Δυνάμει Περιβάλλον Συνεργασίας Πολλαπλών Χρηστών για την Υποστήριξη του Μαθήματος Βάσεις Δεδομένων των ΕΠΑ.Λ.

Transcript

1 Δυνάμει Περιβάλλον Συνεργασίας Πολλαπλών Χρηστών για την Υποστήριξη του Μαθήματος Βάσεις Δεδομένων των ΕΠΑ.Λ. Ανδρέας Αρχάκης 1, Ανδρέας Φλώρος 2 andarh@sch.gr, floros@ionio.gr 1 2ο ΕΠΑΛ Σταυρούπολης Θεσ/νίκης, 2 Τμήμα Τεχνών Ήχου και Εικόνας του Ιονίου Πανεπιστημίου Κέρκυρας. Περίληψη Σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα εκπαιδευτικό Δυνάμει Περιβάλλον Συνεργασίας Πολλαπλών Χρηστών (Δ.Π.Σ.Π.Χ.), το οποίο, λαμβάνοντας υπόψη τους κανόνες της ηλεκτρονικής μάθησης, στοχεύει στην υποστήριξη της διδασκαλίας του μαθήματος Βάσεις Δεδομένων (ΒΔ) της Γ Τάξης των Επαγγελματικών Λυκείων (ΕΠΑ.Λ) του Τομέα Πληροφορικής-Δικτύων Η/Υ, Ειδικότητα Υποστήριξη Συστημάτων, Εφαρμογές και Δίκτυα Η/Υ. Δεδομένου ότι βασικό συστατικό ενός Δ.Π.Σ.Π.Χ. είναι τα αντικείμενά του, χρησιμοποιήθηκαν τα SLOODLE εργαλεία. Παράλληλα, αναπτύχθηκε ένα νέο εκπαιδευτικό εργαλείο προσανατολισμένο στην διδασκαλία βασικών εννοιών του μαθήματος των ΒΔ, οι οποίες παραδοσιακά, δημιουργούν δυσκολίες στην κατανόησή τους από τους μαθητές. Η χρήση των εργαλείων αυτών περιγράφηκε μέσω της εφαρμογή τους, σε δημοφιλείς εκπαιδευτικές τεχνικές. Λέξεις κλειδιά: Εκπαιδευτικά Δ.Π.Σ.Π.Χ., OpenSim, SLOODLE, Εκπαιδευτικά Εργαλεία. Εισαγωγή Τα Δυνάμει Περιβάλλοντα Συνεργασίας Πολλαπλών Χρηστών (Δ.Π.Σ.Π.Χ.), είναι τρισδιάστατοι (3Δ) Δυνάμει Κόσμοι (ΔΚ) με πλούσια κοινωνικά χαρακτηριστικά, που παρέχουν δυνατότητα πλοήγησης και επικοινωνίας στους συμμετέχοντες, μέσα σε εικονικούς χώρους. Χρησιμοποιούν μεταφορικά τον φυσικό χώρο και τόπο, όπου με τη βοήθεια των εμπλουτισμένων γραφικών, προκαλούν στο άτομο την ψευδαίσθηση της συνύπαρξης σε μια κοινότητα, όπου όλοι οι συμμετέχοντες υπάρχουν, μέσω των εικονικών εκπροσώπων τους, μέσα σε αυτά (Maher, 1999). Παράλληλα, αποτελούν τη βάση για τη δημιουργία εκπαιδευτικών περιβαλλόντων, για συνεργατική μάθηση από απόσταση και παρέχουν σημαντικά εργαλεία για τη δημιουργία συστημάτων επικοινωνίας και συνεργασίας, με ταυτόχρονη, εύκολη πρόσβαση και χρήση. Μεγάλος αριθμός χρηστών μπορεί να επικοινωνεί ταυτόχρονα με διάφορους τρόπους, όπως με χρήση ήχου, μηνυμάτων απλού κειμένου, αλλά και χειρονομίες, χρησιμοποιώντας αποκλειστικά τις βασικές μονάδες ενός τυπικού ηλεκτρονικού υπολογιστή (Η/Υ) (Μπούρας & Τσιάτσος, 2005). Το OpenSimulation (OpenSim) είναι ένα ανοικτό και ελεύθερο λογισμικό ανάπτυξης Δ.Π.Σ.Π.Χ., συμβατό στις βασικές λειτουργίες του με το Second Life (SL). Στο (Αρχάκης, 2012α) τεκμηριώνονται οι λόγοι που οδηγούν στην επιλογή του OpenSim ως πλατφόρμας υλοποίησης ενός Εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ. και εντοπίζονται οι περιορισμοί και οι δυσκολίες της χρήσης του στην εκπαίδευση. Επίσης, στην ίδια εργασία, αρχικά γίνεται μια σύντομη περιγραφή του ρόλου των λογισμικών πελατών (viewers) στην αρχιτεκτονική Πελάτη Διακομιστή (Client-Server) που χρησιμοποιεί το OpenSim και στη συνέχεια, εντοπίζονται τα χαρακτηριστικά των OpenSim viewers, που ενισχύουν τον κοινωνικό ρόλο του μαθητή και δημιουργούν ένα πλούσιο σε ερεθίσματα και κίνητρα, περιβάλλον μάθησης. Ένα βασικό χαρακτηριστικό της χρήσης ΔΚ στη εκπαίδευση, είναι η έλλειψη επίσημης δομής, με σαφείς αντικειμενικούς στόχους για τον χρήστη μαθητή (Livingstone D. & Kemp J., 2008). Για να

