Πληροφορική στην Eκπαίδευση

Transcript

1 Πληροφορική στην Eκπαίδευση Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.

2

3 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΠΛHPOΦOPIKH KAI EKΠAI EYΣH Τόµος B' Πληροφορική στην Eκπαίδευση BΑΣΙΛΕΙΟΣ KΟΜΗΣ Λέκτορας Παιδαγωγικού Tµήµατος Nηπιαγωγών Πανεπιστηµίου Πατρών AΝΑΣΤΑΣΙΟΣ MΙΚΡΟΠΟΥΛΟΣ Aναπληρωτής Kαθηγητής Παιδαγωγικού Tµήµατος ηµοτικής Eκπαίδευσης Πανεπιστηµίου Iωαννίνων ΠATPA 2001

4 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΠΛHPOΦOPIKH KAI EKΠAI EYΣH Τόµος B' Πληροφορική στην Eκπαίδευση Συγγραφή BAΣIΛEIOΣ KOMHΣ Λέκτορας Παιδαγωγικού Tµήµατος Nηπιαγωγών Πανεπιστηµίου Πατρών ANAΣTAΣIOΣ MIKPOΠOYΛOΣ Aναπληρωτής Kαθηγητής Παιδαγωγικού Tµήµατος ηµοτικής Eκπαίδευσης Πανεπιστηµίου Iωαννίνων Κριτική Ανάγνωση ΠANAΓIΩTHΣ ΠINTEΛAΣ Kαθηγητής Tµήµατος Mαθηµατικών Πανεπιστηµίου Πατρών Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΠANAΓIΩTHΣ ΠINTEΛAΣ Kαθηγητής Tµήµατος Mαθηµατικών Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση XPHΣTOΣ ΠANAΓIΩTAKOΠOYΛOΣ Γλωσσική Επιµέλεια PΩΞANH KATΣH Τεχνική Επιµέλεια EΣΠI EK OTIKH E.Π.E. Καλλιτεχνική Επιµέλεια, Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / 2001 ISBN: Kωδικός Έκδοσης: ΠΛH 37/2 Copyright 2000 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, Πάτρα Τηλ: (0610) , Φαξ: (0610) Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.

5 ÂÚÈ fiìâó K º π 1 EÍ ÏÈÍË, º ÛÂÈ Î È ÚÔÛÂÁÁ ÛÂÈ EÈÛ ÁˆÁ ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ ÛÙËÓ EÎapple  ÛË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Xρονολογική εξέλιξη και φάσεις της εισαγωγής των νέων τεχνολογιών και της πληροφορικής στην εκπαίδευση Στόχοι προσεγγίσεις: Oι κύριες φάσεις εκαετία : H εποχή της προαναγγελθείσας βεβαιότητας Tα χρόνια της «Πληροφορικής για όλους» ( ): H εποχή της γενικευµένης εισαγωγής Tα χρόνια του '90: Aπολογισµός και προοπτικές Προσεγγίσεις εισαγωγής της πληροφορικής και των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση Θεµελιώδη ερωτήµατα H διδασκαλία της πληροφορικής: Tεχνοκεντρική προσέγγιση Hπληροφορική και οι νέες τεχνολογίες στη διδασκαλία και τη µάθηση: Πραγµατολογική προσέγγιση Hπληροφορική και οι νέες τεχνολογίες σε όλο το εύρος του αναλυτικού προγράµµατος: Oλοκληρωµένη προσέγγιση Oι νέες τεχνολογίες στην ελληνική εκπαίδευση Σύνοψη Bιβλιογραφία K º π 2 ÂˆÚ Â M ıëûë Î È T ÓÔÏÔÁ  ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 35

6 6 ƒ º ƒπ E π À 2.1 Θεωρίες µάθησης και υπολογιστικά περιβάλλοντα Συµπεριφορισµός και το µοντέλο του διδακτικού σχεδιασµού Γνωστικές θεωρίες και το µοντέλο της προσωπικής οικοδόµησης της γνώσης O δοµικός οικοδοµισιµός του J. Piaget H θεωρία της επεξεργασίας των πληροφοριών O διασυνδεσιασµός Eφαρµογή του οικοδοµισµού στο σχεδιασµό µαθησιακών περιβαλλόντων µε υπολογιστές Tο µοντέλο της κοινωνικοπολιτισµικής αλληλεπίδρασης και η θεωρία της δραστηριότητας H ανακαλυπτική µάθηση Oι κοινωνικο πολιτισµικές θεωρίες H θεωρία της δραστηριότητας Σύνοψη Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη K º π 3 OÈ N Â TÂ ÓÔÏÔÁ Â ÛÙË È ÛÎ Ï Î È ÙË M ıëûë: Aapplefi ÙÈ È ÎÙÈÎ MË Ó ÛÙ M ıëûè Î ÂÚÈ ÏÏÔÓÙ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Ένας σηµαντικός πρόγονος: H κυβερνητική και οι διδακτικές µηχανές Πρώτη περίοδος ένταξης των υπολογιστών στην εκπαίδευση: Συστήµατα διδασκαλίας και συστήµατα µάθησης µε υπολογιστή ιδασκαλία µε τη βοήθεια υπολογιστή Aυτόνοµη µάθηση: Aυθόρµητη µάθηση του προγραµµατισµού και µικρόκοσµοι... 57

7 EPEXOMENA Tεχνητή νοηµοσύνη και έµπειρα διδακτικά συστήµατα Σύγχρονες τάσεις ένταξης των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση: Συστήµατα πλοήγησης, συστήµατα επικοινωνίας Πολυµέσα, υπερµέσα Tο µέλλον των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση Oι εικονικές πραγµατικότητες Eικονική πραγµατικότητα και εκπαίδευση Tα δίκτυα υπολογιστών και η εξ αποστάσεως εκπαίδευση Σύνοψη Bιβλιογραφία K º π 4 OÈ T ÓÔÏÔÁ  ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ ˆ ÛÙ Ì Ù Ì ÔÏÈÎ ŒÎÊÚ ÛË Î È OÈÎÔ fiìëûë Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις H επικοινωνία µε τον υπολογιστή Oι διεπιφάνειες Yπολογιστές και αλληλεπιδραστικότητα Tεχνολογίες πληροφορικής: Nέο εργαλείο συµβολικής έκφρασης H επεξεργασία κειµένου Tο επιτραπέζιο εκδοτικό σύστηµα Bάσεις δεδοµένων O υπολογιστής και η επεξεργασία εικόνας H επεξεργασία ήχου και οι αλλαγές στη µουσική πρακτική Προσοµοιώσεις και µοντελοποιήσεις Λογισµικό προσοµοίωσης Λογισµικό µοντελοποίησης Λογιστικό φύλλο και µοντελοποίηση

8 8 ƒ º ƒπ E π À 4.6 H εκπαιδευτική ροµποτική O υπολογιστής ως µηχανή ψυχαγωγίας: Tα ηλεκτρονικά παιχνίδια και η εκπαίδευση Tαξινόµηση των ηλεκτρονικών παιχνιδιών H χρήση των ηλεκτρονικών παιχνιδιών στην εκπαίδευση Σύνοψη Bιβλιογραφία K º π 5 EÎapple È Â ÙÈÎfi ÔÁÈÛÌÈÎfi Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Zητήµατα σχεδιασµού πληροφορικών περιβαλλόντων µάθησης Θέµατα ανάπτυξης πληροφορικών περιβαλλόντων µάθησης Σχεδίαση εκπαιδευτικού λογισµικού υπερµέσων οµή σελίδων εφαρµογής υπερµέσων ιδακτική σχεδίαση Σχεδίαση οθονών Aλληλεπίδραση και ανάδραση Πλοήγηση οµή εφαρµογής και έλεγχος από το χρήστη Tεχνικά θέµατα Eπικοινωνία και αλληλεπίδραση ανθρώπου µηχανής Aλληλεπίδραση χρήστη µηχανής Σχεδίαση διεπιφάνειας χρήσης Aναλογίες και δυναµική στη σχεδίαση συστηµάτων υπερµέσων Aξιολόγηση εκπαιδευτικού λογισµικού Παράγοντες αξιολόγησης

9 EPEXOMENA Aξιολόγηση για χρήση στην τάξη Kατευθυντήριες γραµµές για την αξιολόγηση και επιλογή εκπαιδευτικού λογισµικού Σύνοψη Παράρτηµα Bιβλιογραφία K º π 6 AÓÔÈÎÙ EÎapple È Â ÙÈÎ ÂÚÈ ÏÏÔÓÙ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Kριτική θεώρηση του εκπαιδευτικού λογισµικού Προτάσεις για εκπαιδευτικό λογισµικό: Λογισµικό µε την επικουρία υπερµέσων και πολυµέσων Tο ανοικτό περιβάλλον της Logo ύο παραδείγµατα Σύνοψη Bιβλιογραφία Aπαντήσεις Aσκήσεων Aυτοαξιολόγησης Eνδεικτικές Aπαντήσεις ραστηριοτήτων Γλωσσάρι

10

11 EÍ ÏÈÍË, º ÛÂÈ Î È ÚÔÛÂÁÁ ÛÂÈ EÈÛ ÁˆÁ ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈ- Î ÛÙËÓ EÎapple  ÛË ÎÔapplefi Σκοπός του παρόντος κεφαλαίου είναι να παρουσιάσει τις προσεγγίσεις που διαµορφώθηκαν για την εισαγωγή της πληροφορικής και των νέων τεχνολογιών στα εκπαιδευτικά συστήµατα των διαφόρων χωρών και στην ελληνική εκπαίδευση, καθώς και τη χρονολογική εξέλιξη της εισαγωγής µε τις συνακόλουθες αλλαγές προβληµατικής. 1 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Με τη µελέτη του κεφαλαίου, θα µπορείτε να: αναφέρετε τη χρονολογική εξέλιξη της εισαγωγής και της ένταξης των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση, περιγράψετε τους όρους «εκπαιδευτική τεχνολογία» και «ιδασκαλία µε τη Βοήθεια Υπολογιστή», διακρίνετε τις διαφορετικές προσεγγίσεις που χαρακτηρίζουν κάθε περίοδο ένταξης, αναφέρετε τα βασικά επιχειρήµατα προώθησης των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση, περιγράψετε τις διάφορες προσεγγίσεις εισαγωγής των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση, προτείνετε αιτίες για την αλλαγή προβληµατικής σε κάθε χρονολογική περίοδο, περιγράψετε την πορεία εξέλιξης της πληροφορικής στο ελληνικό εκπαιδευτικό σύστηµα. ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας εκπαιδευτική τεχνολογία εκπαιδευτικό λογισµικό διδασκαλία µε τη Bοήθεια Yπολογιστή ( ι.b.y.) πληροφορική µέσο πληροφορική αντικείµενο εκπαίδευσης οι τεχνολογίες ως µέσο υπολογιστές στα σχολεία πληροφορική για όλους τεχνική ή τεχνοκεντρική προσέγγιση πραγµατολογική προσέγγιση ολοκληρωµένη προσέγγιση

12 12 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Το παρόν κεφάλαιο χωρίζεται σε τρεις ενότητες. Η πρώτη ενότητα µελετά χρονολογικά την εξέλιξη της εισαγωγής των νέων τεχνολογιών και της πληροφορικής στο εκπαιδευτικό σύστηµα. Σε αυτή την εξέλιξη διακρίνονται τρεις µεγάλες χρονολογικές περίοδοι ( , , 1990 ως σήµερα), οι οποίες ακολουθούν µια φάση η οποία χαρακτηρίζεται από την προγραµµατισµένη διδασκαλία και τις διδακτικές µηχανές (πριν από το 1970). Στη δεύτερη ενότητα αναλύονται οι διάφορες προσεγγίσεις που διατυπώθηκαν σε όλη τη διάρκεια εισαγωγής και ένταξης των τεχνολογιών πληροφορικής στη σχολική πραγµατικότητα. Η τρίτη ενότητα µελετά την εξέλιξη και τη σηµερινή θέση της πληροφορικής στην ελληνική εκπαίδευση. Για την καλύτερη κατανόηση του κεφαλαίου, την εκπλήρωση των προσδοκώµενων αποτελεσµάτων, την υλοποίηση των δραστηριοτήτων και την επίλυση των ασκήσεων αυτοαξιολόγησης, θεωρείται καλό ο σπουδαστής να έχει πρόσβαση στο διαδίκτυο, ώστε να µπορεί να ανατρέξει στις προτεινόµενες ηλεκτρονικές διευθύνσεις.

13 1.1 Xƒ π π π º π π ø ø ø à πø XÚÔÓÔÏÔÁÈÎ ÂÍ ÏÈÍË Î È Ê ÛÂÈ ÙË ÂÈÛ ÁˆÁ ÙˆÓ Ó ˆÓ Ù ÓÔ- ÏÔÁÈÒÓ Î È ÙË appleïëúôêôúèî ÛÙËÓ ÂÎapple  ÛË Ùfi ÔÈ appleúôûâáá ÛÂÈ : OÈ Î ÚÈÂ Ê ÛÂÈ Oι νέες τεχνολογίες της πληροφορικής έχουν σηµαντικά εξελιχθεί τα τελευταία χρόνια. H εξέλιξη αυτή σχετίζεται µε τις διεπιφάνειες ανθρώπου µηχανής (human computer interfaces), το διαδίκτυο, τα πολυµέσα και τα υπερµέσα και µε τα σύγχρονα λογισµικά, που, όλο και περισσότερο φιλικά µε το χρήστη, έχουν πλέον καταστεί κοινό σηµείο αναφοράς. Tαυτόχρονα, η εξέλιξη της εισαγωγής και της ένταξης της πληροφορικής στο εκπαιδευτικό σύστηµα υπήρξε επίσης αρκετά γρήγορη. εν έλειψαν, ωστόσο, οι διαφορετικές προσεγγίσεις και οι πολλαπλές θεωρήσεις για τη θέση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στο σχολείο. Η παρουσίαση και η ανάλυση αυτών των προσεγγίσεων και η εξέλιξή τους αποτελεί αντικείµενο του παρόντος κεφαλαίου. Oι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας (ICT: Information and Communication Technologies) όρος που έχει καθιερωθεί σε ευρεία κλίµακα τα τελευταία χρόνια χαρακτηρίζουν όλα εκείνα τα µέσα που είναι φορείς µηνυµάτων (εικόνες, ήχοι, σειρές χαρακτήρων). Oι χρήσεις τους στην εκπαιδευτική διαδικασία έχουν επιτρέψει σηµαντικές εκπαιδευτικές εφαρµογές τόσο όσον αφορά τη διδακτική και µαθησιακή διαδικασία όσο και τη διαχείριση του σχολικού περιβάλλοντος. Στη βιβλιογραφία γίνεται εκτενής αναφορά και ανάλυση των προτεινόµενων κατά καιρούς µοντέλων που αναφέρονται στην εισαγωγή της πληροφορικής και των τεχνολογιών της πληροφορίας και της επικοινωνίας γενικότερα στην εκπαίδευση [βλέπε ενδεικτικά Ράπτης & Ράπτη, 1999]. Παραθέτονται δε οι απόψεις που τεκµηριώνουν τις θετικές επιπτώσεις αυτής της εισαγωγής, ενώ µορφοποιούνται και τα πρώτα συµπεράσµατα για τις αρνητικές επιδράσεις των νέων τεχνολογιών στο χώρο της εκπαίδευσης. Oι διαφορετικές προσεγγίσεις του θέµατος της εισαγωγής της πληροφορικής ή, γενικότερα, των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση είναι κάθε φορά συνάρτηση πολλών παραµέτρων που σχετίζονται: µε το αναλυτικό πρόγραµµα, τη βαθµίδα εκπαίδευσης που αφορά η εισαγωγή, τους προς επίτευξη γνωστικούς στόχους, τις οικονοµικές, πολιτικές και κοινωνικές συγκυρίες κατά την περίοδο της εισαγωγής,

14 14 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À το επίπεδο τεχνολογικής ανάπτυξης, τις φιλοσοφικές και ιδεολογικές θεωρήσεις των πρωτεργατών. Στο παρόν κεφάλαιο, µέσα από µια χρονολογική αναφορά, προσεγγίζεται ο παιδαγωγικός, κατά κύριο λόγο, προβληµατισµός καθώς και οι παιδαγωγικοί στόχοι της εισαγωγής των νέων τεχνολογιών, όπως παρουσιάζονται µέσα από τις εκθέσεις των ειδικών. Kάθε ανάλυση που αναφέρεται στην εισαγωγή της υπολογιστικής τεχνολογίας µέσα στον εκπαιδευτικό χώρο οφείλει να λάβει υπόψη της ως συµπληρωµατική παράµετρο και το χρόνο. Eίναι αδιαµφισβήτητο γεγονός ότι η τεχνολογική πραγ- µατικότητα (υλικό, κόστος, υπολογιστική δύναµη, διάδοση) της πληροφορικής, των τηλεπικοινωνιών και των οπτικοακουστικών µέσων εξελίσσεται ραγδαία τα τελευταία χρόνια και επηρεάζει αναπόφευκτα τις αντιλήψεις που σχηµατίζονται για τη θέση τους στην εκπαιδευτική πράξη. Mέσα από τη χρονολογική εξέλιξη του εγχειρήµατος της εισαγωγής των νέων εκπαιδευτικών τεχνολογιών θα διαφανούν επίσης και οι διαφορετικές θεωρήσεις, όπως παρουσιάζονται από τις αναλύσεις στη σχετική βιβλιογραφία. Ο όρος εκπαιδευτική τεχνολογία χρησιµοποιείται για να χαρακτηρίσει την ορθολογική θέσπιση και χρήση µιας ή περισσότερων τεχνολογιών µε σκοπό την απόκτηση ενός εκπαιδευτικού αποτελέσµατος. Χαρακτηρίζει επίσης το λόγο, τις αξίες και τα υποτιθέµενα ή πραγµατικά αποτελέσµατα που αντιστοιχούν σε αυτές τις πρακτικές. Kατά την εισαγωγή των νέων τεχνολογιών και της πληροφορικής στην πρωτοβάθ- µια και τη δευτεροβάθµια εκπαίδευση, µπορούµε να διακρίνουµε τρία σηµαντικά στάδια ή φάσεις εισαγωγής: την πληροφορική προσέγγιση ( ), το µέσο αντικείµενο εκπαίδευσης ( ), τις τεχνολογίες ως µέσο (µετά το 1990). Πρόδροµος όλων των παραπάνω φάσεων µπορεί να χαρακτηριστεί µια ολόκληρη περίοδος της εκπαιδευτικής τεχνολογίας που χαρακτηρίζεται από την προσπάθεια εισαγωγής και ένταξης των διαφόρων µέσων (mediα) και τεχνολογιών (πριν από το 1970) στην εκπαίδευση [Baron & Bruillard, 1996]. Η περίοδος αυτή, που χαρακτηρίζεται από την προβληµατική των διδακτικών µηχανών, θα περιγραφεί αναλυτικότερα στο τρίτο κεφάλαιο. Στο κεφάλαιο αυτό θα ασχοληθούµε αποκλειστικά µε τις νέες τεχνολογίες και τους υπολογιστές και όχι µε όλο το χώρο που αφορά την εκπαιδευτική τεχνολογία. Το πρώτο στάδιο ξεκινά στις αρχές της δεκαετίας του 70 (αν και οι εκπαιδευτικές χρήσεις του υπολογιστή σποραδικά είχαν ξεκινήσει από τη δεκαετία του 50), η προ-

15 1.1 Xƒ π π π º π π ø ø ø Ã πø 15 βληµατική του οποίου αποκρυσταλλώνεται στις πρώτες επίσηµες εκθέσεις [Nora & Minc, 1978] σχετικά µε την «πληροφοριοποίηση» (informatisation) της κοινωνίας και την εκπαίδευση, το δεύτερο αφορά την περίοδο της δεκαετίας του 80, κατά την οποία γίνεται η µαζική εισαγωγή του υπολογιστή στο σχολικό σύστηµα, σε όλες τις βαθµίδες εκπαίδευσης. Tο τρίτο στάδιο (αρχές δεκαετίας 90) βρίσκεται σε εξέλιξη και έχουν πλέον καταγραφεί οι προσεγγίσεις που έχουν επικρατήσει και οι προοπτικές των επερχόµενων ετών. Το πρώτο στάδιο αφορά κυρίως την «πληροφορική προσέγγιση», µε κύριο προσανατολισµό στη διδασκαλία του προγραµµατισµού και σε µικρότερο βαθµό στην προσπάθεια ανάπτυξης συστηµάτων ιδασκαλίας µε τη Bοήθεια Yπολογιστή ( ι.b.y.) Computer Assisted Instruction (CAI) ή Μάθηση µε τη Bοήθεια Yπολογιστή Computer Assisted Learning (CAL). H πλειονότητα των εκπαιδευτικών προγραµ- µάτων ι.b.y. κατά την περίοδο εκείνη δεν είναι παρά προγράµµατα εξάσκησης και πρακτικής εφαρµογής (drill and practice) και πολύ λίγα είναι αυτά που αφορούν εναλλακτικές εφαρµογές (όπως προγράµµατα προσοµοιώσεων και έµπειρα διδακτικά συστήµατα), οι οποίες και περιγράφονται στο τρίτο και τέταρτο κεφάλαιο. Το δεύτερο στάδιο συνίσταται από τη σφαιρική προσέγγιση, η οποία προτείνει τους Υπολογιστές στα Σχολεία (Micros in Schools) στην Αγγλία, την Πληροφορική για όλους (Informatique Pour Tous IPT) στη Γαλλία, ενώ αντίστοιχα προγράµµατα εισαγωγής των υπολογιστών εξελίσσονται στις ΗΠΑ και στις άλλες ανεπτυγµένες χώρες. Πρέπει να σηµειωθεί ότι στις ΗΠΑ η εισαγωγή υπολογιστών στο σχολικό σύστηµα προωθήθηκε από ερευνητές και εκπαιδευτικούς, αλλά κυρίως από τη βιο- µηχανία και την αγορά. Η αποκεντρωτική δοµή του εκπαιδευτικού συστήµατος και ο σκληρός ανταγωνισµός προσφορών από τις εταιρείες για εξοπλισµό σε υλικό και λογισµικό οδήγησε στην ένταξη ποικιλίας υλικού και λογισµικού στα σχολεία των ΗΠΑ, αλλά παράλληλα και τη δηµιουργία σηµαντικών διαφορών ανάµεσά τους. Πρόκειται, συνεπώς, για µια περίοδο γενικευµένης εισαγωγής της πληροφορικής σε όλες τις βαθµίδες της εκπαίδευσης. H περίοδος αυτή είναι συνυφασµένη µε την αλµατώδη εξέλιξη των προσωπικών υπολογιστών, την αντίστοιχη πτώση των τιµών τους και τις ελπίδες που είχαν εναποτεθεί στην πληροφορική επανάσταση, ιδιαίτερα στο χώρο των προσωπικών υπολογιστών, η οποία αναπτύχθηκε και λόγω της πτώσης του κόστους κατασκευής, που µέχρι τότε ήταν απαγορευτικό για µια µαζική εισαγωγή στην εκπαίδευση. Οι ενθουσιώδεις και αισιόδοξες προβλέψεις για την επανάσταση που θα επιφέρει ο υπολογιστής στη διδασκαλία και κυρίως στη µάθηση [Papert, 1980] που καταγράφηκαν όλα αυτά τα χρόνια δε συνάδουν µε τα αποτελέσµατα πολλών εµπειρικών

16 16 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À ερευνών. Πολλά ερωτήµατα δεν απαντήθηκαν επαρκώς και είναι ανοικτά, ενώ από τη δηµιουργική χρήση του υπολογιστή στη σχολική πραγµατικότητα παρέµειναν ζητήµατα εφικτού µέσα στις δυνατότητες [Μακράκης & Κοντογιαννοπούλου Πολυδωρίδη, 1995]. H περίοδος που βρίσκεται σε εξέλιξη δεν µπορεί παρά να αναλογίζεται τις προηγούµενες δεκαετίες και τις εφαρµογές τους µε τον ανάλογο σκεπτικισµό και να ατενίζει το εκπαιδευτικό µέλλον της πληροφορικής από τη σκοπιά των πολυµέσων (multimedia), των δικτύων υπολογιστών και των εικονικών πραγµατικοτήτων (virtual realities) ÂÎ ÂÙ : H ÂappleÔ ÙË appleúô Ó ÁÁÂÏıÂ Û Â ÈfiÙËÙ Αν οι δεκαετίες του 80 και 90 χαρακτηρίζονται από τη µαζική εισαγωγή της πληροφορικής στην εκπαίδευση και σε κάθε πτυχή της ζωής µας γενικότερα, οι προβληµατισµοί και οι πρώτες προσπάθειες εισαγωγής ανέρχονται σε µια δεκαετία τουλάχιστον προγενέστερα. Το 1970 υπήρξε µια σηµαντική χρονιά για την εισαγωγή της πληροφορικής στην εκπαίδευση: µια πρώτη παγκόσµια συνάντηση οργανώνεται στο Amsterdam από την IFIP (International Federation of Information Processing) µε θέµα τους υπολογιστές στην εκπαίδευση και τον επόµενο χρόνο οργανώνεται το πρώτο παγκόσµιο σεµινάριο (υπό την αιγίδα του ΟΟΣΑ) µε θέµα την εισαγωγή της πληροφορικής στη δευτεροβάθµια εκπαίδευση (υποδεικνύοντας την εισαγωγή της πληροφορικής σε όλα τα µαθήµατα της δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης), στο Παρίσι. Παρ ότι οι θέσεις που εκφράστηκαν στις συναντήσεις αυτές υιοθετούσαν την άποψη της εισαγωγής σε όλο το φάσµα της εκπαιδευτικής διαδικασίας, το πρακτικό αποτέλεσµα όλης της περιόδου αυτής χαρακτηρίζεται κυρίως από τη µάθηση για τους υπολογιστές παρά τη µάθηση µε τους υπολογιστές. Οι πιλοτικές εφαρµογές (κυρίως σε επίπεδο λυκείων) που είδαν το φως της ηµέρας σε όλη τη δεκαετία του 70 (αναφερόµαστε σε πιλοτικές εφαρµογές, γιατί σε καµία χώρα δεν είχαµε εισαγωγή υπολογιστών, παρά σε πολύ µικρό αριθµό σχολείων) έδιναν έµφαση σε µαθήµατα αλφαβητισµού στους υπολογιστές και κυρίως στον προγραµµατισµό τους. Η στήριξη της εκπαιδευτικής διαδικασίας µε υπολογιστές δε γνώρισε µεγάλη έκταση και αυτό οφείλεται σε µεγάλο βαθµό στην ανυπαρξία κατάλληλου εκπαιδευτικού λογισµικού. Και αυτή την περίοδο υπήρξαν, ωστόσο, προσπάθειες ένταξης του υπολογιστή στη διδακτική πράξη σε σχετικά µεγάλη κλίµακα, κυρίως στις ΗΠΑ (όπως το σύστηµα PLATO: Programmed Logic for Automatic Teaching Operation από τον R. Davis) [Davis, 1977]. Λίγα λογισµικά (κυρίως λογισµικό προσοµοίωσης) ήταν άξια λόγου ώστε να χρησιµοποιηθούν αποτελεσµατικά µέσα στην τάξη, ενώ η πλειονότητα του λογισµικού

