζήτησης και ανταλλαγής απόψεων μεταξύ των εκπαιδευόμενων [23]. Ο Lucke κ.ά. σημείωσαν ότι οι εκπαιδευόμενοι συμμετείχαν ενεργά στα εργαστήρια, χρησιμοποιώντας τις φορητές συσκευές τους. Επιπλέον, η γνώμη των εκπαιδευόμενων ανέδειξε θετικά αποτελέσματα, γεγονός που ενισχύει τα συμπεράσματα προηγούμενων ερευνών, ότι η χρήση συστημάτων CRS οδηγεί σε μεγαλύτερη εμπλοκή των εκπαιδευόμενων και σε υψηλότερα επίπεδα παρακίνησης [15]. Η νέα μορφή διδασκαλίας με χρήση συστημάτων CRS επιδεικνύει μια σημαντική αύξηση του επιπέδου εμπλοκής, παρακίνησης και συμμετοχής των εκπαιδευόμενων σε σύγκριση με προηγούμενες γενιές [12], [13], [15]. Άλλες έρευνες προσπαθούν να προχωρήσουν ένα βήμα πιο μπροστά και να διερευνήσουν αν οι μεταγνωστικές διεργασίες επηρεάζονται από τη χρήση συστημάτων CRS. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η χρήση τεχνολογίας clickers σε συνδυασμό με διδακτικές στρατηγικές ενίσχυσε την απόκτηση μεταγνωστικών ικανοτήτων. ΤΙΤΛΟΣ 27

28

29 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 3 : Α Ν Α Π Τ Υ Ξ Η Τ Η Σ Ε Φ Α Ρ Μ Ο Γ Η Σ

30

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ 3.1 ΣΧΕΔΙΑΣΗ Ανάλυση τύπων εφαρμογών για φορητές συσκευές Τα τελευταία χρόνια υπάρχει αρκετός προβληματισμός όσον αφορά τη σωστή επιλογή τεχνολογίας κατά την ανάπτυξη εφαρμογών για φορητές συσκευές. Υπάρχουν τέσσερεις κύριοι τύποι εφαρμογών για φορητές συσκευές: mobile native applications, mobile widgets, mobile Web applications and HTML5 mobile applications. Mobile native applications Οι εφαρμογές αυτού του τύπου αναπτύσσονται με σκοπό να εκτελούνται σε συσκευές που υποστηρίζουν ένα συγκεκριμένο λειτουργικό σύστημα. Για παράδειγμα, οι εφαρμογές που αναπτύσσονται για συσκευές iphone, μπορούν να εκτελεστούν μόνο σε συσκευές της Apple και οι εφαρμογές που αναπτύσσονται για συσκευές Android, μπορούν να εκτελεστούν μόνο σε συσκευές που υποστηρίζουν το λειτουργικό σύστημα Android. Μια native εφαρμογή μπορεί να είναι μια stand-alone εφαρμογή που εκτελείται σε μια φορητή συσκευή ή μια εφαρμογή που περιλαμβάνει ένα κύριο συστατικό στη φορητή συσκευή, το οποίο επικοινωνεί με servers στο Διαδίκτυο. Οι χρήστες για να χρησιμοποιήσουν native εφαρμογές πρέπει να τις κατεβάσουν από το αντίστοιχο διαδικτυακό κατάστημα, App Store ή Google Play και να τις εγκαταστήσουν στη φορητή τους συσκευή. Mobile widgets Τα widgets αντιπροσωπεύουν ελαφρές εφαρμογές που επαναχρησιμοποιούν περιεχόμενο από το Διαδίκτυο και αναπτύσσονται για να παρέχουν μια συγκεκριμένη λειτουργία. Οι εφαρμογές αυτού του τύπου εκμεταλλεύονται τεχνολογίες διαδικτύου, όπως η HTML, η CSS, η JavaScript και η XML. Υπάρχουν διάφοροι τύποι widgets και ο κάθε ένας από αυτούς χρειάζεται μια διαφορετική μηχανή (widget engine) για να εκτελεστεί. Τέτοιες μηχανές είναι για παράδειγμα η Opera, η Nokia WRT, η Samsung TouchWiz και η Yahoo! Blueprint. Όπως μια native εφαρμογή, έτσι και ένα widget μπορεί να είναι μια stand-alone εφαρμογή που εκτελείται σε μια φορητή συσκευή ή μια εφαρμογή που περιλαμβάνει ένα κύριο συστατικό στη φορητή συσκευή, το οποίο επικοινωνεί με servers στο Διαδίκτυο. Mobile Web applications Οι εφαρμογές αυτού του τύπου είναι μια καλή λύση για τη προσφορά πληροφοριών και υπηρεσιών σε φορητές συσκευές. Μια mobile Web εφαρμογή ενεργοποιεί την εκτέλεση συναρτήσεων, οι οποίες βρίσκονται μακριά σε κάποιον server στο Διαδίκτυο και οι οποίες επιτρέπουν την επεξεργασία πληροφοριών. Η πιο δημοφιλής αρχιτεκτονική εφαρμογών τέτοιου τύπου είναι η αρχιτεκτονική των τριών επιπέδων, η οποία αποτελείται από το επίπεδο του πελάτη (client layer) που είναι οι φορητές

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ συσκευές, το επίπεδο της εφαρμογής (application layer) που είναι ο server και τη βάση δεδομένων. HTML5 mobile applications Η τεχνολογία HTML5 είναι το νέο πρότυπο για την HTML, που αποτελείται από ένα σύνολο χαρακτηριστικών με τα οποία μπορεί να χειριστεί όλες τις εργασίες που υποστηρίζουν οι τρέχουσες τεχνολογίες (π.χ. Adobe System Flash, Apple Quick Time και Java Oracle FX) στις mobile Web εφαρμογές. Με τον ίδιο τρόπο όπως οι mobile Web εφαρμογές, οι HTML5 mobile εφαρμογές μπορούν να έχουν μια αρχιτεκτονική τριών επιπέδων, όπου η επεξεργασία πραγματοποιείται από απόσταση στους servers. Επιπλέον, η HTML5 υποστηρίζει τις νεότερες τεχνολογίες για φορητές συσκευές, όπως Geolocation και Scalable Vector Graphic. Τα νέα χαρακτηριστικά της HTML5 που δίνουν το πλεονέκτημα στις εφαρμογές για φορητές συσκευές περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων: Canvas, video tags, location-based services, working offline and Web workers. Μεταξύ αυτών των τεσσάρων τύπων, οι native και HTML5 εφαρμογές βρίσκονται στις πρώτες θέσεις προτίμησης [7]. Μερικές φορές, αυτός ο ανταγωνισμός εμφανίζεται στη βιβλιογραφία σαν η "Μάχη της Δεκαετίας" (The Battle of the Decade) [19]. Σίγουρα, δεν υπάρχει μια ενιαία λύση στο πρόβλημα της επιλογής τύπου που να ανταποκρίνεται σε κάθε περίπτωση, αλλά υπάρχουν πολλά τεχνικά και μη τεχνικά κριτήρια που οι προγραμματιστές μπορούν να εξετάσουν, για να μπορέσουν να επιλέξουν τον κατάλληλο τύπο για την ανάπτυξη μιας εφαρμογής. Ο Serrano κ.α. έχουν συνοψίσει τα κριτήρια αυτά, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1 [31]. Πίνακας 1: Κριτήρια για την επιλογή του κατάλληλου τύπου εφαρμογής Τα κριτήρια που ήταν καθοριστικής σημασίας για το σύστημα μας είναι η πρόσβαση στις δυνατότητες της συσκευής, η εμπειρία που αποκομίζει ο χρήστης και η απόδοση. Πιο συγκεκριμένα, ο κύριος λόγος που επιλέξαμε να αναπτύξουμε native εφαρμογές αντί για μια HTML5 εφαρμογή είναι ότι χρειαζόμαστε το σύστημα μας να είναι εύκολο στη χρήση, φιλικό προς τον χρήστη και να έχει τη γρηγορότερο δυνατή ανταπόκριση. Με αυτόν τον τρόπο, όλοι οι καθηγητές μπορούν να το χρησιμοποιήσουν και να θέτουν ερωτήσεις άμεσα όποτε θέλουν, χωρίς πολλή προσπάθεια. Αυτό καθιστά το σύστημά μας ένα ελκυστικό εργαλείο για όλους τους καθηγητές, ανεξάρτητα από την ηλικία και την εμπειρία τους με την τεχνολογία [26]. Οι φοιτητές μπορούν να απαντήσουν στις ερωτήσεις με δύο μόνο κλικ.