2 2 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής ξεπεραστεί αυτό, αναγκαία είναι η χρήση εκπαιδευτικών εργαλείων μέσα στον ΔΚ, που θα βοηθήσουν τον καθηγητή να σχεδιάσει σενάρια δραστηριοτήτων, τα οποία στη συνέχεια θα τα υλοποιήσουν οι μαθητές του στον ΔΚ. Γενικότερα, παρατηρείται έλλειψη τέτοιων δραστηριοτήτων που να βασίζονται σε εκπαιδευτικές διαδικασίες και πρακτικές, μέσα σε Εικονικά Περιβάλλοντα (ΕΠ) (Καλαϊτζίδου Ε., 2010). Στο (Αρχάκης, 2012β), αφού εντοπιστεί η αναγκαιότητα για μία λειτουργία που θα ενσωματώνει ΔΚ και Συστήματα Διαχείρισης Μάθησης (ΣΔΜ) για κοινή χρήση δεδομένων, παρουσιάζεται το SLOODLE και τα εργαλεία του, ένα ελεύθερο και ανοικτό λογισμικό, το οποίο συνδέει τον ΔΚ OpenSim με το ΣΔΜ MOODLE. Στη συνέχεια, για τις δημοφιλείς εκπαιδευτικές τεχνικές και συγκεκριμένα για : α) την εισήγηση/διάλεξη, β) τις φροντιστηριακές ασκήσεις και γ) τις ομαδικές εργασίες, εντοπίζονται και περιγράφονται: τα χαρακτηριστικά που πρέπει να πληρούν οι χώροι διεξαγωγής της κάθε τεχνικής, τα εκπαιδευτικά βοηθήματα του καθηγητή μέσα στο εκπαιδευτικό Δ.Π.Σ.Π.Χ., για την πληρέστερη διεξαγωγή της εκπαιδευτικής διαδικασίας. Αυτά, είτε παρέχονται ως χαρακτηριστικά του viewer είτε είναι SLOODLE εργαλεία. Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η οργάνωση και η χρήση ενός εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ. για τις ανάγκες της διδασκαλίας του μαθήματος Βάσεις Δεδομένων (ΒΔ) στα Επαγγελματικά Λύκεια (ΕΠΑΛ). Αρχικά, περιγράφεται η αρχιτεκτονική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε στο Δ.Π.Σ.Π.Χ., δηλαδή η κατάτμησή του σε ανεξάρτητα τμήματα και η ανάθεση αυτών σε διαθέσιμους υπολογιστικούς πόρους. Βασικό κομμάτι του εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ. της παρούσας εργασίας, είναι το εργαλείο Εκτέλεσης Εντολών SQL, που αναπτύχθηκε στο ΕΠ του OpenSim και είναι προσανατολισμένο αποκλειστικά στην υποστήριξη του μαθήματος των ΒΔ. Μετά τον προσδιορισμό της σύνθεσης και του τρόπου χρήσης του, περιγράφεται ένα σενάριο αξιολόγησης του εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ., μέσα από μία δραστηριότητα που προσεγγίζει βασικές έννοιες του Αναλυτικού Προγράμματος Σπουδών (ΑΠΣ) των ΒΔ, οι οποίες παραδοσιακά δυσκολεύουν τους μαθητές της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στην κατανόησή τους. Το εκπαιδευτικό Δ.Π.Σ.Π.Χ. εφαρμόστηκε και αξιολογήθηκε από μία ομάδα καθηγητών, οι οποίοι -αφού ολοκλήρωσαν την δραστηριότητα του σεναρίου αξιολόγησης- κατέθεσαν την αίσθηση που αποκόμισαν από την χρήση του περιβάλλοντος. Αρχιτεκτονική του εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ. Για το εκπαιδευτικό Δ.Π.Σ.Π.Χ. που περιγράφεται στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε η αρχιτεκτονική που εμφανίζεται στην Εικόνα 1. Πιο συγκεκριμένα: Επιλέχθηκε, από τα διαθέσιμα OpenSim δίκτυα, το δίκτυο OSgrid ( το μεγαλύτερο σε ηλικία και χρήση OpenSim δίκτυο. Η χρήση του γίνεται χωρίς καμία οικονομική επιβάρυνση. Δημιουργήθηκε μία OpenSim περιφέρεια σε εξυπηρετητή με πρόσβαση στο διαδίκτυο, η οποία συνδέθηκε στο δίκτυο του OSgrid και έγινε μετάβαση του data repository της από SQLite αρχεία σε ΒΔ MySQL, για λόγους σταθερότητας και αξιοπιστίας. Επίσης, άλλαξε το έδαφός της (terrain) και έγιναν οι απαραίτητες ενέργειες για να αποκτήσει υποστήριξη ήχου ώστε να παρέχει την υπηρεσία ανταλλαγής προφορικών μηνυμάτων (voice chat). Εγκαταστάθηκε το MOODLE σε εξυπηρετητή ιστοχώρου με υποστήριξη MySQL ΒΔ και php scripts. Στο MOODLE εγκαταστάθηκαν οι λειτουργικές μονάδες του SLOODLE. Ορίστηκαν και παραμετροποιήθηκαν τα SLOODLE εκπαιδευτικά εργαλεία μέσα στην OpenSim περιφέρεια. Τα SLOODLE εργαλεία υποστηρίζουν την εκπαίδευση μέσα στον δυνάμει κόσμο, φέρνοντας έτσι την λειτουργικότητα του MOODLE μέσα στο εικονικό περιβάλλον του OpenSim. Αναπτύχθηκε μέσα στην OpenSim περιφέρεια ένα εκπαιδευτικό εργαλείο, ειδικά για την υποστήριξη της διδασκαλίας του μαθήματος ΒΔ, χρησιμοποιώντας κώδικα php στις MySQL

3 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 3 βάσεις δεδομένων του εξυπηρετητή, καθώς και τμήματα κώδικα σε αντικείμενα του ΔΚ του OpenSim εξυπηρετητή, γραμμένα σε Linden Scripting Language (LSL). Εικόνα 1. Αρχιτεκτονική Εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ. Συνοπτικά, το εκπαιδευτικό Δ.Π.Σ.Π.Χ. έχει την διάταξη της εικόνας 2: Εικόνα 2. Διάταξη Εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ.