17 1.1 Xƒ π π π º π π ø ø ø à πø 17 ήταν τύπου ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής (multiple choice) και συστήµατα πρακτικής άσκησης και εφαρµογής (drill and practice). Η προσέγγιση αυτή βασίστηκε κυρίως στις απόψεις της θεωρίας της συµπεριφοράς (βλέπε δεύτερο κεφάλαιο) και ως κύρια εφαρµογή των υπολογιστών στη µαθησιακή διαδικασία είχε τα αλληλεπιδραστικά ηλεκτρονικά βιβλία (interactive textbooks) [Suppes, 1980]. Πρέπει επίσης να τονιστεί ότι, παράλληλα µε τις παραπάνω προσπάθειες, αλλά µε έναν εντελώς διαφορετικό παιδαγωγικό και µαθησιακό προσανατολισµό, εφαρµόστηκε σε πολλά σχολεία εκείνη την περίοδο η γλώσσα προγραµµατισµού Logo. Η παιδαγωγική προβληµατική που αναπτύχθηκε γύρω από το σύστηµα της Logo [Papert, 1980] θα συζητηθεί λεπτοµερώς στο έκτο κεφάλαιο. Η ανάλυση των αποτελεσµάτων της πειραµατικής φάσης εισαγωγής που χαρακτηρίζει αυτή την περίοδο παρέχει τα στοιχεία πάνω στα οποία θα στηριχτεί η εφαρµογή και γενίκευση της εισαγωγής της επόµενης δεκαετίας T ÚfiÓÈ ÙË «ÏËÚÔÊÔÚÈÎ ÁÈ fiïô» ( ): H ÂappleÔ ÙË ÁÂÓÈÎÂ Ì ÓË ÂÈÛ ÁˆÁ Η δεκαετία του 80 υπήρξε αναµφισβήτητα η περίοδος κατά την οποία γενικεύτηκαν οι προσπάθειες της εισαγωγής και της ένταξης της πληροφορικής και των νέων τεχνολογιών στα διάφορα εκπαιδευτικά συστήµατα. Ωστόσο, µόλις στα µέσα της δεκαετίας υιοθετήθηκε η καθολική εισαγωγή της πληροφορικής στα εκπαιδευτικά συστήµατα των ανεπτυγµένων χωρών. Πριν από τη γενικευµένη εισαγωγή προϋπήρξε µια περίοδος προβληµατισµών και γενικότερων αναζητήσεων για το πώς και από πού πρέπει να αρχίσει η εισαγωγή των υπολογιστών στο σχολείο. Η εισαγωγή των υπολογιστών γίνεται κατά κανόνα µέσα από ολοκληρωµένα προγράµµατα σε επίπεδο επικράτειας και µε συνεργασία διαφόρων φορέων και (συνήθως) µε τον έλεγχο του κάθε Υπουργείου Παιδείας. Παρακάτω παρουσιάζονται τα βασικά πορίσµατα που αναπτύχθηκαν στα πλαίσια δύο εκθέσεων (αρχές της δεκαετίας του 80), όπου και συνοψίζονται οι προβληµατικές της εποχής και το θεωρητικό πλαίσιο που χαρακτήρισε την είσοδο του υπολογιστή στο σχολικό σύστηµα κυρίως στον ευρωπαϊκό χώρο. H À J. C. SIMON (1980) H έκθεση αυτή (µε παραγγελία της γαλλικής κυβέρνησης) προτείνει την κατάρτιση για όλους στην πληροφορική, συνιστώντας τη συνέχιση των προηγούµενων εµπειριών, προπαντός στο επίπεδο του γυµνασίου και του λυκείου [Simon, 1980]. Σχετικά µε την πρωτοβάθµια εκπαίδευση, στην έκθεση αναπτύσσεται µια προβλη-

18 18 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À µατική η οποία θέτει µια σειρά από ενδιαφέροντα και επίκαιρα, ακόµα και σήµερα, ερωτήµατα. O εν λόγω προβληµατισµός συνοψίζεται στο γιατί πρέπει να εισαχθεί η πληροφορική, από την πρώτη κιόλας βαθµίδα, στην εκπαίδευση. ύο είναι οι βασικοί λόγοι που υποστηρίζουν, µέσα από την έκθεση, µια τέτοια εισαγωγή. Aφενός, για µια παιδαγωγική που εντάσσει τη χρήση των πληροφορικών µηχανών ως µέσου και, αφετέρου, η πληροφορική ως παιδαγωγικός στόχος. Aλλά δε διαφαινόταν επίκαιρη την εποχή αυτή η θεώρηση µιας γενικευµένης εισαγωγής των πληροφορικών µέσων στην πρωτοβάθµια εκπαίδευση. Oι επικαλούµενοι λόγοι τοποθετούνται σε δύο επίπεδα. Στο πρώτο επίπεδο αναφέρονται αιτίες οικονοµικής και τεχνικής φύσης, καθώς και προβλήµατα υλικοτεχνικής υποδοµής. Στο δεύτερο επίπεδο προβάλλονται ενδοιασµοί παιδαγωγικής υφής. Tα πληροφορικά µέσα για εκπαιδευτική χρήση πρέπει να αποτελέσουν αντικείµενο διεπιστηµονικών ερευνών και προσαρµογών. Ως συµπέρασµα στο σχετικό ζήτηµα, η έκθεση θεωρεί ότι, µε τη µέχρι τότε κατάσταση των ερευνών, τα πληροφορικά εργαλεία δεν µπορούν να θεωρηθούν ως καθολικό παιδαγωγικό µέσο, εντούτοις παρουσιάζουν εξαιρετικό παιδαγωγικό ενδιαφέρον σε ποικίλες και ιδιαίτερες περιπτώσεις. Kάτω από το πρίσµα αυτό, προτείνονται δύο δρόµοι ερευνών: η ιδασκαλία µε τη Bοήθεια Yπολογιστή ( ι.b.y.) και η γλώσσα LOGO. H À B. SCHWARTZ (1981) Mια άλλη έκθεση το 1981, στα πλαίσια της Kοινής Aγοράς αυτή τη φορά, προσδιορίζει τους στόχους της πληροφορικής στη γενική εκπαίδευση [Schwartz, 1981]. Oι στόχοι αυτοί προσανατολίζονται προς δύο κύριες κατευθύνσεις: ο υπολογιστής ως εργαλείο µάθησης και ως στοιχείο της γενικής κουλτούρας. O υπολογιστής ως εργαλείο µάθησης συνιστά την πρώτη κατεύθυνση, στα πλαίσια της οποίας µπορούµε να διακρίνουµε τα παρακάτω ρεύµατα: O ρόλος της ιδασκαλίας µε τη Bοήθεια Yπολογιστή ( ι.b.y.). Μέσο για την καλυτέρευση των επιδόσεων στα µαθηµατικά και στη γλώσσα. Το παιδαγωγικό σύστηµα της LOGO. O υπολογιστής και η πληροφορική ως στοιχείο γενικής κουλτούρας συγκροτούν τη δεύτερη κατεύθυνση, της οποίας κύριοι άξονες είναι οι εξής: Eυαισθητοποίηση στην επεξεργασία της πληροφορίας, στην τεχνική και πληροφορική διάσταση του περιβάλλοντος. Εισαγωγή στην αλγοριθµική και κατανόηση από τους µαθητές τού τι είναι ο προ-

19 1.1 Xƒ π π π º π π ø ø ø Ã πø 19 γραµµατισµός, δείχνοντάς τους το ενδιαφέρον που παρουσιάζει, καθώς επίσης και τα όριά του. Πρόκειται, συνεπώς, για την εξοικείωση του παιδιού, από την πιο µικρή ηλικία, µε τα πληροφορικά αντικείµενα, κατά τρόπο ώστε να γίνει ικανό να ενεργεί στα πλαίσιά τους και να τα χρησιµοποιεί µε κάποια σχετική άνεση. H παραπάνω θεώρηση εµπεριέχει δύο συµπληρωµατικές πτυχές: τη διανοητική πτυχή, στα πλαίσια της οποίας το παιδί οφείλει να κατανοήσει αυτό το οποίο κάνει όταν χρησιµοποιεί πληροφορικά αντικείµενα. την ηθική και πολιτική πτυχή, στα πλαίσια της οποίας είναι απαραίτητο το παιδί να κατανοήσει τα πληροφορικά εργαλεία µέσα από την προοπτική της κατάρτισης του µελλοντικού πολίτη, συνειδητού και αυτόνοµου όντος σε ένα σύγχρονο κοινωνικό και τεχνολογικό περιβάλλον. Για την εφαρµογή των στόχων αυτών, η έκθεση κάνει τις ακόλουθες προτάσεις: 1. H πληροφορική ως παιδαγωγικό µέσο συνεπάγεται την κατάρτιση µε τη βοήθεια της πληροφορικής (το παιδαγωγικό έρεισµα οδηγεί επιπλέον στην ανάπτυξη της πολιτισµικής διάστασης των πληροφορικών µέσων). 2. H πληροφορική ως παιδαγωγικός στόχος συνεπάγεται µια κατάρτιση στην πληροφορική. Eίναι εµφανές λοιπόν ότι, ήδη από τις απαρχές της εισαγωγής της πληροφορικής στην εκπαίδευση, γίνεται σαφής διάκριση ανάµεσα στην πληροφορική ως αντικεί- µενο µάθησης και την πληροφορική ως παιδαγωγικό και διδακτικό µέσο. Πρέπει, εντούτοις, να τονιστεί ότι οι πολλαπλοί τρόποι θεώρησης της εφαρµογής της πληροφορικής και των νέων τεχνολογιών, γενικότερα, στην εκπαίδευση και στην κατάρτιση έγιναν αντικείµενο έντονων συζητήσεων και προβληµατισµών από πολύ νωρίς στο χώρο των παιδαγωγών. Μπορούµε να συνοψίσουµε σε επτά τα προτεινόµενα επιχειρήµατα όλων αυτών που προωθούν την εισαγωγή της πληροφορικής στο σχολείο. Oρισµένοι από τους επικαλούµενους λόγους αναφέρονται στις σχέσεις του σχολείου µε το περιβάλλον του, ενώ άλλοι σχετίζονται άµεσα µε τον παιδαγωγικό προβληµατισµό. Tο πρώτο επιχείρηµα αναφέρεται στον ανταγωνισµό του ιδιωτικού τοµέα και τις ανάγκες αγοράς εργασίας, στις απαιτήσεις της προσαρµογής του σχολείου στα νέα δεδοµένα της τεχνολογικής εξέλιξης. H πληροφοριοποίηση της κοινωνίας επιβάλλει νέες οικονοµικές επιταγές, τις οποίες το σχολείο πρέπει απαραιτήτως να λάβει υπόψη του. Oρισµένοι προωθούν το επιχείρηµα ότι η εισαγωγή των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση θα επιτρέψει την ισότητα ευκαιριών και τον εκδηµοκρατισµό των

20 20 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À σπουδών. O υπολογιστής επιτρέπει µια καλύτερη κατάρτιση του πνεύµατος και, λόγω της ορθολογικής του πτυχής, µια πειθαρχία σκέψης. Tα νέα διδακτικά µέσα έχουν σηµαντικά διδακτικά πλεονεκτήµατα, που ξεπερνούν κατά πολύ τα χρησι- µοποιούµενα µέχρι τώρα σχολικά εποπτικά µέσα. Tα επιχειρήµατα που επικεντρώνονται γύρω από µια παιδαγωγική της µάθησης έχουν συµβάλει κατά πολύ στο να προχωρήσει η παιδαγωγική έρευνα, ενώ εξαιτίας της καινοτοµικής και «επαναστατικής» τους πτυχής έχουν νοµιµοποιήσει την εισαγωγή των τεχνολογιών στην εκπαίδευση. Tο τελευταίο επιχείρηµα, αν και δε χρησιµοποιείται πολύ συχνά, υπονοείται µέσα στον προβαλλόµενο προβληµατισµό, κυρίως όταν πρόκειται για την πρωτοβάθµια εκπαίδευση, και στηρίζεται στην πτυχή παιχνίδι, στον ελκυστικό δηλαδή τρόπο προσέγγισης, των νέων τεχνολογικών εργαλείων, η οποία παίζει εξέχοντα ρόλο θετικού κίνητρου (motivation) για τους µαθητές. Συµπερασµατικά, όλες οι προτεινόµενες θεωρίες των τελευταίων χρόνων που σχετίζονται µε τις νέες µεθόδους µάθησης καθώς και όλες τις προτάσεις που έχουν γίνει για την εισαγωγή των νέων εκπαιδευτικών τεχνολογιών επικαλούνται µέρος ή και το σύνολο της προηγούµενης επιχειρηµατολογίας, επεκτείνοντάς την προφανώς αρκετά συχνά και δίνοντας σε ορισµένες περιπτώσεις σηµαντικά πειραµατικά αποτελέσµατα. ƒ π ª π ª πƒπ Στην παρούσα ενότητα θα αναλύσουµε τον τρόπο εισαγωγής της πληροφορικής στο γαλλικό εκπαιδευτικό σύστηµα. Τηρουµένων των αναλογιών, τα πορίσµατα αυτής της ανάλυσης έχουν ισχύ και στις άλλες ευρωπαϊκές χώρες. Θεωρώντας ότι το σχολείο πρέπει να προσφέρει σε όλους τη γνώση της νέας τεχνολογίας της πληροφορικής, η γαλλική κυβέρνηση (1985) θέτει σε λειτουργία το πρόγραµµα «Πληροφορική για όλους» (Informatique Pour Tous IPT). Tα δηµοτικά, τα γυµνάσια και τα λύκεια εξοπλίζονται µε υπολογιστές και εκπαιδευτικοί επιµορφώνονται µέσα σε ένα χρόνο. Συνολικό κόστος της επένδυσης 1,8 δισεκατοµµύρια γαλλικά φράγκα, όλα από το κράτος. ε θα σχολιάσουµε ούτε την επιλογή του υλικού ούτε την επιλογή του λογισµικού που το συνόδευε. Πολλές µελέτες έχουν γίνει γύρω από αυτό το θέµα, αποδεικνύοντας τα όριά του [Linard, 1990]. Θα σηµειώσουµε µόνο ότι, µέχρι να συµπληρωθεί ο εξοπλισµός (τέλη 1987) των σχολείων, ήδη η εν λόγω υλικοτεχνική υποδοµή και το λογισµικό µέρος αποδείχθηκαν ανεπαρκή και ξεπεράστηκαν από την εξέλιξη της τεχνολογίας. Aντίστοιχες µελέτες έγιναν επίσης σχετικά µε την επιµόρφωση των εκπαιδευτικών και την ανάλυση των προς επίτευξη παιδαγωγικών στόχων. O υλικοτεχνικός εξοπλισµός των σχολείων τερµατίστηκε, όπως αναφέραµε, το 1987, ενώ µια πολιτική αλλαγή που επήλθε στο µεσοδιάστηµα

21 1.1 Xƒ π π π º π π ø ø ø Ã πø 21 επιβράδυνε το πλάνο του εξοπλισµού προς όφελος της παραγωγής εκπαιδευτικού λογισµικού καλής παιδαγωγικής ποιότητας. Kατ αυτό τον τρόπο, από το 1985 η πληροφορική, εκτός από ιδιαίτερο µάθηµα στο γαλλικό λύκειο, αποτελεί και επίση- µα µέρος των εκπαιδευτικών µέσων που προσφέρονται στους εκπαιδευτικούς όλων των βαθµίδων της γαλλικής εκπαίδευσης. Tο θεσµικό πλαίσιο που υιοθετήθηκε, µε επιλογή του νοµοθέτη, στοχεύει κατά κύριο λόγο στον υπολογιστή εκπαιδευτικό µέσο, βοηθητικό εργαλείο για τον εκπαιδευτικό. Η εισαγωγή και η ένταξη επικεντρώθηκαν πάνω σε τρία κατά κανόνα συµπληρω- µατικά ρεύµατα. Το πρώτο είχε ως στόχο τις αλγοριθµικές µεθόδους και τη διδασκαλία του προγραµµατισµού στα λύκεια (για το σκοπό αυτό µάλιστα δηµιουργούνται και ειδικές γλώσσες προγραµµατισµού, όπως από την ερευνητική οµάδα του J. Hebenstreit η LSE Langage Symbolique d Enseignement, Συµβολική Γλώσσα ιδασκαλίας), το δεύτερο στηρίχτηκε στη µάθηση των µαθητών γύρω από τη γλώσσα προγραµµατισµού LOGO µέσα από την οικοδοµηστική (constructivist) προοπτική, µε αφετηρία τις εργασίες του J. Piaget και του S. Papert, στην πρωτοβάθµια κυρίως εκπαίδευση, ενώ το τρίτο έχει ως στόχο την ανάπτυξη της τεχνικής και πληροφορικής κουλτούρας, κατά κύριο λόγο στο γυµνάσιο. Η όλη, συνεπώς, προβληµατική προσπαθεί να δώσει απαντήσεις στα παρακάτω ερωτήµατα: Μπορεί η πληροφορική να αποτελέσει αντικείµενο µάθησης, να γίνει αντικείµενο ενδιαφέροντος για τους µαθητές όσον αφορά τους τρόπους λειτουργίας και τις δυνατότητες των µηχανών; Μπορεί να γίνει εργαλείο ώστε να µπουν σε εφαρ- µογή λειτουργίες µάθησης; Ο υπολογιστής µπορεί να ανανεώσει την αίσθηση της εµπειρίας µέσα στους επιστηµονικούς χώρους, δίνοντας ένα νέο νόηµα στις έννοιες της µεταβλητής, της τύχης, του επιστηµονικού συµβάντος; T ÚfiÓÈ ÙÔ 90: AappleÔÏÔÁÈÛÌfi Î È appleúôôappleùèî H ραγδαία εξέλιξη του υλικού και του λογισµικού τα τελευταία χρόνια συνιστά ένα νέο δεδοµένο που ανατρέπει πολλούς από τους καθιερωµένους προσανατολισµούς και θέτει εκ νέου το ζήτηµα µιας συνολικής θεώρησης του προβλήµατος της εισαγωγής των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση. Tο γεγονός αυτό έχει επιτρέψει µια σηµαντική πτώση του κόστους, η οποία οδήγησε µε τη σειρά της σε βαθιές αλλαγές των κοινωνικών αναπαραστάσεων στις αλληλεπιδράσεις µε τον υπολογιστή. Aν πριν από είκοσι χρόνια ο υπολογιστής συνιστούσε µια σπάνια και πολύπλοκη µηχανή, επαγγελµατικό µηχάνηµα χωρίς πρόσβαση από τον κοινό των θνητών, η έκρηξη της µικροπληροφορικής κατά τη δεκαετία του 80 τον µετέτρεψε προοδευτικά σε ένα µοντέρνο µέσο «υψηλής τεχνολογίας». Στη σηµερινή εποχή, γενικεύεται η διάδοσή

22 22 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À του και έχει µετατραπεί σε ένα καταναλωτικό αντικείµενο καθηµερινής χρήσης, τουλάχιστον στις προηγµένες χώρες. Παράλληλα, τα τελευταία χρόνια οι υπολογιστές έχουν πάρει πλέον τη θέση τους στα σχολικά συστήµατα των ανεπτυγµένων χωρών. Άλλοτε ως εργαλείο διδασκαλίας και µάθησης στα διάφορα γνωστικά αντικείµενα, ενίοτε αντικείµενο γνώσης αυτό καθαυτό, γνωστικό εργαλείο για προσωπική έκφραση και οικοδόµηση, µέσο για τη διαχείριση του σχολικού περιβάλλοντος, απασχολεί όλο και περισσότερους εκπαιδευτικούς στις διάφορες εκπαιδευτικές βαθµίδες. Παρά τα ενθαρρυντικά ερευνητικά συµπεράσµατα για τη θέση του υπολογιστή ως µαθησιακού εργαλείου και παρά τη γενικότερη πολιτική βούληση των διαφόρων κυβερνήσεων να εντάξουν τις νέες τεχνολογίες της πληροφορίας και της επικοινωνίας ως αναπόσπαστο τµήµα του σχολικού συστήµατος (βλέπε πλάνο «Υπερλεωφόροι της Πληροφορίας» της Αµερικάνικης Κυβέρνησης και πλάνο Task Force της Ευρωπαϊκής Ένωσης), δεν έχει εκλείψει ο σκεπτικισµός. Oι νέες εκπαιδευτικές τεχνολογίες θα έχουν τη θλιβερή τύχη των παιδαγωγικών οπτικοακουστικών µέσων και της εκπαιδευτικής τηλεόρασης; Ή, αντίθετα, η χρήση των νέων πληροφορικών µέσων θα δηµιουργήσει νέες διδακτικές καταστάσεις και θα επιτρέψει την επίτευξη παραδοσιακών στόχων παρώθησης και µάθησης; Είναι δυνατό να επιτευχθεί, µε αισθητό τρόπο, ουσιαστική αύξηση της αποδοτικότητας του σχολικού συστήµατος διδάσκοντας γρηγορότερα (απόδειξη, διασαφήνιση), σταθερότερα (αποµνηµόνευση), σε περισσότερους µαθητές (εξ αποστάσεως εκπαίδευση), επιφέροντας νέες γνώσεις (τεχνική κουλτούρα) και προσεγγίζοντας τη διδασκαλία µε την αποκτηµένη από τον περιρρέοντα χώρο εµπειρία των µαθητών; Ένα γεγονός είναι σήµερα σίγουρο: ο υπολογιστής, πάνω στον οποίο τα διάφορα σχολικά συστήµατα είχαν εναποθέσει πολλές ελπίδες για να βγουν από τη βαθιά κρίση τους, δεν έχει επιφέρει προς το παρόν καµιά ριζική επανάσταση. Oι περισσότερες κριτικές επικεντρώνονται πάνω στην πτυχή της πληροφορικής ως αυτόνοµου διδακτικού αντικειµένου, πτυχή για την οποία τα αποτελέσµατα των ερευνών είναι και τα περισσότερο αµφιλεγόµενα. Για παράδειγµα, η προσπάθεια εξοβελισµού της πληροφορικής (και του προγραµµατισµού) από το αναλυτικό πρόγραµµα (τάση που απαντάται στον ένα ή στον άλλο βαθµό σε διάφορες χώρες) φαίνεται από την άποψη που διατυπώνει το Γαλλικό Eθνικό Συµβούλιο Προγραµµάτων Σπουδών ότι «είναι άχρηστο να θεσπίσουµε µια διδασκαλία σύλληψης και λειτουργίας των µηχανηµάτων και του λογισµικού της πληροφορικής πριν από το πανεπιστήµιο» [εφηµερίδα Le Monde, ]. ε γίνεται, λοιπόν, πλέον λόγος για εισαγωγή των µαθητών στον προγραµµατισµό (τεχνοκεντρική προσέγγιση, βλέπε επόµενη ενότητα), στη χρησιµοποίηση δηλαδή

23 1.1 Xƒ π π π º π π ø ø ø Ã πø 23 συµβολικών γλωσσών υψηλού εννοιολογικού επιπέδου για την επίτευξη συγκεκρι- µένων γνωστικών στόχων. Aντίθετα, οι µαθητές οφείλουν να είναι ικανοί να χρησι- µοποιήσουν πληροφορικά µέσα, όπως ο επεξεργαστής κειµένου, οι βάσεις δεδοµένων, άλλο ειδικό λογισµικό και εκπαιδευτικά προγράµµατα, στα πλαίσια κάθε µαθή- µατος (πραγµατολογική προσέγγιση, βλέπε επόµενη ενότητα). H προτεραιότητα στα πλαίσια αυτά µετατίθεται πλέον στην ενσωµάτωση της χρησιµοποίησης των πληροφορικών εργαλείων στην παιδαγωγική πράξη (και φαίνεται, συνεπώς, η τάση προς την ολοκληρωµένη προσέγγιση εισαγωγής, βλέπε επόµενη ενότητα). Στον Πίνακα 1.1 συνοψίζονται οι κύριες φάσεις της εισαγωγής και ανάπτυξης της τεχνολογίας στην εκπαίδευση. Αναφέρονται τα σχολικά επίπεδα, οι τύποι δράσης, οι βασικοί παιδαγωγικοί προσανατολισµοί, οι τύποι κατάρτισης των εκπαιδευτικών, το είδος του λογισµικού και του εξοπλισµού που χρησιµοποιείται. Ó Î 1.1 Φάσεις εισαγωγής και ανάπτυξης της τεχνολογίας στην εκπαίδευση, σύµφωνα µε G. L. Baron, E. Bruillard, 1996 Χαρακτηριστικά Πρώτη Φάση εύτερη Φάση Τρίτη Φάση Τέταρτη Φάση Media και τεχνο- Η πληροφορική Μέσο Αντικείµε- Τεχνολογίες ως λογίες προσέγγιση νο εκπαίδευσης µέσο (πριν από το 1970) ( ) ( ) (µετά το 1990) Επίπεδο γυµνάσια λύκειο δηµοτικά, όλα τα επίπεδα λύκεια γυµνάσια, λύκεια Τύποι δράσης πειραµατισµοί έρευνες ανάπτυξη προωθούµενη από το κράτος τοπική δράση Προσανατολισµοί οπτικοακουστικά πληροφορική = Πληροφορική: Μέσο µέσα / προγραµ- τρόπος σκέψης αντικείµενο ή Πληροφορική µατισµένη διδα- µέσο; Πολυµέσα σκαλία Κατάρτιση συνεχής µακράς συνεχής µακράς σύντοµη εκπαιδευτικών διάρκειας διάρκειας κατάρτιση, κατάρτιση κατάρτιση, αρχική κατάρτιση αρχική κατάρτιση

24 24 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À Λογισµικό λογισµικό λογισµικό λογική της αγοράς «Παιδαγωγικής παραγωγή Έρευνας» της πολιτείας Εξοπλισµός οπτικό ακουστι- Κάποιοι διάφοροι τύποι Συγκέντρωση κός εξοπλισµός µικρο υπολογι- υπολογιστών γύρω από το στές (Apple, IBM τυπικό PC compatible, Thomson, Atari) Àª ƒ ª π π ƒø ª Συµπερασµατικά, η πρόσφατη περίοδος εισαγωγής των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση χαρακτηρίζεται από την προσπάθεια της διάρθρωσης ανάµεσα στην όλο και πιο σύνθετη τεχνολογική ανάπτυξη και σε συγκεκριµένους στόχους και ανάγκες, ενώ όλοι οι απολογισµοί εµπεριέχουν µια σειρά από ερωτήµατα που µένουν αναπάντητα και τα οποία παρουσιάζουν ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον, όπως εκφράζεται από τα ακόλουθα ερωτήµατα: H εισαγωγή της πληροφορικής στο σχολικό σύστηµα λαµβάνει υπόψη της τους τελικούς στόχους ανάπτυξης µιας επιστηµονικής και τεχνικής κουλτούρας; Aναπτύσσει την ιδιαίτερη κουλτούρα της; H εκπαίδευση είναι έτοιµη να δεχτεί τις αναγκαίες αλλαγές από την εισαγωγή της πληροφορικής και των νέων τεχνολογιών; ηµιουργεί µια νέα σχέση µε τη γνώση και την επικοινωνία της; H πληροφορική, έχοντας διαπεράσει το σύνολο του κοινωνικού ιστού και όντας πλέον παρούσα στην πλειονότητα των καθηµερινών µας δραστηριοτήτων, θέτει στην ηµερήσια διάταξη πολύ σηµαντικά ζητήµατα που άπτονται του καθεστώτος της πληροφορίας, της διαµεσολάβησης και της αναπαράστασης µέσω των media της γνώσης, της οργάνωσης και του καταµερισµού της εργασίας, του προβλήµατος της ταυτότητας των υποκειµένων. Bρισκόµενη σε µια διαδικασία συγκρότησης της ιδιαίτερής της κουλτούρας, βάζει έτσι το εκπαιδευτικό σύστηµα προ τετελεσµένων γεγονότων. Πώς η διδασκαλία, και συνολικότερα η µαθησιακή διαδικασία, θα προσαρµοστεί στις νέες συνθήκες; Πώς θα αντιµετωπιστούν τα προβλήµατα ηθικής και τα επιστηµολογικά ερωτήµατα που τίθενται από µια τέτοια εξέλιξη;

25 1.1 Xƒ π π π º π π ø ø ø Ã πø 25 Αναφέρετε από ποιες παραµέτρους εξαρτάται κάθε φορά η προσέγγιση της ένταξης των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση. ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.1 Αναφέρετε τις κύριες φάσεις εισαγωγής και ένταξης των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση. ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.2 Ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά που συνθέτουν την εισαγωγή των υπολογιστών στην εκπαίδευση κατά τη δεκαετία ; ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.3 Ποια περίοδο επιχειρείται η γενικευµένη εισαγωγή υπολογιστών στην εκπαίδευση και πώς στοιχειοθετείται αυτή η προσπάθεια; ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.4 Ποιοι είναι οι κύριοι άξονες των επιχειρηµάτων που υποστηρίζουν την εισαγωγή των υπολογιστών στην εκπαίδευση; ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.5 Ποια είναι η βασική προβληµατική που χαρακτηρίζει την πρόσφατη περίοδο ένταξης των υπολογιστών στο σχολικό σύστηµα; ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.6 Σχολιάστε τους λόγους για τους οποίους η κάθε χρονική περίοδος εισαγωγής των υπολογιστών διακρίνεται από τις άλλες περιόδους. ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.7

26 26 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À 1.2 ÚÔÛÂÁÁ ÛÂÈ ÂÈÛ ÁˆÁ ÙË appleïëúôêôúèî Î È ÙˆÓ Ó ˆÓ Ù ÓÔ- ÏÔÁÈÒÓ ÛÙËÓ ÂÎapple  ÛË ÂÌÂÏÈÒ Ë ÂÚˆÙ Ì Ù Τα εκπαιδευτικά συστήµατα των διαφόρων χωρών (και αυτό συµβαίνει όχι µόνο στις ανεπτυγµένες αλλά και στις αναπτυσσόµενες χώρες) έχουν βαθύτατα επηρεαστεί από τις ραγδαίες σύγχρονες τεχνολογικές εξελίξεις. Από τα πανεπιστήµια, τα λύκεια, τις σχολές αρχικής επαγγελµατικής κατάρτισης, το δηµοτικό, καµία βαθµίδα εκπαίδευσης δεν έµεινε χωρίς να εντάξει στον ένα ή στον άλλο βαθµό τα νέα εργαλεία αναπαράστασης και σκέψης. Το κίνηµα αυτό, που επιταχύνεται από την εµφάνιση όλο και πιο φιλικών συστηµάτων επικοινωνίας χρήστη µηχανής (user interfaces) και λογισµικού, καθώς και από τη γενίκευση της συζήτησης γύρω από τα πληροφορικά µέσα, αντλεί την έµπνευση και το δυναµισµό του µέσα από κοινωνικές, οικονοµικές, πολιτικές, παιδαγωγικές και πολιτισµικές ανησυχίες, οι οποίες µπορούν να ιεραρχηθούν σε πολλαπλά επίπεδα. Η εξέλιξη της εισαγωγής και της ένταξης των νέων τεχνολογιών στα σχολικά συστή- µατα των ανεπτυγµένων χωρών υπήρξε ιδιαίτερα σηµαντική και συνιστά ίσως την πιο καταλυτική αλλαγή των τελευταίων χρόνων. Οι κύριες παράµετροι που συνθέτουν την εξέλιξη αυτή είναι α) η πληροφοριοποίηση της κοινωνίας και τα ερωτήµατα που τίθενται για την αποστολή του σχολείου στα πλαίσιά της και β) η ανοικτή κρίση του εκπαιδευτικού συστήµατος και η συνακόλουθη καθολική επιταγή για παιδαγωγική ανανέωση. Κάτω από το πρίσµα αυτό, η εισαγωγή των νέων τεχνολογιών της πληροφορίας και της επικοινωνίας (υπολογιστές, πολυµέσα, δίκτυα κτλ.) στην εκπαίδευση, πρoϋποθέτει την απάντηση σε δύο σηµαντικά και συµπληρωµατικά ερωτήµατα: Τι εννοούµε µε τoν όρo «η Πληροφορική στην Eκπαίδευση»; Με τη χρήση της υπολογιστικής τεχνολογίας εισάγονται νέες διαδικασίες µάθησης, πoιoτικά διαφoρετικές, ή στην πραγµατικότητα αναπαράγονται µε άλλα µέσα οι ίδιοι µηχανισµοί και διαδικασίες όπως σε περιβάλλoντα µάθησης χωρίς µηχανές; Ενώ για το δεύτερο ερώτηµα δεν έχει µέχρι σήµερα δοθεί από τις γνωστικές επιστήµες και τις επιστήµες της αγωγής επαρκής απάντηση (βλέπε επόµενα κεφάλαια), για το πρώτο ερώτηµα µπoρoύµε να διακρίνουµε τουλάχιστον τρεις διαφoρετικές προσεγγίσεις: Η πληροφορική ως αυτόνoµo γνωστικό αντικείµενο, που µπoρεί να ενταχθεί στο πρόγραµµα σπουδών και να διδαχθεί σε διάφορες βαθµίδες της εκπαίδευσης.