33 Τα κύρια μειονεκτήματα των native εφαρμογών όπως φαίνονται και στον Πίνακα 1 είναι η προσπάθεια που χρειάζεται για να υποστηρίζουν διαφορετικές πλατφόρμες, η αναβάθμιση που πρέπει να γίνει στη συσκευή του πελάτη και η δυσκολία διανομής. Κανένα από αυτά τα κριτήρια δεν ήταν σημαντικό για το σύστημά μας. Το σύστημά μας δεν έχει ως στόχο να υποστηρίζει πολλαπλές πλατφόρμες. Αποφασίσαμε ήδη από την αρχή να αναπτύξουμε εφαρμογές για φορητές συσκευές που υποστηρίζουν το λειτουργικό σύστημα Android. Ο κύριος λόγος για αυτό είναι ότι το Android είναι ένα εξαιρετικά δημοφιλές λειτουργικό σύστημα και η συντριπτική πλειοψηφία των φορητών συσκευών που χρησιμοποιούνται από φοιτητές το υποστηρίζουν. Από τον Σεπτέμβριο του 2013 έχουν πωληθεί 1 δισεκατομμύριο συσκευές Android, ενώ το μερίδιο του Android στην παγκόσμια αγορά έφτασε το 81% το Νοέμβριο του 2013 [16]. Επίσης, το επιχείρημα ότι οι HTML5 εφαρμογές υποστηρίζουν πολλαπλές πλατφόρμες με λίγη προσπάθεια δεν είναι ακριβώς αλήθεια. Η προσαρμογή των αρχείων CSS για όλες τις συσκευές είναι μια σκληρή δουλειά και πολλά άλλα θέματα μπορεί να προκύψουν. Για παράδειγμα κάποια κινητά που υποστηρίζουν Android 1.6 ή Symbian S60 3η έκδοση δεν υποστηρίζουν JQuery Mobile, γεγονός που καθιστά την ανάπτυξη πιο δύσκολη [32]. Όσον αφορά τη δυσκολία διανομής και το θέμα της αναβάθμισης στη συσκευή του χρήστη, δεν υπάρχει σημαντική δυσκολία. Οι καθηγητές και οι φοιτητές μπορούν να κατεβάσουν και να εγκαταστήσουν τις εφαρμογές, με ένα απλό κλικ σε ένα σύνδεσμο που παρέχεται από εμάς. Στη συνέχεια, μπορούν να χρησιμοποιούν αυτή την εφαρμογή σε διαφορετικά μαθήματα Περιγραφή συστήματος Το προτεινόμενο σύστημα αποτελείται από τρία διαφορετικά μέρη: 1. την mobile εφαρμογή του καθηγητή 2. την mobile εφαρμογή των φοιτητών 3. τη διαχειριστική ιστοσελίδα (web environment) Στο σύστημα μπορούν να διατηρούνται ταυτόχρονα διαφορετικά κουίζ ερωτήσεων. Με αυτόν τον τρόπο, οι καθηγητές και οι φοιτητές μπορούν να χρησιμοποιούν τις εφαρμογές σε διάφορα μαθήματα. Γι' αυτό το λόγο, η αρχική οθόνη των τριών αυτών εφαρμογών είναι όμοια και περιλαμβάνει ένα στάδιο επαλήθευσης ταυτότητας, όπου ζητείται από τους χρήστες των εφαρμογών ο μοναδικός κωδικός του συγκεκριμένου μαθήματος. Τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά της κάθε εφαρμογής περιγράφονται παρακάτω: Εφαρμογή του καθηγητή (QuizitTE) Μέσω αυτής της mobile εφαρμογής, ο καθηγητής μπορεί να φέρει εις πέρας τέσσερις βασικές λειτουργίες: Εισαγωγή Μπορεί να εισάγει μια καινούρια ερώτηση πολλαπλής επιλογής. Για το σκοπό αυτό έχει στη διάθεσή του μια φόρμα, στην οποία πληκτρολογεί το κείμενο της ερώτησης, τα κείμενα των τεσσάρων πιθανών απαντήσεων και τον αριθμό της σωστής απάντησης. ΤΙΤΛΟΣ 33

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Ενεργοποίηση Κάθε ερώτηση που καταχωρείται είναι εξ' ορισμού ανενεργή. Ο καθηγητής μπορεί πολύ απλά να ενεργοποιήσει μια ή περισσότερες καταχωρημένες ερωτήσεις. Διαγραφή Ο καθηγητής μπορεί επίσης να διαγράψει μια ή περισσότερες καταχωρημένες ερωτήσεις. Αποτελέσματα Αφού οι φοιτητές απαντήσουν στις ερωτήσεις, ο καθηγητής μπορεί να δει τα αποτελέσματα. Συγκεκριμένα, μπορεί να δει πόσοι φοιτητές απάντησαν συνολικά στην κάθε ερώτηση, καθώς και τον αριθμό και το ποσοστό των φοιτητών που επέλεξαν κάθε μια από τις τέσσερις απαντήσεις. Έχει επίσης τη δυνατότητα να διαγράψει αυτά τα αποτελέσματα, μηδενίζοντας έτσι τους αριθμούς και τα ποσοστά, ώστε να ξαναχρησιμοποιηθούν ενδεχομένως οι ίδιες καταχωρημένες ερωτήσεις από την αρχή ή σε άλλη ομάδα φοιτητών Εφαρμογή των φοιτητών (Quizit) Οι φοιτητές μέσω αυτής της mobile εφαρμογής, μπορούν να συμμετέχουν στο κουίζ. Κάνοντας απλά κλικ στο κουμπί play οι ερωτήσεις, οι οποίες είναι ενεργοποιημένες εκείνη τη στιγμή, εμφανίζονται διαδοχικά στην οθόνη της φορητής συσκευής, επιτρέποντας στους φοιτητές να επιλέξουν μια από τις τέσσερις απαντήσεις Διαχειριστική ιστοσελίδα (web environment) Αυτή η εφαρμογή χρησιμοποιείται από τον καθηγητή κυρίως για να αποκτήσει πρόσβαση και να εμφανίσει τα αποτελέσματα από μια συσκευή που δεν υποστηρίζει το λειτουργικό σύστημα Android. Για παράδειγμα, ο καθηγητής μπορεί να έχει συνδέσει τον laptop του στον προτζέκτορα και να θέλει να εμφανίσει εκεί τα αποτελέσματα ώστε να μπορούν να τα δουν όλοι οι φοιτητές που βρίσκονται στην αίθουσα. Ωστόσο, η συγκεκριμένη εφαρμογή μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τη διαχείριση των ερωτήσεων, ακριβώς όπως η mobile εφαρμογή του καθηγητή. Επιτρέπει δηλαδή στον καθηγητή να φέρει εις πέρας τις τέσσερις βασικές λειτουργίες: να εισάγει, να διαγράψει ή να ενεργοποιήσει ερωτήσεις και να δει/διαγράψει τα αποτελέσματα Σενάριο O βασικός σκοπός της εφαρμογής είναι η χρήση της σε μεγάλες αίθουσες διδασκαλίας, όπου ο καθηγητής δεν έχει τη δυνατότητα να πάρει ανατροφοδότηση και να ελέγξει κατά πόσο κάθε φοιτητής ατομικά έχει κατανοήσει το υλικό που διδάχθηκε. Βασική προϋπόθεση είναι ότι οι φοιτητές διαθέτουν κάποια Android συσκευή, κινητό ή ταμπλέτα και στην τάξη υπάρχει ένας υπολογιστής συνδεδεμένος με έναν προβολέα. Το σενάριο είναι ακόμη πιο ολοκληρωμένο εάν και ο καθηγητής διαθέτει μία συσκευή Android. Η ροή του σεναρίου είναι η παρακάτω: Πριν ξεκινήσει το μάθημα, ο καθηγητής εισάγει τις ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής που θέλει να απαντήσουν οι φοιτητές. Η εισαγωγή των ερωτήσεων μπορεί να γίνει

35 είτε από την φορητή του συσκευή χρησιμοποιώντας την QuizitTE, είτε από διαχειριστική ιστοσελίδα της εφαρμογής. Εισάγει τις ερωτήσεις αλλά ακόμη δεν τις ενεργοποιεί. Ξεκινά η παράδοση του μαθήματος, το οποίο είναι χωρισμένο σε ενότητες, για κάθε μία από τις οποίες ο καθηγητής έχει φροντίσει να εισάγει κατάλληλες ερωτήσεις. Στο τέλος κάθε ενότητας ο καθηγητής ενεργοποιεί τις αντίστοιχες ερωτήσεις από τη φορητή του συσκευή ή από την διαχειριστική ιστοσελίδα της εφαρμογής και δίνει στους φοιτητές τον κωδικό του μαθήματος, ώστε να μπουν στην εφαρμογή Quizit και να απαντήσουν. Μόλις απαντήσουν όλοι οι φοιτητές, ο καθηγητής ανοίγει τα αποτελέσματα στην διαχειριστική ιστοσελίδα και τα δείχνει στους φοιτητές στον πίνακα. Οι φοιτητές αντιλαμβάνονται τα λάθη τους και διορθώνουν τυχόν παρερμηνείες. Ο καθηγητής επαναλαμβάνει τα σημεία του μαθήματος, όπου φαίνεται ότι οι περισσότεροι φοιτητές απάντησαν λάθος. Στόχος είναι όταν ολοκληρωθεί το μάθημα να μην υπάρχουν παρερμηνείες ή λανθασμένη κατανόηση του υλικού που διδάχθηκε. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μετά από κάθε ενότητα του μαθήματος Αναλυτική περιγραφή use cases Στα παρακάτω use cases παρουσιάζεται μια λίστα από βήματα, τα οποία ορίζουν τις αλληλεπιδράσεις των χρηστών κατά τη διάρκεια χρήσης των εφαρμογών. Εφαρμογή των φοιτητών Use Case ID: 1 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Πιθανές καταστάσεις: Είσοδος Φοιτητές Ροή γεγονότων κατά την είσοδο του φοιτητή στην εφαρμογή Είσοδος του φοιτητή στην οθόνη έναρξης Ο φοιτητής εισάγει τον κωδικό του μαθήματος και εισέρχεται στην οθόνη έναρξης Κανονική Ροή: Ο φοιτητής εισάγει κωδικό του μαθήματος. Κάνει login. Γίνεται έλεγχος στη βάση για τον κωδικό μαθήματος. Ο φοιτητής εισέρχεται στην Οθόνη Έναρξης. Use Case ID: 2 ΤΙΤΛΟΣ 35

