Εκπαιδευτικό Σενάριο : ιδάσκοντας την ΟΣΟ µέσα από ένα πρόβληµα

Transcript

1 Εκπαιδευτικό Σενάριο : ιδάσκοντας την ΟΣΟ µέσα από ένα πρόβληµα Κατσαούνος Γιώργος gkatsaounos@sch.gr Εκπαιδευτικός ΠΕ20, Υποδιευθυντής 1 ου ΕΚ Λαµίας Περίληψη Το παρόν διδακτικό σενάριο έχει ως κεντρικό άξονα µια προσοµοίωση της πραγµατικής σχολικής ζωής επιδιώκοντας την ενεργοποίηση του ενδιαφέροντος των µαθητών, την δηµιουργία συνθηκών βιωµατικής µάθησης, την σταδιακή ανακάλυψη της γνώσης και την αλληλεπίδραση µεταξύ των µαθητών. Σκοπός του σεναρίου είναι µέσα από τα φύλλα δραστηριότητας οι µαθητές να προβληµατιστούν για την επίλυση του προβλήµατος και χρησιµοποιώντας τον ιερµηνευτή της Γλώσσας να κατασκευάσουν µια δόκιµη αλγοριθµική λύση για αυτό. Μέσα από τη διαδικασία αυτή θα αναγνωρίσουν τη σηµασία της δοµής επανάληψης, των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών της και τον τρόπο χρήσης της. Επίσης το πώς θα µπορούν να σχεδιάζουν και να αναπτύσσουν επαναληπτικές αλγοριθµικές δοµές που να επιλύουν προβλήµατα της καθηµερινής τους ζωής, βλέποντας τα αποτελέσµατα άµεσα και κωδικοποιηµένα στον υπολογιστή σε µορφή ψευδογλώσσας. Λέξεις κλειδιά: µάθηση βασισµένη στο πρόβληµα, PBL, δοµές επανάληψης, αλγοριθµική, διερµηνευτής ΓΛΩΣΣΑ. Εισαγωγή Το διδακτικό σενάριο έχει ως κεντρική ιδέα ένα υπαρκτό πρόβληµα της πραγµατικής σχολικής ζωής στο πλαίσιο της διεξαγωγής των ερευνητικών εργασιών (project). Με αυτό τον τρόπο συνδέεται διαθεµατικά µε τα υπόλοιπη σχολική ζωή των µαθητών σε µια προσπάθεια ενεργοποίησης βιωµατικής και ανακαλυπτικής µάθησης ως απόρροια επίλυσης πραγµατικών προβληµάτων. Η προβληµατοκεντρική διδακτική µέθοδος (PbL : Problem Based Learning), αποτελεί µια σχετικά σύγχρονη διδακτική προσέγγιση (Παπανικολάου κ.α., 2002), που επιδιώκει την ανακάλυψη της γνώσης µέσα από τις απαιτήσεις ενός πραγµατικού προβλήµατος. Ο µαθητής ξεκινά από κάποιο δοθέν πρόβληµα και συµµετέχοντας ενεργά οδηγείται στην ανακάλυψη των απαιτούµενων γνώσεων και δεξιοτήτων για την επίλυσή του, χρησιµοποιώντας γνώσεις από διαφορετικά γνωστικά πεδία, ακολουθώντας τον δικό του δρόµο σενάριο µάθησης (Mac Master University, 2013; IMSA, 2013; Pbl@UD, 2013). Η προσέγγιση αυτή σε συνδυασµό µε την οµαδοσυνεργατική, δυνητικά καλύπτει τις σύγχρονες απαιτήσεις για το προφίλ του µαθητή διότι επιπλέον αναπτύσσει δεξιότητες επικοινωνίας, συνεργασίας, οµαδικότητας και κοινωνικών συναναστροφών (Καραγιαννίδης, 2005). Για την υλοποίηση του σεναρίου οι µαθητές χωρίστηκαν σε οµάδες των τριών - τεσσάρων ατόµων. Αρχικά προβληµατίστηκαν για το θέµα και προτείνανε τρόπους λύσης. Οι τρόποι λύσεις συζητήθηκαν ανά οµάδα και στην ολοµέλεια και υλοποιήθηκαν σε προγραµµατιστικό περιβάλλον χρησιµοποιώντας τον ιερµηνευτή της Γλώσσας. Οι λύσεις ελέγχθηκαν ως προς την συµπεριφορά τους και αναλύθηκαν ειδικά θέµατα επαναληπτικών δοµών. Σύντοµη περιγραφή του εκπαιδευτικού σεναρίου. Το σενάριο δοµείται πάνω στις βασικές αρχές της µάθησης βασισµένης στο πρόβληµα (Pbl@UD, 2013; Bridges, 1992) η οποία εµπεριέχει την ανακαλυπτική µάθηση και την οµαδοσυνεργατική µάθηση (Brooks & Brooks, 2001; Shapiro A., 2002; Ε^2 ΤΕΕ, 2006) ως βασικό στοιχείο σχεδιασµού δραστηριοτήτων (Hmelo-Silver & Barrows, 2006; Avouris & Mikropoulos, 2006). Το σενάριο υλοποιήθηκε κατά την 5 η επιµορφωτική περίοδο Β Επιπέδου σε τµήµατα της τάξης του τοµέα Πληροφορικής του εσπερινού ΕΠΑΛ Λαµίας, στα πλαίσια του µαθήµατος οµηµένος προγραµµατισµός. Σχετίζεται άµεσα τόσο µε το ιαθεµατικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών (.Ε.Π.Π.Σ.) για την Πληροφορική, όσο και µε τα Αναλυτικά Προγράµµατα Σπουδών του Γενικού Λυκείου και ΕΠΑΛ για τα µαθήµατα ΑΕΠΠ της Γ Γενικού Λυκείου, Επιστήµης Η/Υ της Α κ Β Γενικού Λυκείου και ΕΠΑΛ καθώς και του δοµηµένου προγραµµατισµού της Γ ΕΠΑΛ. Το σενάριο αναφέρεται σε καταστάσεις όπου οι µαθητές θα µπορούν να εφαρµόζουν τεχνικές σχεδίασης και ανάπτυξης αλγορίθµων χρησιµοποιώντας τις επαναληπτικές δοµές. Η εξοικείωση των µαθητών µε τις τεχνικές αυτές στοχεύουν στην συνθετική ανάλυση προβληµάτων που αντιµετωπίζουν στην καθηµερινή τους ζωή ώστε να µπορούν να τα επιλύσουν, οξύνοντας ταυτόχρονα την κριτική τους σκέψη και την αναλυτική τους ικανότητα. Οι µαθητές θα πρέπει ήδη να έχουν εξοικειωθεί µε το προγραµµατιστικό περιβάλλον του ιερµηνευτή της Γλώσσας ή τον on line διερµηνευτή Ψευδογλώσσας ( έχοντας ήδη πραγµατοποιήσει σχετικές δραστηριότητες χρησιµοποιώντας την δοµή ακολουθίας και τις δοµές επιλογής ώστε να επιλύουν προβλήµατα που αντιµετωπίζουν καθηµερινά. Επίσης να έχουν εισαχθεί στην 'Όσο συνθήκη...επανάλαβε" πραγµατοποιώντας φύλλα δραστηριοτήτων που αφορούν τη σωστή σύνταξη της δοµής καθώς και αρχικοποιήσεις και χρήση µετρητών επανάληψης. Οι υπόλοιπες δεξιότητες αποκτώνται σταδιακά µε τη χρήση του λογισµικού προγραµµατισµού. Το σενάριο πραγµατεύεται ιδιαιτερότητες της ΟΣΟ (επαναλήψεις µε τιµή φρουρό) για την επίλυση πιο σύνθετων προβληµάτων. Το σενάριο έχει σχεδιαστεί ώστε να µπορεί να υλοποιηθεί ακόµα και στην αίθουσα µε ελάχιστες απαιτήσεις υλικού. Για τις ανάγκες του σεναρίου απαιτείται ένας σχετικά µικρός αριθµός υπολογιστών ή συσκευών πρόσβασης στο διαδίκτυο (tablet, κινητό), πρόσβαση στο διαδίκτυο και ένας φυλλοµετρητής ιστού. Αν υπάρχει βιντεοπροβολέας ή διαδραστικός πίνακας µπορεί να ενισχυθεί η αλληλεπίδραση των µαθητών και των οµάδων. Πρακτικά Εργασιών 9 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής, Καστοριά, Απριλίου 2015