27 1.2 ƒ π π π ø ƒ º ƒπ π ø ø Ã πø π À 27 Η πληροφορική ως µέσo γνώσης, έρευνας και µάθησης, που διαπερνά όλα τα γνωστικά αντικείµενα. Η πληροφορική ως στoιχείo της γενικής κουλτoύρας αλλά και κοινωνικό φαινόµενο. Οι πρoσεγγίσεις που συζητήθηκαν στην προηγούµενη ενότητα δεν αλληλoσυγκρούονται, αλλά αντίθετα αλληλoσυµπληρώνoνται και αλληλoεξαρτώνται. Έτσι, µέσα στην καθηµερινή εκπαιδευτική πρακτική, φαίνεται να επικρατούν τρεις τάσεις χρήσης των νέων τεχνολογιών της πληροφορίας και της επικοινωνίας στην εκπαιδευτική διαδικασία: 1. ως αυτόνοµου γνωστικού αντικειµένου (τεχνοκεντρική προσέγγιση), 2. µέσα σε όλα τα µαθήµατα, ως έκφρασης µιας ολιστικής, διαθεµατικής προσέγγισης της µάθησης (ολοκληρωµένη προσέγγιση), 3. ως συνδυασµού των δύο προηγούµενων τρόπων (πραγµατολογική προσέγγιση), [Μακράκης, Κοντογιαννοπούλου Πολυδωρίδη, 1995] È ÛÎ Ï ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ : TÂ ÓÔÎÂÓÙÚÈÎ appleúôû ÁÁÈÛË Η διδασκαλία της πληροφορικής (αλλά και των νέων τεχνολογιών γενικότερα) ως αυτόνοµου γνωστικού αντικειµένου, που αποκαλείται και τεχνοκεντρική προσέγγιση, υπήρξε η πρώτη χρονολογικά προσέγγιση εισαγωγής στην εκπαιδευτική διαδικασία. Ως προσέγγιση κυριάρχησε κατά τη δεκαετία του 70, κυρίως στις υψηλότερες βαθµίδες της εκπαίδευσης. Από τη στιγµή που ένα νέο µάθηµα καθιερώνεται στο αναλυτικό πρόγραµµα είναι εύλογο να τεθούν και τα συνακόλουθα ερωτήµατα που αφορούν το περιεχόµενό του, τους στόχους του, τα ερωτήµατα που θέτει η διδασκαλία του και, συνεπώς, την ύπαρξη µιας διδακτικής του προσέγγισης. Η προσέγγιση αυτή χαρακτηρίζεται από τεχνοκρατικό ντετερµινισµό και έχει ως βασική επιδίωξη την απόκτηση γνώσεων πάνω στη λειτουργία των υπολογιστών και την εισαγωγή στον προγραµµατισµό τους. Η πληροφορική στα πλαίσια αυτά θεωρείται αυτοτελές γνωστικό αντικείµενο και απαντάται στη διεθνή βιβλιογραφία µε τον όρο αποµονωµένη τεχνική προσέγγιση ή κάθετη προσέγγιση appleïëúôêôúèî Î È ÔÈ Ó Â ÙÂ ÓÔÏÔÁ Â ÛÙË È ÛÎ Ï Î È ÙË Ì ıëûë: Ú ÁÌ ÙÔÏÔÁÈÎ appleúfiûâááèûë Η πραγµατολογική προσέγγιση, στην τρέχουσα τουλάχιστον εκδοχή της, συνιστά συνδυασµό της προηγούµενης προσέγγισης και αυτής που θα περιγραφεί στην επό- µενη παράγραφο (ολοκληρωµένη). Συνιστά µια µεταβατική, «εφικτή» λύση, απα-

28 28 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À ραίτητη για ένα τουλάχιστον χρονικό διάστηµα µέχρι την πλήρη ένταξη των τεχνολογιών σε όλο το αναλυτικό πρόγραµµα. Η προσέγγιση αυτή χαρακτηρίζεται από τη διδασκαλία ενός αµιγούς µαθήµατος γενικών γνώσεων πληροφορικής και την προοδευτική ένταξη της χρήσης των νέων τεχνολογιών ως µέσου στήριξης της µαθησιακής διαδικασίας σε όλα τα γνωστικά αντικείµενα του προγράµµατος σπουδών. Στη βιβλιογραφία αποδίδεται και µε τον όρο εφικτή ή µεικτή προσέγγιση. Η έµφαση στα πλαίσια αυτής της προσέγγισης δίνεται στις γνωστικές και τις κοινωνικές διαστάσεις της χρήσης της πληροφορικής στην εκπαιδευτική διαδικασία. Η προσέγγιση αυτή γνώρισε πολλές διακυµάνσεις πριν σταθεροποιηθεί στους προσανατολισµούς κυρίως αναφορικά µε τη χρήση του πληροφορικού µέσου. Η προσέγγιση αυτή φαίνεται να συνδυάζει τα παιδαγωγικά πλεονεκτήµατα και µε τους όρους του εφικτού. Γιατί οι νέες τεχνολογίες δεν αποτελούν µόνο ένα γνωστικό αντικείµενο, που είναι απαραίτητο σήµερα για τον τεχνολογικό αλφαβητισµό των µαθητών, αλλά και ένα σηµαντικό εποπτικό «πολύ µέσο» και γνωστικό εργαλείο διδασκαλίας για όλα τα µαθήµατα [Ράπτης & Ράπτη, 1999]. Επιπλέον, συνιστούν και µια δυνητικά αστείρευτη πηγή πληροφόρησης και επικοινωνίας µε τον κόσµο της γνώσης. Η κατάλληλη παιδαγωγική τους χρήση αποτελεί από µόνη της µια εν δυνά- µει καινοτόµο παιδαγωγική µεθοδολογία, που µετασχηµατίζει τις παραδοσιακές δοµές επικοινωνίας και ευνοεί την εφαρµογή πολλών άλλων παιδαγωγικών αρχών που ήταν δύσκολο µέχρι τώρα να εφαρµοστούν στο πλαίσιο της παραδοσιακής τάξης appleïëúôêôúèî Î È ÔÈ Ó Â Ù ÓÔÏÔÁ  Û fiïô ÙÔ Â ÚÔ ÙÔ Ó - Ï ÙÈÎÔ appleúôáú ÌÌ ÙÔ : OÏÔÎÏËÚˆÌ ÓË appleúôû ÁÁÈÛË Η τρίτη προσέγγιση είναι αυτή της ένταξης των νέων τεχνολογιών µέσα σε όλα τα µαθήµατα, ως έκφρασης µιας ολιστικής, διαθεµατικής προσέγγισης της µάθησης και χαρακτηρίζεται ως ολοκληρωµένη προσέγγιση. Η προσέγγιση αυτή εµφανίστηκε σχετικά πρόσφατα και χαρακτηρίζεται από το ότι η διδασκαλία της χρήσης των νέων τεχνολογιών και η χρήση τους ενσωµατώνεται στα επιµέρους γνωστικά αντικείµενα του προγράµµατος σπουδών (αποδίδεται και µε τον όρο «οριζόντια ή ολιστική προσέγγιση»). Σύµφωνα µε την προσέγγιση αυτή, τα θέµατα που αφορούν τους υπολογιστές και τις νέες τεχνολογίες γενικότερα διδάσκονται µέσα από όλα τα γνωστικά αντικείµενα του σχολείου και δε συνιστούν ιδιαίτερο γνωστικό αντικείµενο. Οι υποστηρικτές αυτής της προσέγγισης πιστεύουν ότι η διασπορά της διδασκαλίας και της χρήσης της πληροφορικής σε όλο το φάσµα του προγράµµατος σπουδών, και όχι η ένταξή του σε ένα ιδιαίτερο αντικείµενο, µπορεί να βοηθήσει την ουσιαστική και

29 1.3 π à π π π À 29 από κοινού δηµιουργική συµµετοχή εκπαιδευτικών και µαθητών στην εκπαιδευτική διαδικασία. Η προσέγγιση αυτή προϋποθέτει σηµαντικά διαφορετικές εκπαιδευτικές αντιλήψεις τόσο στην επιλογή της γνώσης και της διδακτικής πρακτικής όσο και στην εκπαίδευση και την κατάρτιση των εκπαιδευτικών και στην υλικοτεχνική υποδοµή. Οι ανατροπές που θα προκαλέσει στο πρόγραµµα σπουδών η εφαρµογή της προσέγγισης αυτής την καθιστούν βραχυπρόθεσµα µη εφαρµόσιµη. Ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά που συνθέτουν την τεχνική προσέγγιση εισαγωγής των υπολογιστών στην εκπαίδευση; ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.8 Σε τι διακρίνεται η πραγµατολογική προσέγγιση εισαγωγής των υπολογιστών στην εκπαίδευση από την ολοκληρωµένη προσέγγιση; ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.9 ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.10 Αντιστοιχίστε κάθε χρονολογική περίοδο εισαγωγής των υπολογιστών µε την προσέγγιση εισαγωγής η οποία την χαρακτηρίζει καλύτερα: 1. εκαετία Ολοκληρωµένη προσέγγιση 2. εκαετία Τεχνική προσέγγιση 3. Πρόσφατη περίοδος 3. Πραγµατολογική προσέγγιση 1.3 È Ó Â Ù ÓÔÏÔÁ  ÛÙËÓ ÂÏÏËÓÈÎ ÂÎapple  ÛË Η εισαγωγή της πληροφορικής στην ελληνική εκπαίδευση ξεκίνησε από τα Τεχνικά Επαγγελµατικά, τα Πολυκλαδικά Λύκεια και τα γυµνάσια, ενώ η Πρωτοβάθµια Εκπαίδευση και το Γενικό Λύκειο είχαν αγνοηθεί εντελώς. Η δηµιουργία κλάδου πληροφορικής στα ΤΕΛ ΕΠΛ (από τα µέσα της δεκαετίας του 80) και η ένταξη ενός µαθήµατος πληροφορικής στο γυµνάσιο (αρχές δεκαετίας του 90) υποδεικνύει ότι δεν υιοθετήθηκε η διεθνώς καθιερωµένη πρακτική της προκαταρκτικής πειραµατικής φάσης και στη συνέχεια της γενίκευσης και της καθολικής εφαρµογής, µε αποτέλεσµα την «ντε φάκτο» καθιέρωση ενός µοντέλου µαθήµατος γενικών γνώσεων αλφαβητισµού στους υπολογιστές και όχι του υπολογιστή ως µέσου στήριξης της εκπαιδευτικής διαδικασίας.

30 30 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À ƒ º ƒπ ø À ª ø π π πª Η πληροφορική υπήρξε, συνεπώς, ως κλάδος ειδίκευσης στα ΤΕΛ / ΕΠΛ, και σήµερα αποτελεί αντικείµενο εκπαίδευσης (ως ξεχωριστό ωριαίο µάθηµα) στο ελληνικό γυµνάσιο (από το 1992), και µε τη θέσπιση του Ενιαίου Λυκείου καθιερώνεται ως µάθηµα επιλογής στην Α και Β ή Γ τάξη και ως κλάδος της τεχνολογικής κατεύθυνσης. Στα Τ.Ε.Ε. (Τεχνικά Επαγγελµατικά Εκπαιδευτήρια) καθιερώνεται ως δίωρο µάθηµα γενικής παιδείας και δηµιουργείται τοµέας πληροφορικής. Στην ελληνική πρωτοβάθµια εκπαίδευση δεν έχει γίνει καµιά προσπάθεια εισαγωγής µέχρι και το Σύµφωνα µε τα στοιχεία της ιεύθυνσης Σπουδών ευτεροβάθµιας Εκπαίδευσης του ΥΠ.Ε.Π.Θ. [«Η Πληροφορική στη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση, Ενηµερωτικό Φυλλάδιο», ΥΠ.Ε.Π.Θ., εκέµβριος 1998], κατά το 1998 υπηρετούν περίπου εκπαιδευτικοί κλάδου ΠΕ (Πληροφορικής). Με στοιχεία πάντα του 1998, το 84% περίπου των γυµνασίων έχουν εργαστήριο πληροφορικής (1.300 εργαστήρια) και διδάσκεται η πληροφορική ως γνωστικό αντικείµενο. Σύµφωνα µε το υπάρχον Αναλυτικό Πρόγραµµα, η έµφαση δίνεται στον πληροφορικό αλφαβητισµό και στη χρήση των υπολογιστών, ενώ ο προγραµµατισµός κατέχει σε αυτό σηµαντική θέση. Περίπου 350 γυµνάσια είναι συνδεµένα στο διαδίκτυο µε πρωτοβουλία τοπικών φορέων και διαφόρων προγραµµάτων του ΥΠ.Ε.Π.Θ. Μέσα στο 1999 τα Ενιαία Λύκεια εξοπλίζονται µε σύγχρονα εργαστήρια πληροφορικής (περίπου 800), µε 13 υπολογιστές σε τοπικό δίκτυο και σύνδεση µε το Internet. Το νέο πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών Πληροφορικής στην ελληνική εκπαίδευση θεσµοθετήθηκε µέσα στο Προσπαθεί να οριοθετήσει, για πρώτη φορά, έναν ενιαίο τρόπο θεώρησης της ένταξης των τεχνολογιών της πληροφορίας και της επικοινωνίας στην ελληνική σχολική πραγµατικότητα και φιλοδοξεί να δώσει απαντήσεις µε σφαιρικό τρόπο στα κύρια θέµατα που αφορούν την ένταξη των τεχνολογιών της πληροφορικής σε όλο το φάσµα του ελληνικού σχολικού συστή- µατος. Όσον αφορά τη χρήση των νέων τεχνολογιών στα πλαίσια της πρωτοβάθ- µιας εκπαίδευσης, εµπνέεται από την ολοκληρωµένη προσέγγιση, ενώ δανείζεται ιδέες της πραγµατολογικής προσέγγισης. Όσον αφορά την ένταξη των νέων τεχνολογιών στη δευτεροβάθµια εκπαίδευση, η όλη προβληµατική εµπνέεται από την πραγµατολογική προσέγγιση. ƒ º ƒπ ø π π π ª π ª Μέχρι και το 1997 η γενική φιλοσοφία εισαγωγής και ένταξης της πληροφορικής στην ελληνική εκπαίδευση διαπνέεται καθαρά από την τεχνική και σε λιγότερο

31 1.3 π Ã π π π À 31 βαθµό από την πραγµατολογική προσέγγιση (αφού σε επίπεδο γυµνασίου η εισαγωγή ενός µαθήµατος πληροφορικού αλφαβητισµού συνάδει περισσότερο µε αυτή την προσέγγιση). Κανένα πιλοτικό πρόγραµµα ένταξης των νέων τεχνολογιών στα διάφορα γνωστικά αντικείµενα της δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης δεν έχει µέχρι τότε υλοποιηθεί, ενώ η πρωτοβάθµια εκπαίδευση αγνοείται εντελώς. Η κατάσταση φαίνεται να αλλάζει άρδην µε το πιλοτικό πρόγραµµα «Οδύσσεια» (η υλοποίηση του οποίου έχει ξεκινήσει από το 1997), που χρηµατοδοτείται από το ΥΠ.Ε.Π.Θ. Για πρώτη φορά, ένα ολοκληρωµένο πιλοτικό πρόγραµµα που έχει ως στόχο την ένταξη των νέων τεχνολογιών σε όλο το φάσµα της ελληνικής εκπαίδευσης (µε έµφαση στη δευτεροβάθµια εκπαίδευση και την αρχική επαγγελµατική κατάρτιση) σχεδιάζεται και τίθεται προς υλοποίηση. ƒ «À π» «Το όνοµα Οδύσσεια χρησιµοποιείται για τις ενέργειες 1.1.β και 1.4.γ του Επιχειρησιακού Προγράµµατος Εκπαίδευσης και Αρχικής Επαγγελµατικής Κατάρτισης (ΕΠΕΑΕΚ) του Υπουργείου Εθνικής Παιδείας και Θρησκευµάτων (ΥΠ.Ε.Π.Θ). Στόχος των έργων της Οδύσσειας είναι η αξιοποίηση των υπολογιστικών και δικτυακών τεχνολογιών στη δευτεροβάθµια εκπαίδευση ως µέρους των βασικών δραστηριοτήτων της. Τα έργα της Οδύσσειας περιλαµβάνουν ανάπτυξη υπολογιστικής και δικτυακής υποδοµής στα σχολεία, κατάλληλη εκπαίδευση και επιµόρφωση εκπαιδευτικών και ανάπτυξη λογισµικού και ψηφιακού εκπαιδευτικού υλικού. Στόχος είναι η τεχνολογία να αξιοποιηθεί στη διδασκαλία όλων των µαθηµάτων, στις δράσεις που συµπληρώνουν τη µαθητική ζωή, στη διοίκηση του σχολείου, για όλους τους εκπαιδευτικούς και όλους τους µαθητές, καθηµερινά». Από την ηλεκτρονική σελίδα της «Οδύσσειας»: Ενδεικτικά Έργα της Οδύσσειας Συνοπτικός τίτλος Έργου και σύντοµη περιγραφή «Ε11» «Οδυσσέας»: Πιλοτική ανάπτυξη δικτυακής και υπολογιστικής υποδοµής στις περιοχές Αχαΐας, Θράκης και Αιγαίου. «Ε16» «Τηλέµαχος ΙΙ»: Ανάπτυξη και λειτουργία υποδοµής «Τηλέµαχου» για µικρά και αποµακρυσµένα σχολεία. «Ε21» «Σειρήνες»: Πιλοτικές µελέτες ένταξης, αξιολόγησης και ανάπτυξης εκπαιδευτικού λογισµικού πολυµέσων για τη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση.

32 32 KEºA AIO 1: E π, º π π ƒ π π Eπ ø ƒ º ƒπ E π À «Ε22» «Ναυσικά»: Ανάπτυξη πιλοτικού εκπαιδευτικού λογισµικού πολυµέσων για τη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση. «Ε24» «Κίρκη»: Προσαρµογή λογισµικού πολυµέσων για τη Γενική ευτεροβάθµια Εκπαίδευση. «Ε31» «Μνηστήρες»: Προµήθεια, εγκατάσταση και υποστήριξη λειτουργίας υπολογιστικού εξοπλισµού εργαστηρίων σε ευρεία κλίµακα. «Ε32» «Οι ασκοί του Αιόλου»: Προµήθεια δικτυακού εξοπλισµού, δικτύωση και υποστήριξη λειτουργίας σχολικού δικτύου σε ευρεία κλίµακα. «Ε41» «Τα βόδια του Ήλιου»: Σχεδιασµός και οργάνωση του συνολικού εκπαιδευτικού έργου. «Ε42»: Προγράµµατα εκπαίδευσης και υποστήριξης εκπαιδευτικών. «Ε51»: Χρήσεις δικτύων υψηλών ταχυτήτων στην εκπαίδευση. «Ε56»: Υπολογιστές σε κάθε αίθουσα του σχολείου. «Ε62» «Λωτοφάγοι»: ιάδοση αποτελεσµάτων της ενέργειας. Για περισσότερες πληροφορίες µπορείτε να ανατρέξετε στην ηλεκτρονική σελίδα της «Οδύσσειας»: Το Έργο «Ε21» «Σειρήνες» Πιλοτικές Μελέτες Ένταξης, Αξιολόγησης και Ανάπτυξης Εκπαιδευτικού Λογισµικού Πολυµέσων για τη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση. Οι «Σειρήνες» είναι ένα από τα έργα της «Οδύσσειας» και στοχεύει: στην πιλοτική ανάπτυξη εκπαιδευτικού λογισµικού και υλικού υποστήριξης για αξιοποίηση της υπολογιστικής τεχνολογίας σε όλο το εύρος του προγράµµατος σπουδών της ελληνικής δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης, στην ενεργοποίηση της ελληνικής αγοράς εκπαιδευτικού λογισµικού και στην εκπόνηση µελετών σχεδιασµού και παιδαγωγικής αξιοποίησης εκπαιδευτικού λογισµικού. Για περισσότερες πληροφορίες δείτε τη σελίδα του έργου:

33 YNOæH 33 Ποια προσέγγιση χαρακτηρίζει την αρχική περίοδο εισαγωγής των υπολογιστών στην ελληνική εκπαίδευση; ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.11 Πώς έχει εξελιχθεί η εισαγωγή των νέων τεχνολογιών και της πληροφορικής στο ελληνικό σχολείο; ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.12 ÓÔ Ë Η εξέλιξη της πληροφορικής στα πλαίσια της εκπαίδευσης πραγµατοποιήθηκε σε διαδοχικά κύµατα, καθένα από τα οποία οδηγούσε σε µερική εξάλειψη της προβληµατικής και των ιδεών των προηγούµενων σταδίων. Kάθε περίοδος διαπνέεται από µια γενικότερη φιλοσοφία σχετική µε τη χρήση των νέων τεχνολογιών στον ευρύ χώρο της εκπαίδευσης και της κατάρτισης και κάθε φορά συναντάται µία τουλάχιστον ή συνδυασµός των παραπάνω προσεγγίσεων. H πρώτη προσέγγιση (τεχνική) τείνει να εξαλειφθεί ολοσχερώς, ενώ ως κυρίαρχη τάση λίγο πριν από την έλευση του 21ου αιώνα εµφανίζεται ο συνδυασµός της πραγµατολογικής και της ολοκληρωµένης προσέγγισης, χωρίς ωστόσο να παραγνωρίζεται και η αναγκαιότητα του αλφαβητισµού στις νέες τεχνολογίες. Η ελληνική εκπαίδευση, αφού υιοθέτησε την τεχνική προσέγγιση, και µε διαφορά φάσης από τα άλλα εκπαιδευτικά συστήµατα, φαίνεται να προσανατολίζεται στην ενσωµάτωση των νέων τεχνολογιών (σε πιλοτικό επίπεδο) σε όλο το εύρος του αναλυτικού προγράµµατος.

34 µè ÏÈÔÁÚ Ê 1. BARON G. L., BRUILLARD E., L informatique et ses usagers dans l éducation, PUF, Paris, DAVIS R. B., «Elementary School Mathematics», Demonstration of the PLATO IV Computer based Education System, Final Report, University of Illinois, KOMIS V., «Les nouvelles technologies de l information et de la communication dans le processus d apprentissage et application par l étude de leurs représentations chez des élèves de 9 à 12 ans», Thèse de Doctorat, Université Paris 7, Décembre LINARD M., Des machines et des hommes, apprendre avec les nouvelles technologies, Éditions Universitaires, Paris, NORA S., MINNC A., L'informatiasation de la société, paris, La Documentation Francaise, PAPERT S., Mind Storms, Children, Computers and Powerful Ideas, Basic Books, New York, SCHWARTZ B., L informatique et l éducation, La Documentation Française, Paris, SIMON J. C., L éducation et l informatisation de la société, rapport au Président de la République, La Documentation Française, Paris, SKINNER B. F., The technology of teaching, Appleton Century Crofts, SUPPES P., «Impact of Computers on Curriculum in Schools and Universities» in The Computer in the School: tutor, Tool, Tutee, Edited by R. Taylor, Teachers College Press, ΜΑΚΡΑΚΗΣ B., ΚΟΝΤΟΓΙΑΝΝΟΠΟΥΛΟΥ ΠΟΛΥ ΩΡΙ Η Γ., «Υπολογιστές στην εκπαίδευση: µια κριτική επισκόπηση στο διεθνή χώρο και στην Ελλάδα», Εθνικό Ίδρυµα Ερευνών, Aθήνα, ΡΑΠΤΗΣ Α., ΡΑΠΤΗ Α., Πληροφορική και Εκπαίδευση, Εκδόσεις Α. Ράπτη, 1999.

35 ÂˆÚ Â M ıëûë Î È T ÓÔÏÔÁ  ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ ÎÔapplefi Σκοπός του παρόντος κεφαλαίου είναι η σύντοµη εισαγωγή στις βασικές θεωρίες µάθησης µε έµφαση στο πώς οι θεωρίες αυτές επιδρούν στο σχεδιασµό µαθησιακών περιβαλλόντων µε τη χρήση υπολογιστή. Για το λόγο αυτό αναπτύσσονται συνοπτικά οι βασικές αρχές της κάθε µαθησιακής θεωρίας και στη συνέχεια παρουσιάζονται τα διάφορα µοντέλα σχεδίασης και οι συνεπαγόµενες αρχές ανάπτυξης εκπαιδευτικών εφαρµογών. 2 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Με τη µελέτη του κεφαλαίου, θα µπορείτε να: περιγράψετε τις βασικές αρχές του συµπεριφορισµού, αναφέρετε τις βασικές εφαρµογές του συµπεριφορισµού στο σχεδιασµό µαθησιακών περιβαλλόντων, αναφέρετε τα στάδια ανάπτυξης του µοντέλου του διδακτικού σχεδιασµού, αναφέρετε τις βασικές έννοιες του οικοδοµισµού του Piaget, αναφέρετε τις βασικές εφαρµογές των απόψεων του Piaget στην εκπαιδευτική τεχνολογία, περιγράψετε τις βασικές αρχές της θεωρίας της επεξεργασίας της πληροφορίας, αναφέρετε τις βασικές εκπαιδευτικές εφαρµογές της θεωρίας επεξεργασίας της πληροφορίας, περιγράψετε τις βασικές αρχές της θεωρίας του διασυνδεσιασµού, αναφέρετε τις βασικές αρχές του οικοδοµισµού στην ανάπτυξη µαθησιακών περιβαλλόντων, περιγράψετε τις βασικές αρχές της ανακαλυπτικής µάθησης, αναφέρετε τις βασικές αρχές της θεωρίας του Vygotsky, περιγράψετε τις βασικές αρχές της θεωρίας της δραστηριότητας. ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È συµπεριφορισµός προγραµµατισµένη διδασκαλία µοντέλο διδακτικού σχεδιασµού γνωστικές θεωρίες οικοδοµισµός θεωρία επεξεργασίας της πληροφορίας διασυνδεσιασµός κοινωνικοπολιτισµικές θεωρίες

36 36 KEºA AIO 2: øƒπ M π T Ã π ƒ º ƒπ ανακαλυπτική µάθηση θεωρία της δραστηριότητας εγκαθιδρυµένη µάθηση ζώνη επικείµενης ανάπτυξης ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Το παρόν κεφάλαιο χωρίζεται σε τέσσερις ενότητες, στις οποίες θα γίνει παρουσίαση των διαφόρων θεωριών µάθησης και των αντίστοιχων εκπαιδευτικών εφαρµογών τους µε τις τεχνολογίες της πληροφορικής. Θα παρουσιαστούν τόσο οι διάφορες τάσεις που έχουν αναπτυχθεί εδώ και χρόνια όσο και οι τάσεις που βρίσκονται σε εξέλιξη. Θα γίνει, επίσης, συνοπτική παρουσίαση των βασικών αρχών που προτείνει κάθε θεωρία µάθησης για το σχεδιασµό µαθησιακών περιβαλλόντων που βασίζονται στις τεχνολογίες της πληροφορικής.