4 4 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Πελάτης Ο viewer που χρησιμοποιεί ο χρήστης μαθητής καθηγητής για να επικοινωνήσει με την OpenSim περιφέρεια του δικτύου OSgrid. Εξυπηρετητής Δεδομένων Οι MySQL ΒΔ που εκτελούνται στον WEB server για το MOODLE και τα εκπαιδευτικά εργαλεία που αναπτύχθηκαν για την υποστήριξη του μαθήματος των ΒΔ. Εξυπηρετητής Εφαρμογών Τα php scripts που εκτελούνται στον WEB server και υλοποιούν το MOODLE και το αλγοριθμικό μέρος του εκπαιδευτικού εργαλείου. Εξυπηρετητής Παρουσίασης Τα LSL scripts που εκτελούνται στον OpenSim server και προσδίδουν συμπεριφορές στα αντικείμενα του ΔΚ που υλοποιούν το εκπαιδευτικό εργαλείο. Εκπαιδευτικά εργαλεία Για τις ανάγκες του εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ., αναπτύχθηκε το Εργαλείο Εκτέλεσης Εντολών SQL το οποίο χρησιμοποιεί τον Κειμενογράφο Σύνταξης SQL Εντολών. Κειμενογράφος Σύνταξης SQL Εντολών (SQL Editor) Ο κειμενογράφος, όπως φαίνεται στην εικόνα 3, δίνει τη δυνατότητα -με συνεργατικό τρόπο- να συντάσσεται μία SQL εντολή. Η εντολή μπορεί να γραφεί από τον καθηγητή, το μαθητή ή ομαδικά από πολλούς μαθητές, χρησιμοποιώντας ως συνεργατικό εργαλείο μία MOODLE WIKI δραστηριότητα. Το περιβάλλον του MOODLE εμφανίζεται μέσα στην OpenSim περιφέρεια, μέσω της δυνατότητας Media on a Prim (MOAP), κατά την οποία η υφή (texture) επιφάνειας ενός prim μπορεί να είναι μία ιστοσελίδα, με την οποία ένας χρήστης μπορεί να αλληλεπιδρά, όπως ακριβώς μπορεί όταν αυτή εμφανίζεται σε ένα WEB Browser. Εικόνα 3. Ο Κειμενογράφος Σύνταξης SQL Εντολών

5 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 5 Το ιστορικό του WIKI, δίνει την δυνατότητα για προβολή παλαιών εκδόσεων της SQL εντολής, εντοπισμό διαφορών μεταξύ διαδοχικών εκδόσεων, καθώς και την καταγραφή καταιγισμού ιδεών μαθητών, με σκοπό την εύρεση της πληρέστερης εκδοχής της SQL εντολής, μέσα στην ομάδα των μαθητών. Εργαλείο Εκτέλεσης SQL Εντολών Το εργαλείο εκτέλεσης SQL εντολών αποτελείται από: Τον πίνακα ανακοίνωσης βοηθητικού υλικού, για την σύνταξη της SQL εντολής. Τον κειμενογράφο σύνταξης SQL εντολής. Τον πίνακα ανακοίνωσης του αποτελέσματος της SQL εντολής. Ο καθηγητής χρησιμοποιεί τον πίνακα ανακοίνωσης βοηθητικού υλικού, για να δώσει χρήσιμες πληροφορίες για την SQL εντολή που πρόκειται να συνταχτεί. Το υλικό αυτό εμφανίζεται ως υφή (texture) στην επιφάνεια του πίνακα ανακοινώσεων. Ο καθηγητής μπορεί πολύ εύκολα - ακόμα και κατά τη διάρκεια χρήσης του εργαλείου από τους μαθητές- να αλλάξει το περιεχόμενο του υποστηρικτικού υλικού. Τότε, για να ανανεωθεί η υφή της επιφάνειας του πίνακα, αρκεί ο μαθητής να επιλέξει (touched) τον πίνακα. Στην εικόνα 4 εμφανίζεται σαν βοηθητικό υλικό το Διάγραμμα Οντοτήτων Συσχετίσεων και το Σχεσιακό Διάγραμμα της περίπτωσης χρήσης (case study) για την οποία θα εκτελεστούν SQL εντολές. Εικόνα 4. Το Εργαλείο Εκτέλεση SQL Εντολών Έστω μία ομάδα μαθητών, που θέλει -με συνεργατικό τρόπο- να συντάξει και στην συνέχεια να εκτελέσει μία SQL εντολή, που της δόθηκε σαν δραστηριότητα από τον καθηγητή. Τα μέλη της ομάδας μπορούν να επικοινωνούν με όλους τους γνωστούς τρόπους, όπως: voice chat, text chat, IM [Αρχάκης 2012α]. Η χρήση του Εργαλείου Εκτέλεσης SQL Εντολής ολοκληρώνεται σε τρία βήματα. Ο καθηγητής ως καθοδηγητής, επιβλέπει όλες τις φάσεις της διαδικασίας και επεμβαίνει ανάλογα. 1ο Βήμα Η ομάδα αναθέτει σε ένα μέλος της να συντάξει την SQL εντολή. Ο μαθητής, χρησιμοποιώντας τον πίνακα βοηθητικού υλικού, γράφει και αποθηκεύει στον κειμενογράφο την πρώτη έκδοση της SQL εντολής. Η διαδικασία αυτή μεταδίδεται σε πραγματικό χρόνο, δίνοντας στην ομάδα τη δυνατότητα της άμεσης αξιολόγηση της SQL εντολής που δόθηκε.