2 2 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές Οι µαθητές χωρίζονται σε οµάδες των 3-4 ατόµων, κατά προτίµηση µε πρωτοβουλία του διδάσκοντα µε στόχο την ανοµοιογένεια των µελών τους. εν γίνεται καµία αναφορά σε προηγούµενες γνώσεις µαθήµατα µε σκοπό τα πάντα να ξεκινήσουν από την προβληµατική κατάσταση και λόγω αυτής να αναζητηθούν τα εργαλεία λύσης. Το σενάριο περιστρέφεται γύρω από ένα κεντρικό πρόβληµα το οποίο δίνεται στους µαθητές ως εξής : «Για τις ανάγκες του µαθήµατος της ερευνητικής εργασίας του σχολείου σας, σας ζητήθηκε να κάνετε µια δηµοσκόπηση, συγκεντρώνοντας τις απόψεις όσο το δυνατόν περισσότερων συµµαθητών σας σχετικά µε ένα ερωτηµατολόγιο που κατασκευάσατε. Για το λόγο αυτό, περιµένετε στο διάδροµο δίπλα στο κυλικείο και ζητάτε τις απαντήσεις των συµµαθητών σας στο ερωτηµατολόγιο που κατασκευάσατε. Ας ανακαλύψουµε τον αλγόριθµο που θα υλοποιεί την καταχώριση των ερωτηµατολογίων και θα µπορέσει να σας βοηθήσει στην επεξεργασία των στοιχείων σας.» Στην 1η δραστηριότητα ζητείται να προβληµατιστούν οι µαθητές µε τις ιδιαιτερότητες του προβλήµατος που τους δόθηκε σχετικά µε τον αριθµό των επαναλήψεων (άγνωστος) και την συνθήκη τερµατισµού (γεγονός). Αφού αποτυπωθεί η γνώµη των µαθητών κατά οµάδες και στην ολοµέλεια, ακολουθεί η 2η δραστηριότητα. Στην 2η δραστηριότητα δίνεται στους µαθητές ένας έτοιµος αλγόριθµος και ζητείται να δοκιµάσουν τον αλγόριθµο µε παραλλαγές στο περιβάλλον της Γλώσσας. Αρχικά ζητείται να εκτελέσουν τον αλγόριθµο µε διαφορετικές τιµές εισόδου και να παρακολουθήσουν την συµπεριφορά του ώστε να αναγνωρίσουν και να διακρίνουν πόσες φορές εκτελείται η επανάληψη και πότε σταµατά, πότε δεν σταµατά και γιατί (ατέρµων βρόχος), ποια µεταβλητή και γιατί παίζει το ρόλο του σηµατοδότη, πως αρχικοποιείται και πως µεταβάλλεται καθώς και ποιες τιµές του σηµατοδότη σταµατούν την επανάληψη (φρουρός). Οι υπόλοιπες δραστηριότητες πραγµατεύονται τη χρήση µετρητών και δοµών επιλογής µέσα στην προηγούµενη εφαρµογή της ΟΣΟ. Κάθε φορά δίνονται στους µαθητές τα προηγούµενα δείγµατα αλγορίθµων τροποποιηµένα κατάλληλα ώστε να χρησιµοποιούν µε σωστό ή λάθος τρόπο µετρητές και πλήθη. Παράλληλα ζητείται η ενεργός συµµετοχή των µαθητών στην αναγνώριση των λειτουργιών, στην ανίχνευση των λαθών και στην τροποποίηση των αλγορίθµων. Οι απαντήσεις των µαθητών καταγράφονται σε κατάλληλα σχεδιασµένες google forms, ώστε να γίνεται ηλεκτρονική καταγραφή των απαντήσεων των µαθητών και να διευκολύνεται η διαδικασία της ανατροφοδότησης και επεξεργασίας του εκπαιδευτικού. Μέσα από το παρόν σενάριο επιδιώκεται οι µαθητές να αναπτύξουν την κριτική τους σκέψη αξιοποιώντας τις προηγούµενες γνώσεις τους, να αναπτύξουν την οµαδικότητα και τη συνεργασία µέσα στα πλαίσια της οµάδας καθώς και την αποτελεσµατική επικοινωνία, συνεργασία και αλληλεπίδραση της οµάδας τους µε τις αντίστοιχες άλλες οµάδες, να ενδυναµώσουν το αίσθηµα ευθύνης της γνώµης και των επιλογών τους, να διακρίνουν την αναγκαιότητα χρήσης της δοµής επανάληψης ΟΣΟ, να αναγνωρίζουν το συµβάν που πρέπει να σταµατήσει την επαναληπτική διαδικασία, να συντάσσουν την λογική συνθήκη ελέγχου της επανάληψης, να αντιλαµβάνονται την αναγκαιότητα της αρχικοποίησης των µεταβλητών-µετρητών, να διακρίνουν τον ατέρµων βρόχο, να χρησιµοποιούν σωστά την δοµή επανάληψης ΟΣΟ, να χρησιµοποιούν ένα ηλεκτρονικό προγραµµατιστικό περιβάλλον αξιοποιώντας το κατάλληλα ώστε να δοκιµάζουν τον κώδικα τους και να εντοπίζουν τα πιθανά λάθη βλέποντας τα αποτελέσµατα άµεσα στον υπολογιστή. Συµπεράσµατα Οι µαθητές ανταποκρίθηκαν στο σχεδιασµό σε ικανοποιητικό βαθµό και συµµετείχαν ενεργητικά στις δραστηριότητες δείχνοντας αρκετό ενδιαφέρον. Ιδιαίτερη εντύπωση τους έκανε η ανακοίνωση του προβλήµατος και η σύνδεση του µαθήµατος µε τη σχολική τους καθηµερινότητα. Λόγω του αρχικού προβλήµατος και µιας πρόσφατης εκλογικής διαδικασίας ( ηµοτικές εκλογές), οι µαθητές ανταποκρίθηκαν µε ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Στην πορεία το ενδιαφέρον διατηρήθηκε γιατί η διαδικασία απαιτούσε την ενεργητική συµµετοχή τους. Εντύπωση προκάλεσε η σχεδόν παντελής απουσία διδακτικού θορύβου λόγω των ελάχιστων τεχνικών απαιτήσεων, της διατήρησης του ενδιαφέροντος των µαθητών και της δυναµικής που αναπτύχθηκε εντός των οµάδων. Η δυναµική των οµάδων άρχισε να διαφαίνεται από την πρώτη δραστηριότητα όπου οι µαθητές συζήτησαν τις ιδέες τους ανά οµάδα σχετικά µε τις ερωτήσεις. Για τη σύνθεση των απόψεων στην ολοµέλεια χρησιµοποιήθηκε τεχνική καταιγισµού ιδεών στον πίνακα. Στην πορεία διαπιστώθηκε µια υγιής άµιλλα µεταξύ των οµάδων σχετικά µε τα ευρήµατα και τις λύσεις της καθεµίας. Προς το τέλος, αρκετοί µαθητές που είχαν ολοκληρώσει τις δραστηριότητες προσφέρθηκαν και βοήθησαν κάποιες οµάδες που έµειναν πίσω. Οι δυσκολίες και οι παρανοήσεις ήταν αναµενόµενες λόγω των συνηθισµένων παρανοήσεων για τις δοµές επανάληψης. Όταν ο αριθµός επαναλήψεων είναι άγνωστος αναζητούν µια συνθήκη της µορφής «µετρώ πόσες φορές µέχρι να γίνουν Χ επαναλήψεις», ενώ δυσκολεύονται να κατανοήσουν την θέσπιση ενός γεγονότος ως σηµατοδότη τερµατισµού. Οι µαθητές δυσκολεύτηκαν να ορίσουν µε επιτυχία την συνθήκη εξόδου του βρόχου, δεν µπορούσαν να καθορίσουν σωστά το σώµα εντολών του βρόχου και δυσκολεύτηκαν να κατανοήσουν ότι ο βρόχος τερµατίζεται αφού η συνθήκη ελεγχθεί κατά την αµέσως επόµενη επανάληψη. Τα έτοιµα κοµµάτια κώδικα βοήθησαν πολύ σε αυτή την κατεύθυνση γιατί είχαν µπροστά τους µια λύση την οποία έπρεπε να κατανοήσουν-διορθώσουν-βελτιστοποιήσουν και αποδείχθηκαν πιο λειτουργικά για τη µαθησιακή διαδικασία σε σχέση µε την δηµιουργία του αλγορίθµου από λευκό χαρτί, τουλάχιστον σε αυτό το στάδιο της διδασκαλίας. Στο τέλος υπήρχε µια πρόσθετη δραστηριότητα για το σπίτι στη φιλοσοφία της δηµιουργίας αλγορίθµου από µηδενική βάση. Σχεδιάζοντας τις δραστηριότητες εκ των προτέρων δόθηκε η ευκαιρία να προετοιµαστεί πιο σωστά η διδασκαλία και να προσανατολιστεί καλύτερα επάνω στους στόχους της. Μέσα από τη διαδικασία του σχεδιασµού, της υλοποίησης και του αναστοχασµού επιτεύχθηκε η επαναληπτική διαδικασία εφαρµογής, αξιολόγησης και ανατροφοδότησης για την συνεχή βελτιστοποίηση του εκπαιδευτικού έργου και του εκπαιδευτικού.