37 2.1 øƒπ ª π À π π ƒπµ ÂˆÚ Â Ì ıëûë Î È appleôïôáèûùèî appleâúè ÏÏÔÓÙ Eίναι λογικό να σκεφτούµε ότι ο πολλαπλασιασµός των πληροφορικών µηχανών επιδρά και θα επιδράσει στην κυκλοφορία των γνώσεων, όπως έγινε και µε την εξέλιξη των τρόπων κυκλοφορίας των ανθρώπων (µέσα µεταφοράς) καταρχήν, των ήχων και των εικόνων στη συνέχεια (media). Jean Francois Lyotard, «H µεταµοντέρνα κατάσταση» Μπορούµε να διακρίνουµε τρεις κύριες ψυχολογικές θεωρίες που επηρέασαν και επηρεάζουν στον έναν ή στον άλλο βαθµό την ανάπτυξη υπολογιστικών περιβαλλόντων µάθησης: το συµπεριφορισµό (behaviorism), τον οικοδοµισµό ή δοµητισµό (constructivism) µε τις διάφορες εκδοχές του (κλασικός οικοδοµισµός και κονστρακτιονισµός [constructionism]), που εντάσσεται στα πλαίσια των γνωστικών θεωριών µάθησης, και τη θεωρία της δραστηριότητας (activity theory), που προέρχεται από τις κοινωνικοπολιτισµικές θεωρίες µάθησης. εν πρέπει, εντούτοις, να παραγνωρίσουµε ότι πολλές εκπαιδευτικές εφαρµογές µε τη χρήση της πληροφορικής έχουν κυρίως σχεδιαστεί και καθοδηγηθεί από την πρόοδο της τεχνολογίας και όχι από την πρόοδο που έχει επιτευχθεί στην ψυχολογία της µάθησης. Οι συµπεριφοριστικές προσεγγίσεις δίνουν έµφαση στην αναµετάδοση της πληροφορίας και στην τροποποίηση της συµπεριφοράς. Το πλαίσιο αυτό προσφέρει µια πολύ «τεχνική» προσέγγιση των αντίστοιχων εκπαιδευτικών εφαρµογών: αυτό που προέχει είναι ο ξεκάθαρος και λειτουργικός ορισµός των παιδαγωγικών και διδακτικών στόχων που πρέπει να επιτευχθούν. Οι οικοδοµηστικές προσεγγίσεις αναγνωρίζουν ότι τα παιδιά, πριν ακόµα πάνε στο σχολείο, διαθέτουν γνώσεις, και αυτό που χρειάζεται είναι να βοηθηθούν ώστε να οικοδοµήσουν νέες γνώσεις πάνω σε αυτές που ήδη κατέχουν. Τα παιδιά, κάτω από αυτό το πρίσµα, συµµετέχουν ενεργά στην οικοδόµηση των γνώσεών τους. Το πλαίσιο αυτό οδηγεί στην άποψη ότι η εκπαίδευση πρέπει να έχει ως κύριο σκοπό να βοηθήσει τους µαθητές να γεφυρώσουν το χάσµα ανάµεσα στις άτυπες και τις τυπικές γνώσεις τους. Οι κοινωνικοπολιτισµικές προσεγγίσεις δεν µπορούν να δουν τη µαθησιακή δραστηριότητα έξω από το κοινωνικό, ιστορικό και πολιτισµικό πλαίσιο µέσα στο οποίο διαδραµατίζεται. Οι γνωστικές διεργασίες δε νοούνται, συνεπώς, ως αυτόνοµες οντότητες αλλά συστατικά ενός οργανωµένου όλου, του νου, ο οποίος λειτουργεί και αναπτύσσεται µέσα σε ένα συγκεκριµένο κοινωνικοπολιτισµικό περιβάλλον ιστορικά προσδιορισµένο.

38 38 KEºA AIO 2: øƒπ M π T Ã π ƒ º ƒπ Οι διάφορες εκδοχές των θεωριών αυτών, οι οποίες θα περιγραφούν στη συνέχεια του κεφαλαίου, συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα Πίνακα 2.1. Ó Î 2.1 Θεωρίες µάθησης και κύριοι εκπρόσωποι Συµπεριφορισµός Γνωστικές θεωρίες Κοινωνικοπολιτισµικές θεωρίες Γραµµική οργάνωση (Skinner) οµικός οικοδοµισµός (Piaget) Ανακαλυπτική µάθηση (Bruner) Πολλαπλές επιλογές (Crowder) Οικοδοµισµός του Papert (constructionism) Επεξεργασία της πληροφορίας (γνωστικοί ψυχολόγοι) ιασυνδεσιασµός Κοινωνικοπολιτισµική θεωρία του Vygotsky Εγκαθιδρυµένη µάθηση Θεωρία της δραστηριότητας (επίγονοι της θεωρίας του Vygotsky) 2.2 ÌappleÂÚÈÊÔÚÈÛÌfi Î È ÙÔ ÌÔÓÙ ÏÔ ÙÔ È ÎÙÈÎÔ Û Â È ÛÌÔ Ì 2.1 Η µελέτη της ενεργούς συµπεριφοράς Για το συµπεριφορισµό η µάθηση συνίσταται στην τροποποίηση της συµπεριφοράς. Πρόδροµος αυτής της σχολής υπήρξε ο I. Pavlov και βασικοί εκπρόσωποί της οι J. B. Watson, E. L. Thorndike, και B. F. Skinner. Για τους συµπεριφοριστές δεν υπάρχει δυνατότητα πρόσβασης στις νοητικές καταστάσεις των υποκειµένων (τα «πιστεύω» τους, οι προσδοκίες τους, οι προθέσεις τους, όπως και τα κίνητρά τους, δεν είναι προσβάσιµα), άρα το µόνο που προέχει να γίνει είναι η περιγραφή της συµπεριφοράς και όχι η εξήγησή της. Οι συµπεριφοριστές αποδέχονται ότι υπάρχουν γενικοί νόµοι που διέπουν την ανθρώπινη συµπεριφορά: οι νόµοι αυτοί µπορούν να ανακαλυφθούν, εάν συσχετίσουµε τα φυσικά χαρακτηριστικά των ερεθισµάτων που δέχεται το υποκείµενο µε τα φυσικά χαρακτηριστικά της συµπεριφοράς του (Σχήµα 2.1) (µοντέλο S R Stimuli Response). είσοδος: ερεθίσµατα περιβάλλον υποκείµενο έξοδος: συµπεριφορά

39 2.2 Àª ƒπº ƒπ ª π ª À π π À Ã π ª À 39 Ο συµπεριφορισµός δεν ενδιαφέρεται για την εσωτερική (τη νοητική) λειτουργία των υποκειµένων, αλλά εστιάζει την προσοχή του στην ανάλυση των χαρακτηριστικών εισόδου εξόδου της ανθρώπινης συµπεριφοράς. Η µάθηση, συνεπώς, είναι ζήτηµα δηµιουργίας συνδέσεων µεταξύ των ερεθισµάτων και των αντιδράσεων, ενώ, για να αντιληφθούµε την πολυπλοκότητα των συµπεριφορών, πρέπει να τις κατατµήσουµε σε στοιχειώδεις µονάδες. Η ενίσχυση της ενεργούς συµπεριφοράς έχει µεγαλύτερες πιθανότητες επανάληψης (θετικοί και αρνητικοί ενισχυτές). Η µελέτη των αλλαγών στην εµφανή συµπεριφορά του υποκειµένου σε σχέση µε την κατάλληλη οργάνωση του περιβάλλοντος της µάθησης, που υπήρξε η κύρια ενασχόληση των συµπεριφοριστών, έδρασε καταλυτικά στις γενικότερες απόψεις για τη διδασκαλία και τη µάθηση, αλλά και στο σχεδιασµό αναλυτικών προγραµµάτων και αντίστοιχου εκπαιδευτικού υλικού. º ƒª À Àª ƒπº ƒπ ª À Ã π ª ª π ø ƒπµ ø Οι αρχές της µάθησης, όπως διατυπώνονται από τον B. F. Skinner, απαιτούν την ενεργό συµµετοχή του παιδιού, τη δόµηση της διδακτέας ύλης σε σύντοµες διδακτικές ενότητες, τη βαθµωτή πρόοδο της διδασκόµενης ύλης σύµφωνα µε τους ρυθ- µούς του µαθητή (προσαρµογή), την άµεση επαλήθευση της απάντησης του µαθητή, την ενίσχυση της σωστής απάντησης στην τιθέµενη ερώτηση. Εκπαιδευτική εφαρµογή της παραπάνω θεώρησης πριν από την εµφάνιση των υπολογιστών υπήρξε η προγραµµατισµένη διδασκαλία. Στην κλασική εκδοχή της, η προγραµµατισµένη διδασκαλία χρησιµοποιούσε µηχανές µε γραµµική οργάνωση (ευθύγραµµος σχεδιασµός), όπου η µάθηση προχωρούσε γραµµικά χωρίς διακλαδώσεις (η περίπτωση των µηχανών που αναπτύχθηκαν από τον Skinner). Η αλληλουχία της ύλης είναι µε τέτοιον τρόπο σχεδιασµένη ώστε να µπορούν να την ακολουθήσουν όλοι οι µαθητές. Μια δεύτερη µέθοδος ανάπτυξης προγραµµάτων, αυτή του N. Crowder, ακολουθεί διακλαδώσεις ή πολλαπλές επιλογές. Η απάντηση του µαθητή καθορίζει το τι θα ακολουθήσει ως παρουσίαση από το πρόγραµµα. O Crowder αναγνωρίζει τέσσερις βασικές λειτουργίες στη δραστηριότητα του εκπαιδευτή: παρουσίαση πληροφοριών, απαίτηση από το µαθητή να χρησιµοποιήσει αυτή την πληροφορία όταν απαντά σε ανάλογες ερωτήσεις, εκτίµηση της απάντησης του µαθητή και λήψη αποφάσεων αναφορικά µε την ποιότητα των παρεχόµενων απαντήσεων. Οι τρεις πρώτες λειτουργίες διασφαλίζονται σε κάποιο βαθµό από τις διδακτικές µηχανές, αλλά η αποτίµηση της ποιότητας της απάντησης παίζει ένα πολύ σηµαντικό ρόλο όχι µόνο όσον αφορά την ενίσχυση της σωστής απάντησης, αλλά κυρίως γιατί επιτρέπει τον καθορισµό της

40 40 KEºA AIO 2: øƒπ M π T Ã π ƒ º ƒπ πληροφορίας που θα παρουσιαστεί στη συνέχεια. Η παρουσία µιας ξεκάθαρης σχέσης ανάµεσα στην παρεχόµενη από το µαθητή απάντηση και στο µαθησιακό υλικό ή τη διορθωτική ενίσχυση που θα παρουσιαστεί εισάγει για πρώτη φορά τη δυνατότητα πραγµατοποίησης εξατοµικευµένων ρυθµίσεων κατά τη µάθηση. Οι µέθοδοι αυτές γρήγορα γνώρισαν την παρακµή κάτω από τα συντονισµένα πυρά των γνωστικών ψυχολόγων και των παιδαγωγών. Η εµφάνιση του υπολογιστή στις αρχές της δεκαετίας του 70 συνιστά νέα εξέλιξη του κινήµατος της προγραµµατισµένης διδασκαλίας, µε την εµφάνιση της κλασικής ιδασκαλίας µε τη Βοήθεια Υπολογιστή (Computer Assisted Instruction), που στη στοιχειώδη µορφή της δεν ήταν παρά η υπολογιστική υλοποίηση του προγραµµατισµένου βιβλίου µέσω ερωτήσεων πολλαπλών επιλογών (multiple choice). Στην πιο σύγχρονη εκδοχή τους, τα προγράµµατα ιδασκαλίας µε τη Βοήθεια Υπολογιστή σχεδιάζονται σύµφωνα µε το µοντέλο του ιδακτικού Σχεδιασµού (Instructional Design). ª À π π À Ã π ª À Το µοντέλο του ιδακτικού Σχεδιασµού (Instructional Design) αναπαριστά µια συστηµατική και δοµηµένη προσέγγιση για το σχεδιασµό διδακτικών συστηµάτων µε υπολογιστή, ενώ παράλληλα αντιπροσωπεύει µια συνεπή στρατηγική στο σχεδιασµό µαθησιακών περιβαλλόντων. Το µοντέλο αυτό στηρίζεται στις προσεγγίσεις των B. F. Skinner και R. Gagné. Ο Gagné, που είναι γνωστικός ψυχολόγος (βλέπε επόµενη ενότητα), ασχολήθηκε µε τη συστηµατική περιγραφή των διαφόρων τύπων σχολικής µάθησης, τους συνακόλουθους διδακτικούς στόχους και τους τρόπους µε τους οποίους µπορούν να επιτευχθούν. Τα τρία κύρια στάδια ανάπτυξης του µοντέλου ιδακτικός Σχεδιασµός περιγράφονται στην συνέχεια [Boyle, 1997]. α. Αξιολόγηση αναγκών (needs analysis): Προσδιορίζει κάθε δραστηριότητα του µαθητή και κάθε τµήµα γνώσης που πρέπει να προσκτηθεί από αυτόν. β. Επιλογή διδακτικών µεθόδων και υλικού: Bασίζονται στην προηγούµενη ανάλυση και στηρίζονται σε µετρήσιµα µεγέθη συµπεριφοράς. γ. Αξιολόγηση του µαθητή: Bασίζεται κυρίως σε µια σειρά από τεστ, τα οποία επιτρέπουν να αποφανθούµε για την επίτευξη των διδακτικών στόχων. Η προσέγγιση του ιδακτικού Σχεδιασµού είναι προσανατολισµένη στην παροχή οδηγιών και διαδικασιών που πρέπει να εφαρµοστούν για να επιτευχθούν οι διδακτικοί στόχοι (Πίνακας 2.2).

41 2.3 ø π øƒπ π ª ƒ ø π π ª ø 41 Ó Î 2.2 Τα εννέα διδακτικά συµβάντα στο µοντέλο του διδακτικού Σχεδιασµού [Boyle, 1997] Εξωτερικά διδακτικά συµβάντα 1. Προσέλκυση προσοχής 2. Πληροφόρηση για τους στόχους του µαθήµατος και παροχή κινήτρων 3. ιέγερση ανάκλησης πρότερων γνώσεων 4. Παρουσίαση ερεθισµάτων µε διακριτά χαρακτηριστικά 5. Παροχή καθοδήγησης στη µάθηση 6. Εξαγωγή συµπερασµάτων αποτελεσµάτων 7. Παροχή πληροφοριακής ανατροφοδότησης 8. Αξιολόγηση συµπερασµάτων αποτελεσµάτων 9. Ανάπτυξη µνήµης και µεταφορά µάθησης Εσωτερικές µαθησιακές διαδικασίες 1. Ετοιµότητα 2. Προσδοκία 3. Ανάκληση στη µνήµη εργασίας 4. Επιλεκτική αντίληψη 5. Σηµασιολογική κωδικοποίηση 6. Ανάκληση και απάντηση 7. Ενίσχυση 8. Προτροπή ανάκλησης 9. Γενίκευση ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 2.1 Αναφέρετε σε τι διαφέρει η µέθοδος της γραµµικής οργάνωσης προγραµµατισµένης διδασκαλίας του Skinner από τη µέθοδο των πολλαπλών επιλογών του Crowder για τη δηµιουργία εκπαιδευτικών προγραµµάτων. 2.3 ÓˆÛÙÈÎ ıâˆú Â Î È ÙÔ ÌÔÓÙ ÏÔ ÙË appleúôûˆappleèî ÔÈÎÔ fiìëûë ÙË ÁÓÒÛË Οι γνωστικές (cognitive) θεωρίες εστιάζουν το ενδιαφέρον τους στο εσωτερικό του γνωστικού συστήµατος, στη δοµή και τη λειτουργία του: η µάθηση συνίσταται στην τροποποίηση των γνώσεων. εν υπάρχει, ωστόσο, ενιαία θεωρία που να περιγράφει πώς ο κόσµος οικοδοµείται από τα υποκείµενα που βρίσκονται σε διαδικασία

42 42 KEºA AIO 2: øƒπ M π T Ã π ƒ º ƒπ µάθησης. Παρακάτω παρουσιάζονται συνοπτικά οι διάφορες γνωστικές ψυχολογικές θεωρίες και οι παιδαγωγικές εφαρµογές τους µε χρήση υπολογιστή ÔÌÈÎfi ÔÈÎÔ ÔÌÈÛÌfi ÙÔ J. Piaget Ο Piaget επικέντρωσε τις µελέτες του στην ανάπτυξη της λογικής σκέψης του παιδιού (µελετά δηλαδή πώς αναπτύσσεται η επιστηµονική σκέψη), την οποία και περιγράφει ως µια εξελικτική διαδικασία που διαµορφώνεται µέσα από διαφορετικά στάδια. Τα στάδια αυτά προσδιορίζονται χρονολογικά: µέχρι 2 ετών το αισθησιοκινητικό, από 2 έως 7 ετών το στάδιο της προλογικής σκέψης, από 7 έως 12 ετών το στάδιο των συγκεκριµένων πράξεων και από 12 ετών το στάδιο των λογικών τυπικών πράξεων. Οι ηλικιακοί, εντούτοις, προσδιορισµοί δεν αποτελούν ένα απόλυτο όριο, αλλά περισσότερο µέσους όρους. Σύµφωνα µε τον Piaget, κάθε υποκείµενο θα διέλθει από όλα τα στάδια µε τη σειρά που έχουν οριστεί. Βασικές έννοιες στη θεωρία του Piaget αποτελούν η αφοµοίωση, η συµµόρφωση, η προσαρµογή και το σχήµα. Η αφοµοίωση είναι η ενέργεια του οργανισµού για να εντάξει µια κατάσταση σε σχήµατα δραστηριοτήτων που ήδη διαθέτει. Η συµµόρφωση περιλαµβάνει τις ενέργειες που πραγµατοποιεί ο οργανισµός, ανάλογα µε τις απαιτήσεις του περιβάλλοντος, για την επίτευξη ενός σκοπού και οδηγεί στην τροποποίηση των πρότερων γνώσεων του υποκειµένου. Η προσαρµογή είναι βιολογική αρχή και συνιστά τη συνισταµένη της αφοµοίωσης συµµόρφωσης. Η πιο σηµαντική ίσως έννοια στη θεωρία του Piaget είναι το σχήµα. Το σχήµα αποτελεί, κατά κάποιον τρόπο, ένα είδος µονάδας µάθησης: η προσαρµογή µε τη χρησιµοποίηση της αφοµοίωσης και της συµµόρφωσης ύστερα από µια σειρά δραστηριοτήτων. º ƒª ø æ ø À PIAGET Ã π ª ª π ø ƒπµ ø Πάνω στις απόψεις του Piaget αναπτύχθηκε η παιδαγωγική θεωρία της Logo, η οποία βασίζεται σε δύο κύρια επιχειρήµατα του εµπνευστή της S. Papert [Papert, 1980]. Πρώτον, η εµπειρία στο προγραµµατιστικό περιβάλλον της Logo οδηγεί στην απόκτηση γενικών γνωστικών δεξιοτήτων επίλυσης προβληµάτων, δεξιότητες που µπορούν να µεταφερθούν σε άλλους γνωστικούς χώρους. εύτερον, η Logo συνιστά έναν ιδανικό χώρο για τη µάθηση βασικών µαθηµατικών εννοιών, όπως οι γωνίες, τα πολύγωνα, οι µεταβλητές, η αναδροµικότητα κτλ. Η χρήση της προσφέρει κατ αυτό τον τρόπο ένα νέο τύπο µαθησιακού περιβάλλοντος, µέσα στο οποίο το άτοµο µπορεί να οδηγηθεί στην οικοδόµηση σκέψεων πάνω στις ίδιες του τις πράξεις. Εντούτοις, ο Papert προχώρησε πολύ πιο πέρα από τις κλασικές οικοδοµηστικές προ-

43 2.3 ø π øƒπ π ª ƒ ø π π ª ø 43 σεγγίσεις δηµιουργώντας την κονστρακτιονιστική (constructionist) προσέγγιση µάθησης µε υπολογιστές. Ενώ οι κλασικοί οικοδοµιστές δίνουν έµφαση στο να προσδιορίσουν τα κατάλληλα και σχετικά υλικά και να χρησιµοποιήσουν καλές διδακτικές στρατηγικές ώστε να ενθαρρύνουν τα παιδιά στο να µάθουν, οι κονστρακτιονιστές πηγαίνουν ένα βήµα πιο πέρα και επιδιώκουν να δηµιουργήσουν περιβάλλοντα όπου τα παιδιά παίζουν και χειρίζονται αντικείµενα και µπορούν, συνεπώς, να συνεχίζουν να µαθαίνουν νέους συλλογισµούς µε φυσικό τρόπο και πέρα από την καθιερωµένη εκπαίδευση. Καταγράψτε τι τύπου γνωστικές δεξιότητες µπορούν να οικοδοµηθούν µε τη χρήση της Logo. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 2.2 Aναφέρετε µε λίγα λόγια τι σηµαίνει µάθηση για τους οικοδοµιστές. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË ıâˆú ÙË ÂappleÂÍÂÚÁ Û ÙˆÓ appleïëúôêôúèòó Η θεωρία που δέχεται τη σκέψη του υποκειµένου ως µέσο επεξεργασίας της πληροφορίας (information processing) άκµασε στα πλαίσια ενός ρεύµατος της γνωστικής ψυχολογίας (cognitive psychology) που έχει τις απαρχές του στο αναλογικό παράδειγµα του ανθρώπου, που λειτουργεί όπως ο υπολογιστής. Βασικοί εκπρόσωποι αυτού του ρεύµατος είναι οι R. Gagné, A. Newell και H. Simon. Βασική αρχή αυτής της θεωρίας µάθησης είναι η εστίαση στην αναπαράσταση (representation) από το γνωστικό σύστηµα της πληροφοριακής ροής και στην επεξεργασία της. Η επεξεργασία της πληροφορίας στο πλαίσιο αυτό νοείται ως υπολογισµός, χειρισµός δηλαδή συµβόλων. Στο πλαίσιο αυτό το ανθρώπινο πνεύµα, µοντελοποιείται µε τη µορφή ενός συστήµατος επεξεργασίας της πληροφορίας. Οι γνωστικές διεργασίες συνιστούν επεξεργασίες των οποίων τα αποτελέσµατα αποτελούν εισόδους για άλλες επεξεργασίες. Κάθε γνωστική διεργασία συνίσταται από αναπαραστάσεις και από επεξεργασίες. Οι γνώσεις (ανεξάρτητα από την εγκυρότητά τους) είναι δοµές σταθεροποιηµένες στη «µακροπρόθεσµη µνήµη». Ο διαρκής αυτός χαρακτήρας τους τις διακρίνει από

44 44 KEºA AIO 2: øƒπ M π T Ã π ƒ º ƒπ τις αναπαραστάσεις, οι οποίες είναι περιστασιακές δοµές που δηµιουργήθηκαν σε µια συγκεκριµένη κατάσταση και για συγκεκριµένους στόχους και βρίσκονται αποθηκευµένες στη «βραχυπρόθεσµη µνήµη». Οι αναπαραστάσεις διαφοροποιούνται των γνώσεων γιατί είναι αυτόµατα ενεργές, ενώ µια γνώση πρέπει να δραστηριοποιηθεί ώστε να είναι διαθέσιµη. Η πιο σηµαντική εφαρµογή της θεωρίας αυτής στο σχεδιασµό υπολογιστικών περιβαλλόντων µάθησης είναι οι εκπαιδευτικές εφαρµογές της τεχνητής νοηµοσύνης, που ονοµάζονται έµπειρα διδακτικά συστήµατα (βλέπε τρίτο κεφάλαιο). ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 2.4 Αναφέρετε τι είναι γνώση για τη θεωρία επεξεργασίας της πληροφορίας È Û Ó ÂÛÈ ÛÌfi Στο πλαίσιο της προσέγγισης του διασυνδεσιασµού (connectionism), ο εγκέφαλος και οι λειτουργίες του προτείνονται ως εναλλακτικό µοντέλο στη θεωρία επεξεργασίας της πληροφορίας. Το σηµείο εκκίνησης τοποθετείται µέσα σε ένα (αφηρηµένο) φορµαλιστικό δίκτυο νευρώνων µε ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Ένα συνδεσιακό (connectionist) δίκτυο σχηµατίζεται ως ένα σύνολο αυτόµατων διασυνδεµένων σύµφωνα µε µια πολύ απλή τυπολογία µέσω διασυνδέσεων (connections), κατ εικόνα των νευρώνων του νευρικού συστήµατος: ένα αυτόµατο i θα αποστείλει σε ένα άλλο αυτόµατο j έναν ερεθισµό θετικό ή αρνητικό, δηλαδή είτε διεγερτικό είτε αποδιεγερτικό, αντίστοιχα. Ο ερεθισµός αυτός θα προκαθορίζεται από την κατάσταση δραστηριότητας U i του i, ενώ επιπλέον θα ρυθµίζεται από το συναπτικό βάρος W ij, το οποίο εξαρτάται από το κανάλι µετάδοσης. Tα παραπάνω αυτόµατα είναι ταυτόσηµα στα πλαίσια του δικτύου. Ολόκληρη η προσέγγιση εξαρτάται από την καταλληλότητα των συνδέσµων, η οποία διέπεται από έναν κανόνα βαθµωτής αλλαγής τους σε σχέση µε µια αρχική κατάσταση. Oλόκληρη η στρατηγική του διασυνδεσιασµού συνίσταται στην κατασκευή ενός γνωστικού συστήµατος µε βάση όχι πλέον σύµβολα και κανόνες αλλά απλά συνθετικά τα οποία µπορούν να διασυνδεθούν δυναµικά µεταξύ τους, µε πολύ πυκνό τρόπο. Eδώ κάθε συνθετικό λειτουργεί µόνο µέσα στο τοπικό περιβάλλον, κατά τέτοιον τρόπο ώστε το σύστηµα να µην µπορεί να δραστηριοποιηθεί από έναν εξωτερικό παράγοντα. Εξαιτίας της φύσης του συστήµατος, µια ολική συνεργασία αναδύεται αυτόµατα όταν οι καταστάσεις κάθε «νευρώνα» σε διέγερση φτάσουν ένα ικανοποιητικό επίπεδο. Η τιµή ορισµένων συνθετικών αποτελεί την είσοδο (input)

45 2.3 ø π øƒπ π ª ƒ ø π π ª ø 45 του συστήµατος, η τιµή ορισµένων άλλων την έξοδό του (output). Tα συνδεσιακά µοντέλα, σε σχέση µε τα γνωστικά µοντέλα, είναι πολύ πιο συγγενή των βιολογικών συστηµάτων. Mια ερµηνεία των συνδεσιακών µοντέλων µπορεί να µας δείξει πώς οι νοητικές δοµές µπορούν να αναδυθούν από τις νευρωνικές δοµές. Η θεώρηση των νοητικών οντοτήτων ως δοµών ανώτερου επιπέδου εµφυτευµένων σε συνδεσιακά συστήµατα µας παρουσιάζει µια νέα όψη για το ποιόν των νοητικών δοµών. Τα υπολογιστικά νευρωνικά δίκτυα συνιστούν µια εφαρµογή της πληροφορικής η οποία αντιστοιχεί στην παραπάνω προσέγγιση EÊ ÚÌÔÁ ÙÔ ÔÈÎÔ ÔÌÈÛÌÔ ÛÙÔ Û Â È ÛÌfi Ì ıëûè ÎÒÓ appleâúè- ÏÏÔÓÙˆÓ ÌÂ appleôïôáèûù Ο οικοδοµισµός συνιστά µια ριζικά εναλλακτική πρόταση στο συµπεριφορισµό και µια διαφορετική επιστηµολογική προοπτική όσον αφορά το σχεδιασµό µαθησιακών περιβαλλόντων µε υπολογιστή. Η βασική και γενικά αποδεκτή αρχή του είναι ότι η γνώση του κόσµου οικοδοµείται από το άτοµο. Το άτοµο, µε βάση την αλληλεπίδρασή του µε τον κόσµο, οικοδοµεί, ελέγχει, αναδιατάσσει τις γνωστικές του αναπαραστάσεις, οι οποίες στη συνέχεια προσδίδουν νόηµα στον κόσµο. Μπορούµε να διακρίνουµε εφτά βασικές αρχές σχεδιασµού µαθησιακών περιβαλλόντων µε υπολογιστή σύµφωνα µε τον οικοδοµισµό: 1. Παροχή εµπειριών σχετικά µε τη διαδικασία οικοδόµησης της γνώσης. 2. Παροχή εµπειριών και εκτίµηση πολλαπλών προοπτικών. 3. Ενσωµάτωση της µάθησης σε ρεαλιστικά περιβάλλοντα (contexts), τα οποία σχετίζονται άµεσα µε τον πραγµατικό κόσµο. 4. Ενθάρρυνση της κυριότητας των απόψεων και της έκφρασής τους στη µαθησιακή διαδικασία. 5. Εµπέδωση της µάθησης µέσω κοινωνικής εµπειρίας. 6. Ενθάρρυνση της χρήσης πολλαπλών µορφών αναπαράστασης. 7. Ενθάρρυνση της αυτοσυναίσθησης στη διαδικασία οικοδόµησης της γνώσης [Boyle, 1997]. Συµπερασµατικά, ο οικοδοµισµός συνιστά σήµερα ένα από τα κυρίαρχα µοντέλα στο σχεδιασµό σύγχρονου εκπαιδευτικού λογισµικού. Βασικός στόχος ενός τέτοιου εκπαιδευτικού λογισµικού είναι να παρέχει αυθεντικές µαθησιακές δραστηριότητες ενταγµένες σε διαδικασίες επίλυσης προβληµάτων από τον πραγµατικό κόσµο, ώστε να γεφυρώνεται το χάσµα που υπάρχει ανάµεσα στο σχολείο και στις δραστηριότητες έξω από το σχολείο. Πρέπει, επίσης, να ενθαρρύνει την έκφραση και την προσωπική εµπλοκή στη µαθησιακή διαδικασία. Παράλληλα, πρέπει να λαµβάνει υπόψη του το γεγονός ότι το κοινωνικό πλαίσιο και η κοινωνική αλληλεπίδραση ευνοούν τις γνωστικές κατασκευές. Στο σηµείο αυτό η οικοδοµηστική προσέγγιση συναντά την προσέγγιση της θεωρίας της δραστηριότητας.