6 6 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής 2ο Βήμα Αν το αποφασίσει η ομάδα, μπορεί να προβεί σε διόρθωση, αναθέτοντας σε κάποιο μέλος της να συντάξει -με παρόμοιο τρόπο- τη δεύτερη έκδοση της εντολής. Η διαδικασία αυτή μπορεί να επαναληφθεί δημιουργώντας και άλλες εκδόσεις. Η τελευταία έκδοση που αποθηκεύεται, θεωρείται και η ενεργή. Μέσω του ιστορικού του κειμενογράφου (WIKI) η ομάδα μπορεί να επαναφέρει μία παλιά έκδοση της εντολής και αποθηκεύοντάς την, να την κάνει και πάλι, την ενεργή εντολή. Η παραπάνω διαδικασία ολοκληρώνεται, όταν η ομάδα έχει αποφασίσει ότι η ενεργή εντολή ανταποκρίνεται πλήρως σε αυτό που της ζητήθηκε και είναι έτοιμη να την εκτελέσει. 3ο Βήμα Η ομάδα αναθέτει σε ένα μέλος της να εκτελέσει την ενεργή εντολή, επιλέγοντας (touched) τον πίνακα ανακοίνωσης του αποτελέσματος της SQL εντολής. Η εντολή, εκτελείται σε μία βάση MySQL που είναι ορισμένη στο και το αποτέλεσμα εμφανίζεται ως υφή (texture), στην επιφάνεια του πίνακα ανακοίνωσης του αποτελέσματος της SQL εντολής. Με τον τρόπο αυτό η εκτέλεση της SQL εντολής, μεταδίδεται σε πραγματικό χρόνο σε όλα τα μέλη της ομάδας. Η SQL εντολή, με βάση το αποτέλεσμα της, θεωρείται: Συντακτικά λανθασμένη, αν δεν εκτελεστεί. Στον πίνακα ανακοίνωσης του αποτελέσματος εμφανίζεται ο κωδικός και η περιγραφή του συντακτικού λάθους, όπως επιστρέφει από την MySQL. Λογικά λανθασμένη, αν εκτελεστεί δίνοντας αποτελέσματα διαφορετικά από τα αναμενόμενα. Επιτυχής. Αν η εντολή έχει συντακτικό ή λογικό λάθος (1η και 2η περίπτωση), η διαδικασία επιστρέφει στο 2ο βήμα της μέχρι να εκτελεστεί η SQL εντολή με επιτυχία (3η περίπτωση). Παιδαγωγική Αξιοποίηση του Δ.Π.Σ.Π.Χ. στην Εκπαιδευτική Διαδικασία Το Δ.Π.Σ.Π.Χ. που αναπτύχθηκε, δημιουργεί ένα εκπαιδευτικό περιβάλλον που διατηρεί όλα τα παιδαγωγικά χαρακτηριστικά που περιγράφηκαν στο (Αρχάκης, 2012α). Συγκεκριμένα: Δίνεται η δυνατότητα στον καθηγητή και στους μαθητές να διαμορφώσουν την εμφάνιση του avatar τους. Η αναπαράστασή τους συμβάλει στην μεταξύ τους επικοινωνία. Η ψευδο-ανωνυμία που χαρακτηρίζει την αλληλεπίδραση των μαθητών τόσο μεταξύ τους όσο και με το καθηγητή τους, τους κάνει να αισθάνονται πιο άνετα απ' ότι σε μια πραγματική τάξη. Αυτό τους δίνει τη δυνατότητα να αναπτύξουν σχέσεις χωρίς άγχος, που πιθανόν να υπάρχει στη σχολική τάξη, συντελώντας ταυτόχρονα στην εξερεύνηση και την ανάπτυξη της ταυτότητάς τους. Οι συνεσταλμένοι μαθητές που είναι συνήθως στο περιθώριο της σχολικής τάξης, βρίσκουν χώρο για να βγουν μπροστά, να ξεπεράσουν τους πιθανούς φόβους τους και να μπορέσουν να πρωταγωνιστήσουν. Οι μαθητές κινούνται και αλληλεπιδρούν μέσα στον ΔΚ. Οι διαφορετικοί τρόποι πλοήγησης προσδίνουν την αίσθηση της ελευθερίας στην κίνηση. Ρυθμίζοντας την κάμερα θέασής τους, μπορούν, με ιδιαίτερα ευέλικτο τρόπο, να έχουν εναλλαγή από την γενική άποψη του εικονικού χώρου, στην ειδική και λεπτομερή εξέταση μίας αναπαράστασής του. Το Δ.