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Πιθανές καταστάσεις: Οθόνη Έναρξης Φοιτητές Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη έναρξης Είσοδος του φοιτητή στο Quiz Ο φοιτητής πατάει το κουμπί με την ένδειξη «Παίξε το Quiz» και ξεκινάει η πρώτη ερώτηση του Quiz. Κανονική Ροή: Ο φοιτητής πατάει το κουμπί με την ένδειξη «Παίξε το Quiz». Εντοπίζονται στη βάση δεδομένων οι ερωτήσεις που αντιστοιχούν στο συγκεκριμένο κωδικό μαθήματος. Ξεκινάει η πρώτη ερώτηση του Quiz. Use Case ID: 3 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Πιθανές καταστάσεις: Οθόνη προβολής της ερώτησης πολλαπλής επιλογής Φοιτητές Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη της ερώτησης Απάντηση του φοιτητή στην τρέχουσα ερώτηση Ο φοιτητής επιλέγει ένα από τα 4 κουμπιά που αντιστοιχούν στις 4 πιθανές απαντήσεις και καταχωρείται στη βάση η απάντηση του. Κανονική Ροή: Ο φοιτητής απαντά στην ερώτηση, πατώντας ένα από τα 4 κουμπιά. Η απάντησή του καταχωρείται στη βάση Εισέρχεται στην οθόνη επιβεβαίωσης για μετάβαση σε επόμενη ερώτηση Use Case ID: Ονομασία του Use Case: 4 Οθόνη επιβεβαίωσης για μετάβαση σε επόμενη ερώτηση

37 Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Φοιτητές Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη επιβεβαίωσης Η μετάβαση του φοιτητή στην επόμενη ερώτηση, όταν είναι έτοιμος. Πιθανές καταστάσεις: Ο φοιτητής επιλέγει το κουμπί με την ένδειξη «Επόμενη ερώτηση»και μεταβαίνει στην επόμενη ερώτηση Ο φοιτητής επιλέγει το κουμπί με την ένδειξη «Έξοδος» και μεταβαίνει στην οθόνη έναρξης Κανονική Ροή: Ο φοιτητής επιλέγει το κουμπί με την ένδειξη «Επόμενη ερώτηση»και μεταβαίνει στην επόμενη ερώτηση Εμφανίζεται η επόμενη ερώτηση του Quiz Use Case ID: 5 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Πιθανές καταστάσεις: Οθόνη ολοκλήρωσης του Quiz Φοιτητές Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη ολοκλήρωσης του Quiz Η έξοδος από το Quiz και η μετάβαση του φοιτητή στην οθόνη έναρξης. Ο φοιτητής επιλέγει το κουμπί με την ένδειξη «Έξοδος» και μεταβαίνει στην στην οθόνη έναρξης. Κανονική Ροή: Ο φοιτητής επιλέγει το κουμπί με την ένδειξη «Έξοδος» Μεταβαίνει στην οθόνη έναρξης. Εφαρμογή του καθηγητή Use Case ID: 1 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Πιθανές καταστάσεις: Είσοδος Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο του καθηγητή στην εφαρμογή Είσοδος του καθηγητή στην οθόνη έναρξης Ο καθηγητής εισάγει τον κωδικό του μαθήματος και εισέρχεται στην οθόνη έναρξης ΤΙΤΛΟΣ 37

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Κανονική Ροή: Ο καθηγητής εισάγει κωδικό του μαθήματος. Κάνει login. Γίνεται έλεγχος στη βάση για τον κωδικό μαθήματος. Εισέρχεται στην Οθόνη Έναρξης. Use Case ID: 2 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Πιθανές καταστάσεις: Αρχική οθόνη Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην αρχική οθόνη Είσοδος του καθηγητή σε μία από τις 4 οθόνες: 1. οθόνη εισαγωγής ερώτησης 2. οθόνη ενεργοποίησης ερώτησης 3. οθόνη διαγραφής ερώτησης 4. οθόνη αποτελεσμάτων Ο καθηγητής επιλέγει ένα από τα 4 κουμπιά (εισαγωγήενεργοποίηση/απενεργοποίηση-διαγραφή - αποτελέσματα) και μεταβαίνει στην αντίστοιχη οθόνη. Κανονική Ροή: Ο καθηγητής επιλέγει ένα από τα 4 κουμπιά (εισαγωγήενεργοποίηση-διαγραφή - αποτελέσματα) Μεταβαίνει σε μία από τις 4 οθόνες: 1. οθόνη εισαγωγής ερώτησης 2. οθόνη ενεργοποίησης/απενεργοποίησης ερώτησης 3. οθόνη διαγραφής ερώτησης 4. οθόνη αποτελεσμάτων Use Case ID: 3 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Οθόνη εισαγωγής ερώτησης Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη εισαγωγής ερώτησης

39 Σκοπός: Εισαγωγή ερώτησης πολλαπλής επιλογής από τον καθηγητή Πιθανές καταστάσεις: Ο καθηγητής εισάγει την ερώτηση, τις 4 πιθανές απαντήσεις καθώς και τον αριθμό της σωστής απάντησης στα αντίστοιχα πεδία και πατάει το κουμπί «Εισαγωγή». Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί της αρχικής οθόνης και μεταβαίνει στην αρχική οθόνη. Κανονική Ροή: Ο καθηγητής εισάγει τα την ερώτηση, τις 4 πιθανές απαντήσεις καθώς και τον αριθμό της σωστής απάντησης στα αντίστοιχα πεδία. Πατάει το κουμπί «Εισαγωγή». Η νέα ερώτηση καταχωρείται στη βάση. Use Case ID: 4 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Οθόνη ενεργοποίησης/απενεργοποίησης ερώτησης Καθηγητής Περιγραφή: Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη ενεργοποίησης/απενεργοποίηση ερώτησης Σκοπός: Ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των ερωτήσεων που επιλέγει ο καθηγητής. Πιθανές καταστάσεις: Κανονική Ροή: Ο καθηγητής επιλέγει τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να ενεργοποιήσει και απενεργοποιεί τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να απενεργοποιήσει. Όταν ολοκληρώσει τις αλλαγές πατάει το κουμπί «Αποθήκευση». Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί επόμενων (ή προηγούμενων) ερωτήσεων και μεταβαίνει στην επόμενη (ή προηγούμενη) πεντάδα ερωτήσεων προς ενεργοποίηση/ απενεργοποίηση. Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί της αρχικής οθόνης και μεταβαίνει στην αρχική οθόνη. Ο καθηγητής επιλέγει τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να ενεργοποιήσει και απενεργοποιεί τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να απενεργοποιήσει. Πατάει το κουμπί με την ένδειξη «Αποθήκευση». Οι αλλαγές καταχωρούνται στη βάση. Use Case ID: 5 Ονομασία του Οθόνη διαγραφής ερώτησης ΤΙΤΛΟΣ 39

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη διαγραφής ερώτησης Διαγραφή των ερωτήσεων που επιλέγει ο καθηγητής. Πιθανές καταστάσεις: Ο καθηγητής επιλέγει τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να διαγράψει και μεταβαίνει πατάει το κουμπί «Διαγραφή». Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί της αρχικής οθόνης και μεταβαίνει στην αρχική οθόνη. Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί επόμενων (ή προηγούμενων) ερωτήσεων και μεταβαίνει στην επόμενη (ή προηγούμενη) πεντάδα ερωτήσεων προς διαγραφή. Κανονική Ροή: Ο καθηγητής επιλέγει τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να διαγράψει. Πατάει το κουμπί με την ένδειξη «Διαγραφή». Οι ερωτήσεις που επέλεξε διαγράφονται από τη βάση. Use Case ID: 6 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Οθόνη αποτελεσμάτων Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη αποτελεσμάτων Ο καθηγητής βλέπει τα αποτελέσματα του Quiz που προηγήθηκε και αν επιθυμεί μπορεί να τα διαγράψει. Πιθανές καταστάσεις: Ο καθηγητής βλέπει τα αποτελέσματα του Quiz που προηγήθηκε. Αν επιθυμεί διαγράφει τα αποτελέσματα.. Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί της αρχικής οθόνης και μεταβαίνει στην αρχική οθόνη. Κανονική Ροή: Ο καθηγητής βλέπει τα αποτελέσματα του Quiz που προηγήθηκε. Αν επιθυμεί διαγράφει τα αποτελέσματα πατώντας το κουμπί διαγραφής. Τα αποτελέσματα διαγράφονται από τη βάση.