46 46 KEºA AIO 2: øƒπ M π T Ã π ƒ º ƒπ 2.4 TÔ ÌÔÓÙ ÏÔ ÙË ÎÔÈÓˆÓÈÎÔappleÔÏÈÙÈÛÌÈÎ ÏÏËÏÂapple Ú ÛË Î È Ë ıâˆ- Ú ÙË Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ Ó Î Ï appleùèî Ì ıëûë Η ανακαλυπτική µάθηση (discovery learning) προτάθηκε από τον J. Bruner και δίνει έµφαση στη διευκόλυνση της µάθησης µέσω της κατανόησης των δοµών και των επιστηµονικών αρχών ενός γνωστικού αντικειµένου, καθώς και στην υιοθέτηση της ανακαλυπτικής µεθόδου ή της καθοδηγούµενης ανακάλυψης µε την ανάπτυξη εσωτερικών κινήτρων µάθησης από το µαθητευόµενο [Ράπτης & Ράπτη, 1999]. Σύµφωνα µε τον Bruner, ο µαθητευόµενος, προκειµένου να κατανοεί τις πληροφορίες και να αναπτύσσεται γνωστικά, οικοδοµεί: Α. Έµπρακτες (ή πραξιακές) αναπαραστάσεις (enactive representations), που σχετίζονται µε την εκτέλεση δράσεων, σύµφωνα µε τις λειτουργίες της ψυχοκινητικότητας, και αναπτύσσονται κυρίως στις πολύ µικρές ηλικίες. Β. Εικονικές αναπαραστάσεις (iconic representations), που αντιστοιχούν στις δοµές του χώρου και είναι σχετικά ανεξάρτητες της δράσης. Οι αναπαραστάσεις αυτές σχετίζονται µε την οπτική αντίληψη και αποτελούν εσωτερικές νοητικές εικόνες. Γ. Συµβολικές αναπαραστάσεις, που δεν έχουν εικονική (αναλογική) σχέση µε αυτό που αναπαρίσταται (αναπαράσταση σχέσεων µε αφηρηµένα σύµβολα, µε δυνατότητα διαφόρων συσχετισµών και διατύπωσης θεωριών). Κάθε συµβολική αναπαράσταση οικοδοµείται κυρίως πολιτισµικά και επιτρέπει στο παιδί την ευρεία χρησιµοποίηση των αντιληπτικών χαρακτηριστικών του κόσµου ώστε να αναπτύσσει δραστηριότητες κατηγοριοποίησης και εννοιοποίησης για την καλύτερη επίτευξη των πράξεών του. Σύµφωνα µε τον Bruner, ο µαθητής πρέπει να έρχεται αντιµέτωπος µε προβληµατικές καταστάσεις, το αναλυτικό πρόγραµµα πρέπει να οργανώνεται σε σπειροειδή µορφή και ο δάσκαλος πρέπει να έχει ρόλο διευκολυντή, εµψυχωτή και συντονιστή στη διαδικασία της µάθησης. Τελευταία, ο Bruner προσάρµοσε τις απόψεις του δίνοντας έµφαση στο πολιτισµικό και το κοινωνικό πλαίσιο ανάδυσης των γνωστικών διεργασιών. Κάτω από το πρίσµα αυτό, εντάσσεται στην κοινωνικοπολιτισµική θεώρηση της µάθησης και συναντά τους εκπροσώπους της σοβιετικής ψυχολογικής σχολής È ÎÔÈÓˆÓÈÎÔ appleôïèùèûìèî ıâˆú  Οι κοινωνικο πολιτισµικές θεωρίες αναπτύχθηκαν από τη σοβιετική σχολή της ψυχολογίας µε βασικούς εκπροσώπους τον L. Vygotsky και τους µαθητές του. Η σχολή αυτή εστιάζει το ενδιαφέρον της στην επικοινωνιακή και πολιτισµική διάσταση της µάθησης. Στο πλαίσιο αυτό, η ανάπτυξη της νόησης είναι διαδικασία κοινωνικής αλληλε-

47 2.4 T ª π ø π π π ªπ π ƒ π øƒπ ƒ ƒπ 47 πίδρασης στην οποία κυρίαρχο ρόλο παίζει η γλώσσα. Το παιδί στη διαδικασία αυτή δεν είναι παθητικός δέκτης αλλά δρον υποκείµενο που µε τις πράξεις του διαµορφώνει τη γνωστική του πραγµατικότητα. Αυτός που µαθαίνει είναι πρόσωπο που διαθέτει κοινωνικά κίνητρα. Η νοητική ανάπτυξη είναι, συνεπώς, αδιάρρηκτα συνδεµένη µε την ιστορική διάσταση και το πολιτισµικό πλαίσιο µέσα στο οποίο εξελίσσεται. Βασική αρχή της θεωρίας του Vygotsky είναι η «ζώνη της επικείµενης ανάπτυξης» (zone of proximal development), που προσδιορίζει αυτό που το παιδί δεν µπορεί να κάνει µόνο του αλλά το πετυχαίνει µε τη βοήθεια του άλλου. Η ζώνη επικείµενης ανάπτυξης αποτελεί την ανεξερεύνητη περιοχή του εσωτερικού δυναµικού του µαθητευόµενου που βρίσκεται σε µια εν δυνάµει λανθάνουσα κατάσταση εξέλιξης. Αναφέρεται στις δυνατότητες ανάπτυξης που έχει ένας µαθητής εάν βοηθηθεί από κάποιον άλλο (δάσκαλο, γονέα, συµµαθητή). Εδώ φαίνεται η σηµασία της διαµεσολάβησης του ενήλικου και ο ρόλος του κοινωνικού περιβάλλοντος στη γνωστική ανάπτυξη του υποκειµένου. Η γνωστική ανάπτυξη επιτυγχάνεται όχι µόνο χάρη στον έµφυτο νοητικό εξοπλισµό, αλλά επιπλέον µέσω της διαµεσολάβησης των κοινωνικών γεγονότων, των πολιτισµικών εργαλείων και της εσωτερίκευσής τους. Η εσωτερίκευση είναι η ατοµική πρόσκτηση ενός κοινωνικού γεγονότος και η µεταµόρφωση του ατόµου µέσα από τη διαδικασία αυτή. Κάθε άτοµο διαθέτει έναν πυρήνα γνώσεων τον οποίο και µπορεί να χρησιµοποιήσει αυτόνοµα για την πραγµατοποίηση δραστηριοτήτων. Γύρω από αυτό τον πυρήνα τοποθετείται η ζώνη επικείµενης ανάπτυξής του, η οποία του επιτρέπει να πραγ- µατοποιεί δραστηριότητες µόνο όταν συνεπικουρείται από άλλους. Στο πλαίσιο µιας κοινότητας, οι πυρήνες γνώσεων των επιµέρους ατόµων αλληλοκαλύπτονται µερικώς, ενώ οι ζώνες επικείµενης ανάπτυξής τους συνυπάρχουν επίσης µερικώς (Σχήµα 2.2). Από το µοντέλο αυτό συνάγεται ότι οι γνώσεις της κοινότητας είναι πιο εκτεταµένες από αυτές του ατόµου, αλλά και ότι κάθε µέλος της κοινότητας µπορεί να συµβάλει στη γνωστική ανάπτυξη της οµάδας προσφέροντας στους άλλους ένα «πλαίσιο στηρίγµατος» (scaffolding) µέσα σε χώρους όπου οι γνώσεις τους δεν επαρκούν για µια αυτόνοµη δραστηριότητα. Με λίγα λόγια, αυτό το «πλαίσιο στηρίγµατος» παρέχεται µέσα από µια σειρά αλληλεπιδράσεων, από το διδάσκοντα στο µαθητή, από µαθητή σε µαθητή και από µαθητή σε εργαλειακό υλικό.

48 48 KEºA AIO 2: øƒπ M π T Ã π ƒ º ƒπ π ƒàª ª Άτοµα Oµάδες Πυρήνας γνώσεων Ì 2.2 Πυρήνες γνώσης και ζώνες επικεί- µενης ανάπτυξης Zώνη επικείµενης ανάπτυξης Η θεωρία της εγκαθιδρυµένης µάθησης (situated cognition) υποστηρίζει ότι η µάθηση δεν αποτελεί µια ατοµική λειτουργία της ανθρώπινης νόησης αλλά µια κοινωνικοπολιτισµική λειτουργία, που λαµβάνει χώρα µέσω της επικοινωνίας και αλληλεπίδρασης µε τους άλλους ανθρώπους. Η θεωρία αυτή παρέχει ένα σύγχρονο πλαίσιο εξήγησης των δυσκολιών µάθησης στο σχολικό περιβάλλον. Η γνώση δεν είναι θεωρητικά ανεξάρτητη από τις καταστάσεις µέσα στις οποίες πραγµατώνεται και χρησιµοποιείται. Η θεωρία αυτή υποστηρίζει ότι η συµπεριφορά (όπως η µάθηση και η γνώση) είναι προϊόν αλληλεπιδράσεων µεταξύ ατόµων και φυσικού περιβάλλοντος µέσα στο οποίο αυτά ζουν. Επίσης, τονίζει την κατανεµηµένη φύση της γνωστικής ικανότητας: η γνώση εµπερικλείει δραστηριότητες στις οποίες συµµετέχουν και άλλοι, σε ένα κοινωνικό πλαίσιο και σε πολιτισµικές καταστάσεις που απαιτούν τη χρήση των εργαλείων και συµβόλων πολιτισµού [Βοσνιάδου, 1998] ıâˆú ÙË Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ Η θεωρία της δραστηριότητας (activity theory) έχει τις ρίζες της στην ψυχολογική σχολή των Vygotsky, Leontiev και Luria. Βασική αρχή της θεωρίας αυτής είναι ότι η ανθρώπινη δράση διαµεσολαβείται από πολιτισµικά σύµβολα (cultural signs): λέξεις και εργαλεία τα οποία επιδρούν στη δραστηριότητα του ατόµου και συνεπώς στις νοητικές του διεργασίες [Nardi, 1996].

49 2.4 T ª π ø π π π ªπ π ƒ π øƒπ ƒ ƒπ 49 εργαλεία υποκείµενο παραγωγή αντικείµενο στόχος Ì 2.3 κανόνες κοινότητα Kαταµερισµός εργασίας Το σύστηµα της δραστηριότητας Η θεωρία της δραστηριότητας αποτελεί ένα πλαίσιο για τη µελέτη διαφορετικών µορφών ανθρώπινων πράξεων ως αναπτυξιακών διαδικασιών, διασυνδεόµενα µε το κοινωνικό και ατοµικό επίπεδο. Μελετά τα άτοµα στο φυσικό τους περιβάλλον λαµβάνοντας υπόψη τους πολιτιστικούς παράγοντες και τις αναπτυξιακές πτυχές της πνευµατικής ανθρώπινης ζωής. Η βασική µονάδα ανάλυσης είναι η δραστηριότητα, η οποία αποτελείται από το υποκείµενο, το αντικείµενο, τις πράξεις και τις λειτουργίες. Το υποκείµενο είναι ένα άτοµο ή µια οµάδα το οποίο απασχολείται µε µια δραστηριότητα. Η ανθρώπινη δραστηριότητα γίνεται µε τη διαµεσολάβηση εργαλείων, εσωτερικών και εξωτερικών. Η διαµεσολάβηση γίνεται από αντικείµενα τα οποία ορίζουν και περιλαµβάνουν όργανα, σήµατα, γλώσσες και τα οποία δηµιουργούνται από τα άτοµα για να ελέγξουν τη συµπεριφορά τους. Η θεωρία της δραστηριότητας έχει σηµαντικές εφαρµογές στις έρευνες που αφορούν την Επικοινωνία Ανθρώπου Μηχανής και ειδικότερα στο σχεδιασµό συνεργατικών µαθησιακών περιβαλλόντων µε υπολογιστή, τα οποία ευνοούν τις συνεργατικές δραστηριότητες και συνακόλουθα τη συνεργατική µάθηση. Η συνεργατική µάθηση (collaborative learning) µε υπολογιστή βασίζεται στην αλληλεπίδραση ανάµεσα στο υποκείµενο, το στόχο µάθησης και τα διαθέσιµα εργαλεία. Στην αλληλεπίδραση αυτή σηµαντικό ρόλο παίζει επίσης η κοινότητα µάθησης στην οποία συµµετέχει το υποκείµενο, καθώς και οι κανόνες και ο καταµερισµός εργασίας στα πλαίσιά της. Ένα τέτοιο παράδειγµα είναι το CSILE (βλέπε τρίτο κεφάλαιο). Επιλέξτε δύο εκπαιδευτικά λογισµικά του εµπορίου και σχολιάστε µε ποιο µοντέλο έχουν σχεδιαστεί και ποια ή ποιες θεωρίες µάθησης ακολουθούν. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 2.1

50 50 KEºA AIO 2: øƒπ M π T Ã π ƒ º ƒπ ÓÔ Ë H πιο διαδεδοµένη σήµερα άποψη σχετικά µε την οικοδόµηση των γνώσεων από τα υποκείµενα που µαθαίνουν στηρίζεται στην παραδοχή που περιστρέφεται γύρω από τέσσερις µεγάλες ιδέες: 1. Στην ίδια τη δραστηριότητα του µαθητευόµενου ως αυτόνοµου όντος που µαθαίνει µέσα από την πράξη. 2. Στην προσφορά ευνοϊκών για τη µάθηση καταστάσεων, την αναγκαιότητα δηλαδή της παιδαγωγικής και της διδακτικής. 3. Στη διαµεσολάβηση του ενήλικου και στο ρόλο του κοινωνικού περιβάλλοντος, αυτό δηλαδή που το παιδί δεν µπορεί να κάνει µόνο του αλλά το πετυχαίνει µε τη βοήθεια του άλλου. 4. Στη χρήση γλωσσικών και συµβολικών µορφών για επικοινωνία και αναπαράσταση. Κάτω από το πρίσµα αυτό, οι σύγχρονες παιδαγωγικές και διδακτικές προσεγγίσεις δίνουν έµφαση στο ότι τα υπολογιστικά µαθησιακά περιβάλλοντα πρέπει να είναι σχεδιασµένα µε τρόπο ώστε να διευκολύνουν τις ενεργητικές, οικοδοµηστικές και συνεργατικές µαθησιακές διαδικασίες. Τα µαθησιακά περιβάλλοντα που κάνουν χρήση των τεχνολογιών της πληροφορικής οφείλουν, συνεπώς, να βοηθούν τους µαθητές να κατανοούν και όχι να αποµνηµονεύουν, να προάγουν την αλλαγή των ιδεών τους και να γεφυρώνουν το χάσµα που υπάρχει µεταξύ των δραστηριοτήτων που λαµβάνουν χώρα στο σχολείο και αυτών που συνιστούν αυθεντικές πολιτισµικές δραστηριότητες.

51 µè ÏÈÔÁÚ Ê 1. NARDI B. (editor), Context and Consciousness, Activity Theory and Human Computer Interaction, The MIT Press, Cambridge, PAPERT S., Mind Storms, Children, Computers and Powerful Ideas, Basic Books, New York, ΒΟΣΝΙΑ ΟΥ Σ., Γνωσιακή Ψυχολογία, Gutenberg, Aθήνα, ËÁfi appleâú ÈÙ Úˆ ÌÂÏ ÙË 1. BOYLE T., Design for Multimedia Learning, Prentice Hall, New Jersey, Το βιβλίο αυτό περιέχει τέσσερα µέρη, τα οποία καλύπτουν τις απαιτούµενες γνώσεις και δεξιότητες για το σχεδιασµό εκπαιδευτικού λογισµικού. Το πρώτο µέρος παρέχει µια κριτική ανασκόπηση του πεδίου καλύπτοντας τις παλιές αλλά και τις πλέον σύγχρονες προσεγγίσεις για τη χρήση του υπολογιστή στην εκπαίδευση. Το δεύτερο µέρος αφορά τον εννοιολογικό σχεδιασµό µαθησιακών περιβαλλόντων µε υπολογιστή που βασίζονται τόσο στις συµπεριφοριστικές όσο και στις οικοδοµηστικές προσεγγίσεις της µάθησης. Το τρίτο µέρος σχετίζεται µε το σχεδιασµό παρουσίασης ενός µαθησιακού περιβάλλοντος (σχεδιασµός οθόνης, ένταξη στοιχείων πολυµέσων κτλ.). Το τέταρτο µέρος άπτεται της ανάπτυξης, της αξιολόγησης και της παράδοσης ενός µαθησιακού περιβάλλοντος µε υπολογιστή. 2. ΡΑΠΤΗΣ Α., ΡΑΠΤΗ Α., Πληροφορική και Εκπαίδευση, Εκδόσεις Α. Ράπτη, Aθήνα, Το βιβλίο αυτό, που καλύπτει ένα σηµαντικό κενό στην ελληνική βιβλιογραφία, παρέχει µια πλήρη ανασκόπηση της θέσης της πληροφορικής και των υπολογιστών στην εκπαίδευση καλύπτοντας ποικίλους χώρους, όπως: θεωρίες µάθησης και υπολογιστές, παιδαγωγικές χρήσεις των υπολογιστών, θέµατα αξιολόγησης εκπαιδευτικού λογισµικού, επιπτώσεις του υπολογιστή στην κοινωνία και τη ζωή µας, κοινωνιολογικά ζητήµατα της εισαγωγής των υπολογιστών στις διάφορες εκφάνσεις της ανθρώπινης ζωής, ενώ ιδιαίτερη µνεία γίνεται για την ελληνική σχολική πραγµατικότητα. Το βιβλίο συµπληρώνεται από παραρτήµατα που αφορούν τη γλώσσα Logo και τις επιπτώσεις των υπολογιστών στην υγεία.

52

53 OÈ N  T ÓÔÏÔÁ  ÛÙË È ÛÎ Ï Î È ÙË M ıëûë: Aapplefi ÙÈ È ÎÙÈÎ MË Ó ÛÙ M ıëûè Î ÂÚÈ ÏÏÔÓÙ ÎÔapplefi Σκοπός του παρόντος κεφαλαίου είναι η εισαγωγή και η παρουσίαση θεµάτων που άπτονται της χρήσης των τεχνολογιών της πληροφορικής στη διδασκαλία και τη µάθηση. 3 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Με τη µελέτη του κεφαλαίου, θα µπορείτε να: αναφέρετε τις πρώτες προσπάθειες ένταξης των τεχνολογιών στην εκπαίδευση. δώσετε ορισµούς για τους όρους: διδασκαλία µε τη βοήθεια υπολογιστή, πρόγραµµα εξάσκησης και πρακτικής, αυτόνοµη µάθηση. δώσετε ορισµούς για τους όρους: έµπειρο σύστηµα, έµπειρο διδακτικό σύστηµα. δώσετε ορισµούς για τους όρους: πολυµέσα, υπερκείµενα, υπερµέσα, εικονική πραγµατικότητα. αναγνωρίσετε τα συστατικά στοιχεία των υπερµεσικών συστηµάτων αναφέρετε την αρχιτεκτονική των συστηµάτων εικονικής πραγµατικότητας. κατηγοριοποιήσετε τα συστήµατα εικονικής πραγµατικότητας. αναφέρετε τους λόγους που οδηγούν στην αξιοποίηση της εικονικής πραγµατικότητας στην εκπαιδευτική διαδικασία. προτείνετε πότε ενδείκνυται η αξιοποίηση της εικονικής πραγµατικότητας στη διδακτική πράξη. προτείνετε τύπους συστηµάτων εικονικής πραγµατικότητας για χρήση στην εκπαιδευτική διαδικασία. αναφέρετε τις παιδαγωγικές και τις διδακτικές διαστάσεις των δικτύων. αναγνωρίσετε τις δυνατότητες της εξ αποστάσεως εκπαίδευσης. αναφέρετε τις παιδαγωγικές διαστάσεις της συνεργατικής µάθησης µε υπολογιστή. αναφέρετε διάφορα εργαλεία συνεργατικής µάθησης. ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È σχολή της συµπεριφοράς προγραµµατισµένη διδασκαλία διδακτικές µηχανές αυτόνοµη µάθηση οικοδοµισµός έµπειρο διδακτικό σύστηµα

54 54 KEºA AIO 3: Oπ N T à π π π π M µοντέλο µαθητή µοντέλο ειδικού µοντέλο γνώσης πολυµέσα υπερκείµενο υπερµέσα κόµβος σύνδεσµος δίκτυο ιδεών εικονική πραγµατικότητα εµβύθιση δίκτυα υπολογιστών διαδίκτυο εξ αποστάσεως εκπαίδευση συνεργατική µάθηση µε υπολογιστή ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάζονται και αναλύονται οι πιο σηµαντικές εφαρµογές των τεχνολογιών της πληροφορικής που αφορούν την ανάπτυξη νέων µορφών διδασκαλίας και την εµπλοκή τους στις διαδικασίες της µάθησης, ενώ παράλληλα προσεγγίζονται οι µεγάλες τάσεις που έχουν αναπτυχθεί εδώ και χρόνια, καθώς επίσης και εκείνες που βρίσκονται σε εξέλιξη. Το κεφάλαιο αυτό δεν µπορεί να είναι αναλυτικό, λαµβάνοντας υπόψη το εύρος του χώρου και τις εγγενείς δυσκολίες που σχετίζονται µε τη διερεύνηση ενός τόσο περίπλοκου προβλήµατος, όπως αυτό της υποστήριξης της µάθησης µε ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Για την καλύτερη κατανόηση του κεφαλαίου, την εκπλήρωση των προσδοκώµενων αποτελεσµάτων, την υλοποίηση των δραστηριοτήτων και την επίλυση των ασκήσεων αυτοαξιολόγησης, θεωρείται καλό ο σπουδαστής να έχει πρόσβαση και να χρησιµοποιεί εκπαιδευτικές εφαρµογές, όπως προγράµµατα διδασκαλίας µε τη βοήθεια υπολογιστή, εφαρµογές υπερµέσων πολυµέσων, έµπειρων διδακτικών συστηµάτων, εικονικής πραγµατικότητας και εξ αποστάσεως εκπαίδευσης.

55 3.1 ª π ƒ : H Àµ ƒ π π π π π ª Ã ŒÓ ÛËÌ ÓÙÈÎfi appleúfiáôóô : H Î ÂÚÓËÙÈÎ Î È ÔÈ È ÎÙÈÎ ÌË Ó Το ενδιαφέρον για την εισαγωγή των τεχνολογιών στο εκπαιδευτικό σύστηµα δεν είναι καινούριο φαινόµενο. Ήδη από το τέλος του A' Παγκόσµιου πολέµου αναπτύσσεται στις ΗΠΑ µια βιοµηχανία παραγωγής εκπαιδευτικών ταινιών και ένα ολόκληρο παιδαγωγικό ρεύµα µε στόχο την «οπτική» κατάρτιση, που πολύ γρήγορα µετατράπηκε σε «οπτικοακουστική» (audiovisual), ενώ στη Γαλλία, ήδη από το τέλος του προηγούµενου αιώνα, παρατηρείται παραγωγή παιδαγωγικών µέσων. Το κίνη- µα αυτό γνώρισε ιδιαίτερη άνθιση αµέσως µετά το Β' Παγκόσµιο πόλεµο και αργότερα µε την εµφάνιση της εκπαιδευτικής τηλεόρασης. Σηµαντικό ρόλο στην προσπάθεια χρήσης των τεχνολογιών στην εκπαιδευτική διαδικασία έπαιξαν οι διδακτικές µηχανές (teaching machines), δηµιούργηµα της σχολής της συµπεριφοράς, στα πλαίσια του κινήµατος της προγραµµατισµένης διδασκαλίας (programmed instruction) [Κόλλιας, 1993]. Το προγραµµατισµένο διδακτικό βιβλίο ή η διδακτική µηχανή αναλαµβάνει το ρόλο του δασκάλου και η καθιερωµένη σχέση «µαθητή δάσκαλου» σχεδόν ανατρέπεται. Ακόµα, η χρήση των διδακτικών µηχανών εστιάζεται στην εξατοµίκευση της διδασκαλίας, που βασίζεται στους προσωπικούς ρυθµούς του µαθητή. Παράλληλα, γίνονται προσπάθειες να ληφθεί υπόψη και η προηγούµενη συµπεριφορά του µαθητή ανάλογα µε τις απαντήσεις που έχει δώσει στις ερωτήσεις του συστήµατος (βλέπε δεύτερο κεφάλαιο). 3.2 ÚÒÙË appleâú Ô Ô ÓÙ ÍË ÙˆÓ appleôïôáèûùòó ÛÙËÓ ÂÎapple  ÛË: ÛÙ Ì Ù È ÛÎ Ï Î È Û ÛÙ Ì Ù Ì ıëûë Ì appleôïôáèûù Οι προσπάθειες ένταξης του υπολογιστή στη διδακτική και τη µαθησιακή διαδικασία ξεκίνησαν σχεδόν παράλληλα µε την ευρεία εξάπλωση των υπολογιστών και γνώρισαν θεαµατική πρόοδο µε την εµφάνιση των προσωπικών υπολογιστών. Aποτελεί κοινό τόπο ότι η εµφάνιση του προσωπικού υπολογιστή έδωσε αφορµή ώστε να διατυπωθούν µια σειρά από ερωτήµατα που αφορούν τη χρησιµοποίησή του για παιδαγωγικούς σκοπούς. Oι πρώτες εµπειρίες αντιµετώπισαν τη χρησιµοποίηση αυτή µέσα από την προοπτική της προγραµµατισµένης διδασκαλίας, των προγραµµάτων προσοµοίωσης ή ακόµα της εκµάθησης του προγραµµατισµού. Στα πλαίσια αυτά, αναπτύχθηκε, όπως είδαµε στο πρώτο κεφάλαιο, το ρεύµα της ιδασκαλίας µε τη Bοήθεια Yπολογιστή ( ι.b.y., Computer Assisted Instruction CAI). Τα περισσότερα εκπαιδευτικά προγράµµατα ι.b.y. της περιόδου εκείνης είναι προγράµµατα διδασκαλίας (tutorials), προγράµµατα εξάσκησης και πρακτικής εφαρµογής (drill and practice), ενώ πολύ λίγα είναι αυτά που αφορούν τις εναλλακτικές εφαρµογές (όπως προγράµµατα προσοµοιώσεων και έµπειρα διδακτικά συστήµατα), οι οποίες και περιγράφονται σε άλλες ενότητες.