Π.Σ.Π.Χ. παρέχει τα μέσα που χρειάζεται ο καθηγητής για την εφαρμογή του διδακτικού πλαισίου της φθίνουσας καθοδήγησης. Χρησιμοποιώντας: τα SLOODLE εργαλεία, όπως το SLOODLE Presenter κ.α., το εργαλείο εκτέλεσης SQL Εντολών με o τον πίνακα ανακοίνωσης βοηθητικού υλικού, για την σύνταξη της SQL εντολής, o τον κειμενογράφο σύνταξης SQL εντολής, o τον πίνακα ανακοίνωσης του αποτελέσματος της SQL εντολής έχει διάφορους τρόπους να προσεγγίσει τη εκπαιδευτική ύλη, επιλέγοντας αυτόν που ανταποκρίνεται στο δυναμικό των μαθητών του. Τα εργαλεία αυτά προσφέρουν διαδικασίες ανατροφοδότησης της εξέλιξη του μαθήματος και έτσι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τον καθηγητή για να αλλάζει με εύκολο τρόπο τις δράσεις και τις αναπαραστάσεις, που παρέχει στους μαθητές του. Επίσης, έχοντας

7 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 7 ξεκάθαρη εικόνα της πορείας των μαθητών του, μέσω συνεχούς ροής δεδομένων που τους αξιολογούν, επεμβαίνει και παρέχει διευκολύνσεις όπου χρειάζεται. Ένα Δ.Π.Σ.Π.Χ. είναι ένας κοινωνικός χώρος. Στο πλαίσιο αυτό, μπορούν να αναπτυχθούν κοινωνικές δραστηριότητες. Εργαλεία όπως το εργαλείο εκτέλεσης SQL εντολών, που με τον κειμενογράφο σύνταξης SQL εντολής προάγει την ολοκλήρωση δραστηριοτήτων με συνεργατικό τρόπο, μπορούν να βοηθήσουν τα μέλη της ομάδας να γνωρίσουν ο ένας τον άλλον, αναπτύσσοντας πρακτικές επικοινωνίας καθώς και άλλες κοινωνικές δεξιότητες. Αυτές οι κοινωνικές εκδηλώσεις αποτελούν στον μαθησιακό χώρο, ένα διάλειμμα. Οι μαθητές που λειτουργούν ως avatars στον ίδιο εικονικό χώρο, διασκεδάζουν όταν εξερευνούν μαζί και βοηθούν ο ένας τον άλλον, μοιραζόμενοι τις νέες εμπειρίες, ξεπερνώντας πολλές φορές την απροθυμία. Οι μαθητές, όταν δυσκολεύονται στην εκτέλεση μιας εργασίας, την ολοκληρώνουν μέσα από συνεργασία, καταλήγοντας έτσι να εξασκούν δεξιότητες (Kapp, Hamilton 2006). Απομακρυσμένοι μαθητές συνεργάζονται, αλληλοεπιδρώντας. Παρέχεται έτσι ένας χώρος, όπου η κοινότητα μπορεί να συσταθεί και να προωθηθεί, προσφέροντας στους μαθητές το αίσθημα «του ανήκει» (Sanders, McKeown 2008). Ο καθηγητής δημιουργεί ομάδες εργασίας τις οποίες τις αναδιοργανώνει συχνά, αλλάζοντας τη σύνθεσή τους, ώστε να εξασφαλίζεται η συμμετοχή όλων των μαθητών. Χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες του OpenSim, επιβλέπει ταυτόχρονα όλες τις ομάδες, χωρίς να χρειάζεται να βρίσκεται στο χώρο που συνεδριάζουν. Το Μάθημα των Βάσεων Δεδομένων στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση Το σύστημα επεξεργασίας δεδομένων, μίας επιχείρησης ή ενός οργανισμού, είναι ιδιαίτερης σημασίας, γιατί πάνω σε αυτά βασίζεται η λήψη αποφάσεων. Ο σχεδιασμός ΒΔ δεν μπορεί να γίνει με επιτυχία από μη ειδικούς (Batra et al. 1990). Η παραπάνω κατάσταση έκανε επιτακτική την ανάγκη για εκπαίδευση, τόσο στον χειρισμό των Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ), όσο και στον σχεδιασμό και στην ανάπτυξη ΒΔ. Στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση, το μάθημα των ΒΔ εμφανίζεται στο Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών (ΑΠΣ) των Επαγγελματικών Λυκείων (ΕΠΑ.