41 Διαχειριστική ιστοσελίδα Use Case ID: 1 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Πιθανές καταστάσεις: Είσοδος Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο του καθηγητή στην διαχειριστική ιστοσελίδα Είσοδος του καθηγητή στην οθόνη έναρξης Ο καθηγητής εισάγει τον κωδικό του μαθήματος και εισέρχεται στην οθόνη έναρξης Κανονική Ροή: Ο καθηγητής εισάγει κωδικό του μαθήματος. Κάνει login. Γίνεται έλεγχος στη βάση για τον κωδικό μαθήματος. Εισέρχεται στην Οθόνη Έναρξης. Use Case ID: 2 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Αρχική οθόνη Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην αρχική οθόνη Σκοπός: Πιθανές καταστάσεις: Κανονική Ροή: Είσοδος του καθηγητή σε μία από τις 4 οθόνες: 1. οθόνη εισαγωγής ερώτησης 2. οθόνη ενεργοποίησης ερώτησης 3. οθόνη διαγραφής ερώτησης 4. οθόνη αποτελεσμάτων Ο καθηγητής επιλέγει ένα από τα 4 κουμπιά (εισαγωγήενεργοποίηση/απενεργοποίηση-διαγραφή - αποτελέσματα) και μεταβαίνει στην αντίστοιχη οθόνη. Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί εξόδου και κάνει logout. Ο καθηγητής επιλέγει ένα από τα 4 κουμπιά (εισαγωγήενεργοποίηση-διαγραφή - αποτελέσματα) Μεταβαίνει σε μία από τις 4 οθόνες: 1. οθόνη εισαγωγής ερώτησης 2. οθόνη ενεργοποίησης/απενεργοποίησης ερώτησης ΤΙΤΛΟΣ 41

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Use Case ID: 3 3. οθόνη διαγραφής ερώτησης 4. οθόνη αποτελεσμάτων Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Οθόνη εισαγωγής ερώτησης Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη εισαγωγής ερώτησης Εισαγωγή ερώτησης πολλαπλής επιλογής από τον καθηγητή Πιθανές καταστάσεις: Κανονική Ροή: Ο καθηγητής εισάγει την ερώτηση, τις 4 πιθανές απαντήσεις καθώς και τον αριθμό της σωστής απάντησης στα αντίστοιχα πεδία και πατάει το κουμπί «Εισαγωγή». Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί της αρχικής οθόνης και μεταβαίνει στην αρχική οθόνη. Ο καθηγητής εισάγει τα την ερώτηση, τις 4 πιθανές απαντήσεις καθώς και τον αριθμό της σωστής απάντησης στα αντίστοιχα πεδία. Πατάει το κουμπί «Εισαγωγή». Η νέα ερώτηση καταχωρείται στη βάση. Use Case ID: 4 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Οθόνη ενεργοποίησης/απενεργοποίησης ερώτησης Καθηγητής Περιγραφή: Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη ενεργοποίησης/απενεργοποίηση ερώτησης Σκοπός: Ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των ερωτήσεων που επιλέγει ο καθηγητής. Πιθανές καταστάσεις: Ο καθηγητής επιλέγει τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να ενεργοποιήσει και απενεργοποιεί τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να απενεργοποιήσει. Όταν ολοκληρώσει τις αλλαγές πατάει το κουμπί «Αποθήκευση». Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί της αρχικής οθόνης και μεταβαίνει στην αρχική οθόνη. Κανονική Ο καθηγητής επιλέγει τα checkbox των ερωτήσεων που

43 Ροή: επιθυμεί να ενεργοποιήσει και απενεργοποιεί τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να απενεργοποιήσει. Πατάει το κουμπί με την ένδειξη «Αποθήκευση». Οι αλλαγές καταχωρούνται στη βάση. Use Case ID: 5 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Οθόνη διαγραφής ερώτησης Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη διαγραφής ερώτησης Διαγραφή των ερωτήσεων που επιλέγει ο καθηγητής. Πιθανές καταστάσεις: Ο καθηγητής επιλέγει τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να διαγράψει και μεταβαίνει πατάει το κουμπί «Διαγραφή». Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί της αρχικής οθόνης και μεταβαίνει στην αρχική οθόνη. Κανονική Ροή: Ο καθηγητής επιλέγει τα checkbox των ερωτήσεων που επιθυμεί να διαγράψει. Πατάει το κουμπί με την ένδειξη «Διαγραφή». Οι ερωτήσεις που επέλεξε διαγράφονται από τη βάση. Use Case ID: 6 Ονομασία του Use Case: Χρήστες: Περιγραφή: Σκοπός: Οθόνη αποτελεσμάτων Καθηγητής Ροή γεγονότων κατά την είσοδο στην οθόνη αποτελεσμάτων Ο καθηγητής βλέπει τα αποτελέσματα του Quiz που προηγήθηκε και αν επιθυμεί μπορεί να τα διαγράψει. Πιθανές καταστάσεις: Ο καθηγητής βλέπει τα αποτελέσματα του Quiz που προηγήθηκε. Αν επιθυμεί διαγράφει τα αποτελέσματα.. Ο καθηγητής επιλέγει το κουμπί της αρχικής οθόνης και ΤΙΤΛΟΣ 43

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ μεταβαίνει στην αρχική οθόνη. Κανονική Ροή: Ο καθηγητής βλέπει τα αποτελέσματα του Quiz που προηγήθηκε. Αν επιθυμεί διαγράφει τα αποτελέσματα πατώντας το κουμπί διαγραφής. Τα αποτελέσματα διαγράφονται από τη βάση Περιορισμοί Εκδόσεις Android Σύμφωνα με τη δημοσίευση της Google, σχετικά με τα ποσοστά χρήσης των διαφορετικών εκδόσεων του λειτουργικού android για ένα διάστημα 7 ημερών που αφορά την πρώτη εβδομάδα του Φεβρουαρίου, η έκδοση Jelly Bean βρίσκεται στην πρώτη θέση, καθώς είναι αγκατεστημένο σε πάνω από το 50% των ενεργών Android συσκευών. Όπως φαίνεται και στον παρακάτω πινακα, το Jelly Bean έχει αυξήσει σημαντικά τα ποσοστά του τους τελευταίους μήνες. Ακολουθεί το Gingerbread με ποσοστό χρήσης 26,3% και το Ice Cream Sandwich με 19,8%. Εικόνα 1: Ποσοστά χρήσης των διαφορετικών εκδόσεων android την πρώτη εβδομάδα του Φεβρουαρίου Η Quizit εγκαταστάθηκε και χρησιμοποιήθηκε ενδεικτικά σε συσκευές που χρησιμοποιούν τις πιο δημοφιλείς εκδόσεις Android (Jelly Bean - Gingerbread - Ice Cream Sandwich). Κατά τη χρήση δεν διαπιστώθηκε κανένα πρόβλημα. Συνεπώς, καλύπτει το μεγαλύτερο εύρος των ενεργών Android συσκευών και δεν εντοπίστηκε κανένας περιορισμός. [46]

45 Μέγεθος φορητών συσκευών Οι οθόνες των smartphones ποικίλουν και μεγαλώνουν διαρκώς. Κάποτε μεγάλο θεωρούσαμε ένα smartphones 4 ιντσών, ενώ πλέον αγγίζουν το όριο των 5 ιντσών. Επιπλέον υπάρχουν και οι ταμπλέτες οι οποίες ξεκινούν από τις 5.5 ίντσες και πάνω. Η Quizit είναι μία εξαιρετικά δυναμική εφαρμογή, καθώς ανάλλογα με τις ερωτήσεις που εισάγει ο καθηγητής στη βάση δεδομένων, μεταβάλλεται και το περιεχόμενο των οθονών των φοιτητών. Βασικός μας στόχος ήταν να μπορούν να την χρησιμοποιήσουν όσο το δυνατό περισσότεροι φοιτητές και συνεπώς θα έπρεπε να λειτουργεί αποτελεσματικά σε κάθε συσκευή, κινητά ή ταμπλέτες, που χρησιμοποιούν το λειτουργικό σύστημα Android χωρίς καμία εξαίρεση. Προς αυτή την κατεύθυνση, ο πρώτος περιορισμός που αντιμετωπίσαμε είχε να κάνει με το μέγεθος των οθονών των φορητών συσκευών. Συγκεκριμένα, επιχειρήσαμε να εισάγουμε μία ερώτηση 200 χαρακτήρων και 4 πιθανές απαντήσεις που ξεπερνούσαν τους 150 χαρακτήρες η κάθε μία. Στη συνέχεια δοκιμάσαμε την Quizit (εφαρμογή φοιτητή) από δυο συσκευές: η μία με πολύ μικρή οθόνη (μέγεθος 2.8 ) και η άλλη με αρκετά μεγαλύτερη (μέγεθος 5 ). Το αποτέλεσμα ήταν οι ερωτήσεις και οι απαντήσεις να μην φαίνονται ολόκληρες στη μικρότερη οθόνη, ενώ στην μεγαλύτερη οθόνη δεν υπήρε κανένα πρόβλημα. Πρώτη σκέψη ήταν να μειώσουμε το μέγεθος της γραμματοσειράς, ώστε να χωρέσουν οι ερωτήσεις ολόκληρες, όμως δεν θα είχε νόημα η εμφάνιση της ερώτησης με τόσο μικρά γράμματα που μετα βίας θα μπορούσε κανείς να διαβάσει. Επιπλέον, ο καθηγητής θα μπορούσε να εισάγει μία ακόμη μεγαλύτερη ερώτηση και το πρόβλημα να εμφανιζόταν εκ νέου. Επομένως, θα έπρεπε ή να περιορίσουμε τα μεγέθη των συσκευών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν την εφαρμογή ή να βάλουμε ένα όριο χαρακτήρων που θα εξασφαλίζει ότι οι ερωτήσεις θα έχουν το κατάλληλο μέγεθος ώστε να εμφανίζονται ολόκληρες ακόμη και στα κινητά με πολύ μικρές οθόνες. Προκειμένου να μπορούν αν χρησιμοποιήσουν την εφαρμογή όσο το δυνατόν περισσότεροι φοιτητές, επιλέξαμε ένα όριο χαρακτήρων, τόσο για την εκφώνηση της ερώτησης όσο και για τις 4 πιθανές απαντήσεις. Έπειτα από αρκετές δικιμές και πειραματισμό, επιλέχθηκε το όριο των 140 χαρακτήρων για την εκφώνηση της ερώτησης και των 120 χαρακτήρων για κάθε μία από τις πιθανές απαντήσεις. 3.2 ΑΝΑΠΤΥΞΗ Αρχιτεκτονική της εφαρμογής Η αρχιτεκτονική του συστήματος είναι η αρχιτεκτονική πελάτη εξυπηρετητή (client-server), όπου οι τρεις εφαρμογές που περιγράφηκαν παραπάνω λειτουργούν ως πελάτες (clients) που επικοινωνούν μέσω διαδικτύου με έναν κεντρικό εξυπηρετητή (server), στον οποίο υπάρχει το λογισμικό που αναλαμβάνει την παροχή διάφορων υπηρεσιών, εξυπηρετώντας τις αιτήσεις των πελατών (clients). Η τοπολογία του δικτύου είναι τοπολογία αστέρα. Ο κάθε κόμβος δηλαδή έχει πρόσβαση στον server και δεν επικοινωνεί με κάποιο άλλο κόμβο έμμεσα αλλά άμεσα μέσω του κεντρικού server. ΤΙΤΛΟΣ 45