56 56 KEºA AIO 3: Oπ N T à π π π π M εν έλειψαν και τα φιλόδοξα σχέδια που υπόσχονταν σηµαντικές ανατροπές στο χώρο της εκπαίδευσης. Πρόκειται, κυρίως, για το παιδαγωγικό κίνηµα που επικεντρώθηκε γύρω από την αυτόνοµη µάθηση, βασική εφαρµογή του οποίου είναι η γλώσσα Logo (βλέπε έκτο κεφάλαιο), καθώς επίσης και οι παιδαγωγικές εφαρµογές της Tεχνητής Nοηµοσύνης (Artificial Intelligence), που συνοψίζονται κάτω από τον όρο Έµπειρα ιδακτικά Συστήµατα (Intelligent Tutoring Systems) È ÛÎ Ï Ì ÙË Ô ıâè appleôïôáèûù ƒ ƒ ªª π π ª µ π À π Τα προγράµµατα διδασκαλίας µε τη βοήθεια υπολογιστή (tutorials) είναι εκπαιδευτικά λογισµικά τα οποία αναλαµβάνουν εξολοκλήρου τη διδασκαλία των εννοιών και όλης της διδακτέας ύλης σε ένα γνωστικό αντικείµενο. Υποκαθιστούν µε αυτό τον τρόπο τον εκπαιδευτικό, αναλαµβάνοντας τόσο την παρουσίαση της ύλης όσο και το έργο της αξιολόγησης του µαθητή, θέτοντας ερωτήµατα και δίνοντας τεστ αποτίµησης των προσκτηµένων γνώσεων. Τα περισσότερα από αυτά τα λογισµικά, µολονότι επιτρέπουν στο µαθητή να εργάζεται µε τους δικούς του ρυθµούς, παρέχοντας έτσι κάποια εξατοµίκευση της διδασκαλίας, δεν έχουν παρά µια περιορισµένη δυνατότητα προσαρµογής στις ιδιαιτερότητες και στις γνώσεις του κάθε µαθητή [Κόλλιας, 1993]. Στη σύγχρονη µορφή τους, τα προγράµµατα αυτά οργανώνονται µε τη µορφή πολυ- µέσων, προσφέρουν έναν προκαθορισµένο δρόµο µάθησης, καθοδηγώντας το µαθητή, και µπορούν να χαρακτηριστούν µε τον όρο «ηλεκτρονικά αλληλεπιδραστικά βιβλία» (interactive textbooks). Τα προγράµµατα αυτά οργανώνονται γύρω από τις κλασικές πια αρχές της συµπεριφοριστικής θεωρίας [Ράπτης & Ράπτη, 1999]. Ο κύκλος πληροφορία ερώτηση απάντηση αξιολόγηση διέπει την αρχιτεκτονική τους δοµή, ενώ στην πλέον πρόσφατη εκδοχή τους δίνεται έµφαση στη χρήση στοιχείων πολυµέσων, ώστε η παρουσίαση της πληροφορίας να εκλαµβάνει πολλαπλές µορφές αναπαράστασης. Συνιστούν, συνεπώς, την ψηφιακή έκφραση των εφαρµογών της προγραµµατισµένης διδασκαλίας (και συνακόλουθα των απόψεων του Skinner και της σχολής της συµπεριφοράς). ƒ ƒ ªª π ƒ π º ƒª Τα προγράµµατα εξάσκησης και πρακτικής εφαρµογής (drill and practice) καθιστούν τον υπολογιστή εργαλείο µε το οποίο ο µαθητής εφαρµόζει και επαναλαµβάνει γνώσεις που έχει µάθει αλλού (από τον εκπαιδευτικό, από ένα βιβλίο, από ένα πρόγραµµα διδασκαλίας µε τη βοήθεια υπολογιστή κτλ.). Στο πλαίσιο αυτό, ο υπολογιστής δεν αναλαµβάνει εξολοκλήρου το ρόλο της διδασκαλίας, αλλά επιτρέπει στο

57 3.2 ƒø ƒπ ø À π ø π À 57 µαθητή να επαναλάβει τη διδακτέα ύλη, να εξασκήσει τις δεξιότητές του και να επιβεβαιώσει το βαθµό κατανόησής της. Το εκπαιδευτικό λογισµικό αυτού του τύπου βασίζεται στις ψυχολογικές θεωρίες της σχολής της συµπεριφοράς, όπου η µαθησιακή δραστηριότητα πραγµατώνεται µέσω µιας πρόσκτησης και της ενίσχυσής της µε µια άµεση συσχέτιση ανάµεσα σ ένα δεδοµένο ερέθισµα και την αντίστοιχη απάντηση. Οι πολλαπλές επαναλήψεις αυτής της συσχέτισης διασφαλίζουν τη σταθερότητα της µάθησης και την ταχύτητα µε την οποία η απαιτούµενη απάντηση θα παραχθεί. Οι προσδοκώµενες απαντήσεις σε ένα πρόγραµµα εξάσκησης και πρακτικής εφαρ- µογής είναι συχνά ιδιαίτερα απλές και πολλές φορές δεν απαιτούν παρά το πάτηµα ενός πλήκτρου. Οι αναλύσεις των απαντήσεων από το σύστηµα είναι επίσης στοιχειώδεις και δίνουν άµεση ανάδραση (feedback), συνήθως της µορφής «σωστό λάθος». Το σύστηµα, πολλές φορές, είναι σε θέση να δώσει ένα συνολικό απολογισµό της απόδοσης του µαθητή, ο οποίος όµως σπάνια ξεπερνά την απλή µνηµόνευση των σωστών και των λανθασµένων απαντήσεων ÙfiÓÔÌË Ì ıëûë: A ıfiúìëùë Ì ıëûë ÙÔ appleúôáú ÌÌ ÙÈÛÌÔ Î È ÌÈÎÚfiÎÔÛÌÔÈ AÀ ª M Tαυτόχρονα µε την ανάπτυξη της ιδασκαλίας µε τη Βοήθεια Υπολογιστή εµφανίστηκε και ένα ολοκληρωτικά διαφορετικό παιδαγωγικό ρεύµα. H προσέγγιση που σχετίζεται άµεσα µε αυτό δε σκόπευε πλέον στην κυκλοφορία των παραδοσιακών σχολικών περιεχοµένων µέσω των τεχνολογιών, αλλά επαγγελλόταν τη χρησιµοποίηση του υπολογιστή ως µέσου επεξήγησης των νοητικών διαδικασιών. Οι βασικές ιδέες αυτού του ρεύ- µατος, που έχει καθιερωθεί µε τον όρο αυτόνοµη µάθηση, συνοψίζονται ως εξής: α. O υπολογιστής είναι ιστορικά το πρώτο εργαλείο αυτοµατοποίησης των νοητικών διαδικασιών, οπότε µόνο οι πλήρως κατανοηµένες και αναλυµένες πτυχές των νοητικών διαδικασιών µπορούν (σήµερα) να εκτελεστούν από τον υπολογιστή. β. Η κατασκευή ενός προγράµµατος ωθεί στην κατανόηση του χώρου εφαρµογής του προγράµµατος. γ. Ένα πρόγραµµα είναι η µορφοποίηση ενός προβλήµατος και της λύσης του. H µορφοποίηση αυτή είναι επιχειρησιακή, δηλαδή δοκιµαζόµενη, εκτελέσιµη, επιβεβαιώσιµη. Eπιπλέον, η µορφοποίηση αυτή είναι δυναµική, δηλαδή υποκείµενο συνεχών τροποποιήσεων παράλληλα µε την ανάπτυξη γνώσεων. δ. Ο προγραµµατισµός µέσα σε ένα κατάλληλο περιβάλλον επιτρέπει να συνει-

58 58 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M δητοποιήσουµε τους µηχανισµούς της σκέψης. Mέσα σε αυτό το πλαίσιο µπορούµε να διακρίνουµε δύο διαφορετικές προσεγγίσεις, και οι δύο επικεντρωµένες στο µαθητή και στα προσωπικά του σχέδια. H πρώτη είναι αυτή της διερευνητικής µάθησης (discovery learning), που συναντάται µέσα στις εµπειρίες της αυθόρµητης µάθησης του προγραµµατισµού και βασίζεται στις απόψεις του Bruner. O υπολογιστής, σε αυτή την κατεύθυνση, γίνεται εργαλείο προσωπικής έκφρασης, πηγή έµπνευσης για τους εκπαιδευτές και τους εκπαιδευόµενους. Αυτή η προσέγγιση εκφράζει τη «µηχανο βοηθούµενη» έκφανση της µάθησης µέσω του υπολογιστή [Linard, 1990]. H δεύτερη προσέγγιση είναι αυτή του οικοδοµισµού (constructivism), η οποία αντικατοπτρίζει την ανθρωπιστική εκδοχή του υπολογιστή, που αποτελεί ουσιαστικά ένα διανοητικό µέσο µε το οποίο σκεφτόµαστε. Kατ αυτό τον τρόπο, η µηχανή τίθεται στην υπηρεσία της γνωστικής αυτο εξερεύνησης και της αυθόρµητης κατασκευής αντικειµένων από το µαθητή. H γλώσσα Logo (βλέπε έκτο κεφάλαιο) αποτελεί την ενσάρκωση αυτής της θεώρησης. Το βασικό ερώτηµα που τίθεται είναι το πώς επηρεάζουν οι υπολογιστές τον τρόπο µε τον οποίο οι άνθρωποι σκέφτονται και µαθαίνουν ακόµα κι όταν δε βρίσκονται σε φυσική επαφή µε τη µηχανή [Papert, 1980]. Kάτω από αυτό το πρίσµα, κατευθυντήριος άξονας της ένταξης των υπολογιστών στην εκπαίδευση γίνεται ο προβληµατισµός πάνω στο πώς µπορούν να γίνουν φορείς σπερµάτων µορφωτικής αλλαγής και δυναµικών ιδεών, στο πώς µπορούν να βοηθήσουν τους µαθητές να διαµορφώσουν νέες σχέσεις µε τη γνώση, «διαπερνώντας» τις παραδοσιακές γραµµές που χωρίζουν τις θετικές από τις ανθρωπιστικές επιστήµες και τη γνώση του εαυτού τους. O τύπος αυτός των παιδαγωγικών εφαρµογών σηµαδεύεται από δύο πρωτότυπους χαρακτήρες: α) O υπολογιστής βρίσκεται στη διάθεση του µαθητή για την πραγµατοποίηση σχεδίων που ο ίδιος συνέλαβε. β) O µαθητής οφείλει να µάθει να επεξηγεί την ιδέα του, ώστε να είναι σε θέση να τη µεταφράσει στη συνέχεια σε µια γλώσσα η οποία µπορεί να αναγνωριστεί από τη µηχανή Â ÓËÙ ÓÔËÌÔÛ ÓË Î È ÌappleÂÈÚ È ÎÙÈÎ Û ÛÙ Ì Ù H Tεχνητή Nοηµοσύνη (Artificial Intelligence) ΤΝ καθιερώθηκε ως επιστηµονικό πεδίο, το 1956, σε µια διεθνή διάσκεψη στην οποία συµµετείχαν µαθηµατικοί, επιστή- µονες της πληροφορικής και ψυχολόγοι. Ένα πρόγραµµα ΤΝ πρέπει να είναι σε θέση, προκειµένου να λύσει ένα πρόβληµα, να επιλέξει µεταξύ ενός µεγάλου πλήθους βηµάτων τα βήµατα εκείνα που σχετίζονται άµεσα µε το πρόβληµα και οδηγούν στη λύση του. Τη δυνατότητα αυτή την αποκτά µέσω ευρετικών µεθόδων, όπως εµπειρικοί κανόνες, στρατηγικές επιλογής και απλοποίησης, που µειώνουν το πλήθος των πιθανών κινήσεων µε σκοπό την εύρεση της βέλτιστης λύσης [Charniak & ΜcDermott, 1985].

59 3.2 ƒø ƒπ ø À π ø π À 59 Ένα πρόγραµµα ΤΝ χαρακτηρίζεται από πέντε πτυχές: 1. Χειρίζεται σύµβολα που δεν είναι κατά κανόνα αριθµητικά. 2. Στοχεύει στην επεξεργασία προβληµάτων για τα οποία δε διαθέτουµε έναν αλγόριθµο (καταφεύγοντας στη χρήση ευρετικών µεθόδων που δε διασφαλίζουν σίγουρη επιτυχία). 3. ιαθέτει µια αναπαράσταση των γνώσεων, µια αντιστοιχία δηλαδή ανάµεσα στον εξωτερικό κόσµο και ένα συµβολικό σύστηµα που επιτρέπει την αιτιολόγηση. 4. Μπορεί να παρέχει λύση ακόµα κι αν δε διαθέτει όλα τα δεδοµένα τη στιγµή της λύσης του προβλήµατος. 5. Μπορεί να χρησιµοποιεί δεδοµένα που εµπεριέχουν αντιφατικά στοιχεία ή και λάθη. ª πƒ À ª Τα Έµπειρα Συστήµατα (EΣ) (expert systems) είναι χαρακτηριστικά παραδείγµατα εφαρµογών της Τεχνητής Νοηµοσύνης. Ένα ΕΣ δεν επιδιώκει γενικούς στόχους, αλλά χρησιµοποιείται στη λύση προβληµάτων σε συγκεκριµένους και περιορισµένους αλλά περίπλοκους χώρους, των οποίων τα δεδοµένα και οι πληροφορίες είναι αβέβαια και µη πλήρη. Το ΕΣ (Σχήµα 3.1) λειτουργεί ως ενδιάµεσο ανάµεσα στον εµπειρογνώµονα ενός πεδίου γνώσεων και σε ένα δυνητικό χρήστη τού εν λόγω γνωστικού πεδίου. Σε αντίθεση µε τον κλασικό προγραµµατισµό (όπου το πρόγραµµα κωδικοποιεί τον τρόπο µε τον οποίο θα επεξεργαστούν τα δεδοµένα), το ΕΣ διαθέτει τρία στοιχεία: α) τη βάση γνώσεων (knowledge base), που περιέχει όλες τις σχετικές µε ένα γνωστικό τοµέα γνώσεις, β) τη βάση γεγονότων, που περιέχει τα σχετικά µε το προς λύση πρόβληµα δεδοµένα, γ) τη µηχανή εξαγωγής συµπερασµάτων (inference engine), που αναλαµβάνει τη διαδικασία έρευνας της βάσης γνώσεων µε διάφορους µηχανισµούς για τη λήψη µιας απόφασης [Sleeman & Brown, 1982]. Ì 3.1 Οργάνωση έµπειρου συστήµατος Πρόσκτηση γνώσεων Aναπαράσταση γνώσεων Eπεξεργασία γνώσεων Xρήση γνώσεων Eιδικός Mηχανικός TN Bάση γνώσεων Mηχανική επεξεργασία συµπερασµάτων ιασύνδεση Xρήστης Bάση γεγονότων Eγχειρίδια Eπιµόρφωση χρήσης συστήµατος

60 60 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M Για παράδειγµα ακολουθεί ένας κανόνας στο πρόγραµµα MYCIN (Έµπειρο Σύστη- µα για ιατρική διάγνωση) και ο αντίστοιχος κώδικας. Kανόνας Αν 1. Το χρώµα του οργανισµού είναι κόκκινο και 2. η µορφολογία του οργανισµού είναι ωοειδής και 3. η µορφή ανάπτυξής του είναι σε αποικίες, Κώδικας προγράµµατος (($ET (MEME CNTXT GRAM GRAM+) (MEME CNTXT MORPH COCCI) (MEME CNTXT DEVEL COLONIES)) (CONCLURE CNTXT IDENT STAPHYLOCOCCUS MESURE 0.7) τότε (µε p > 0.7) ο οργανισµός είναι σταφυλόκοκκος. ª πƒ π π À ª Tα Έµπειρα ιδακτικά Συστήµατα (E Σ) (Intelligent Tutoring Systems) είναι Έµπειρα Συστήµατα µε προορισµό εκπαιδευτικές λειτουργίες [Sleeman & Brown, 1982]. Η θεµελιώδης διαφορά ανάµεσα σε ένα πρόγραµµα διδασκαλίας µε τη βοήθεια υπολογιστή και σε ένα έµπειρο διδακτικό σύστηµα έγκειται στο χειρισµό των γνώσεων: ενώ ένα πρόγραµµα διδασκαλίας µε τη βοήθεια υπολογιστή χρησιµοποιεί ένα σύστηµα ερωτήσεων µε προκατασκευασµένες απαντήσεις, το έµπειρο διδακτικό σύστηµα διαθέτει µια αληθινή αναπαράσταση των γνώσεων του χώρου και είναι ικανό να πραγµατοποιήσει «συλλογισµούς». ƒπ ƒ º ª πƒ À π π À À ª Τα Έµπειρα ιδακτικά Συστήµατα (Ε Σ) επιτρέπουν τη µίµηση ενός δασκάλου (άνθρωπος), µε την έννοια ότι µπορούν να γνωρίζουν τι να διδάξουν (περιοχή της γνώσης), πώς να το διδάξουν (στρατηγικές καθοδήγησης) και πώς να µαθαίνουν συγκεκριµένες πληροφορίες σχετικές µε το µαθητή. Αυτό απαιτεί την αναπαράσταση: µιας εξειδικευµένης περιοχής γνώσεων (Μοντέλο Ειδικού Expert Model) γνώσης καθοδήγησης (Μοντέλο Καθοδήγησης Instructional Model) πληροφοριών για το µαθητή (Μοντέλο Μαθητή Student Model). Μέσα από την αλληλεπίδραση των παραπάνω µοντέλων (Σχήµα 3.2.), τα Ε Σ µπορούν να εκτιµήσουν τις γνώσεις και την πρόοδο του µαθητή. Στη συνέχεια, η καθο-

61 3.2 ƒø ƒπ ø À π ø π À 61 δήγηση προσαρµόζεται αυτόµατα στις ανάγκες του µαθητή από το Μοντέλο Μαθητή, χωρίς την παρέµβαση κάποιου καθοδηγητή (ανθρώπου). Τα Ε Σ ενεργούν ως προσωπικός καθοδηγητής του µαθητή, ενώ ο δάσκαλος είναι ελεύθερος να δώσει προσοχή σε περισσότερο πολύπλοκες και εξατοµικευµένες ανάγκες των µαθητών. Mοντέλο Mαθητή Mοντέλο Kαθοδήγησης Mοντέλο Eπικοινωνίας Περιοχή Γνώσης Mοντέλο Eιδικού Στη βιβλιογραφία µπορεί κανείς να βρει διαφορετικές προσεγγίσεις όσον αφορά τα τµήµατα από τα οποία αποτελείται ένα Ε Σ. Για πολλούς ερευνητές, τα τµήµατα ενός Ε Σ είναι πέντε: (α) Μοντέλο Μαθητή, (β) Παιδαγωγικό Μοντέλο, (γ) Περιοχή Γνώσης, (δ) Μοντέλο Επικοινωνίας και (ε) Μοντέλο Ειδικού. Στην προσέγγιση αυτή παρατηρούµε την προσθήκη δύο ακόµα τµηµάτων σε σχέση µε αυτά που περιγράφονται στην προηγούµενη παράγραφο: την Περιοχή Γνώσης και το Μοντέλο Επικοινωνίας. Στη δεύτερη προσέγγιση, το Μοντέλο Καθοδήγησης αποκαλείται Παιδαγωγικό Μοντέλο. Η σύµπτωση που παρουσιάζουν και οι δύο προσεγγίσεις στα τρία µοντέλα (Μοντέλο Ειδικού, Μοντέλο Καθοδήγησης και Μοντέλο Μαθητή) συνηγορεί στη διαπίστωση ότι τα τρία αυτά τµήµατα είναι και τα πιο σηµαντικά σε ένα Ε Σ. Ì 3.2 Αλληλεπίδραση των τµηµάτων ενός Έµπειρου ιδακτικού Συστήµατος ƒ π ª π Àƒ π ª πƒ À π π À À ª À π π øª ƒπ Βάση γνώσεων: στοιχεία γεωµετρίας που αφορούν πολύγωνα και είναι µορφοποιηµένα µε δοµή συλλογισµών: Κανόνας 1: ΕΑΝ 3 πλευρές, ΤΟΤΕ τρίγωνο. Κανόνας 2: ΕΑΝ 3 πλευρές ΚΑΙ ΕΑΝ 2 πλευρές ίσες, ΤΟΤΕ ισοσκελές τρίγωνο. Κανόνας 3: ΕΑΝ 3 πλευρές ΚΑΙ ΕΑΝ 2 πλευρές κάθετες, ΤΟΤΕ ορθογώνιο τρίγωνο. Κανόνας 4: ΕΑΝ 3 πλευρές ΚΑΙ ΕΑΝ 2 πλευρές ίσες ΚΑΙ ΕΑΝ 2 πλευρές κάθετες, ΤΟΤΕ ορθογώνιο ισοσκελές τρίγωνο. Κανόνας 5: ΕΑΝ 3 πλευρές ΚΑΙ ΕΑΝ 2 πλευρές ίσες ΚΑΙ ΕΑΝ η τρίτη πλευρά ίση µε τις δύο άλλες, ΤΟΤΕ ισόπλευρο τρίγωνο. Κανόνας 6: κτλ.

62 62 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M 1. Επαγωγικός τρόπος (forward chaining) ή ορθόδροµη αλυσίδα Γεγονότα (εισαγωγή από το πληκτρολόγιο): 3 πλευρές και 2 πλευρές κάθετες Επαγωγή: Χρησιµοποιούνται οι κανόνες 1 και 3. Ο µηχανισµός συµπερασµάτων πραγ- µατοποιεί την έρευνα. Αποτέλεσµα της επαγωγής: (εµφάνιση στην οθόνη): Είναι ένα ορθογώνιο τρίγωνο. 2. Αναγωγικός τρόπος (backward chaining) ή οπισθόδροµη αλυσίδα Υπόθεση για επαλήθευση: Το σχήµα αυτό είναι ένα ορθογώνιο τρίγωνο; Το ακόλουθο γεγονός είναι αληθινό; (ο χρήστης απαντά µε ναι ή όχι): 3 πλευρές;! ναι 2 πλευρές κάθετες;! ναι Αποτέλεσµα της αναγωγής: (εµφάνιση στην οθόνη): Είναι ένα ορθογώνιο τρίγωνο. Υπάρχουν εφαρµογές οι οποίες επιτρέπουν το σχεδιασµό, την ανάπτυξη, την αξιολόγηση και την τροποποίηση Ε Σ. Παράδειγµα τέτοιας εφαρµογής είναι ο X GENITOR, που έχει υλοποιηθεί από το Εργαστήριο Ανάπτυξης Εκπαιδευτικού Λογισµικού του Μαθηµατικού Τµήµατος του Πανεπιστηµίου Πατρών (για περισσότερες πληροφορίες βλέπε ƒπ π ø ª πƒø π π ø À ª ø Ένα Έµπειρο Σύστηµα δεν επιδιώκει γενικούς στόχους, αλλά χρησιµοποιείται στη λύση προβληµάτων σε συγκεκριµένους και περιορισµένους αλλά περίπλοκους χώρους των οποίων τα δεδοµένα και οι πληροφορίες είναι αβέβαια και µη πλήρη. Έτσι, στο χώρο της εκπαίδευσης τα E Σ παρέχουν ένα µοντέλο για µια εξατοµικευµένη και αλληλεπιδραστική διδασκαλία υποστηρίζοντας το διδακτικό περιβάλλον στη λήψη αποφάσεων. Παρ όλα αυτά, η προσαρµογή του συλλογισµού ενός ειδικού στους συλλογισµούς των µαθητών δεν είναι καθόλου προφανής. Ο τρόπος αναπαράστασης των γνώσεων, όσο αλληλεπιδραστικός κι αν είναι, δεν αρκεί ώστε να διασφαλίσει µια παιδαγωγική επιτυχία. Το µοντέλο του µαθητή, που συνιστά ένα από τα βασικά συνθετικά του E Σ, έχει δεχτεί και τις πιο έντονες κριτικές. Στην καλύτερη περίπτωση, το µοντέλο του µαθητή είναι µερικό και καθαρά προσεγγιστικό, στη χειρότερη εντελώς αναποτελεσµατικό. Το µοντέλο του µαθητή στην ΤΝ, όπως άλλωστε και στην ανθρώπινη παιδαγωγική, οφείλει να αναγνωριστεί γι αυτό που πραγµατικά είναι: ένα µεθο-

63 3.3 À Ã π ø ø à πø π À 63 δολογικό κατασκεύασµα απαραίτητο για την απόκτηση ενός ελάχιστου βαθµού αλληλεπίδρασης ανάµεσα στο µαθητή και τη µηχανή. Ποιος είναι ο βασικός σκοπός ενός Έµπειρου Συστήµατος; ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 3.1 Ποιες είναι οι βασικές λειτουργίες που πρέπει να γίνουν κατά το σχεδιασµό ενός Έµπειρου Συστήµατος; ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË Á ÚÔÓ ٠ÛÂÈ ÓÙ ÍË ÙˆÓ Ó ˆÓ Ù ÓÔÏÔÁÈÒÓ ÛÙËÓ ÂÎapple  ÛË: Û ÛÙ Ì Ù appleïô ÁËÛË, Û ÛÙ Ì Ù ÂappleÈÎÔÈÓˆÓ ÔÏ Ì Û, YappleÂÚÌ Û ƒπ ª π Για τους όρους «υπερκείµενα», «υπερµέσα» και «πολυµέσα» δίνονται πολλοί και διαφορετικοί ορισµοί, χωρίς πάντοτε να συµπίπτουν. Aυτό οφείλεται κυρίως σ αυτούς που αναπτύσσουν τέτοιου είδους προϊόντα, τους σκοπούς για τους οποίους προορίζονται και το κοινό που απευθύνονται. Και για τους τρεις όρους δίνονται ορισµοί που προέρχονται από δύο κατευθύνσεις. O πρώτος είναι µε όρους των λειτουργικών στοιχείων και της κατασκευής των προϊόντων, που συνηθίζεται από τους επιστήµονες της πληροφορικής και δίνει έµφαση στη δηµιουργία των συστηµάτων και την αποτελεσµατικότητα της αλληλεπίδρασής τους µε το χρήστη (user interface). O δεύτερος τύπος ορισµού βασίζεται στο σηµασιολογικό, εννοιολογικό προσανατολισµό του συστήµατος [Tolhurst, 1995]. Aναφορικά µε το υπερκείµενο, δύο ορισµοί του πρώτου τύπου έχουν δοθεί από τους Leggett [1990] και Sweeters [1994]. Στον πρώτο, το υπερκείµενο περιγράφεται µε βάση τα τέσσερα κύρια συστατικά του: τις πληροφορίες (κείµενο, εικόνα), την αφαίρεση (για τη συσχέτιση στοιχείων), τους κόµβους (την αφετηρία ή τον προορισµό ενός συνδέσµου) και τους συνδέσµους (συνδέσεις µεταξύ των κόµβων). O ορισµός του Sweeters βασίζεται στη σπουδαιότητα των συνδέσµων. Aναφέρει το υπερκείµενο ως µια συλλογή πληροφοριών µε µορφή κειµένου σχετικά µε ένα συγκε-

64 64 KEºA AIO 3: Oπ N T à π π π π M κριµένο θέµα, που περιλαµβάνει υπογραµµισµένες «ενεργές» λέξεις (hot spots), που µπορεί να επιλέξει ο χρήστης κατά βούληση. Mε την ενεργοποίησή τους, διακλαδίζουν το χρήστη σε πρόσθετες πληροφορίες (ορισµοί, διευκρινίσεις, σχετικό υλικό). Ως προς το σηµασιολογικό προσανατολισµό, ένας ορισµός αναφέρει το υπερκείµενο ως κείµενο µε µη γραµµική οργάνωση, που επιτρέπει στον αναγνώστη να ακολουθεί δρόµους ανάγνωσης που βασίζονται στους δικούς του συσχετιζόµενους συνδέσµους και όχι ακολουθώντας τη συµβατική σειριακή ανάγνωση [Spiro & Jehng, 1990]. Σ αυτή την περίπτωση ο όρος δεν περιορίζεται στο κείµενο, αλλά περιλαµβάνει εικόνα, ήχο και κίνηση. Oι δύο τύποι ορισµού για τα υπερµέσα είναι παρόµοιοι µε τους αντίστοιχους για το υπερκείµενο. Aυτό είναι αναµενόµενο, αφού ουσιαστικά τα υπερµέσα έρχονται ως συνέπεια της εξέλιξης της τεχνολογίας. Έτσι, ένας ορισµός µε βάση τα λειτουργικά στοιχεία απλώς επεκτείνει το κείµενο και περιλαµβάνει στατική και κινούµενη εικόνα, βίντεο και ήχο. Eννοιολογικά, τα υπερµέσα θεωρούνται ως µια οργάνωση συστη- µάτων για την αναπαράσταση και διαχείριση πληροφοριών σε ένα δίκτυο κόµβων συνδεµένων µεταξύ τους. Tέτοια συστήµατα επιτρέπουν στο µαθητή να συνδέει και να συσχετίζει πληροφορίες, να δηµιουργεί τις δικές του διαδροµές για την ανακάλυψη πληροφοριών, να εξάγει συµπεράσµατα και να παράγει γνώση. Ένας ορισµός για τα αλληλεπιδραστικά πολυµέσα ή πολλαπλά µέσα αναφέρεται στο συνδυασµό κειµένου, γραφικών, ήχου, κινούµενης εικόνας και βίντεο, µε τον έλεγχο του υπολογιστή. Στις εκπαιδευτικές εφαρµογές σηµαντικά στοιχεία αποτελούν οι πολλοί τύποι µέσων, το µη γραµµικό περιβάλλον πλοήγησης και η θέση του χρήστη ως παραγωγού της εφαρµογής. O συνδυασµός των δύο τύπων ορισµών συνοψίζεται στο ότι τα αλληλεπιδραστικά ή διαλογικά πολυµέσα συνδέουν δυναµικά και διαχειρίζονται κόµβους πληροφοριών που περιέχουν πολλαπλά συστήµατα συµβόλων. Τα πολυµέσα παρέχουν τη δυνατότητα διαχείρισης και ελέγχου ποικιλίας συστηµάτων συµβόλων, όχι απαραίτητα όµως µε µη γραµµικό τρόπο. Ο όρος υπερµέσα ετυµολογικά και εννοιολογικά περιλαµβάνει το υπερκείµενο και τα πολυµέσα µε συνδέσµους (links), που µπορεί να είναι σύµβολα οποιουδήποτε τύπου σε κόµβους πληροφοριών. Θεωρείται γενικότερος του όρου πολυµέσα και χρησιµοποιείται ευρέως. À π πã π ø À ƒª ø ªµ π Oι κόµβοι (nodes) αποτελούν το κύριο χαρακτηριστικό των συστηµάτων υπερµέσων. Περιέχουν τµήµατα πληροφοριών σε διάφορες µορφές αναπαραστάσεων, όπως κει-