Λ.), στον τομέα της Πληροφορικής-Δικτύων Η/Υ και εντάσσεται στο ωρολόγιο πρόγραμμα της Γ Τάξης Ειδικότητα Υποστήριξη Συστημάτων, Εφαρμογές και Δίκτυα Η/Υ. Στην παρακάτω ενότητα περιγράφεται πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί το εκπαιδευτικό Δ.Π.Σ.Π.Χ. για να υλοποιηθεί μία δραστηριότητα που προσεγγίζει βασικές έννοιες του ΑΠΣ των ΒΔ (ΑΠΣ 1999), οι οποίες παραδοσιακά δυσκολεύουν τους μαθητές της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στην κατανόησή τους. Συγκεκριμένα, η δραστηριότητα βοηθάει τον μαθητή: να κατανοήσει την έννοια και την σημασία του σχήματος ΒΔ. να γνωρίζει τους κανόνες σχεδιασμού μιας ΒΔ. να μπορεί να δημιουργεί μια εφαρμογή ΒΔ. να μπορεί να αναγνωρίσει μια σωστά σχεδιασμένη ΒΔ αλλά και το αντίθετο εκ του αποτελέσματος των μειονεκτημάτων. να μπορεί να δημιουργήσει ένα κανονικοποιημένο μοντέλο Οντοτήτων Σχέσεων. να γνωρίζει τι είναι ορισμός δεδομένων και τι χειρισμός δεδομένων. να γνωρίζει τρόπους ορισμού και χειρισμού των δεδομένων. να μπορεί να χειρίζεται DLL και DML SQL εντολές. να γνωρίζει τους τύπους δεδομένων και να τους χρησιμοποιεί στον ορισμό των στηλών του πίνακα μίας ΒΔ. να γνωρίζει τις έννοιες: κλειδί, υπέρ-κλειδί, υποψήφιο κλειδί. να μπορεί να ορίζει τα κλειδιά σε πίνακες μιας ΒΔ. να μπορεί να ορίζει συσχετίσεις και να τηρεί τους κανόνες ακεραιότητας των δεδομένων. να κατανοήσει τον όρο «σύνοδος διεπαφής», τονίζοντας ότι μία διεπαφή πρέπει να ολοκληρωθεί τελείως ή καθόλου για να παραμείνει η ΒΔ σε σωστή και συνεπή κατάσταση.

8 8 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Δραστηριότητα ΟΡΙΣΜΟΣ ΠΙΝΑΚΑ ΣΕ ΣΔΒΔ Σύντομη περιγραφή Στην δραστηριότητα αυτή θα χρησιμοποιηθεί το εκπαιδευτικό Δ.Π.Σ.Π.Χ. για να οριστεί ένας απλός πίνακας σε μία MySQL ΒΔ, στον οποίο θα αποθηκεύονται δεδομένα για τους Συμβούλους Καθηγητές ενός Σχολείου. Στην συνέχεια, θα εισαχθούν γραμμές σε αυτόν. Έμφαση δίνεται στον ορισμό του κλειδιού του πίνακα, των κατάλληλων τύπων δεδομένων για τις στήλες του, καθώς και στην αδυναμία του να φιλοξενήσει αποτελεσματικά όλες τις απαιτούμενες πληροφορίες. Έτσι, θα αναδειχθούν τα προβλήματα που επιφέρει η έλλειψη της 1ης Κανονικής Μορφής. Εκπαιδευτικές Τεχνικές Για την υλοποίηση της δραστηριότητας θα χρησιμοποιηθεί η τεχνική της ομαδικής εργασίας [Αρχάκης 2012β] με το Εργαλείο Εκτέλεσης SQL. Αυτό προϋποθέτει να έχει προηγηθεί: η ανάπτυξη, με την τεχνική της διάλεξης/εισήγησης, των εννοιών: o πίνακας, στήλη, γραμμή, πεδίο ορισμού στήλης. o 1η κανονική μορφή πίνακα και 1ος κανόνας κανονικοποίησης δεδομένων. o περιορισμοί ακεραιότητας με έμφαση στο πρωτεύον κλειδί του πίνακα. η επίδειξη, με την τεχνική των φροντιστηριακών ασκήσεων: o o Εκπαιδευτικό Σενάριο της εφαρμογής του 1ου κανόνα κανονικοποίησης σε πίνακα. των SQL εντολών: Create Table και των παραμέτρων της που ορίζουν περιορισμούς ακεραιότητας στις στήλες του πίνακα όπως primary key, unique key, not null κ.α. Insert into. Η διεύθυνση του σχολείου αναθέτει στο τμήμα πληροφορικής, να αναπτύξει μία Βάση Δεδομένων για τη διαχείριση της σχολικής μονάδας. Στο πλαίσιο αυτής της υπόθεσης εργασίας, θα αναπτυχθεί σταδιακά μια απλή ΒΔ, η οποία θα μπορούσε να αποτελέσει τον πυρήνα ενός ολοκληρωμένου συστήματος διαχείρισης πληροφοριών, για το συγκεκριμένο πρόβλημα. Υλοποίηση 1ο Βήμα: Δημιουργία του πίνακα tutor Να δημιουργηθεί -με το Εργαλείο Εκτέλεσης SQL εντολών- o πίνακας tutor, για την οντότητα Σύμβουλος Καθηγητής, με τα χαρακτηριστικά του πίνακα 1. Πίνακας 1. Πίνακας tutor 1ης Δραστηριότητας Πεδίο Τύπος Κλειδί Id (Κωδικός) varchar(2) ΝΑΙ Primary Name (Όνομα) varchar(15) ΟΧΙ Not Null SurName (Επίθετο) varchar(20) ΟΧΙ Not Null Job (Ειδικότητα) varchar(10) ΟΧΙ Designation (Ημερομηνία Διορισμού) Date ΟΧΙ Τάξη (Class) varchar(12) ΟΧΙ Address (Διεύθυνση) varchar(30) ΟΧΙ Phone (Τηλέφωνο) varchar(10) ΟΧΙ