3 3 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές Αναφορές Avouris, N., & Mikropoulos, A. (2006). Problem-based learning for foundation computer science courses. Computers and Education, 37(2), Bridges, E. M. (1992). Problem based learning for administrators. Eugene, OR: ERIC Clearinghouse on Educational Management. (ERIC Document Reproduction Service No. ED ) Brooks J.G., Brooks M.G., (2001). In research of understanding: the case for constructivism classroom. Upper Saddle River, NJ : Merril Prentice Hall. Ε^2 ΤΕΕ (2006). Μεταπτυχιακό Εκπαιδευτικό Υλικό για Επιμορφωτές Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας (ΤΠΕ) στην Τεχνική και Επαγγελματική Εκπαίδευση (ΤΕΕ). Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από Hmelo-Silver, C. E. & Barrows, H. S. (2006). Goals and strategies of a problem-based learning facilitator. Interdisciplinary Journal of Problem-based Learning, IMSA (2013). Collaborative Inquiry in Action, Illinois. Mathematics & Science Academy. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από: Καραγιαννίδης Χ. (2005). Συνεργατικά Εκπαιδευτικά Περιβάλλοντα και Μοντέλα. Διδακτικές Σημειώσεις μαθήματος. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από : Mac Master University (2013). Problem Based Learning. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από : Pbl@UD (2013). Problem-Based Learning at University of Delaware. University of Delaware. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από: Παιδαγωγικό Ινστιτούτο (2003). Διαθεματικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγραμμάτων Σπουδών Πληροφορικής. Αθήνα: ΥΠΕΠΘ. SDSU (2013). Problem Based Learning - A WebQuest. San Diego State University. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από Shapiro A., (2002). The latest dope on research (about constructivism): Part 1: Different approaches to constructivism what s all about. International Journal of Educational Roform Vygotsky L. S., (1978). Mind in society: The development of higher psychological processes. MA: Harvard University Press. Cambridge.

4 4 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Σενάριο: ιδάσκοντας την ΟΣΟ µέσα από ένα πρόβληµα 1. Τίτλος εκπαιδευτικού σεναρίου: Αλγοριθµικές δοµές επανάληψης - ιδάσκοντας την ΟΣΟ µέσα από ένα πρόβληµα 2. Εκτιµώµενη διάρκεια εκπαιδευτικού σεναρίου Ο αρχικός σχεδιασµός του σεναρίου σύµφωνα µε το αναλυτικό πρόγραµµα σπουδών προβλέπει την ολοκλήρωση του σε 2 διδακτικές ώρες και σε γενικές γραµµές κρίνεται επαρκής. Ο εκπαιδευτικός µπορεί να επεκτείνει το χρόνο εφαρµογής του σεναρίου όσο αυτός κρίνει αναγκαίο ενώ µπορεί να διαµορφώσει τις δραστηριότητες σύµφωνα µε τις ανάγκες της τάξης του ή και τους στόχους του µαθήµατος. ραστηριότητες µπορούν να αφαιρεθούν ή να προστεθούν όταν οι µαθησιακές ανάγκες δεν ανταποκρίνονται στο προτεινόµενο σενάριο. 3. Ένταξη του διδακτικού σεναρίου στο πρόγραµµα σπουδών / προαπαιτούµενες γνώσεις Το σενάριο σχετίζεται άµεσα τόσο µε το ιαθεµατικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών (.Ε.Π.Π.Σ.) για την Πληροφορική, όσο και µε τα Αναλυτικά Προγράµµατα Σπουδών του Γενικού Λυκείου και ΕΠΑΛ για τα µαθήµατα ΑΕΠΠ της Γ Γενικού Λυκείου, Επιστήµης Η/Υ της Α κ Β Λυκείου και ΕΠΑΛ καθώς και του δοµηµένου προγραµµατισµού της Γ ΕΠΑΛ. Το σενάριο αναφέρεται σε καταστάσεις όπου οι µαθητές θα µπορούν να εφαρµόζουν τεχνικές σχεδίασης και ανάπτυξης αλγορίθµων χρησιµοποιώντας τις επαναληπτικές δοµές. Η εξοικείωση των µαθητών µε τις τεχνικές αυτές στοχεύουν στην συνθετική ανάλυση προβληµάτων που αντιµετωπίζουν στην καθηµερινή τους ζωή ώστε να µπορούν να τα επιλύσουν, οξύνοντας ταυτόχρονα την κριτική σκέψη και την αναλυτική ικανότητά τους. Οι µαθητές θα πρέπει ήδη να έχουν εξοικειωθεί µε το προγραµµατιστικό περιβάλλον του ιερµηνευτή της Γλώσσας ή τον on line διερµηνευτή Ψευδογλώσσας ( έχοντας ήδη πραγµατοποιήσει σχετικές δραστηριότητες χρησιµοποιώντας την δοµή ακολουθίας και τις δοµές επιλογής ώστε να επιλύουν προβλήµατα που αντιµετωπίζουν καθηµερινά. Επίσης να έχουν εισαχθεί στην 'Όσο συνθήκη...επανάλαβε" πραγµατοποιώντας φύλλα δραστηριοτήτων που αφορούν τη σωστή σύνταξη της δοµής καθώς και αρχικοποιήσεις και χρήση µετρητών επανάληψης. Οι υπόλοιπες δεξιότητες αποκτώνται σταδιακά µε τη χρήση του λογισµικού προγραµµατισµού. Το σενάριο πραγµατεύεται ιδιαιτερότητες της ΟΣΟ (επαναλήψεις µε τιµή φρουρό) για την επίλυση πιο σύνθετων προβληµάτων. 4. Σκοποί και στόχοι του εκπαιδευτικού σεναρίου Σκοπός του σεναρίου είναι οι µαθητές να µπορούν να αναγνωρίσουν τη σηµασία της δοµής επανάληψης, τους λόγους που επιβάλουν τη χρήση της, τις προβληµατικές καταστάσεις που εξυπηρετεί, τον τρόπο ορθής χρήσης της καθώς και το πώς θα µπορούν να σχεδιάζουν και να αναπτύσσουν επαναληπτικές αλγοριθµικές δοµές που να επιλύουν προβλήµατα της καθηµερινής τους ζωής βλέποντας τα αποτελέσµατα άµεσα και κωδικοποιηµένα στον υπολογιστή σε µορφή ψευδογλώσσας. Μέσα από την εφαρµογή του διδακτικού σεναρίου επιδιώκεται οι µαθητές να : Γενικότεροι µαθησιακοί στόχοι αναπτύξουν την κριτική σκέψη τους σε σχέση µε τις αποφάσεις που καλούνται να λάβουν για την εκπόνηση των δραστηριοτήτων αναπτύξουν την οµαδικότητα και τη συνεργασία µέσα στα πλαίσια της οµάδας, και την αποτελεσµατική επικοινωνία, συνεργασία