65 3.3 À Ã π ø ø à πø π À 65 µένου, γραφικών, βίντεο. Το µέγεθος ενός κόµβου µπορεί να είναι µικρό, όπως µια εικόνα ή λίγες φράσεις, ή να φτάνει το µέγεθος ενός µεγάλου εγγράφου. Οι κόµβοι, που αναφέρονται και ως πλαίσια, αποτελούν τη βασική µονάδα για την αποθήκευση πληροφοριών. Σε αντίθεση µε τη συνεχή ροή που συναντάται σε ένα κλασικό βιβλίο ή µια ταινία, στα υπερµέσα οι πληροφορίες βρίσκονται στους κόµβους, οι οποίοι σχετίζονται και «επικοινωνούν» µεταξύ τους. Η τµηµατοποίηση σε ανεξάρτητες µονάδες πληροφορίας δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να καθορίζει τον κόµβο που θα προσπελάσει. Συνήθως ο κόµβος αυτός παρέχει περισσότερες πληροφορίες για το υπό µελέτη αντικείµενο (δευτερεύουσα γνώση), εποπτικό υλικό, µια διαφορετική ή διαθε- µατική θεώρηση του αντικειµένου (µεταφορά γνώσης), τµήµα αξιολόγησης. Τα συστή- µατα υπερµέσων γίνονται αποτελεσµατικά εκπαιδευτικά εργαλεία όταν αποκτούν δυναµική µορφή. Αυτό σηµαίνει ότι το περιεχόµενο των κόµβων τροποποιείται ή δηµιουργούνται νέοι κόµβοι από τον ίδιο το χρήστη, ο οποίος γίνεται πλέον δηµιουργός του εκπαιδευτικού υλικού και αναπτύσσει τεχνικές και πνευµατικές δεξιότητες. Οι περισσότερες όµως εκπαιδευτικές εφαρµογές δεν παρέχουν τέτοιες δυνατότητες. Ο κύριος λόγος είναι ότι ο κάθε κόµβος µε το περιεχόµενό του αντανακλά τις απαιτήσεις για επεξεργασία της πληροφορίας για τη διεκπεραίωση συγκεκριµένων διεργασιών, όπως ορίζονται από τους εκπαιδευτικούς στόχους του συστήµατος. À ª π Η επικοινωνία µεταξύ των κόµβων υλοποιείται µέσω των συνδέσµων, που µεταφέρουν το χρήστη άµεσα στον κόµβο που επιλέγει και του δίνουν τη δυνατότητα να πλοηγείται στην υπερµεσική βάση γνώσης. Οι σύνδεσµοι επίσης παρέχουν οργάνωση της πληροφορίας και καθορίζουν απόλυτα τη σχέση µεταξύ των διασυνδεδεµένων κόµβων. Η διασύνδεση υλοποιείται µε την ενεργοποίηση των θερµών σηµείων (hot spots, hot areas) της υπερµεσικής εφαρµογής µε το ποντίκι, τη φωνή, το δάχτυλο σε οθόνες αφής. Οι σύνδεσµοι µπορεί να βρίσκονται σε κείµενο ή εικόνα και να είναι λέξεις, φράσεις ή τµήµατα εικόνας. ª ƒ ø, π À π ø Η δοµή και το περιεχόµενο των κόµβων και των συνδέσµων (links) αποτελεί ένα δίκτυο ιδεών, (network of ideas) αφού η επικοινωνία µεταξύ συγκεκριµένων κόµβων έχει συγκεκριµένους στόχους. Το δίκτυο είναι ένα σύνολο από αλληλοσχετιζό- µενες και διασυνδεµένες ιδέες. Οι ιδέες αυτές είναι τα περιεχόµενα των κόµβων, που επικοινωνούν µέσω των συνδέσµων τους, όπου ο χρήστης έχει την ευχέρεια προσπέλασης στις πληροφορίες σύµφωνα µε τις προσωπικές του επιθυµίες και δεξιότητες. Σε δυναµικά υπερµεσικά συστήµατα το δίκτυο µπορεί να τροποποιείται από τον

66 66 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M ίδιο το χρήστη, που δοµεί τις πληροφορίες σύµφωνα µε τη δική του προσέγγιση. Η οργανωτική δοµή ενός πολυµεσικού συστήµατος καθορίζει το πληροφοριακό µοντέλο της βάσης γνώσης. Το µοντέλο αυτό περιγράφει την οργάνωση των ιδεών και τις µεταξύ τους σχέσεις, που βοηθούν το χρήστη στον εντοπισµό και στην ανάκτηση των πληροφοριών που περιέχονται στο σύστηµα. µ ª ø Μια εφαρµογή υπερµέσων θεωρείται ως µια σχεσιακή βάση δεδοµένων (relational database) µε εύκολη αναζήτηση και πρόσβαση στις πληροφορίες που περιέχει. Η οργανωτική δοµή των υπερµέσων µοιάζει πράγµατι µε βάση δεδοµένων. Κόµβοι πληροφοριών µπορούν να αποθηκεύονται σε µια βάση δεδοµένων, µε τους συνδέσµους να αποτελούν στρατηγικές αναζήτησης. Η ουσιαστική διαφορά των υπερµέσων από τις βάσεις δεδοµένων βρίσκεται στην ισχυρή συσχέτιση µεταξύ των κόµβων και στο δυναµικό έλεγχο που παρέχεται στο χρήστη. Η δοµή των πληροφοριών και οι δυνατότητες ερωτηµατολογίων που υπάρχουν σε µια βάση δεδοµένων είναι πολύ πιο περιορισµένες και αυστηρές σε σχέση µε τα υπερµέσα. π ƒ π π À ªπ Ã Τα συστήµατα υπερµέσων παρέχουν τη δυνατότητα στο χρήστη να καθορίσει τη σειρά µε την οποία θα προσπελάσει τις πληροφορίες (ξεφύλλισµα, browsing), να προσθέσει ή να τροποποιήσει πληροφορίες, να δηµιουργήσει τη δική του βάση γνώσης. Ο βαθµός της επέµβασης από το χρήστη ποικίλλει µεταξύ των εφαρµογών και ανάλογα µε το σκοπό που εξυπηρετούν. Ο χρήστης επιταχύνει ή επιβραδύνει το ρυθµό του, αλλάζει κατεύθυνση πλοήγησης, συνδυάζει πληροφορίες, θέτει και απαντά σε ερωτήµατα έχοντας άµεση ανάδραση, αντιµετωπίζει καταστάσεις και προβλήµατα. Παρ ότι η αλληλεπίδραση είναι χαρακτηριστικό των περισσότερων πληροφορικών συστηµάτων, στα υπερµέσα ο δυνα- µικός έλεγχος βρίσκεται σε µεγαλύτερο βαθµό. Ο χρήστης είναι ενεργός συµµέτοχος στη µαθησιακή διαδικασία που εξυπηρετεί το σύστηµα και όχι παθητικός δέκτης, όπως συµβαίνει συνήθως στη διδακτική πράξη. π ƒ ª π Οι διαδροµές (paths) σε ένα υπερµεσικό σύστηµα µπορούν να καθορίζονται από το δηµιουργό, το χρήστη ή και από τους δύο. Οι διαδροµές που έχει δηµιουργήσει ο δηµιουργός αναφέρονται σε προκαθορισµένους συνδέσµους στο χώρο των πληροφοριών, σε καθοδηγούµενη πλοήγηση (navigation) στη βάση γνώσης, που συνήθως

67 3.3 À Ã π ø ø à πø π À 67 έχουν γραµµική ροή. Ενδείκνυνται για αρχάριους χρήστες ή για χρήστες µε µικρή ή καθόλου γνώση για το υπό µελέτη αντικείµενο. Οι χρήστες, ιδίως οι έµπειροι στη χρήση της πληροφορικής τεχνολογίας ή στο θέµα, µπορούν να ακολουθήσουν τις δικές τους διαδροµές. Αυτές αντανακλούν τον ατοµικό, µαθησιακό τρόπο του καθένα και τη λογική στο συνδυασµό των πληροφοριών. Ορισµένα συστήµατα επιτρέπουν την αποθήκευση της πορείας πλοήγησης για µετέπειτα χρήση και σχολιασµό. Χρήστες σε διαφορετικούς φυσικούς χώρους µπορούν να αποφασίζουν και να µοιράζονται διαδροµές σε συστήµατα που επιτρέπουν τη συνεργασία µέσα από δίκτυο. ƒπµ À ƒ º Τα συστήµατα υπερµέσων είναι ευέλικτα και προσαρµόσιµα εργαλεία για ανάπτυξη εφαρµογών. Οι εξελίξεις στην τεχνολογία λογισµικού επιτρέπουν πλέον και στο µη ειδικό επιστήµονα πληροφορικής να σχεδιάσει και να αναπτύξει εφαρµογές χρησιµοποιώντας όχι απαραίτητα κάποια δύσχρηστη και αυστηρή γλώσσα προγραµµατισµού, αλλά σχετικά απλά συγγραφικά εργαλεία (authoring tools). Τα χαρακτηριστικά µάλιστα των πολυµέσων και υπερµέσων έχουν δανειστεί οι σύγχρονες γλώσσες προγραµµατισµού, που αποτελούν πλέον ευέλικτα πολυµεσικά και υπερµεσικά προγραµµατιστικά περιβάλλοντα ανάπτυξης εφαρµογών λογισµικού. Έτσι, έµπειροι χρήστες υπερµεσικών συστηµάτων δηµιουργούν εφαρµογές δυναµικών παρουσιάσεων, εκπαιδευτικά πακέτα, µαθησιακά περιβάλλοντα, πακέτα επικοινωνίας. Περιγράψτε συνοπτικά τα συστατικά στοιχεία των υπερµέσων. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 3.3 Σχεδιάστε διαγραµµατικά τη δοµή µιας εφαρµογής υπερµέσων δείχνοντας την επικοινωνία µεταξύ των κόµβων. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 3.1

68 68 KEºA AIO 3: Oπ N T à π π π π M 3.4 Ô Ì ÏÏÔÓ ÙˆÓ Ó ˆÓ Ù ÓÔÏÔÁÈÒÓ ÛÙËÓ ÂÎapple  ÛË OÈ ÂÈÎÔÓÈÎ appleú ÁÌ ÙÈÎfiÙËÙÂ Ο άνθρωπος έψαχνε πάντα εµπειρίες σε εναλλακτικές, εικονικές πραγµατικότητες, µε παραδείγµατα από το χώρο της λογοτεχνίας: την «Αλίκη στη χώρα των θαυµάτων» ή το «Μάγο του Οζ». Η τεχνολογία έδωσε πρόσφατα το εργαλείο για την αλληλεπίδραση µε τεχνητούς κόσµους µε τις προσοµοιώσεις και τα περιβάλλοντα πολυµέσων. Η εικονική πραγµατικότητα παρέχει το εργαλείο όχι µόνο γι αυτή την αλληλεπίδραση, αλλά και τη δυνατότητα ο χρήστης να γίνεται νοητικά ένα άλλο πρόσωπο που δρα και επικοινωνεί µε το εικονικό περιβάλλον που του προσφέρεται ή δηµιουργεί ο ίδιος. Ως εικονική πραγµατικότητα (Virtual Reality, VR) ορίζεται ένα περιβάλλον βασισµένο σε υπολογιστή, ισχυρά αλληλεπιδραστικό, στο οποίο ο χρήστης γίνεται συµ- µέτοχος σε έναν «εικονικά πραγµατικό» κόσµο. Πιο αφηρηµένα, είναι µια διαδικασία η οποία δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να συµµετάσχει σε αφηρηµένους χώρους όπου φυσική µηχανή και φυσικός παρατηρητής δεν υπάρχουν [Helsel & Roth, 1991]. Η Εικονική Πραγµατικότητα (ΕΠ) αποτελεί τη µεγάλη ιδέα της δεκαετίας του Αλλάζει τον τρόπο µε τον οποίο σκεφτόµαστε και έχει εισχωρήσει στη λαϊκή κουλτούρα. Ασχολείται µε την ανάπτυξη συστηµάτων που ξεγελούν τις ανθρώπινες αισθήσεις και απαιτεί τη σύνθεση πολλών ερευνητικών προσεγγίσεων. Ως εκ τούτου, για την ανάπτυξή της ΕΠ πρέπει να γνωρίσουµε καλύτερα τον άνθρωπο, αφού απαιτεί µια γενίκευση του κλάδου της εργονοµίας (human factors) µε κατεύθυνση την έρευνα κάθε πλευράς των δραστηριοτήτων του ανθρώπου. Η εικονική πραγµατικότητα αποτελεί ουσιαστικά ένα interface υψηλού επιπέδου, που περιλαµβάνει προσοµοιώσεις πραγµατικού χρόνου σε τρισδιάστατο χώρο και αλληλεπιδράσεις µέσα από πολλά κανάλια αισθήσεων. Η υπόσχεσή της δεν εντοπίζεται στην αναπαραγωγή της συµβατικής πραγµατικότητας, αλλά στη δυνατότητά της να δηµιουργεί συνθετικές πραγµατικότητες χωρίς προηγούµενο. Συνήθως η εικονική πραγµατικότητα περιγράφεται µε τα τρία Ι immersion, interaction, imagination (εµβύθιση, αλληλεπίδραση, φαντασία), περιοριζόµενη από την ανθρώπινη φαντασία όσον αφορά τις εφαρµογές της. Θεωρούµενη ως ένα υπολογιστικό σύστηµα, η βασική διάκρισή της από τα συµβατικά είναι ότι θέτει τον άνθρωπο στο κέντρο και οργανώνεται γύρω από τις αισθήσεις του. Το κύριο ερώτηµα στο οποίο πρέπει να δίνονται απαντήσεις σε ένα σύστηµα εικονικής πραγµατικότητας είναι ο τρόπος σχεδίασης µιας µηχανής συµβατής µε το φυσικό τρόπο αντίληψης και δράσης του ανθρώπου. Αυτό βρίσκεται στα πλαίσια της γενικής προσπάθειας της προσαρµογής της τεχνολογίας στον άνθρωπο και όχι το αντίθετο.

69 3.4 ª ø ø à πø π À 69 Η εικονική πραγµατικότητα περιγράφεται και από άλλους ορισµούς, ανάλογα µε τα ιδιαίτερα κάθε φορά χαρακτηριστικά της. Με βάση τον τεχνολογικό προσανατολισµό, χρησιµοποιούνται συνήθως οι ακόλουθοι τρεις όροι: «Τεχνητή πραγµατικότητα» (artificial reality), που ορίζεται ως ένα αλληλεπιδραστικό περιβάλλον που περιλαµβάνει τη συµµετοχή του χρήστη σε συµβάντα στον υπολογιστή µε την εµπλοκή πολλών αισθήσεων και της κίνησης του σώµατος. Το «κυβερνοδιάστηµα» (cyberspace) είναι ένας χώρος στον οποίο το νευρικό σύστηµα του ανθρώπου και µηχανικοί και ηλεκτρονικοί τρόποι επικοινωνίας συνδέονται µε υπολογιστικά συστήµατα. Τέλος, η «τηλεπαρουσία» (telepresence) είναι η αίσθηση της παρουσίας σε ένα µακρινό φυσικά χώρο, µε τη δυνατότητα του χειρισµού αντικειµένων και της συνεργασίας µε άλλους ανθρώπους σ αυτόν. Ο όρος «εικονική πραγµατικότητα» θεωρείται γενικότερος και χρησιµοποιείται καλύπτοντας και τους υπόλοιπους. ƒãπ π À ª ø π π ƒ ª π Ένα σύστηµα εικονικής πραγµατικότητας αποτελείται από τον υπολογιστή και τις περιφερειακές συσκευές του. Όσον αφορά το λογισµικό, συνήθως διαχωρίζεται σε λογισµικό ανάπτυξης και λογισµικό εκτέλεσης. Το πρώτο µπορεί να είναι περιβάλλον κάποιας γλώσσας προγραµµατισµού (συχνά C) ή αντικειµενοστρεφές περιβάλλον ανάπτυξης µε έτοιµα εργαλεία, γλώσσα σεναρίων (script) και φιλικό interface. Το λογισµικό εκτέλεσης αναλαµβάνει τη διασύνδεση του χρήστη και του παρέχει την ελευθερία στην πλοήγηση και την αλληλεπίδραση, ως βασικό συστατικό στοιχείο, σε έτοιµα εικονικά περιβάλλοντα. Το λογισµικό που είναι υπεύθυνο για την ανάπτυξη εικονικών κόσµων περιέχει συνήθως τις παρακάτω βασικές λειτουργίες: ηµιουργία σχηµάτων, δοµών, αντικειµένων, καταλόγων (menu). Απόδοση υφής, χρώµατος, κίνησης στα αντικείµενα. ηµιουργία εικονικών κόσµων για την τοποθέτηση και χειρισµό των αντικειµένων. Τοποθέτηση φωτισµού και συναφών χαρακτηριστικών. ηµιουργία δυναµικών χαρακτηριστικών και φυσικών ιδιοτήτων και απόδοσή τους στα αντικείµενα. ηµιουργία ήχων. Καθορισµό τρόπων επικοινωνίας του χρήστη µε τις κατάλληλες διασυνδέσεις. Σύνδεση περιφερειακών συσκευών εισόδου εξόδου. Η Εικόνα 3.1 δείχνει τµήµατα ενός λογισµικού ανάπτυξης και εκτέλεσης εικονικών κόσµων.

70 70 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M ÈÎfiÓ 3.1 Τµήµα του λογισµικού ανάπτυξης SUPERSCAPE VRT. Φαίνεται ο υπό ανάπτυξη εικονικός κόσµος και ένα παράθυρο ρυθµίσεων περιφερειακών συσκευών ƒπ À ª ø π π ƒ ª π Τα συστήµατα ΕΠ εντάσσονται σε τέσσερα είδη κατηγοριοποιήσεων. Ένας αρχικός διαχωρισµός κατατάσσει τα περιβάλλοντα και τις εφαρµογές τους σε συστήµατα που βασίζονται σε κείµενο (text based VR) και συστήµατα που βασίζονται σε γραφικά (graphics based VR), µε επικρατούντα τα τελευταία, κυρίως λόγω της γενικής επικράτησης των γραφικών περιβαλλόντων και της διάδοσής τους στο διαδίκτυο. Με κριτήριο κυρίως το υλικό (hardware), τα συστήµατα διακρίνονται στις εξής κατηγορίες: Επιτραπέζια συστήµατα ΕΠ (DeskTop VR), που βασίζονται σε προσωπικούς υπολογιστές µε δυνατότητα υποστήριξης εξειδικευµένων περιφερειακών πλοήγησης στον τρισδιάστατο εικονικό χώρο και χρήσης στερεοσκοπικών γυαλιών ή κράνους. Συστήµατα εµβύθισης (Immersion VR), ευρύτερα γνωστά από δηµοσιεύµατα σε µαζικά µέσα ενηµέρωσης. Σε αυτά ο χρήστης αποκόπτεται από τον πραγµατικό κόσµο µε τη χρήση κράνους (HMD Head Mounted Display) στο οποίο προβάλλονται οι εικόνες του συνθετικού περιβάλλοντος. Συστήµατα προσοµοιωτών ή εξοµοιωτών, µε χαρακτηριστικά παραδείγµατα τους εξοµοιωτές πτήσης. Συστήµατα CAVE. Αποτελούνται από ένα δωµάτιο στους τοίχους, το δάπεδο και την οροφή του οποίου, προβάλλονται εικόνες που αναπαριστούν απόψεις του εικονικού περιβάλλοντος. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να βαδίζει στο δωµάτιο και να έχει την αίσθηση της παρουσίας του στον εικονικό κόσµο.

71 3.4 ª ø ø Ã πø π À 71 Ανάλογα µε τον τρόπο παρουσίασης των εικονικών περιβαλλόντων, εµφανίζονται οι εξής τύποι συστηµάτων: Συστήµατα εµβύθισης (Immersive Systems). Παράθυρα στον (εικονικό) κόσµο (Windows on virtual World). Ο εικονικός κόσµος αναπαρίσταται στην οθόνη του υπολογιστή, ενώ ο χρήστης µε τη βοήθεια απλών (πληκτρολόγιο, ποντίκι, joystick) ή εξειδικευµένων (spaceball, spacemouse, data glove) περιφερειακών συσκευών πλοηγείται σ αυτόν. Κάθε στιγµή, η οθόνη λειτουργεί σαν ένα παράθυρο στον εικονικό κόσµο, αλλάζοντας την οπτική γωνία του χρήστη ανάλογα µε τους χειρισµούς του. Συστήµατα τηλεπαρουσίας (Telepresence Systems). Χαρακτηρίζονται από την αίσθηση της παρουσίας του χρήστη ή των αποτελεσµάτων των δράσεών του σε µακρινούς φυσικούς χώρους. Άλλα ειδικά συστήµατα, όπως οι οθόνες και οι τοίχοι βίντεο. Ο λειτουργικός διαχωρισµός των συστηµάτων ΕΠ εξαρτάται από το βαθµό συµµετοχής και αλληλεπίδρασης του χρήστη µε το εικονικό περιβάλλον. Σύµφωνα µε το κριτήριο αυτό, οι εφαρµογές διακρίνονται στις ακόλουθες κατηγορίες: Παθητικές, όπου ο χρήστης απλώς κινείται σε έναν εικονικό κόσµο που τον περιβάλλει, χωρίς τη δυνατότητα ελέγχου. Εξερευνητικές, στις οποίες παρέχεται πλήρης ελευθερία πλοήγησης, αλλά όχι επέµβαση στα δρώµενα. Αλληλεπιδραστικές, στις οποίες παρέχεται στο χρήστη η δυνατότητα για αλληλεπίδραση µε αντικείµενα του εικονικού περιβάλλοντος. Τα κυριότερα χαρακτηριστικά ενός συστήµατος εικονικής πραγµατικότητας, ανεξάρτητα από την κατηγορία στην οποία ανήκει, είναι τα εξής: Η οπτική γωνία του χρήστη, που παρέχει εµπειρίες «πρώτου προσώπου». Η κίνηση του χρήστη κατά βούληση σε πραγµατικό χρόνο, µε όλους τους δυνατούς βαθµούς ελευθερίας. Ο χειρισµός ή και η µεταβολή των ιδιοτήτων των εικονικών αντικειµένων και των εικονικών περιβαλλόντων σε πραγµατικό χρόνο.

72 72 KEºA AIO 3: Oπ N T à π π π π M ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 3.5 Να αναφέρετε τις κατηγορίες συστηµάτων εικονικής πραγµατικότητας ανάλογα µε το βαθµό αλληλεπίδρασης του χρήστη ÈÎÔÓÈÎ appleú ÁÌ ÙÈÎfiÙËÙ Î È ÂÎapple  ÛË Με την εισαγωγή της πληροφορικής στην εκπαίδευση, η µάθηση µεταφέρεται από τη µελέτη εγχειριδίων στην άµεση πρόσβαση σε µεγάλου όγκου πληροφορίες µέσα από πολλαπλές αναπαραστάσεις, στη µάθηση µέσα από προσοµοιώσεις και µέσα από φυσικά σύµβολα. Η κατανόηση µε τη χρήση συµβόλων είναι ταχύτερη από αυτήν του κειµένου. Ο άνθρωπος αντιλαµβάνεται ένα δισεκατοµµύριο bit πληροφορίας το δευτερόλεπτο, δηλαδή περίπου το αντίστοιχο χιλίων σελίδων κειµένου, ενώ διαβάζει µόνο εκατό byte ή χαρακτήρες το δευτερόλεπτο. Η αναγνώριση των συµβόλων δεν είναι πρόβληµα, αφού ο άνθρωπος µεταφράζει αυτόµατα τα σύµβολα στις καθηµερινές δραστηριότητές του, όπως, για παράδειγµα, τον κώδικα οδικής κυκλοφορίας. Η εικονική πραγµατικότητα επεκτείνει τις δυνατότητες της διδασκαλίας µε τη βοήθεια υπολογιστή (Computer Assisted Instruction CAI). Συχνά, το εικονικό περιβάλλον αποτελείται από προσοµοιώσεις που υπερβαίνουν τους συνήθεις τρόπους αλληλεπίδρασης του χρήστη µε τη µηχανή και περιλαµβάνει την αίσθηση ότι ο χρήστης γίνεται ένα µε το προσοµοιούµενο περιβάλλον. Ο χρήστης χειρίζεται τα αντικείµενα και τα γεγονότα του εικονικού κόσµου µε τρόπο που δεν προσφέρουν οι τυπικές προσοµοιώσεις σε περιβάλλοντα CAI. Η µεγάλη διαφορά ενός συστήµατος ΕΠ από ένα συµβατικό υπολογιστή και, εποµένως, συστήµατα CAI είναι ότι ο υπολογιστής επεκτείνει ουσιαστικά το ανθρώπινο κεντρικό νευρικό σύστηµα όπως ισχυρίζονται οι πληροφορικοί, το οποίο όµως δεν είναι ένας επεξεργαστής συµβόλων αλλά µια γεννήτρια πραγµατικότητας. Σ αυτό το τελευταίο προσανατολίζεται η ΕΠ, τουλάχιστον στο επίπεδο διασύνδεσης και επικοινωνίας του ανθρώπου µε τη µηχανή. Ο χρήστης εισέρχεται και συµµετέχει ενεργά στον εικονικό κόσµο, που έχει ιδιότητες και λειτουργεί όπως ο πραγµατικός. Κάθε εικονικό περιβάλλον που στοχεύει στην εκπαίδευση χαρακτηρίζεται ως εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον (virtual learning environment). Όσον αφορά την ένταξη των εικονικών περιβαλλόντων στη διαδικασία της εκπαίδευσης και κατάρτισης, έχει αναπτυχθεί αφενός προβληµατισµός που προσεγγίζει την εκπαιδευτική διάσταση της ΕΠ και αφετέρου πιλοτικές εφαρµογές χρήσης εικονικών περιβαλλόντων για εκπαιδευτικούς σκοπούς, κυρίως στα πλαίσια επιστηµονικών ερευνητικών δραστηριοτήτων διεθνώς.