9 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 9 2ο Βήμα: Εισαγωγή δεδομένων Να εισαχθούν εγγραφές στον πίνακα με το Εργαλείο Εκτέλεσης SQL εντολών, για τους καθηγητές του σχολείου. 3o Βήμα: Παρατήρηση των προβλημάτων του πεδίου Τάξη (Class) Να σχολιαστεί η χρήση του πεδίου Τάξη (Class). Ποια προβλήματα μπορούν να προκληθούν, στην περίπτωση του σύμβουλου καθηγητή με πολλές τάξεις; Ποια αρχή του σχεσιακού μοντέλου παραβιάζει ο συγκεκριμένος σχεδιασμός; Να προταθούν λύσεις. Συμπεράσματα Δόθηκε σε πέντε καθηγητές πληροφορικής να ολοκληρώσουν την δραστηριότητα που αναπτύχθηκε στην παραπάνω παράγραφο, ως σενάριο αξιολόγησης του εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ. για το μάθημα των ΒΔ. Οι καθηγητές είχαν το ρόλο της ομάδας μαθητών με εκπαιδευτή τους, τον γράφοντα. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας, η αξιολόγηση δεν έγινε με κάποιο δομημένο τρόπο αλλά με μία αυθόρμητη συζήτηση μεταξύ των συμμετεχόντων, από την οποία καταγράφηκε η αίσθηση που αποκομίσθηκε, για το πώς θα ανταποκριθούν οι μαθητές, στην χρήση του περιβάλλοντος. Οι συμμετέχοντες, χαρακτήρισαν την όλη διαδικασία ιδιαίτερα καινοτόμα και πρωτότυπη και κατέληξαν στο συμπέρασμα, ότι είναι εφικτή η εφαρμογή της στη σχολική τάξη. Δήλωσαν επίσης ότι θα ήθελαν να εμβαθύνουν τις δεξιότητές τους στο OpenSim, προκειμένου να το χρησιμοποιήσουν στη διδασκαλία τους, διότι μπορεί να υποστηρίξει τη εξ αποστάσεως συνεργασία σε ένα ευχάριστο και αυθεντικό περιβάλλον. Είχαν έντονο το συναίσθημα της εμβύθισης, δηλαδή την ψευδαίσθηση της ενεργούς συμμετοχής στις δραστηριότητες που διεξάγονταν στην OpenSim περιφέρεια. Η αλληλεπίδραση με τον δυνάμει κόσμο, τους έδινε την εντύπωση ότι οι ενέργειές τους, επηρέαζαν άμεσα το περιβάλλον. Το γεγονός αυτό, ενίσχυε την κινητοποίηση και τη διατήρηση της εμπλοκής τους, στις δραστηριότητες που συμμετείχαν. Η δραστηριότητα ολοκληρώθηκε με την υποστήριξη των εκπαιδευτικών εργαλείων. Οι συμμετέχοντες ανέφεραν ότι μπορούσαν -με πολλαπλούς τρόπους- να επικοινωνούν, να συνεργάζονται και τελικά να ολοκληρώνουν δραστηριότητες μέσα στο ίδιο περιβάλλον. Το καινοτόμο, ευχάριστο, άνετο περιβάλλον της OpenSim περιφέρειας, κρίθηκε ότι μπορεί να υποστηρίξει τη συμμετοχή, τη συνεργασία, την επικοινωνία και την εμπειρική μάθηση. Ανέφεραν ωστόσο μικρές δυσκολίες, που οφείλονταν κυρίως στην έλλειψη προηγούμενης εμπειρίας τους, καθώς και μικρά τεχνικά προβλήματα όπως «πάγωμα» προγράμματος, λόγω αργής σύνδεσης. Χαρακτηριστικές ήταν οι δυσκολίες στην χρήση της κάμερας θέασης και στις κινήσεις του avatar. Αυτά δημιουργούσαν συναισθήματα άγχους και ανασφάλειας, χωρίς όμως να επηρεάσουν σημαντικά, την εμπλοκή τους στη διαδικασία. Από τα παραπάνω προέκυψε ότι, θα πρέπει να αφιερωθεί χρόνος και να δαπανηθούν χρήματα για τη δημιουργία ενός σταθερού υπολογιστικού συστήματος. Το σύστημα αυτό πρέπει να δοκιμαστεί ιδιαίτερα, πριν χρησιμοποιηθεί στην εκπαιδευτική διαδικασία, με σκοπό να λειτουργήσει και ως σύστημα αναφοράς για υλοποίηση παρόμοιων εκπαιδευτικών Δ.