και αλληλεπίδραση της οµάδας τους µε τις αντίστοιχες άλλες οµάδες. ενδυναµώσουν το αίσθηµα ευθύνης της γνώµης και των επιλογών τους. Εκπαιδευτικοί στόχοι διακρίνουν την αναγκαιότητα χρήσης της δοµής επανάληψης ΟΣΟ αναγνωρίζουν το συµβάν που πρέπει να σταµατήσει την επαναληπτική διαδικασία. συντάσσουν την λογική συνθήκη ελέγχου της επανάληψης αντιληφθούν την αναγκαιότητα της αρχικοποίησης των µεταβλητών-µετρητών διακρίνουν τον ατέρµων βρόχο. χρησιµοποιούν σωστά την δοµή επανάληψης ΟΣΟ Στόχοι ως προς την αξιοποίηση της τεχνολογίας αναπαριστούν ένα πρόβληµα που εµπεριέχει δοµές επανάληψης σε ψευδογλώσσα σε ένα ηλεκτρονικό προγραµµατιστικό περιβάλλον αξιοποιήσουν το προγραµµατιστικό περιβάλλον δοκιµάζοντας τον κώδικα και εντοπίζοντας πιθανά λάθη βλέποντας τα αποτελέσµατα άµεσα στον υπολογιστή αναπτύξουν θετική στάση για την χρήση ΗΥ στην επίλυση προβληµατικών καταστάσεων χρησιµοποιούν διαδραστικό πίνακα (αν υπάρχει διαθέσιµος)

5 5 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές 5. Περιγραφή του εκπαιδευτικού σεναρίου Το σενάριο περιστρέφεται γύρω από ένα κεντρικό πρόβληµα το οποίο δίνεται στους µαθητές ως εξής : «Για τις ανάγκες του µαθήµατος της ερευνητικής εργασίας του σχολείου σας, σας ζητήθηκε να κάνετε µια δηµοσκόπηση, συγκεντρώνοντας τις απόψεις όσο το δυνατόν περισσότερων συµµαθητών σας σχετικά µε ένα ερωτηµατολόγιο που κατασκευάσατε. Για το λόγο αυτό, περιµένετε στο διάδροµο δίπλα στο κυλικείο και ζητάτε τις απαντήσεις των συµµαθητών σας στο ερωτηµατολόγιο που κατασκευάσατε. Ας ανακαλύψουµε τον αλγόριθµο που θα υλοποιεί την καταχώριση των ερωτηµατολογίων και θα µπορέσει να σας βοηθήσει στην επεξεργασία των στοιχείων σας.» Στην 1η δραστηριότητα ζητείται να προβληµατιστούν οι µαθητές για µε τις ιδιαιτερότητες του προβλήµατος που τους δόθηκε σχετικά µε τον αριθµό των επαναλήψεων (άγνωστος) και την συνθήκη τερµατισµού (γεγονός). Αφού αποτυπωθεί η γνώµη των µαθητών κατά οµάδες και στην ολοµέλεια, ακολουθεί η 2η δραστηριότητα. Στην 2η δραστηριότητα δίνεται στους µαθητές ένας έτοιµος αλγόριθµος και ζητείται να δοκιµάσουν τον αλγόριθµο µε παραλλαγές στο περιβάλλον της Γλώσσας. Αρχικά ζητείται να εκτελέσουν τον αλγόριθµο µε διαφορετικές τιµές εισόδου και να παρακολουθήσουν την συµπεριφορά του ώστε να αναγνωρίσουν και να διακρίνουν πόσες φορές εκτελείται η επανάληψη και πότε σταµατά, πότε δεν σταµατά και γιατί (ατέρµων βρόχος), ποια µεταβλητή και γιατί παίζει το ρόλο του σηµατοδότη, πως αρχικοποιείται και πως µεταβάλλεται καθώς και ποιες τιµές του σηµατοδότη σταµατούν την επανάληψη (φρουρός). Οι υπόλοιπες δραστηριότητες πραγµατεύονται τη χρήση µετρητών και δοµών επιλογής µέσα στην προηγούµενη εφαρµογή της ΟΣΟ. Κάθε φορά δίνονται στους µαθητές τα προηγούµενα δείγµατα αλγορίθµων τροποποιηµένα κατάλληλα ώστε να χρησιµοποιούν µε σωστό ή λάθος τρόπο µετρητές και πλήθη. Παράλληλα ζητείται η ενεργός συµµετοχή των µαθητών στην αναγνώριση των λειτουργιών, στην ανίχνευση των λαθών και στην τροποποίηση των αλγορίθµων. Οι απαντήσεις των µαθητών καταγράφονται σε κατάλληλα σχεδιασµένες google forms, ώστε να γίνεται ηλεκτρονική καταγραφή των απαντήσεων των µαθητών και να διευκολύνεται η διαδικασία της ανατροφοδότησης και επεξεργασίας του εκπαιδευτικού. 6. Επιστηµολογική προσέγγιση και εννοιολογική ανάλυση θέµατα θεωρίας του εκπαιδευτικού σεναρίου Οι επαναληπτικές δοµές αποτελούν τα πλέον διερευνηµένα θέµατα στη ιδακτική της Πληροφορικής σε όλες τις βαθµίδες εκπαίδευσης από πολλούς ερευνητές κι ερευνητικές οµάδες. Η συγκεκριµένη δοµή επανάληψης (Όσο συνθήκη επανάλαβε) αποτελεί αναπόσπαστο τµήµα του δοµηµένου προγραµµατισµού. Θεωρητικά είναι γνωστό από το 1966 (θεώρηµα Boehm και Jacopini) ότι η δοµή «όσο συνθήκη επανάλαβε» είναι αρκετή από µόνη της για να καλύψει όλες τις περιπτώσεις που µπορούν να παρουσιαστούν. Ιδιαίτερη βαρύτητα πρέπει να δοθεί στα εξής χαρακτηριστικά : Η διαδικασία ή το σύνολο εντολών της δοµής, επαναλαµβάνεται όσο η συνθήκη είναι αληθής. Ο αντίστοιχος έλεγχος πραγµατοποιείται πριν από το σώµα της επαναληπτικής διαδικασίας. Προτιµάται η χρήση της συγκεκριµένης δοµής, όταν ο αριθµός των επαναλήψεων είναι άγνωστος. Επιπλέον, συνιστάται η χρήση της συγκεκριµένης δοµής όταν : υπάρχει πιθανότητα η επανάληψη να µην εκτελεστεί ούτε µια φορά η επανάληψη τερµατίζει µε την εισαγωγή µιας τιµής που δεν πρέπει να περιληφθεί στην επεξεργασία των δεδοµένων (τιµή φρουρός) 7. Χρήση Η.Υ. και γενικά ψηφιακών µέσων για το εκπαιδευτικό σενάριο Οι ΤΠΕ εγείρουν το ενδιαφέρον των µαθητών και δίνουν αφ' ενός την ευκαιρία άσκησης της κρίσης και της δηµιουργικότητας τους και αφ' ετέρου την ευκαιρία στο δάσκαλο να παρακινήσει τους µαθητές σε µια αµφίδροµη σχέση αλληλεπίδρασης µαθητή - λογισµικού. Το σενάριο έχει σχεδιαστεί ώστε να µπορεί να υλοποιηθεί ακόµα και στην αίθουσα µε ελάχιστες απαιτήσεις υλικού. Για τις ανάγκες του σεναρίου απαιτείται ένας σχετικά µικρός αριθµός υπολογιστών ή συσκευών πρόσβασης στο διαδίκτυο (tablet, κινητό), πρόσβαση στο διαδίκτυο και ένας φυλλοµετρητής ιστού. Αν υπάρχει βιντεοπροβολέας ή διαδραστικός πίνακας µπορεί να ενισχυθεί η αλληλεπίδραση των µαθητών και των οµάδων. Ως βέλτιστες απαιτήσεις για την διδασκαλία του σεναρίου προτείνονται: εργαστήριο πληροφορικής, στο οποίο θα πρέπει να έχει εγκατασταθεί το λογισµικό ιερµηνευτής της Γλώσσας ή να υπάρχει πρόσβαση στο διαδίκτυο στο βιντεοπροβολέας, ώστε να µπορεί ο εκπαιδευτικός να προβάλλει το περιβάλλον του ιερµηνευτή της Γλώσσας και πιθανές λύσεις Αν είναι δυνατόν διαδραστικός πίνακας ώστε κάθε οµάδα να δείχνει στις υπόλοιπες τη λύση που κατέληξε και να ενεργοποιηθούν περαιτέρω διεργασίες αλληλεπίδρασης εναλλάσσοντας τους ίδιους τους µαθητές σε ρόλους εισηγητή και µαθητή. Ο ιερµηνευτής της ΓΛΩΣΣΑΣ είναι ένα ολοκληρωµένο περιβάλλον ανάπτυξης αλγορίθµων σε µορφή ψευδοκώδικα, ειδικά σχεδιασµένο για τη ΓΛΩΣΣΑ προγραµµατισµού που διδάσκεται στο πλαίσιο του µαθήµατος Ανάπτυξη εφαρµογών σε προγραµµατιστικό περιβάλλον (ΑΕΠΠ) της Γ τάξης Γενικού Λυκείου. Είναι εγκεκριµένος από το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο ως