46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Πελάτες Οι καθηγητές και οι φοιτητές αλληλεπιδρούν με το σύστημα μέσω των τριών εφαρμογών που περιγράφηκαν παραπάνω και συγκεκριμένα μέσω της διεπαφής χρήστη της εκάστοτε εφαρμογής. Η γραφική διεπαφή χρήστη (Graphical User Interface - GUI) είναι όλο το σύνολο των γραφικών στοιχείων που εμφανίζονται στην οθόνη των φορητών συσκευών (με χρήση των mobile εφαρμογών) ή του υπολογιστή (με χρήση της διαχειριστικής ιστοσελίδας) και παρέχουν στους χρήστες ενδείξεις και εργαλεία προκειμένου να φέρουν εις πέρας κάποιες επιθυμητές λειτουργίες. Τα δεδομένα του συστήματος δεν αποθηκεύονται στις φορητές συσκευές ή στον υπολογιστή των χρηστών, αλλά σε μια διαδικτυακή MySQL βάση δεδομένων, η οποία φιλοξενείται στον κεντρικό server Εξυπηρετητής Συγκεκριμένα, ο κεντρικός server υποστηρίζει PHP (έκδοση 5.3.5), MySQL (έκδοση ) και HTML. Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζεται πώς ο server ανταποκρίνεται σε διάφορες αιτήσεις που κάνουν οι καθηγητές και οι φοιτητές, μέσω του αντίστοιχου γραφικού περιβάλλοντος διασύνδεσης (GUI), κατά την διάρκεια χρήσης της εφαρμογής. Εικόνα 2: Η αρχιτεκτονική του συστήματος Το περιβάλλον AppInventor Οι mobile εφαρμογές σχεδιάστηκαν και αναπτύχθηκαν με τη βοήθεια του MIT App Inventor Classic, το οποίο είναι ένα cloud-based εργαλείο της Google για δημιουργία εφαρμογών για φορητές συσκευές που υποστηρίζουν το λειτουργικό σύστημα Android. Η σχεδίαση και ανάπτυξη με τον App Inventor γίνεται χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα περιήγησης διαδικτύου (web browser) και έναν προσομοιωτή ή μια φορητή συσκευή πχ. ένα κινητό. Οι εφαρμογές αποθηκεύονται στους servers του App Inventor και είναι προσπελάσιμες μέσω διαδικτύου. Το περιβάλλον ανάπτυξης του

47 App Inventor αποτελείται από δυο κύρια συστατικά: το Designer όπου ο χρήστης επιλέγει τα στοιχεία της γραφικής διεπαφής, και το Blocks Editor όπου ο χρήστης τοποθετεί μπλοκ κώδικα που καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο τα στοιχεία της διεπαφής πρέπει να συμπεριφέρονται. Η εφαρμογή εμφανίζεται βήμα-προς-βήμα στην οθόνη της συσκευής που είναι συνδεδεμένη ή στον προσομοιωτή καθώς προστίθενται και άλλα μπλοκ κώδικα, ώστε να μπορεί να ελέγχεται η ορθότητά της. Όταν ολοκληρώσει μια εφαρμογή, ο χρήστης μπορεί να την μετατρέψει σε αρχείο.apk, μια αυτόνομη δηλαδή εφαρμογή έτοιμη για εγκατάσταση. Το περιβάλλον ανάπτυξης του App Inventor υποστηρίζεται από τα εξής λειτουργικά συστήματα: Macintosh: Mac OS X 10.5 ή νεότερη έκδοση Windows: Windows XP, Windows Vista, Windows 7 GNU/Linux: Ubuntu 8 ή νεότερη έκδοση, Debian 5 ή νεότερη έκδοση και από όλα τα δημοφιλή προγράμματα περιήγησης διαδικτύου: Mozilla Firefox 3.6 ή νεότερη έκδοση Apple Safari 5.0 ή νεότερη έκδοση Google Chrome 4.0 ή νεότερη έκδοση Microsoft Internet Explorer 7 ή νεότερη έκδοση Εικόνα 3: Το περιβάλλον του App Inventor ΤΙΤΛΟΣ 47

48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Η διαδικασία για να ξεκινήσει κανείς να προγραμματίζει εφαρμογές με τον App Inventor είναι αρκετά απλή και συνοψίζεται στα παρακάτω βήματα: 1. Εγκατάσταση της Java 2. Εγκατάσταση του λογισμικού του App Inventor 3. Άνοιγμα του περιβάλλοντος και δημιουργία νέου project 4. Σύνδεση της φορητής συσκευής με ένα καλώδιο USB ή μέσω Wi-Fi. Εναλλακτικά, χρήση του προσομοιωτή Απαραίτητη προϋπόθεση είναι o χρήστης να έχει πρόσβαση στο Internet και έναν λογαριασμό Gmail App Inventor Designer Εικόνα 4: App Inventor Designer AppInventor Blocks Editor

49 Εικόνα 5: App Inventor Blocks Editor Το App Inventor Designer και το App Inventor Blocks Editor αντιστοιχούν στα δυο βασικά συστατικά κάθε εφαρμογής που αναπτύσσεται με τον App Inventor: τα στοιχεία (components) της εφαρμογής και τις συμπεριφορές της (behaviors). Η εσωτερική αρχιτεκτονική κάθε εφαρμογής που αναπτύσσεται με τον App Inventor περιγράφεται στην εικόνα. Εικόνα 6: Η εσωτερική αρχιτεκτονική κάθε εφαρμογής που αναπτύσσεται με τον App Inventor Στοιχεία Όπως φαίνεται, τα στοιχεία της εφαρμογής χωρίζονται σε δυο κατηγορίες, τα ορατά και τα μη ορατά. Τα ορατά στοιχεία είναι αυτά που εμφανίζονται στην οθόνη της φορητής συσκευής, όπως κουμπιά, πλαίσια κειμένου κ.α. Αυτά είναι που αποτελούν και τη γραφική διεπαφή χρήστη της εφαρμογής. Τα μη ορατά στοιχεία είναι αυτά που δεν εμφανίζονται στην οθόνη, αλλά παρέχουν πρόσβαση στην ενσωματωμένη ΤΙΤΛΟΣ 49

50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ λειτουργικότητα της συσκευής, όπως το στοιχείο LocationSensor που καθορίζει την τοποθεσία της συσκευής. Όλα τα στοιχεία της εφαρμογής, ορατά και μη ορατά, ορίζονται από ένα σύνολο ιδιοτήτων. Για παράδειγμα, τα ορατά στοιχεία έχουν ιδιότητες όπως πλάτος, ύψος, στοίχιση, οι οποίες μαζί σε συνδυασμό καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο το στοιχείο εμφανίζεται στην οθόνη Συμπεριφορά Η συμπεριφορά καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο η εφαρμογή αντιδρά σε γεγονότα, είτε αυτά προέρχονται από ενέργειες των χρηστών (π.χ. πάτημα ενός κουμπιού) είτε προέρχονται από το εξωτερικό περιβάλλον (π.χ. ένα μήνυμα SMS που λαμβάνεται από τη φορητή συσκευή) [37] Event-driven προγραμματισμός Μια εφαρμογή που αναπτύσσεται με τη βοήθεια του App Inventor μπορεί να γίνει εύκολα αντιληπτή σαν ένα σύνολο από στοιχεία που ανταποκρίνονται σε γεγονότα. Μια τέτοια εφαρμογή δηλαδή, δεν ακολουθεί μια σειριακή δομή. Περιλαμβάνει πολλές ακολουθίες εντολών, που η κάθε μια εκτελείται μόνο σαν απόκριση σε κάποιο γεγονός, όπως φαίνεται στην εικόνα. Εικόνα 7: Ακολουθίες εντολών σαν απόκριση σε κάποιο γεγονός Έτσι, όταν συμβαίνει ένα γεγονός, η εφαρμογή αντιδρά καλώντας μια ακολουθία από συναρτήσεις. Οι συναρτήσεις είναι ενέργειες που μπορούν να γίνουν σε ένα στοιχείο ή με τη βοήθεια ενός στοιχείου. Τέτοια ενέργεια είναι για παράδειγμα η αποστολή ενός μηνύματος SMS ή η αλλαγή του κειμένου ενός κουμπιού. Με τον όρο event handler περιγράφεται ένα γεγονός μαζί με το σύνολο των ενεργειών που συμβαίνουν ως απόκριση σε αυτό. Τα περισσότερα γεγονότα προέρχονται από ενέργειες των χρηστών, αλλά υπάρχουν και κάποια που συμβαίνουν ανεξάρτητα από τις ενέργειες αυτών. Μια εφαρμογή μπορεί να αντιδρά σε γεγονότα που συμβαίνουν στο εσωτερικό της φορητής συσκευής, όπως αλλαγές στον αισθητήρα προσανατολισμού και στο ρολόι (δηλαδή στο πέρασμα του χρόνου), αλλά και σε γεγονότα που δημιουργούνται από το εξωτερικό περιβάλλον της φορητής συσκευής, όπως από άλλες συσκευές, από δεδομένα που λαμβάνονται μέσω διαδικτύου κ.α.