Π.Σ.Π.Χ.. Το συναίσθημα του άγχους και της ανασφάλειας που δημιουργεί ένα ανεπαρκές υπολογιστικό σύστημα, μπορεί να είναι αποτρεπτικό στην αποδοχή του από τους μαθητές. Η εφαρμογή του εκπαιδευτικού Δ.Π.Σ.Π.Χ. σε πραγματικές συνθήκες διδασκαλίας του μαθήματος των ΒΔ πρέπει να γίνει σταδιακά, ξεκινώντας με την δραστηριότητα που αναπτύχθηκε και στη συνέχεια, να οργανωθούν και άλλες δραστηριότητες σε έννοιες που παραδοσιακά δυσκολεύουν τους μαθητές. Ένα OpenSim εκπαιδευτικό Δ.Π.Σ.Π.Χ., με την υποστήριξη των κατάλληλων εκπαιδευτικών εργαλείων, έχει όλα εκείνα τα χαρακτηριστικά για την επιτυχή διεξαγωγή του μαθήματος των ΒΔ. Ο καθηγητής μπορεί να καθορίζει και να μεταβάλλει τη θέση, τη κλίμακα και τη πυκνότητα της πληροφορίας, την αλληλεπίδραση και την απόκριση του συστήματος, το χρόνο και το βαθμό

10 10 7ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής συμμετοχής των μαθητών του. Οι μαθητές -μέσα σε ένα περιβάλλον όπου προάγεται η εμπειρική μάθηση, η συλλογική εργασία και η κοινωνικότητα στην εκπαίδευση- μπορούν με πολλαπλούς τρόπους να επικοινωνούν, να συνεργάζονται, να ολοκληρώνουν δραστηριότητες και τελικά να κατακτούν την γνώση. Αναφορές Batra D., Hoffer A. J. και Bostrom P. R. (1990) Comparing representations with relational and EER models, Communications of the ACM, 33(2), Kapp, K., Hamilton, B. (2006) Designing instruction to teach principles (softskills). White paper. Department of instructional technology and institute for interactive technologies. Livingstone, D., Kemp, J. (2008). Massively multi-learner: recent advances in 3D social environments. Maher, M.L. (1999). Designing the virtual campus, design studies. Vol.20, pp Sanders, R L., & McKeown, L. (2008). Promoting reflection through action learning in a 3D virtual world. International journal of social sciences, 2(1), ΑΠΣ (1999). Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών του μαθήματος Βάσεις Δεδομένων (ΒΔ) της Γ Τάξης των Επαγγελματικών Λυκείων (ΕΠΑ.Λ) του Τομέα Πληροφορικής-Δικτύων Η/Υ, Ειδικότητα Υποστήριξη Συστημάτων, Εφαρμογές και Δίκτυα Η/Υ. Αθήνα: Παιδαγωγικό Ινστιτούτο. Ανακτήθηκε στις 10 Μαρτίου 2013 από Αρχάκης Ανδρέας (2012α). Χαρακτηριστικά του OpenSim, που προσφέρονται μέσω ενός Viewer, για την ανάπτυξη και υποστήριξη ενός εκπαιδευτικού ΣΠΕΠ. Πρακτικά 6 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου στη Φλώρινα - Διδακτική της Πληροφορικής. Αρχάκης Ανδρέας (2012β). Υλοποίηση Εκπαιδευτικών Τεχνικών σε OpenSim ΣΠΕΠ, με Χρήση SLOODLE Εργαλείων, Πρακτικά του 6 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής ΠΕΚΑΠ - Πληροφορική και Νέο Σχολείο. Ζαχαρής, Κ., Κασιμάτης, Ν., Κουνιάκης, Χ., Μανωλόπουλος, Ι. & Οικονόμου, Θ. (2000), Βάσεις Δεδομένων. Αθήνα: Εκδοτικός Οργανισμός Λιβάνη ΑΒΕ. Καλαϊτζίδου Ελένη (2010). Ηλεκτρονική Μάθηση σε διαδραστικά εικονικά περιβάλλοντα. Διπλωματική εργασία Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο (ΕΑΠ). Μπούρας Χ, Τσιάτσος Θ (2005). Υποστήριξη εκπαιδευτικών εικονικών περιβαλλόντων με χρήση της πλατφόρμας EVE, Πρακτικά του 3 ου Συνεδρίου στη Σύρο ΤΠΕ στην Εκπαίδευση.