6 6 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές κατάλληλος για εργαστηριακή χρήση στη Β/θµια εκπαίδευση και έχει διατεθεί σε όλα τα σχολεία µέσω του πακέτου Αλγοριθµική και Προγραµµατισµός του ΥΠΕΠΘ. Το περιβάλλον «Γλώσσα» έχει απλή διεπιφάνεια χρήστη και απλό συντάκτη που διευκολύνει τη συγγραφή κώδικα. Επιτρέπει τη βηµατική εκτέλεση προγραµµάτων και αλγορίθµων και επισηµαίνει τα λάθη που εµφανίζονται µε περιγραφικό και κατανοητό τρόπο. Μπορεί να δράσει συµπληρωµατικά µε το µάθηµα και να υποβοηθήσει τη διεξαγωγή του σεναρίου. Η υπηρεσία διερµηνευτή ψευδογλώσσας διαθέσιµη στην ιστοσελίδα αποτελεί µια καλή εναλλακτική, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου χρησιµοποιούνται κινητές συσκευές (tablet, κινητά τηλέφωνα κλπ). Απαιτεί τη χρήση ενός απλού φυλλοµετρητή ιστού και σύνδεση στο διαδίκτυο. Η χρήση της είναι ιδιαίτερα απλή ενώ υποστηρίζει βηµατική εκτέλεση και παρακολούθηση µεταβλητών. Παρακολουθώντας και πιθανώς µεταβάλλοντας τις τιµές των µεταβλητών για οποιοδήποτε υποπρόγραµµα, ο µαθητής µπορεί να επέµβει στη ροή εκτέλεσης του προγράµµατος, ανακαλύπτοντας και διορθώνοντας έτσι τυχόν λογικά λάθη του αλγορίθµου. Ο ιερµηνευτής προειδοποιεί όταν κατά την εκτέλεση γίνεται χρήση κάποιας µη αρχικοποιηµένης µεταβλητής. Μάλιστα, εµφανίζεται µήνυµα λάθους εκτέλεσης ακόµα και όταν ξεχάσουµε να αναθέσουµε τιµή σε µια συνάρτηση. Σε µερικές περιπτώσεις ένα πρόγραµµα µπορεί να πέσει σε άπειρο βρόχο (endless loop) - για παράδειγµα αν παραλείψουµε να µεταβάλλουµε το µετρητή σε µία εντολή Όσο. Σε αυτή την περίπτωση ο ιερµηνευτής εµφανίζει ένα προειδοποιητικό µήνυµα. Τα διδακτικά οφέλη (ή «προστιθέµενη αξία») από τη χρήση του ψηφιακού µέσου µπορεί να αποδειχθούν πολύ σηµαντικά, ιδιαίτερα στις περιπτώσεις στις οποίες τα αποτελέσµατα είναι αναπάντεχα ή οι µαθητές δεν µπορούν πάντοτε να κατανοήσουν τον τρόπο λειτουργίας του Η.Υ κατά την εκτέλεση ενός προγράµµατος. 8. Αναπαραστάσεις των µαθητών/πρόβλεψη δυσκολιών στο εκπαιδευτικό σενάριο Οι µαθητές συνήθως ταυτίζουν την επαναληπτική δοµή µε τη διενέργεια συγκεκριµένου αριθµού επαναλήψεων. Όταν ο αριθµός επαναλήψεων είναι άγνωστος αναζητούν µια συνθήκη της µορφής «µετρώ πόσες φορές µέχρι να γίνουν Χ επαναλήψεις», ενώ δυσκολεύονται να κατανοήσουν την θέσπιση ενός γεγονότος ως σηµατοδότη τερµατισµού. Οι συνηθέστερες δυσκολίες που συναντούν οι µαθητές στην κατανόηση των δοµών επανάληψης είναι οι εξής: Οι µαθητές αδυνατούν να ορίσουν µε επιτυχία την συνθήκη εξόδου από έναν βρόχο εν µπορούν να καθορίσουν την εµβέλεια του βρόχου (αρχή και τέλος) Πολλοί µαθητές πιστεύουν ότι ένα βρόχος «ΟΣΟ...ΕΠΑΝΑΛΑΒΕ» τερµατίζεται τη στιγµή που η συνθήκη ελέγχου παύει να αληθεύει (daemon-exit) και όχι αφού η συνθήκη ελεγχθεί κατά την αµέσως επόµενη επανάληψη. 9. ιδακτικό συµβόλαιο Ο εκπαιδευτικός αποτελεί τον βασικό ενορχηστρωτή της µαθησιακής διαδικασίας σε ρόλο συντονιστικό. Παρέχει φθίνουσα καθοδήγηση προς τις οµάδες, ενθαρρύνει την ανακάλυψη και τη συνεργασία των οµάδων µεταξύ τους, αναθέτει ρόλους στους µαθητές της κάθε οµάδας και παρακολουθεί διακριτικά την εργασία τους. Κατά την εκπόνηση του εκπαιδευτικού σεναρίου ζητείται από τους µαθητές να αναλάβουν πρωτεύοντα ρόλο, να προβληµατιστούν, να πειραµατιστούν και να συνεργαστούν µεταξύ τους µε τρόπο τέτοιο ώστε ο ασθενέστερος να αντλήσει περισσότερες πληροφορίες από τον συνεργάτη του, ενώ ο πιο δυνατός να αναλάβει ρόλο ηγέτη στην οµάδα. Οι µαθητές θεωρούνται ήδη εξοικειωµένοι µε το περιβάλλον του λογισµικού ιερµηνευτής της Γλώσσας και την διαδικτυακή ψευδογλώσσα, οπότε δεν αναµένονται ιδιαίτερες δυσκολίες κατά την εκπόνηση των φύλλων δραστηριοτήτων. 10. Υποκείµενη θεωρία µάθησης Το σενάριο δοµείται πάνω στις βασικές αρχές της µάθησης βασισµένης στο πρόβληµα (Pbl@UD, 2013; Bridges, 1992) η οποία εµπεριέχει την ανακαλυπτική µάθηση και την οµαδοσυνεργατική µάθηση (Brooks & Brooks, 2001; Shapiro A., 2002; Ε^2 ΤΕΕ, 2006) ως βασικό στοιχείο σχεδιασµού δραστηριοτήτων (Hmelo-Silver & Barrows, 2006; Avouris & Mikropoulos, 2006). Το διδακτικό σενάριο έχει ως κεντρική ιδέα ένα υπαρκτό πρόβληµα της πραγµατικής σχολικής ζωής στο πλαίσιο της διεξαγωγής των ερευνητικών εργασιών (project). Με αυτό τον τρόπο συνδέεται διαθεµατικά µε τα υπόλοιπη σχολική ζωή των µαθητών σε µια προσπάθεια ενεργοποίησης βιωµατικής και ανακαλυπτικής µάθησης ως απόρροια επίλυσης πραγµατικών προβληµάτων. Η προβληµατοκεντρική διδακτική µέθοδος (PbL : Problem Based Learning), αποτελεί µια σχετικά σύγχρονη διδακτική