51 Εικόνα 8: Μια εφαρμογή απαντάει σε εξωτερικά και εσωτερικά γεγονότα Όπως αναλύθηκε παραπάνω, στον App Inventor όλες οι ενέργειες εκδηλώνονται σαν αποκρίσεις σε κάποιο γεγονός. Τα γεγονότα που μπορούν να προκαλέσουν κάποια ενέργεια εμπίπτουν στις κατηγορίες που φαίνονται στον πίνακα. Κατηγορία γεγονότος Προερχόμενο από το χρήστη Αρχικοποίησης Προερχόμενο από αλλαγή στον χρόνο Παράδειγμα Όταν ο χρήστης πατήσει το Button1, κάνε... Όταν ξεκινήσει η εφαρμογή, κάνε... Όταν περάσουν 20 δευτερόλεπτα, κάνε... Animation Όταν δύο αντικείμενα συγκρουστούν, κάνε... Προερχόμενο από το εξωτερικό Όταν ληφθεί ένα μήνυμα SMS, κάνε... περιβάλλον Πίνακας 2: Κατηγορίες γεγονότων Μετατροπή σε αυτόνομη εφαρμογή Όταν ολοκληρώσει μια εφαρμογή, ο χρήστης μπορεί να την μετατρέψει σε μια αυτόνομη εφαρμογή ώστε να την εγκαταστήσει. Αυτό μπορεί να γίνει με τρεις διαφορετικούς τρόπους: 1. Δημιουργία Barcode που συνδέεται με την εφαρμογή Στο μενού Package for Phone, κάνετε κλικ στην επιλογή Show Barcode. Σκανάρετε την εικόνα barcode που θα εμφανιστεί μέσω ενός ειδικού προγράμματος (πχ. Barcode scanner) του κινητού σας. Μόνο εσείς έχετε πρόσβαση σε αυτό το barcode. Η εφαρμογή θα κατεβεί στο κινητό σας. Στη συνέχεια μπορείτε να την εγκαταστήσετε. 2. Λήψη της εφαρμογής στον υπολογιστή σας ΤΙΤΛΟΣ 51

52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Στο μενού Package for Phone, κάνετε κλικ στην επιλογή Download to this Computer. Ένα αρχείο.apk αποθηκεύεται στον υπολογιστή σας. Μπορείτε να το μεταφέρετε όπου θέλετε (ακόμα και στο κινητό σας μέσω usb) ή να το μοιράσετε σε άλλους. 3. Λήψη και εγκατάσταση απευθείας στο συνδεδεμένο κινητό τηλέφωνο Στο μενού Package for Phone, κάνετε κλικ στην επιλογή Download to Connected Phone. Η εφαρμογή θα μεταφερθεί και θα εγκατασταθεί στο κινητό σας αυτόματα Εκμάθηση Στην ιστοσελίδα του App Inventor υπάρχει αναλυτική περιγραφή για όλα τα στοιχεία που μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει στη διεπαφή χρήστη καθώς και για τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν τα μπλοκ του κώδικα. Επίσης υπάρχει πλήθος έτοιμων παραδειγμάτων (tutorials), με τα οποία μπορεί κανείς να αναπτύξει εφαρμογές ακολουθώντας βήμα βήμα τις οδηγίες Forums Οι χρήστες του App Inventor, όπως προγραμματιστές, εκπαιδευτικοί που το χρησιμοποιούν στην τάξη κ.ά., αποτελούν μια μεγάλη και ενεργή κοινότητα με πλούσια δράση. Για τον App Inventor Classic υπάρχουν πέντε φόρα (fora): App Inventor Announcements Εδώ αναρτώνται γενικές ανακοινώσεις για τον App Inventor από το MIT Center for Mobile Learning. Είναι το μοναδικό φόρουμ στο οποίο δεν μπορούν να δημοσιεύσουν οι χρήστες, αλλά μόνο οι διαχειριστές της ομάδας. Getting Set Up and Connecting Your Phone to App Inventor Εδώ μπορούν οι χρήστες να κάνουν ερωτήσεις και να βοηθηθούν ώστε να ετοιμάσουν σωστά τον υπολογιστή και το κινητό τους τηλέφωνο και να αντιμετωπίσουν προβλήματα σύνδεσης. Programming with App Inventor Οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτό το φόρουμ όταν η εφαρμογή που αναπτύσσουν δεν συμπεριφέρεται με τον τρόπο που αυτοί περιμένουν ή αν δεν είναι σίγουροι για το πώς λειτουργεί ένα στοιχείο. App Inventor in Education Αυτός είναι ένας χώρος συζήτησης για τους εκπαιδευτικούς που χρησιμοποιούν τον App Inventor στην τάξη. Εδώ μπορούν να μοιραστούν ιδέες και πόρους για τη διδασκαλία.

53 App Inventor Coffee Shop Εδώ γίνεται καταιγισμός ιδεών για ανάπτυξη εφαρμογών. Αναπτύσσεται συζήτηση για το πως μπορεί να εξελιχθεί ο App Inventor και για άλλα θέματα δεν σχετίζονται άμεσα με τον App Inventor Αξιοποίηση στην εκπαίδευση Ο App Inventor χρησιμοποιείται πάρα πολύ στην εκπαίδευση, όπως φαίνεται και από το γεγονός ότι υπάρχει ξεχωριστό φόρουμ (forum) για τη χρήση του στην εκπαίδευση. Εκτός από το φόρουμ, υπάρχουν και άλλα τμήματα στην ιστοσελίδα του App Inventor που είναι αφιερωμένα στους εκπαιδευτικούς όπως: Frequently Asked Questions by Educators App Inventor's Teach site "Teachers Guide" and detailed instructions on "Setting Up Your Classroom For Teaching App Inventor [43] App Inventor 2 Ο App Inventor 2 (AI2) είναι η νέα έκδοση του App Inventor και είναι διαθέσιμη στην ιστοσελίδα Από τις 3 Δεκεμβρίου του 2013, ο σύνδεσμος "Create" (Δημιουργία) στην αρχική σελίδα του App Inventor συνδέεται αυτόματα με το νέο εργαλείο AI2. Παρ όλα αυτά, όλες οι εφαρμογές που έχουν αναπτυχθεί με τον App Inventor Classic είναι ακόμα διαθέσιμες και επεξεργάσιμες από την ιστοσελίδα [42] Άλλες τεχνολογίες που χρησιμοποιήθηκαν Ο App Inventor Classic είναι η βασική τεχνολογία με την οποία αναπτύχθηκαν οι δύο mobile εφαρμογές. Για την ανάπτυξη όμως του συστήματός μας, χρησιμοποιήθηκαν κι άλλες τεχνολογίες. Για παράδειγμα, για τα στατικά κομμάτια του web environment, δηλαδή τα κομμάτια που δε χρειάζεται να αλλάζουν δυναμικά κατά τη χρήση της εφαρμογής, χρησιμοποιήθηκε η κύρια γλώσσα σήμανσης για ιστοσελίδες, η HTML (HyperText Markup Language) σε συνδυασμό με την CSS για τον καθορισμό όλων των στυλιστικών χαρακτηριστικών, όπως τα χρώματα, η στοίχιση και ό,τι άλλο διαμορφώνει την εμφάνισης της ιστοσελίδας. Για την προσθήκη δυναμικών χαρακτηριστικών στο web environment αλλά και για την επικοινωνία με τη MySQL βάση δεδομένων τόσο του web environment όσο και των mobile εφαρμογών χρησιμοποιήθηκε η γλώσσα PHP. Η PHP δημιουργήθηκε από τον Rasmus Lerdorf το 1995 και πλέον η κύρια υλοποίηση της παράγεται από τον όμιλο PHP. Η συγκεκριμένη γλώσσα είναι σχεδιασμένη για την ανάπτυξη δυναμικών ιστοσελίδων. Είναι μια ανοιχτού κώδικα server-side scripting γλώσσα προγραμματισμού, δηλαδή λειτουργεί στον server και όχι στον browser. Είναι μια από τις πρώτες server-side scripting γλώσσες που ενσωματώνονται σε ένα ΗTML έγγραφο, αντί να καλούν ένα ΤΙΤΛΟΣ 53