προσέγγιση, που επιδιώκει την ανακάλυψη της γνώσης µέσα από τις απαιτήσεις ενός πραγµατικού προβλήµατος. Ο µαθητής ξεκινά από κάποιο δοθέν πρόβληµα και συµµετέχοντας ενεργά οδηγείται στην ανακάλυψη των απαιτούµενων γνώσεων και δεξιοτήτων για την επίλυσή του, χρησιµοποιώντας γνώσεις από διαφορετικά γνωστικά πεδία, ακολουθώντας τον δικό του δρόµο σενάριο µάθησης (Mac Master University, 2013; IMSA, 2013; Pbl@UD, 2013). Η προσέγγιση αυτή σε συνδυασµό µε την οµαδοσυνεργατική, δυνητικά καλύπτει τις σύγχρονες απαιτήσεις για το προφίλ του µαθητή διότι επιπλέον αναπτύσσει δεξιότητες επικοινωνίας, συνεργασίας, οµαδικότητας και κοινωνικών συναναστροφών (Καραγιαννίδης, 2005). Το σενάριο ενσωµατώνει βασικές αρχές του Προσωπικού Εποικοδοµισµού του Piaget, όπου η γνώση οικοδοµείται ενεργητικά από το µαθητή και όχι παθητικά προσλαµβανόµενη από το περιβάλλον και αυτή του Κοινωνικού Εποικοδοµισµού (Vygotsky, 1978), όπου η γνώση είναι αποτέλεσµα αλληλεπιδράσεων των ατόµων µε το περιβάλλον τους. Παράλληλα όµως ακολουθούνται και οι τεχνικές της θετικής ενίσχυσης, της απόσβεσης, της ανάδρασης και της ανατροφοδότησης µέσω της Συµπεριφοριστικής θεωρίας µέσα από µια µορφή φθίνουσας καθοδηγούµενης µαθησιακής πορείας. Η γνώση ανακαλύπτεται σταδιακά από τα παιδιά (Bruner, 1966) και µέσω της ενεργητικής της διάστασης γίνεται κτήµα τους (Vygotsky, 1978). Ο µαθητής χτίζει την γνώση του

7 7 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές ανιχνεύοντας, διερευνώντας και αλληλεπιδρώντας οπτικά µε τις βασικές εντολές της γλώσσας προγραµµατισµού του ιερµηνευτή της Γλώσσας δηµιουργώντας απλά αλλά και σύνθετα προγράµµατα. Ο εκπαιδευτικός, ανάλογα µε τις ανάγκες των µαθητών του µπορεί να αξιοποιήσει στοιχεία της κάθε θεωρίας, να τα συνδυάσει, να τα µετασχηµατίσει, ανάλογα µε τις εκπαιδευτικές και προσωπικές ανάγκες των µαθητών του και την προσωπική του θεωρία για τη διδασκαλία και τη µάθηση. Για τη διδακτική διαπραγµάτευση των παραπάνω διδακτικών επεισοδίων χρησιµοποιείται το εποικοδοµητικό διδακτικό µοντέλο, το οποίο περιλαµβάνει τις εξής φάσεις: 1. φάση ανάδειξης των ιδεών των µαθητών, 2. φάση δοκιµασίας των ιδεών και καταγραφής των αποτελεσµάτων της, 3. φάση εισαγωγής του επιστηµονικού προτύπου, 4. φάση εφαρµογής της νέας γνώσης, 5. φάση ανασκόπησης σύγκρισης µεταξύ των ιδεών των µαθητών και του επιστηµονικού προτύπου. 11. Οργάνωση της τάξης εφικτότητα σχεδίασης Το σενάριο έχει σχεδιαστεί ώστε να µπορεί να υλοποιηθεί ακόµα και στην αίθουσα µε ελάχιστες απαιτήσεις υλικού. Για τις ανάγκες του σεναρίου απαιτείται ένας σχετικά µικρός αριθµός υπολογιστών ή συσκευών πρόσβασης στο διαδίκτυο (tablet, κινητό), πρόσβαση στο διαδίκτυο και ένας φυλλοµετρητής ιστού. Αν υπάρχει βιντεοπροβολέας ή διαδραστικός πίνακας µπορεί να ενισχυθεί η αλληλεπίδραση των µαθητών και των οµάδων. Οι µαθητές χωρίζονται σε οµάδες των 3-4 ατόµων κατά προτίµηση µε πρωτοβουλία του διδάσκοντα µε στόχο την ανοµοιογένεια των µελών τους. εν γίνεται καµία αναφορά σε προηγούµενες γνώσεις µαθήµατα µε σκοπό τα πάντα να ξεκινήσουν από την προβληµατική κατάσταση και λόγω αυτής να αναζητηθούν τα εργαλεία λύσης. 12. Αξιολόγηση Η αξιολόγηση των µαθητών πραγµατοποιείται µέσα από τα Φύλλα εργασίας στα οποίο θα ληφθούν υπόψη : αν ο µαθητής κατάλαβε την χρήση της όσο -επανάλαβε και πότε τελειώνει η επανάληψη, αν ο µαθητής µπόρεσε να διαχειριστεί εντολές επανάληψης (µονή αλλά και διπλή συνθήκη καθώς επίσης και συνθήκες επιλογής µέσα στην επανάληψη), αν οικοδοµήθηκε η έννοια της αρχικοποίησης. αν µπορεί να χρησιµοποιήσει σωστά µετρητές και αθροιστές. Ο εκπαιδευτικός αξιολογεί το σενάριο τόσο από χρονικής πλευράς περάτωση του σεναρίου όσο και από πλευράς επίτευξης των στόχων. Η αξιολόγηση του σεναρίου στηρίζεται σε δύο µορφές: α) διαµορφωτική αξιολόγηση κατά τη διάρκεια εφαρµογής του σεναρίου ώστε να αντιµετωπισθούν πιθανά προβλήµατα που ανακύπτουν από την εφαρµογή του και β) τελική αξιολόγηση που σχετίζεται µε την επίτευξη των στόχων του σεναρίου, τη διαδικασία υλοποίησής του, την αποτελεσµατική χρήση των χρησιµοποιούµενων εργαλείων, κλπ. Οι απαντήσεις των µαθητών καταγράφονται σε κατάλληλα σχεδιασµένες google forms, ώστε να γίνεται ηλεκτρονική καταγραφή των απαντήσεων των µαθητών και να διευκολύνεται η διαδικασία της ανατροφοδότησης και επεξεργασίας του εκπαιδευτικού. Μετά την εργασία των µαθητών, ατοµική ή οµαδική, ο εκπαιδευτικός συζητά τα προβλήµατα που µπορεί να προέκυψαν από την άσκηση και προσδιορίζουν από κοινού τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος που εργάστηκαν. Επιπλέον µπορεί να δοθεί η δυνατότητα στους µαθητές, µέσω φόρµας αξιολόγησης, να αξιολογήσουν το σενάριο έτσι ώστε να δώσουν ανατροφοδότηση στον εκπαιδευτικό να βελτιώσει σηµεία που δεν λειτούργησαν σωστά. 13. Το επιµορφωτικό σενάριο Το σενάριο περιστρέφεται γύρω από ένα κεντρικό πρόβληµα το οποίο δίνεται στους µαθητές ως εξής : «Για τις ανάγκες του µαθήµατος της ερευνητικής εργασίας του σχολείου σας, σας ζητήθηκε να κάνετε µια δηµοσκόπηση, συγκεντρώνοντας τις απόψεις όσο το δυνατόν περισσότερων συµµαθητών σας σχετικά µε ένα ερωτηµατολόγιο που κατασκευάσατε. Για το λόγο αυτό, περιµένετε στο διάδροµο δίπλα στο κυλικείο και ζητάτε τις απαντήσεις των συµµαθητών σας στο ερωτηµατολόγιο που κατασκευάσατε. Ας ανακαλύψουµε τον αλγόριθµο που θα υλοποιεί την καταχώριση των ερωτηµατολογίων και θα µπορέσει να σας βοηθήσει στην επεξεργασία των στοιχείων σας.» Στην 1η δραστηριότητα ζητείται να προβληµατιστούν οι µαθητές για µε τις ιδιαιτερότητες του προβλήµατος που τους δόθηκε σχετικά µε τον αριθµό των επαναλήψεων (άγνωστος) και την συνθήκη τερµατισµού (γεγονός). Αφού αποτυπωθεί η γνώµη των µαθητών κατά οµάδες και στην ολοµέλεια, ακολουθεί η 2η δραστηριότητα. Στην 2η δραστηριότητα δίνεται στους µαθητές ένας έτοιµος αλγόριθµος και ζητείται να δοκιµάσουν τον αλγόριθµο µε παραλλαγές στο περιβάλλον της Γλώσσας. Αρχικά ζητείται να εκτελέσουν τον αλγόριθµο µε διαφορετικές τιµές εισόδου και να παρακολουθήσουν την συµπεριφορά του ώστε να αναγνωρίσουν και να διακρίνουν πόσες φορές εκτελείται η επανάληψη και πότε σταµατά, πότε δεν σταµατά και γιατί (ατέρµων βρόχος), ποια µεταβλητή και γιατί παίζει το ρόλο του σηµατοδότη, πως αρχικοποιείται και πως µεταβάλλεται καθώς και ποιες τιµές του σηµατοδότη σταµατούν την επανάληψη (φρουρός). Οι υπόλοιπες δραστηριότητες πραγµατεύονται τη χρήση µετρητών και δοµών επιλογής µέσα στην προηγούµενη εφαρµογή της ΟΣΟ. Κάθε φορά δίνονται στους µαθητές τα προηγούµενα δείγµατα αλγορίθµων τροποποιηµένα κατάλληλα ώστε να χρησιµοποιούν µε σωστό ή λάθος τρόπο µετρητές και πλήθη. Παράλληλα ζητείται η ενεργός συµµετοχή των µαθητών στην αναγνώριση των λειτουργιών, στην ανίχνευση των λαθών και στην τροποποίηση των αλγορίθµων.

8 8 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές Οι απαντήσεις των µαθητών καταγράφονται σε κατάλληλα σχεδιασµένες google forms, ώστε να γίνεται ηλεκτρονική καταγραφή των απαντήσεων των µαθητών και να διευκολύνεται η διαδικασία της ανατροφοδότησης και επεξεργασίας του εκπαιδευτικού. 14. Προτάσεις για περαιτέρω δραστηριότητες προτεινόµενες εργασίες Ανάλογα µε τις εκπαιδευτικές ανάγκες µπορεί να προστεθούν δραστηριότητες στην ίδια φιλοσοφία κλιµακούµενης δυσκολίας. Καλό είναι να προβλεφθεί µια ακόµα άσκηση του ίδιου τύπου η οποία θα ζητά να γραφεί ο αλγόριθµος σύµφωνα µε µια παρόµοια εκφώνηση. Η άσκηση θα δίνεται ως έξτρα δραστηριότητα (bonus) στις οµάδες που τελειώνουν πρώτες τις δραστηριότητες των φύλλων εργασίας. Με αυτό τον τρόπο θα οι µαθητές που τελειώνουν πρώτοι µπορούν να εκπονούν µια ακόµα δραστηριότητα εφαρµογής των παραπάνω σε ένα αντίστοιχο πρόβληµα ενώ παράλληλα µπορεί να ενεργοποιηθεί περισσότερο η άµυλα µεταξύ των οµάδων. 15. Χρήση εξωτερικών πηγών Avouris, N., & Mikropoulos, A. (2006). Problem-based learning for foundation computer science courses. Computers and Education, 37(2), Bridges, E. M. (1992). Problem based learning for administrators. Eugene, OR: ERIC Clearinghouse on Educational Management. (ERIC Document Reproduction Service No. ED ) Brooks J.G., Brooks M.G., (2001). In research of understanding: the case for constructivism classroom. Upper Saddle River, NJ : Merril Prentice Hall. Ε^2 ΤΕΕ (2006). Μεταπτυχιακό Εκπαιδευτικό Υλικό για Επιμορφωτές Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας (ΤΠΕ) στην Τεχνική και Επαγγελματική Εκπαίδευση (ΤΕΕ). Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από Hmelo-Silver, C. E. & Barrows, H. S. (2006). Goals and strategies of a problem-based learning facilitator. Interdisciplinary Journal of Problem-based Learning, IMSA (2013). Collaborative Inquiry in Action, Illinois. Mathematics & Science Academy. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από: Καραγιαννίδης Χ. (2005). Συνεργατικά Εκπαιδευτικά Περιβάλλοντα και Μοντέλα. Διδακτικές Σημειώσεις μαθήματος. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από : Mac Master University (2013). Problem Based Learning. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από : Piaget, J. (1972). The principles of genetic epistemology, New York: Basic Books Pbl@UD (2013). Problem-Based Learning at University of Delaware. University of Delaware. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από: Παιδαγωγικό Ινστιτούτο (2003). Διαθεματικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγραμμάτων Σπουδών Πληροφορικής. Αθήνα: ΥΠΕΠΘ. SDSU (2013). Problem Based Learning - A WebQuest. San Diego State University. Ανακτήθηκε στις 20 Οκτωβρίου 2013 από Shapiro A., (2002). The latest dope on research (about constructivism): Part 1: Different approaches to constructivism what s all about. International Journal of Educational Roform Σκυλογιάννης, Θ. Στέργου, Σ. (2010). Πρόταση για τη Διδασκαλία της Δομής Επανάληψης «Όσο» στο 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Διδακτική της Πληροφορικής», Αθήνα: Ε.Κ.ΠΑ., Ε.Τ.Π.Ε. Vygotsky L. S., (1978). Mind in society: The development of higher psychological processes. MA: Harvard University Press. Cambridge. 16. Φύλλα Εργασίας «Για τις ανάγκες του µαθήµατος της ερευνητικής εργασίας του σχολείου σας, σας ζητήθηκε να κάνετε µια δηµοσκόπηση, συγκεντρώνοντας τις απόψεις όσο το δυνατόν περισσότερων συµµαθητών σας σχετικά µε ένα ερωτηµατολόγιο που κατασκευάσατε. Για το λόγο αυτό, περιµένετε στο διάδροµο δίπλα στο κυλικείο και ζητάτε τις απαντήσεις των συµµαθητών σας στο ερωτηµατολόγιο που κατασκευάσατε.» Ας ανακαλύψουµε τον αλγόριθµο που θα υλοποιεί την καταχώριση των ερωτηµατολογίων και θα µπορέσει να σας βοηθήσει στην επεξεργασία των στοιχείων σας.»