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ εξωτερικό αρχείο για να επεξεργαστεί τα δεδομένα. Υπάρχουν κι άλλες παρόμοιες γλώσσες, όπως η Python, η ASP.NET και η Ruby. Η PHP όμως έχει αποκτήσει μεγαλύτερη αποδοχή από τους προγραμματιστές και έχει πλέον εγκατασταθεί σε περισσότερα από 20 εκατομμύρια ιστοσελίδες και 1 εκατομμύριο web servers. Για τη μεταφορά δεδομένων από τις mobile εφαρμογές στη βάση δεδομένων και ανάποδα χρησιμοποιήθηκε η JSON, μια γλώσσα που χρησιμοποιείται συχνά για τη μεταφορά διαρθρωμένων δεδομένων (structured data) μέσω μιας σύνδεσης στο δίκτυο. Η γλώσσα JSON (Javascript Object Notation) είναι μια σημασιολογική γλώσσα σε μορφή κειμένου παρόμοια με την XML, που χρησιμοποιείται ως μια εναλλακτική μορφή αναπαράστασης απλών δομών δεδομένων και συστοιχιών που ονομάζονται αντικείμενα. Ένα παράδειγμα αντικειμένου στη μορφή Json: newobject = { "first":"george", "last":"brown", "age":27, "sex":"m", "salary":1100, "registered":true, "interests":["reading","biking","music"] } Για τη δημιουργία των στοιχείων της γραφικής διασύνδεσης, τόσο του web environment όσο και των mobile εφαρμογών, χρησιμοποιήθηκε το Adobe Photoshop. Τέλος, επειδή ο App Inventor Classic δεν προσφέρει τη δυνατότητα προσθήκης νέας οθόνης (Screen) πριν από την αρχική (Screen1) του τρέχοντος project, όταν προέκυψε αυτή η ανάγκη ακολουθήσαμε την εξής διαδικασία: Δημιουργήσαμε ένα νέο project και για την ένωση με το άλλο project χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό AI Project Constructor Τεχνικά θέματα Υλοποίηση Βάσης Δεδομένων και επικοινωνία με εφαρμογές Οι επιλογές που δίνει ο App Inventor για αποθήκευση δεδομένων σε μια βάση είναι τα δύο μη ορατά στοιχεία TinyDB και TinyWebDB. Το στοιχείο TinyDB χρησιμοποιείται για αποθήκευση δεδομένων τοπικά στη φορητή συσκευή ενώ το στοιχείο TinyWebDB χρησιμοποιείται για αποθήκευση δεδομένων σε μια κεντρική διαδικτυακή βάση δεδομένων. Για την αποθήκευση δεδομένων με τη χρήση και των δύο αυτών στοιχείων, χρησιμοποιείται μια δομή ετικέτα-τιμή (tag-value). Μια εφαρμογή μπορεί να αποθηκεύσει πολλά τέτοια ζευγάρια ετικέτα-τιμή για διάφορα δεδομένα, που χρειάζεται να κρατηθούν ακόμα και αν η εφαρμογή τερματίσει. Οι ετικέτες δίνουν στα δεδομένα ένα μοναδικό όνομα, με βάση το οποίο μπορούν αυτά να ανακτηθούν αργότερα, ενώ οι τιμές είναι τα ίδια τα δεδομένα. Όπως φαίνεται και στον πίνακα, τα δεδομένα μπορεί να είναι μια μεμονωμένη τιμή ή μια λίστα τιμών.

55 Ετικέτα (Tag) code s Τιμή (Value) Πίνακας 3: Δομή για την αποθήκευση των δεδομένων Στις δικές μας εφαρμογές χρησιμοποιήθηκε το στοιχείο TinyWebDB, εφόσον υπάρχει ανάγκη τα δεδομένα να αποθηκεύονται σε διαδικτυακή βάση, ώστε να είναι προσπελάσιμα από τις φορητές συσκευές όλων των φοιτητών και του καθηγητή. Εξ' ορισμού, το στοιχείο TinyWebDB αποθηκεύει τα δεδομένα σε μια διαδικτυακή βάση που έχει στηθεί από την ομάδα του App Inventor και είναι προσβάσιμη από την ιστοσελίδα Αυτή η ιστοσελίδα περιέχει τη βάση δεδομένων και ανταποκρίνεται σε αιτήματα για αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων. Επιπλέον παρέχει μια γραφική διεπαφή, στην οποία παρουσιάζονται όλα τα αποθηκευμένα δεδομένα με απλό τρόπο ώστε ο καθένας να μπορεί να τα διαβάσει. Αυτή η βάση δεδομένων όμως είναι περιορισμένη σε μέγεθος (περιορίζεται στις 1000 πιο πρόσφατες καταχωρήσεις και στους 500 χαρακτήρες ανά ετικέτα) και προσβάσιμη από όλους τους χρήστες του App Inventor. Επειδή πολλές εφαρμογές διαφορετικών χρηστών μπορούν να αποθηκεύουν εκεί δεδομένα, δεν υπάρχει καμία διαβεβαίωση ότι τα δεδομένα ενός χρήστη δεν μπορούν να αντικατασταθούν από αυτά ενός άλλου. Με άλλα λόγια, η συγκεκριμένη βάση δεδομένων είναι μια ιδανική λύση για κάποιον που εξερευνά τον App Inventor ή για κάποιον που βρίσκεται στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης μιας εφαρμογής. Αλλά, για οποιονδήποτε άλλο χρήστη που δημιουργεί μια εφαρμογή για πραγματική χρήση, είναι αναγκαίο να στήσει μια δική του διαδικτυακή βάση δεδομένων. Στην ιστοσελίδα υπάρχουν οδηγίες, και έτοιμος κώδικας για τη δημιουργία μιας διαδικτυακής βάσης δεδομένων. Η διαδικασία είναι αρκετά απλή, καθώς οι χρήστες μπορούν να κατεβάσουν τον κώδικα και να τον χρησιμοποιήσουν με μια μικρή τροποποίηση στο αρχείο ρύθμισης. Ο κώδικας είναι ίδιος με αυτόν που χρησιμοποιείται για την προεπιλεγμένη βάση δεδομένων που έχει στηθεί από την ομάδα του App Inventor. Δουλεύει με χρήση της εφαρμογής Google App Engine, η οποία αποθηκεύει τα δεδομένα στους servers της Google δωρεάν. Η βάση δεδομένων είναι προσπελάσιμη από την ιστοσελίδα yourdb.appspot.com, όπου yourdb είναι το όνομα που επιλέγει ο χρήστης να δώσει στην εφαρμογή [40]. Δυστυχώς, ούτε αυτή η λύση είναι ιδανική για την αποθήκευση των δεδομένων των δικών μας εφαρμογών για τους εξής λόγους: 1. Αρχικά, είναι απαραίτητο τα δεδομένα, που δημιουργούνται κατά τη χρήση των εφαρμογών μας, να φιλοξενούνται σε δικό μας server κι όχι στους servers της Google. 2. Επίσης, είναι κρίσιμο τα δεδομένα να μην είναι προσπελάσιμα από άλλους χρήστες, γεγονός που δεν συμβαίνει με τη διαδικασία που περιγράφηκε παραπάνω. ΤΙΤΛΟΣ 55

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Οποιοσδήποτε επισκέπτης της ιστοσελίδας yourdb.appspot.com μπορεί να δει, να τροποποιήσει και να αλλάξει τα δεδομένα της βάσης, μέσα από μια πολύ απλή γραφική διεπαφή, ίδια με αυτήν της βάσης που έχει στηθεί από την ομάδα του App Inventor. 3. Τέλος εκτός από τη βάση, το δικό μας σύστημα περιλαμβάνει και την ιστοσελίδα του καθηγητή, η οποία πρέπει να αναπτυχθεί, να συνδεθεί με τη βάση και να φιλοξενηθεί σε κάποιο server. Χρησιμοποιώντας την παραπάνω διαδικασία, θα έπρεπε αυτή η ιστοσελίδα να αναπτυχθεί με κώδικα σε Python, η οποία είναι μια γλώσσα προγραμματισμού με την οποία δεν είμαστε εξοικειωμένες. Αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε δικής μας MySQL βάση στον δικό μας server που τρέχει PHP και να τη συνδέσουμε με το στοιχείο TinyWebDB. Σκοπός μας ήταν να εκμεταλλευτούμε το γεγονός ότι το στοιχείο TinyWebDB προσφέρει παραπάνω δυνατότητες από την αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων από μια διαδικτυακή βάση. Ουσιαστικά, αποτελεί μια γέφυρα που συνδέει τον App Inventor με το Διαδίκτυο. Επιτρέπει στους χρήστες του App Inventor να επικοινωνούν με web services, προγράμματα δηλαδή που εκτελούνται σε κάποιον server και προσφέρουν επικοινωνία με βάσεις δεδομένων, χρησιμοποιώντας το απλό πρωτόκολλο ετικέτατιμή που ενυπάρχει στις συναρτήσεις GetValue και StoreValue του στοιχείου TinyWebDB. Παρ' όλα αυτά, μια ανασκόπηση στο διαδίκτυο, σε φόρουμ και σε άρθρα άλλων προγραμματιστών που είχαν τον ίδιο στόχο με εμάς, έδειξε ότι η υπάρχουσα εμπειρία είναι απαρχαιωμένη, τα περισσότερα παραδείγματα που υπάρχουν δεν είναι ολοκληρωμένα αλλά μεμονωμένα μόνο κομμάτια κώδικα, ενώ κάποιες άλλες λύσεις είναι υπερβολικά πολύπλοκες για το σκοπό μας. Επομένως έπρεπε να αναπτύξουμε μια δική μας λύση που να προσφέρει επικοινωνία των εφαρμογών με τη βάση δεδομένων που βρίσκεται στον server που τρέχει με PHP. Ευτυχώς, το στοιχείο TinyWebDB έχει πολύ απλή λειτουργία και είναι σχετικά εύκολο να γράψει κανείς scripts, τα οποία να μπορούν να αλληλεπιδρούν με αυτό. Ουσιαστικά, το στοιχείο μπορεί να εκτελέσει δύο ενέργειες: να ανακτήσει μια τιμή που προσδιορίζεται από μια ετικέτα και να αποθηκεύσει μια τιμή με μια αντίστοιχη ετικέτα [44]. Επίσης, μας επιτρέπει να ορίσουμε την ιδιότητα ServiceURL ώστε να δείχνει σε δικό μας αρχείο στον δικό μας server. Η ιδιότητα αυτή έχει προκαθορισμένη τιμή την ιστοσελίδα που προσφέρει πρόσβαση στην διαδικτυακή βάση που έχει στηθεί από την ομάδα του App Inventor, όπως περιγράφηκε παραπάνω. Για τις δικές μας εφαρμογές η ιδιότητα ServiceURL του στοιχείου TinyWebDB επικοινωνεί κάθε φορά με το PHP script που είναι υπεύθυνο για την εκτέλεση των επιθυμητών ενεργειών. Ένα παράδειγμα ServiceURL είναι η διαδικτυακή διεύθυνση Ας δούμε λίγο με ποιον τρόπο γίνεται αυτή η επικοινωνία [45].