9 9 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1 Δραστηριότητα 1 Μαθητής : Ημνία : Τμήμα : Απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις : 1. Πόσα ερωτηματολόγια θα μπορέσετε να συμπληρώσετε; Είστε σίγουροι για τον αριθμό ; 2. Μέχρι πότε θα περιμένετε να εμφανιστεί κάποιος συμμαθητής σας; Υπάρχει περίπτωση να μην έρθει κανένας εκείνη την ώρα και η διαδικασία να αναβληθεί; 3. Μήπως θα μπορούσατε να ορίσετε ένα «σύνθημα» που να σηματοδοτεί το τέλος της διαδικασίας; Δραστηριότητα 2 Χρησιμοποιήστε τον διερμηνευτή ψευδογλώσσας στη διεύθυνση ή το λογισμικό ΓΛΩΣΣΑ του υπολογιστή σας και γράψτε τον παρακάτω αλγόριθμο : Αλγόριθμος δημοσκόπηση1 Εμφάνισε "Θα θέλατε να ακούγεται μουσική στα διαλείμματα; Δώστε ΝΑΙ/ΟΧΙ/ΤΕΛΟΣ " Διάβασε ΑΠ Όσο ΑΠ <> "ΤΕΛΟΣ" επανάλαβε Εμφάνισε "Απαντήσατε ", ΑΠ Εμφάνισε "Θα θέλατε να ακούγεται μουσική στα διαλείμματα; Δώστε ΝΑΙ/ΟΧΙ/ΤΕΛΟΣ " Διάβασε ΑΠ Τέλος_επανάληψης Εμφάνισε "Ωραία τα μαζέψαμε " 10. Τέλος δημοσκόπηση1 Εκτελέστε τον παραπάνω κώδικα δύο φορές δίνοντας σε κάθε εκτέλεση διαδοχικά τις τιμές εισόδου που φαίνονται παρακάτω. Απαντήστε στις ερωτήσεις, ξεχωριστά για κάθε εκτέλεση: 1. Πόσες φορές εμφανίστηκε το μήνυμα «Θα θέλατε να ακούγεται μουσική στα διαλείμματα; Δώστε ΝΑΙ/ΟΧΙ/ΤΕΛΟΣ» 2. Ποιο μήνυμα εμφανίστηκε τελευταίο; 3.Τερματίζει η εκτέλεση του κώδικα; Αν ναι, σε ποια/ποιες από τις δύο περιπτώσεις; 4.Σε ποια μεταβλητή αποθηκεύεται η απάντηση που δίνεται από το χρήστη; 5. Με ποια εντολή δίνεται αρχική τιμή στη μεταβλητή «ΑΠ»; 6. Με ποια εντολή αλλάζει τιμή η μεταβλητή «ΑΠ», μέσα στην επαναληπτική δομή; 1 η εκτέλεση (ελληνικά κεφαλαία) : ΝΑΙ, ΝΑΙ, ΟΧΙ, ΟΧΙ, ΤΕΛΟΣ 2 η εκτέλεση (ελληνικά κεφαλαία) : ΝΑΙ, ΝΑΙ, ΟΧΙ 7. Γιατί νομίζετε ότι τερμάτισε η εκτέλεση του κώδικα στην 1 η περίπτωση; 8. Παραλείψτε την εντολή 7 και εκτελέστε ξανά τον κώδικα, χρησιμοποιώντας την εκτέλεση με καθυστέρηση, και δίνοντας σε κάθε εκτέλεση τις τιμές εισόδου που φαίνονται στη συνέχεια. Τι παρατηρείτε; 1η εκτέλεση: ΝΑΙ, ΝΑΙ, ΟΧΙ, ΟΧΙ, ΤΕΛΟΣ 2η εκτέλεση: ΝΑΙ, ΝΑΙ, ΟΧΙ Τα φύλλα εργασίας µπορούν να συµπληρωθούν ηλεκτρονικά στον παρακάτω σύνδεσµο Οι απαντήσεις των οµάδων των µαθητών βρίσκονται στον παρακάτω σύνδεσµο :

10 10 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2 Δραστηριότητα 1 Μαθητής : Ημνία : Τμήμα : Αλγόριθμος δημοσκόπηση2 Πλήθος 0 Εμφάνισε "Θα θέλατε να ακούγεται μουσική στα διαλείμματα; Δώστε ΝΑΙ/ΟΧΙ/ΤΕΛΟΣ " Διάβασε ΑΠ Όσο ΑΠ <> "ΤΕΛΟΣ" επανάλαβε Πλήθος Πλήθος +1 Εμφάνισε "Πλήθος Απαντήσεων ", Πλήθος Εμφάνισε "Θα θέλατε να ακούγεται μουσική στα διαλείμματα; Δώστε ΝΑΙ/ΟΧΙ/ΤΕΛΟΣ " Διάβασε ΑΠ Τέλος_επανάληψης Εμφάνισε "Ωραία τα μαζέψαμε " Εμφάνισε "Μας απάντησαν ",Πλήθος Τέλος δημοσκόπηση2 Χρησιμοποιήστε τον on line διερμηνευτή ψευδογλώσσας στη διεύθυνση ή το λογισμικό ΓΛΩΣΣΑ του υπολογιστή σας και γράψτε τον παρακάτω αλγόριθμο. Κατόπιν να τον εκτελέσετε χρησιμοποιώντας τη λειτουργία «βηματική εκτέλεση». Στη συνέχεια απαντήστε στις ακόλουθες ερωτήσεις. Χρησιμοποιείστε τιμές της επιλογής σας για την είσοδο δεδομένων. 1. Με ποια εντολή μετράμε το πλήθος των απαντήσεων που επεξεργάζεται η επαναληπτική δομή ή με άλλα λόγια το πλήθος των επαναλήψεων; Γραμμή: Εντολή: 2. Παραλείψτε την εντολή 2 και ξαναεκτελέστε τον αλγόριθμο. Τι παρατηρείτε; Γιατί συμβαίνει αυτό; Σφάλμα: 3. Κάθε μεταβλητή τύπου «μετρητής», όπως η μεταβλητή «πλήθος», πρέπει να αρχικοποιείται πριν χρησιμοποιηθεί για πρώτη φορά; Με ποια εντολή γίνεται αυτό; Γραμμή: Εντολή: 4. Κατά πόσο αλλάζει η μεταβλητή «πλήθος» σε κάθε επανάληψη; Η ποσότητα αυτή είναι η ίδια ή διαφορετική σε κάθε επανάληψη; Ποσότητα αλλαγής: Ίδια/Διαφορετική: 5. Ποια εντολή/δομή πρέπει να προσθέσετε ώστε να υπολογίζεται το πλήθος των απαντήσεων, μόνο στην περίπτωση που ο χρήστης απαντήσει «ΝΑΙ»; Πριν από ποια γραμμή πρέπει να προστεθεί; Πριν από τη γραμμή: Εντολή/Δομή: 6. Ποιες εντολές/δομές πρέπει να προσθέσετε ώστε να υπολογίζεται το πλήθος των θετικών και το πλήθος των αρνητικών απαντήσεων;

11 11 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθµια και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση - Καινοτόµες Παιδαγωγικές Πρακτικές 7. Τροποποιήστε τον αλγόριθμό σας ώστε στο τέλος να εμφανίζει πόσοι απάντησαν ΝΑΙ και πόσοι ΟΧΙ. 8. Ποιες εντολές θα μπορούσατε να προσθέσετε ώστε επιπλέον να εμφανίζονται και τα ποσοστά των θετικών και αρνητικών απαντήσεων; Τα φύλλα εργασίας µπορούν να συµπληρωθούν ηλεκτρονικά στον παρακάτω σύνδεσµο Οι απαντήσεις των οµάδων των µαθητών βρίσκονται στον παρακάτω σύνδεσµο : nfirm Δραστηριότητα 2 Κάθε CD Μουσικής περιέχει στο πίσω μέρος της θήκης του όλους τους τίτλους των τραγουδιών καθώς επίσης και την διάρκεια κάθε τραγουδιού σε λεπτά και δευτερόλεπτα. Χρησιμοποιήστε τον on line διερμηνευτή ψευδογλώσσας στη διεύθυνση ή το λογισμικό ΓΛΩΣΣΑ του υπολογιστή σας και γράψτε αλγόριθμο ο οποίος: 1. Θα διαβάζει τις παραπάνω πληροφορίες (τίτλο, λεπτά, δευτερόλεπτα) μέχρι ο χρήστης να δώσει ως τίτλο τραγουδιού το κενό 2. Θα υπολογίζει και θα εμφανίζει το πλήθος των τραγουδιών του CD 3. Θα υπολογίζει και θα εμφανίζει τη διάρκεια ολόκληρου του CD σε λεπτά και δευτερόλεπτα