57 Ανάκτηση δεδομένου Αποθήκευση δεδομένου Εντολή του GetValue StoreValue TinyWebDB Όρισμα tag tag, value Επιστροφή μορφή JSON σε ["VALUE","{tag}", {value}] ["STORED", πχ. {value}] ["VALUE", "code", πχ. ή λίστα ["STORED", ["VALUE", " s", "{tag}", "code", Πίνακας 4: Πρωτόκολλο επικοινωνίας με τη βάση δεδομένων Περιγραφή βάσης που υλοποιήθηκε Η βάση δεδομένων αναπτύχθηκε σε MySQL και φιλοξενείται στον server του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ). Η επικοινωνία των εφαρμογών με τη βάση γίνεται με τη βοήθεια PHP script, τα οποία εκτελούνται στον server. Πιο συγκεκριμένα, το στοιχείο TinyWebDB στέλνει κάποια δεδομένα στο PHP script με κωδικοποίηση JSON, και δίνει εντολή με αυτόν τον τρόπο να εκτελεστεί κάποια ενέργεια. Για παράδειγμα, μια εφαρμογή δίνει εντολή να εκτελεστεί κάποια ενέργεια για να αποκτήσει κάποια δεδομένα από τη βάση δεδομένων. Το script συνδέεται με τη βάση, ανακτά αυτά τα δεδομένα και τα στέλνει πίσω στην εφαρμογή. Η εφαρμογή μπορεί στη συνέχεια να εμφανίσει αυτά τα δεδομένα στο χρήστη. Αντίστοιχα, μια εφαρμογή ζητά δεδομένα από το χρήστη και τα στέλνει σε ένα PHP script. Αυτό συνδέεται με τη βάση δεδομένων και τα αποθηκεύει. Η βάση δεδομένων ουσιαστικά πρέπει να αποθηκεύει για κάθε ερώτηση κάποια συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Αυτά είναι: Ένας μοναδικός κωδικός κλειδί για κάθε ερώτηση (ID) Η ερώτηση (question) Οι 4 πιθανές απαντήσεις, καθώς οι ερωτήσεις είναι πολλαπλής επιλογής με 4 πιθανές απαντήσεις (answer1, answer2,answer3,answer4) Ο αριθμός της σωστής απάντησης (correctanswer) Ένα χαρακτηριστικό που θα δηλώνει αν η ερώτηση είναι ενεργή ή όχι: 0-ανενεργή, 1-ανενεργή (active) Ο συνολικός αριθμός των απαντήσεων που έδωσαν οι φοιτητές για κάθε πιθανή απάντηση (Count1, Count2, Count3, Count4) ΤΙΤΛΟΣ 57

58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Εικόνα 9: Διαδικτυακή MySQL βάση δεδομένων που υλοποιήθηκε Το βασικό πρόβλημα που έπρεπε να λυθεί ήταν το πως θα αποθηκεύονται/ανακτώνται όλα τα πεδία της ερώτησης στη/από τη βάση, από τη στιγμή που ο App Inventor μπορεί να κάνει αποθήκευση/ανάκτηση κάθε φορά μίας μόνο τιμής με την εντολή StoreValue/ GetValue Αποθήκευση στη βάση Για να πετύχουμε αποθήκευση όλων των χαρακτηριστικών για κάθε μία ερώτηση ακολουθήσαμε την παρακάτω διαδικασία: Έστω ότι θέλουμε να αποθηκεύσουμε από την εφαρμογή του καθηγητή μία νέα ερώτηση. Η κάθε ερώτηση όπως αναφέραμε, περιλαμβάνει την εκφώνηση, τις 4 πιθανές απαντήσεις και το αριθμό της σωστής απάντησης. Αφού εισάγει ο καθηγητής τα παραπάνω πεδία αυτά αποθηκεύονται σε μία λίστα την οποία στο συγκεκριμένο παράδειγμα έχουμε ονομάσει questionlist. questionlist [question,answer1,answer2,answer3,answer4,correctanswer] questionlist [Τι είναι οι δυναμικές δομές δεδομένων,δομές για την αποθήκευση δεδομένων που χρησιμοποιούν δυναμική διαχείριση μνήμης,δομές με δείκτες,πίνακες δομών,κανένα από τα παραπάνω,1] Στη συνέχεια η παραπάνω λίστα μετατρέπεται σε csv, αποθηκεύεται στη μεταβλητή questionrow, και εκτελείται η λειτουργία StoreValue της TinyWebDB όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

59 Εικόνα 10: Μετατροπή λίστας σε csv και αποθήκευση με χρήση της μεθόδου StoreValue Μόλις εκτελεστεί η λειτουργία StoreValue, το php αρχείο στο οποίο δείχνει η TinyWebDB λαμβάνει μία μεταβλητή tag που έχει τιμή get start value (και αποτελεί ένα απλό αναγνωριστικό για την τιμή value) και μία τιμή value. H τιμή value είναι ουσιαστικά μία μεταβλητή που έχει αποθηκευμένη την λίστα σε csv μορφή. Δηλαδή έχει την παρακάτω μορφή: value = '" "Τι είναι οι δυναμικές δομές δεδομένων ", "Δομές για την αποθήκευση δεδομένων που χρησιμοποιούν δυναμική διαχείριση μνήμης\",\"δομές με δείκτες\",\"πίνακες δομών\",\"κανένα από τα παραπάνω\",\"1\" " '' Το επόμενο βήμα ήταν μέσα στο php, να αφαιρέσουμε τα σύμβολα και να σπάσουμε την μεταβλητή value ώστε να δημιουργηθούν 6 διαφορετικές μεταβλητές για κάθε ένα από τα χαρακτηριστικά. ΤΙΤΛΟΣ 59

60 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Εικόνα 11: Αποθήκευση τιμών στη βάση δεδομένων Ανάκτηση από τη βάση Για να πετύχουμε ανάκτηση των τιμών από τη βάση ακολουθήθηκε η ακριβώς αντίστροφη διαδικασία από αυτήν της αποθήκευσης που περιγράφηκε παραπάνω. Συγκεκριμένα η διαδικασία είναι η εξής: Έστω ότι θέλουμε να εμφανίσουμε στην εφαρμογή του φοιτητή τις ερωτήσεις, ώστε να παιχτεί το Quiz. Οι ερωτήσεις είναι αποθηκευμένες στη βάση και τις ανακτούμε αρχικά στο php με ένα ερώτημα SELECT. Το βασικό πρόβλημα είναι ότι το ερώτημα SELECT επιστρέφει ένα πίνακα με τις τιμές που ζητήσαμε, ενώ στον App Inventor μπορούμε να στείλουμε με την λειτουργία GetValue, μόνο μία τιμή. Επομένως δημιουργούμε μία μεταβλητή μέσα στην οποία έχουμε τοποθετήσει χωρισμένα με ένα σύμβολο (στην προκειμένη περίπτωση χρησιμοποιήσαμε την κάθετο ) τα χαρακτηριστικά που ανακτήσαμε από το ερώτημα.

61 Με την εντολή: echo json_encode(array("value", $tablename,$questions)) στέλνουμε στον App Inventor τη μεταβλητή questions που ουσιαστικά είναι μία csv γραμμή με τις τιμές που ανακτήσαμε. Η μεταβλητή tablename περιέχει το tag που είναι απαραίτητο να σταλεί. App Inventor λαμβάνει τη μεταβλητή value, διασπά τα χαρακτηριστικά που είναι χωρισμένα με τον διαχωριστικό χαρακτήρα μέσα σε αυτή, και τα εισάγει σε λίστα. Τέλος, εμφανίζει στην οθόνη τα στοιχεία της λίστας που χρειάζεται κάθε φορά. Εικόνα 12: Ανάκτηση τιμών από τη βάση δεδομένων ΤΙΤΛΟΣ 61