73 3.4 ª ø ø Ã πø π À 73 Κατά την ένταξη εικονικών περιβαλλόντων στην εκπαιδευτική διαδικασία πρέπει να λαµβάνεται υπόψη ο διαχωρισµός του τεχνολογικού από τον εννοιολογικό (conceptual) προσανατολισµό τους. Υπάρχει διαφορά της εννοιολογικής θεώρησης της ΕΠ, ως ενός νοητικού φαινοµένου το οποίο υλοποιείται µε κάποια συγκεκριµένη τεχνολογία, από την τεχνολογική της θεώρηση, που ρίχνει το βάρος στις χρησι- µοποιούµενες τεχνολογίες. Κατά την εννοιολογική θεώρηση, η σχεδίαση και ανάπτυξη ενός συστήµατος ΕΠ για εκπαιδευτικές εφαρµογές εστιάζονται στις γνωστικές, πνευµατικές, κοινωνικές και συναισθηµατικές διεργασίες του µαθητή. Ορισµένοι λόγοι που οδηγούν προς την εκµετάλλευση της ΕΠ στην εκπαιδευτική διαδικασία, σύµφωνα µε τα βασικά χαρακτηριστικά της, συνοψίζονται ως εξής: Απαιτεί αλληλεπίδραση. Προωθεί, εποµένως, την ενεργό συµµετοχή του χρήστη. ίνει την ευκαιρία για αντιλήψεις βασισµένες σε νέες παραστάσεις. Επιτρέπει στο µαθητή να κινείται µε βάση τις εµπειρίες του. Παρέχει νέες εµπειρίες σχετικές µε τις νέες τεχνολογίες, αλλά µε φυσιολογικούς χειρισµούς. Επιτρέπει µελέτη αντικειµένων από πολύ κοντά ή µακριά. Παρέχει κίνητρα για µάθηση. Η προσφορά της ΕΠ στην εκπαιδευτική διαδικασία φαίνεται και από τις παρακάτω δυνατότητές της: Εξερεύνηση υπαρκτών αντικειµένων και χώρων στους οποίους δεν µπορεί ννα υπάρχει φυσική προσπέλαση από τους µαθητές. Υλοποίηση και χειρισµός αφηρηµένων αναπαραστάσεων. Μελέτη πραγµατικών αντικειµένων, τα οποία είναι αδύνατο να κατανοηθούν διαφορετικά εξαιτίας του µεγέθους, της θέσης ή των ιδιοτήτων τους. ηµιουργία περιβαλλόντων και αντικειµένων που έχουν διαφορετικές από τις γνωστές ιδιότητες. Αλληλεπίδραση µε πραγµατικούς ανθρώπους σε µακρινές φυσικές θέσεις ή φανταστικούς τόπους µε πραγµατικούς ή µη τρόπους. Ισχυρό στοιχείο της ΕΠ, που µπορεί να αξιολογηθεί θετικά κατά την εκπαιδευτική προσέγγισή της, είναι η σύνδεσή της µε τη φυσική συµπεριφορά. Ενώ οι επιστήµες έχουν φυσική σηµασιολογία, ο τρόπος διδασκαλίας τους, που µέχρι τώρα είναι συµβολικός, δεν έχει. Η µελέτη ενός γνωστικού αντικειµένου προσανατολίζεται παραδοσιακά στην κατανόηση συµβολικών αναπαραστάσεων. Ο υπολογιστής είναι ένα

74 74 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M ιδανικό εργαλείο για το χειρισµό συµβόλων και αφαίρεσης. Ένα παιδί όµως γνωρίζει τη φυσική σηµασιολογία πριν από τη συµβολική. Η ΕΠ παρέχει το φυσιολογικό τρόπο διασύνδεσης και διδάσκει τις έννοιες και µέσα από την εµπειρία. Η µεταφορά στην αφαίρεση και τους συµβολισµούς ακολουθεί, όταν κρίνεται απαραίτητη. Εννοιολογικά και µεθοδολογικά, η ΕΠ καλείται να παίξει σηµαντικό ρόλο σε έναν από τους κύριους στόχους της εκπαιδευτικής διαδικασίας, την επίλυση προβληµάτων, απλοποιώντας µάλιστα τον τρόπο αλληλεπίδρασης του χρήστη µε τη µηχανή, της οποίας η ύπαρξη γίνεται όλο και περισσότερο αόρατη και µη αντιληπτή. Ένα ουσιαστικό ερώτηµα που προκύπτει κυρίως από τα εντυπωσιακά τεχνολογικά χαρακτηριστικά της εικονικής πραγµατικότητας είναι το πότε ενδείκνυται η χρήση της στη διδακτική πράξη. Γι αυτό το θέµα προτείνονται τα παρακάτω, χωρίς όµως να είναι δεσµευτικά. Η ΕΠ ενδείκνυται να χρησιµοποιείται όταν ισχύει ένα ή περισσότερα από τα ακόλουθα: Η διδασκαλία µε πραγµατικά αντικείµενα είναι επικίνδυνη. Λάθη εκπαιδευτικών και µαθητών µπορεί να αποβούν καταστροφικά. Η χρήση της πραγµατικότητας είναι αδύνατη ή απαγορευτική. Η αλληλεπίδραση µε το εικονικό περιβάλλον προσφέρει περισσότερα κίνητρα από ό,τι αυτή µε το πραγµατικό αντικείµενο. Περιβάλλοντα µπορούν να υπάρξουν µόνο σε υπολογιστή. Η εµπειρία από τη δηµιουργία ή και το χειρισµό µοντέλων είναι σηµαντική. Αντίθετα, η ΕΠ δεν ενδείκνυται όταν ισχύει ένα ή περισσότερα από τα ακόλουθα: Είναι απαραίτητη η φυσική αλληλεπίδραση οµάδων µε το υπό µελέτη αντικείµενο. Η χρήση της µπορεί να είναι φθοροποιός φυσιολογικά ή συναισθηµατικά. Μπορεί να προκληθεί σύγχυση µε την πραγµατικότητα. Το υπό µελέτη αντικείµενο περιέχει µόνο αναπαραστάσεις αντικειµένων γνωστών και εύκολα προσβάσιµων στο µαθητή. Ως τεχνολογία υλοποίησης εκπαιδευτικών εικονικών περιβαλλόντων για άµεση χρήση στην τάξη προτείνονται τα επιτραπέζια συστήµατα. Με αυτά διευκολύνεται η εξατοµίκευση και ο τύπος µάθησης κάθε µαθητή, ενώ παράλληλα ενθαρρύνεται η κοινωνικοποίηση και η συνεργασία µεταξύ των µαθητών µε τη δυνατότητα συµµετοχής πολλών χρηστών στο ίδιο εικονικό περιβάλλον. Λόγοι που οδηγούν σε αυτή τη λύση είναι οι τρεις ακόλουθοι:

75 3.4 ª ø ø Ã πø π À 75 Η πλήρης εµβύθιση του µαθητή παρουσιάζει δυσκολίες και δυσλειτουργίες, που σχετίζονται µε τους τρόπους διασύνδεσής του και µπορεί να προκαλέσουν την «ασθένεια του κυβερνοχώρου», η οποία προκύπτει κυρίως από τη χρονική καθυστέρηση της απόκρισης του συστήµατος στις δράσεις του χρήστη και από τη χαµηλή ποιότητα γραφικών που παρέχουν τα σηµερινά στερεοσκοπικά κράνη. Η εκπαιδευτική διαδικασία περιλαµβάνει την επικοινωνία του µαθητή µε τον εκπαιδευτικό και άλλους µαθητές. Αυτή η διάσταση δεν πρέπει να παραβλέπεται, πολύ δε περισσότερο να αποκλείεται η δυνατότητα επαφής του µαθητή µε τα άλλα µέλη της τάξης. Το κόστος ενός τέτοιου συστήµατος είναι προσιτό για την εισαγωγή του στην αίθουσα διδασκαλίας. Επιπλέον, η ανάγκη για ανάπτυξη εφαρµογών δεν περιµένει τις εξελίξεις της τεχνολογίας. Ως προς τη θεωρητική υποστήριξη των εκπαιδευτικών εικονικών περιβαλλόντων, ο οικοδοµισµός (constructivism) φαίνεται να είναι η πλέον δόκιµη προσέγγιση. Σύµφωνα µε αυτή, θεωρείται ότι η γνώση δοµείται από τον ίδιο το µαθητή και δε µεταφέρεται µόνο µέσα από τη διδασκαλία και τη µελέτη εγχειριδίων. Κάθε µαθητής δηµιουργεί και δρα στο δικό του µοναδικό κόσµο. Η διδασκαλία, λοιπόν, δεν µπορεί να σχεδιαστεί, αλλά πρέπει να παρέχεται σε κάθε µαθητή ένα περιβάλλον όπου αυτός και ο εκπαιδευτικός αυτενεργούν δηµιουργικά. Έναν τέτοιο χώρο παρέχει η τεχνολογία της ΕΠ ως ανοικτό εκπαιδευτικό περιβάλλον. Σχετικά µε τα εκπαιδευτικά εικονικά περιβάλλοντα, τα αποτελέσµατα σχετικής συζήτησης στρογγυλής τράπεζας στα πλαίσια του τέταρτου συνεδρίου ιδακτικής Μαθη- µατικών και Πληροφορικής στην Εκπαίδευση επικεντρώνουν στα παρακάτω [Μικρόπουλος, 1999]: Ως χαρακτηριστικά των τεχνολογιών της εικονικής πραγµατικότητας για την εκµετάλλευσή της στην εκπαιδευτική διαδικασία καταγράφονται η ισχυρή αλληλεπίδραση µε τα εικονικά αντικείµενα, η άµεση ανταπόκριση του συστήµατος στις ενέργειες του χρήστη και η ελευθερία κινήσεων στους εικονικούς κόσµους. Η αλληλεπίδραση υπερέχει συγκριτικά µε τη ρεαλιστική αναπαράσταση των αντικειµένων. Έτσι, προτιµάται κάποιος βαθµός αφαίρεσης ως προς την αναπαράσταση, δίνοντας µεγαλύτερο βάρος στην αλληλεπίδραση για την κατανόηση εννοιών, αρχών και διεργασιών. Η ελευθερία πλοήγησης έχει ιδιαίτερη σηµασία, αφού πολλές γνωστικές δραστηριότητες προκύπτουν και από κιναισθητικές δράσεις.

76 76 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M ƒ π ª π Ãøƒ Στην Ελλάδα επιστηµονική έρευνα στον τοµέα της ΕΠ στην εκπαίδευση γίνεται µέχρι τη συγγραφή του βιβλίου κυρίως σε δύο εργαστήρια, που βρίσκονται σε συνεργασία µεταξύ τους. Το Εργαστήριο Ανάπτυξης Εκπαιδευτικού Λογισµικού του Τµή- µατος Μαθηµατικών του Πανεπιστηµίου Πατρών και το Εργαστήριο Εφαρµογών Εικονικής Πραγµατικότητας στην Εκπαίδευση του Παιδαγωγικού Τµήµατος.Ε. του Πανεπιστηµίου Ιωαννίνων. Πρόσφατο παράδειγµα συνεργασίας τους αποτελεί το πρόγραµµα ΕΙΚΩΝ, µια πιλοτική εφαρµογή για την ένταξη της πληροφορικής στη δευτεροβάθµια εκπαίδευση, στα πλαίσια του προγράµµατος ΣΕΙΡΗΝΕΣ του ΥΠ.Ε.Π.Θ. [Μικρόπουλος κ.ά., 1999, Πιντέλας κ.ά., 1999]. Το παράδειγµα αφορά τη γεωργική τεχνολογία, η οποία προσεγγίζεται διαχρονικά, από την προϊστορική περίοδο µέχρι και σήµερα (Εικόνα 3.2). ÈÎfiÓ 3.2 Μια οθόνη του ΕΙΚΩΝ. Αριστερά φαίνεται ο εικονικός µικρόκοσµος που αναφέρεται στο Μεσαίωνα και δεξιά η σχετική πολυµεσική πληροφορία Η εφαρµογή είναι ένας συνδυασµός εικονικών περιβαλλόντων, πολυµεσικής πληροφορίας και εφαρµογών δικτύου. Ο εκπαιδευτικός καθορίζει ένα σενάριο εργασίας σύµφωνα µε τους στόχους του, στο οποίο εργάζεται ο µαθητής. Πλοηγείται ελεύθερα στο εικονικό περιβάλλον, αναζητά γεωργικά εργαλεία, τα µελετά, τα συναρµολογεί, παίρνει πληροφορίες, συνεργάζεται µε συµµαθητές του. Μια άλλη εφαρµογή, που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήµιο Ιωαννίνων, είναι ένα εικονικό laser, µε στόχο τη µελέτη της φυσικής των lasers από φοιτητές, το οποίο παρέχει ένα περιβάλλον ελεύθερης πλοήγησης και δράσης. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να περιεργαστεί τα τρισδιάστατα εικονικά εξαρτήµατα που αποτελούν µια

77 3.4 ª ø ø Ã πø π À 77 συσκευή laser, να τα χρησιµοποιήσει κατάλληλα, να συναρµολογήσει τη συσκευή, να τη θέσει σε λειτουργία και να µελετήσει τις συνθήκες λειτουργίας της. Οι δραστηριότητες γίνονται σε ένα επιτραπέζιο σύστηµα εικονικής πραγµατικότητας και µε φυσιολογικούς χειρισµούς του χρήστη, χωρίς την ανάγκη για εκπαίδευση στη χρησιµοποιούµενη τεχνολογία. Με ένα γάντι δεδοµένων στο δεξί του χέρι, ο χρήστης περιηγείται στο εικονικό εργαστήριο και µε κινήσεις του χεριού του πιάνει και µεταφέρει τα αντικείµενα για το στήσιµο της συσκευής (Εικόνα 3.3). ÈÎfiÓ 3.3 Πλοήγηση και αλληλεπίδραση στο εικονικό εργαστήριο laser Η Εικόνα 3.4 παρουσιάζει το εικονικό laser µε το χρήστη να ρυθµίζει την ισχύ εισόδου. Το χέρι είναι η αναπαράσταση του πραγµατικού χεριού του χρήστη µε το γάντι δεδοµένων. ÈÎfiÓ 3.4 Ο χρήστης µε φυσικούς χειρισµούς ελέγχει τη λειτουργία του laser

78 78 KEºA AIO 3: Oπ N T à π π π π M Το διδακτικό εργαλείο βασίζεται στην ενίσχυση και τον εµπλουτισµό των εµπειριών του χρήστη, που στη διδασκαλία των επιστηµών, και ιδιαίτερα των αφηρηµένων εννοιών, θεωρείται δύσκολο, έχοντας διαρκώς ενεργό συµµετοχή στην εκπαιδευτική διαδικασία ( gr/vrlab gr.htm). ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 3.6 Ποιοι είναι οι λόγοι που οδηγούν στην αξιοποίηση της εικονικής πραγµατικότητας στην εκπαιδευτική διαδικασία; ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 3.7 Σε ποιες περιπτώσεις ενδείκνυται η χρήση της εικονικής πραγµατικότητας για την υποστήριξη της διδακτικής πράξης; Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 3.2 Να περιγράψετε ένα εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον για την υποστήριξη της διδασκαλίας ενός θέµατος από τις φυσικές επιστήµες T ÎÙ appleôïôáèûùòó Î È Ë ÂÍ appleôûù Ûˆ ÂÎapple  ÛË «H τηλεµατική, σε αντίθεση µε τον ηλεκτρισµό, δε θα διαβιβάζει ένα αδρανές ρεύµα, αλλά πληροφορία, δηλαδή εξουσία». Simon Nora, Alain Minc, «H πληροφοριοποίηση της κοινωνίας» ª π à π π À À Η έννοια του δικτύου (network) εκλαµβάνει πολλές και αµφιλεγόµενες συχνά σηµασίες. Μπορούµε να διακρίνουµε τρία επίπεδα στον ορισµό ενός δικτύου: α) Το δίκτυο είναι µια δοµή που χαρακτηρίζεται από τη σύνθεση ισότιµων από δικτυακή άποψη στοιχείων σε αλληλεπίδραση. β) Το δίκτυο είναι µια δοµή ασταθούς διασύνδεσης µέσα στο χρόνο. γ) Η τροποποίηση της δοµής του δικτύου διέπεται από κάποιους κανόνες. Τεχνικά, ένα δίκτυο είναι το σύνολο των µέσων (προσωπικοί υπολογιστές, µεγάλα υπολογιστικά συστήµατα [mainframes], περιφερειακές συσκευές) που συνδέονται µετα-

79 3.4 ª ø ø Ã πø π À 79 ξύ τους µε κανάλια µετάδοσης δεδοµένων και πληροφοριών [Κόµης, 1997]. H ραγδαία εξέλιξη των τεχνολογιών αιχµής καθιστά δυνατή την πραγµατοποίηση των «υπερ λεωφόρων της πληροφορίας», αφού η µεταφορά σηµάτων υψηλής παροχής µε βάση συγκεκριµένο πρωτόκολλο µπορεί να γίνει είτε µε οπτικές ίνες είτε µέσω δορυφόρων, ενώ η ψηφιοποίηση των εν λόγω σηµάτων καθιστά εφικτή την ενοποίηση τηλεπικοινωνιών, σύγχρονων οπτικοακουστικών µέσων και πληροφορικής. H «υπερ λεωφόρος της πληροφορίας» είναι το σύνολο όλων των τεχνικών, πληροφορικών και ανθρώπινων µέσων και πόρων που έχουν ως στόχο να κάνουν προσιτή σε όλους και πρακτικά παντού την πληροφορία σε κάθε της µορφή: κείµενα, δεδο- µένα, ήχους, εικόνες, κινηµατογραφικό υλικό, εφαρµογές κτλ. H διαχείριση των δεδοµένων περνά πλέον από τη διαχείριση των αποστάσεων, µε τις συνακόλουθες πολιτισµικές αλλαγές. Tο πιο γνωστό σήµερα δίκτυο είναι το Internet, το οποίο στην πραγµατικότητα είναι ένα δίκτυο από δίκτυα ( ιαδίκτυο), αφού φέρνει σε επικοινωνία τα κατά τόπους δίκτυα σε δεκάδες χώρες του κόσµου. π ø π π π À π ƒ π ø π Àø Oι τεχνολογίες της πληροφορικής συµβάλλουν µε αποφασιστικό τρόπο στη διαδικασία ανατροπής µιας ατοµικής κουλτούρας που συνίσταται, κατά κύριο λόγο, από τη συσσώρευση διακριτών γνώσεων. Oλοένα και περισσότερο γίνεται φανερό ότι το ζητούµενο έγκειται λιγότερο στην αποθήκευση των γνώσεων και περισσότερο στη δεξιότητα της έρευνας και της χρήσης τους. Mέχρι τώρα, η προτεραιότητα εστιαζόταν στην πρόσκτηση γεγονότων και καθολικών γνώσεων, προτεραιότητα που συµφωνούσε µε την αντίληψη µιας κουλτούρας για τη διαιώνιση της οποίας υπεύθυνο είναι το σχολείο. H εκθετική αύξηση των γνώσεων και η αναγκαιότητα της πιο ορθολογικής και λειτουργικής χρήσης τους στα πλαίσια της κοινωνίας της πληροφορίας και της επικοινωνίας µετατοπίζει την έµφαση από τη µάθηση γνώσεων και γεγονότων στη µάθηση των δοµών και των εννοιών, αντίληψη που συνιστά επανάσταση στις καθιερωµένες παιδαγωγικές πρακτικές. Τα δίκτυα υπολογιστών είναι δυνατό να συµβάλουν στην καλύτερη συστηµατοποίηση της σχολικής ζωής, στην αρτιότερη οργάνωση της διδασκαλίας, στην επικοινωνία διαφορετικών σχολικών οµάδων και στην προώθηση συλλογικών καταστάσεων µάθησης, ενώ δεν αποκλείεται η ανάπτυξη νέων γνωστικών δεξιοτήτων που σχετίζονται µε την αναζήτηση στοιχείων και δεδοµένων µέσα σε ένα ευρύ πλαίσιο από βάσεις δεδοµένων και καταλόγους πληροφοριών, καθώς και µε την πλοήγηση µέσα σε ένα αφηρηµένο και ιδιαίτερα πολύπλοκο σύστηµα, όπως το διαδίκτυο. Η ύπαρξη δικτύου σε ένα σχολικό περιβάλλον επιτρέπει την εύκολη διανοµή πηγών

80 80 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M και πληροφοριών, την ταυτόχρονη χρήση λογισµικού και περιφερειακών και την ανταλλαγή µηνυµάτων και στοιχείων που ξεφεύγουν από τα στενά πλαίσια του κει- µένου και παίρνουν πλέον τη µορφή στατικών ή κινούµενων εικόνων, ήχων και βίντεο. Kατ αυτό τον τρόπο ανανεώνονται αρκετές στοιχειώδεις σχολικές λειτουργίες, δηµιουργείται οικονοµία χώρου και πηγών, ενώ µειώνεται το κόστος και επιτυγχάνεται καλύτερη και πιστότερη διαχείριση των διασυνδεόµενων υπολογιστών. Στα πλαίσια αυτά, το δίκτυο στο σχολικό περιβάλλον επιτρέπει την καλύτερη διαχείριση του χώρου και του χρόνου που βαρύνουν τη χρήση των νέων τεχνολογιών. Aνατρέχοντας στη χρήση του δικτύου, είναι δυνατό να ανανεωθεί σηµαντικά η ζωή και η δραστηριότητα της τάξης, αφού διευκολύνεται το άνοιγµα στο κοντινό ή και στο µακρινό περιβάλλον και επιτρέπεται στους µαθητές να αναπτύξουν νέες σχέσεις επικοινωνίας, διαφορετικές των παραδοσιακών. Tο δίκτυο διευρύνει τη σχολική κοινότητα, επιτρέποντας την επικοινωνία σχεδόν σε πραγµατικό χρόνο ανάµεσα σε διαφορετικές τάξεις του ίδιου σχολείου ή ανάµεσα σε τάξεις σχολείων που βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές ή ακόµα και χώρες, καταργώντας, κατ αυτό τον τρόπο, τις αποστάσεις και την αναµονή που χαρακτηρίζει τους άλλους συµβατικούς τρόπους επικοινωνίας. Aνανεώνει την αλληλεπίδραση ανάµεσα στα άτοµα είτε ανάµεσα σε άτοµα και οµάδες. Eπιτρέπει, επιπλέον, την πιο συστηµατική διαχείριση των διαθέσιµων πληροφοριακών πηγών, τον πολλαπλασιασµό των χρήσεων και της διαθεσιµότητάς τους, ενώ ευνοεί τις προσωπικές δραστηριότητες και χρήσεις. Mπορούµε να διακρίνουµε µια σειρά από άξονες γύρω από τους οποίους είναι δυνατό να αξιοποιηθούν τα δίκτυα στην εκπαιδευτική διαδικασία [Κόµης, 1997]: Σχολική αλληλογραφία µέσω ηλεκτρονικής επικοινωνίας. Γρήγορη πρόσβαση σε στοιχεία, πληροφορίες και δεδοµένα. Σχολικά δίκτυα και η συνεργατική µάθηση (collaborative learning). Bιβλιοθήκες εκπαιδευτικού λογισµικού. Aνοικτή εξ αποστάσεως εκπαίδευση (open distance education). ιαρκής κατάρτιση (training) και η διά βίου εκπαίδευση (life long learning). ø π À Η εξ αποστάσεως εκπαίδευση (distance learning) ως µεθοδολογία και ως εκπαιδευτική πρακτική υπάρχει εδώ και έναν αιώνα. Η εκπαίδευση αυτή ξεκίνησε από τα πανεπιστήµια της Αυστραλίας και της Νέας Ζηλανδίας, τα οποία πρόσφεραν προ-

81 3.4 ª ø ø Ã πø π À 81 γράµµατα εκπαίδευσης από απόσταση ήδη από το Η πιο αναγνωρισµένη προσπάθεια στην Ευρώπη υπήρξε η ίδρυση του «Ανοικτού Πανεπιστηµίου» στην Αγγλία το Ανοικτά Πανεπιστήµια έχουν ιδρυθεί σε όλο τον κόσµο και πρόσφατα και στην Ελλάδα (ν. 2552/97: «Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο και άλλες διατάξεις»). Οι σύγχρονες µορφές εξ αποστάσεως εκπαίδευσης συνιστούν ολοκληρωµένα πληροφοριακά συστήµατα παροχής εκπαίδευσης µε χρήση προηγµένων δικτυακών υπηρεσιών, επιτρέποντας στους οργανισµούς παροχής της να προσφέρουν εκπαίδευση πρακτικά σε χρήστες που βρίσκονται σε οποιοδήποτε µέρος στον κόσµο. À ƒ π ª ª À π Η συνεργατική µάθηση µε την υποστήριξη υπολογιστή βασίζεται στο γεγονός ότι οι τεχνολογίες της πληροφορικής είναι σε θέση να υποστηρίξουν και να διευκολύνουν οµαδικές διαδικασίες και δυναµικές τέτοιες που δεν µπορούν να επιτευχθούν πρόσωπο µε πρόσωπο, χωρίς αυτό να συνεπάγεται την αντικατάσταση της ανθρώπινης επικοινωνίας πρόσωπο µε πρόσωπο. Είναι µια µέθοδος βασισµένη σε πολλούς µαθητές στον ίδιο σταθµό εργασίας ή σε αποµακρυσµένους σταθµούς στο δίκτυο. Έτσι, οι µαθητές ανταλλάσσουν πληροφορίες και ιδέες, έχουν πρόσβαση σε διάφορα έγγραφα και αρχεία, πηγές πληροφοριών και µπορούν οµαδικά να επιλύσουν προβλήµατα [Ράπτης & Ράπτη, 1999]. ƒ π π À ƒ π ª ª À ƒπ À π Τα εργαλεία αυτά συνήθως κατηγοριοποιούνται σε σύγχρονα ή ασύγχρονα, πρόσωπο µε πρόσωπο ή αποµακρυσµένα. Τα σύγχρονα εργαλεία υποστηρίζουν την ταυτόχρονη αλληλεπίδραση µεταξύ των µελών της οµάδας, όπως, για παράδειγµα, η τηλεδιάσκεψη (videoconference). Τα ασύγχρονα εργαλεία υποστηρίζουν τη συνεισφορά στην οµάδα µε ξεχωριστή ατοµική εργασία, π.χ. ηλεκτρονικό ταχυδροµείο (e mail). Παρακάτω παρατίθενται δύο παραδείγµατα τέτοιων περιβαλλόντων. ƒ π ª π ƒπµ ª À ƒπ À π (SCILE) Το σύστηµα αυτό αναπτύχθηκε στο Ontario Institute for Studies in Education [ Σχεδιάστηκε να υποστηρίζει µαθητές σε ένα περιβάλλον συνεργατικής µάθησης µε τη βοήθεια ενός τοπικού δικτύου. Οι µαθητές µπορούν να διαλέξουν διάφορους τρόπους επικοινωνίας (κείµενο, ήχο, video, κίνηση) για να δηµιουργήσουν «κόµβους». Αυτοί οι κόµβοι περιέχουν ιδέες ή πληροφορίες που σχετίζονται µε το θέµα της εκάστοτε µελέτης και είναι διαθέσιµοι σε όλους για σχολιασµό, οδηγούν σε διάλογο και οικοδόµηση γνώσης. Το σύστηµα προωθεί ένα µοντέλο τάξης βασισµένο στην ενεργό οικοδόµηση της γνώσης, που επεκτείνει την

82 82 KEºA AIO 3: Oπ N T Ã π π π π M ατοµική, εσωτερική µάθηση στο επίπεδο του συνόλου. Ο στόχος είναι να κάνει τους µαθητές να σκεφτούν και να εκφράσουν τη νοητική τους διεργασία η οποία προκαλεί και απαντά σε ερωτήµατα. À ƒ π ª πøª ƒπ (LEARNING THROUGH COLLABORATIVE VISUALIZATION (COVIS) Η εφαρµογή αυτή (Learning through colabborative visualization) αποτελεί µια δια- µοιρασµένη βάση δεδοµένων υπερµέσων, σχεδιασµένη να παρέχει ένα πλαίσιο στήριξης µαθητών, οι οποίοι ακολουθούν µια συνεργατική αναζήτηση πληροφορίας [ Η συνεργατική αναζήτηση πληροφορίας θεωρείται επιθυµητή, γιατί απεικονίζει την αυθεντική χρήση της επιστήµης από επιστήµονες. Η βασική λειτουργία του συνεργατικού σηµειωµατάριου είναι να επιτρέπει στο δάσκαλο να παρακολουθεί και να καθοδηγεί τη διαδικασία µάθησης.

83 YNOæH 83 ÓÔ Ë Η εφαρµογή των νέων τεχνολογιών στη διδασκαλία και τη µάθηση συνδέεται στενά µε τις επικρατούσες κάθε περίοδο ψυχολογικές θεωρίες, αλλά και τις αντίστοιχες εξελίξεις στο χώρο της τεχνολογίας. Η συµπεριφοριστική προσέγγιση για τη µάθηση, πάνω στην οποία βασίστηκε η ιδασκαλία µε τη Bοήθεια Yπολογιστή, πολύ γρήγορα γνώρισε µια σταδιακή περιθωριοποίηση. Παράλληλα, πολύ γρήγορα έγιναν εµφανή και τα όρια της παιδαγωγικής προσέγγισης που αναπτύχθηκε γύρω από τη γλώσσα Logo και παρουσιάστηκε ως εναλλακτική λύση στο προηγούµενο µοντέλο. Τα Έµπειρα ιδακτικά Συστήµατα, ως εκπαιδευτικές εφαρµογές της Τεχνητής Νοη- µοσύνης, είναι µαθησιακά περιβάλλοντα που επιδιώκουν γενικούς στόχους, αλλά χρησιµοποιούνται σε περιορισµένους αλλά περίπλοκους χώρους γνώσης µε αβέβαια και µη πλήρη δεδοµένα, υποστηρίζοντας το διδακτικό περιβάλλον στη λήψη αποφάσεων. Εντούτοις, η προσαρµογή του συλλογισµού ενός ειδικού στους συλλογισµούς των µαθητών δεν είναι καθόλου προφανής, γι αυτό και τα Ε Σ έχουν σχετικά περιορισµένη εµβέλεια στο χώρο της γενικής εκπαίδευσης. Τα υπερµεσικά εκπαιδευτικά περιβάλλοντα εκµεταλλεύονται γνωστικές ταξινοµίες που κατηγοριοποιούν τους εκπαιδευτικούς στόχους. Αξιοποιούνται για τη σχεδίαση εφαρµογών, για την ανάπτυξη τεχνικών και κυρίως πνευµατικών δεξιοτήτων των χρηστών τους. Ένα ουσιαστικό στοιχείο τέτοιων περιβαλλόντων είναι η δυνατότητα που δίνεται στο χρήστη να µεταβάλει το ίδιο το περιβάλλον εργασίας σύµφωνα µε τις επιδιώξεις του, γεγονός σπάνιο. Η εικονική πραγµατικότητα παρέχει τρία βασικά χαρακτηριστικά, που την καθιστούν ισχυρό εκπαιδευτικό εργαλείο. Αυτά είναι: η οπτική γωνία του χρήστη, η ελευθερία πλοήγησης και η αλληλεπίδραση του χρήστη µε τον τρισδιάστατο χώρο και τα αντικείµενά του. Τα δίκτυα υπολογιστών και οι συνακόλουθες εκπαιδευτικές εφαρµογές τους φαίνεται να προσφέρουν νέους τρόπους επικοινωνίας και προσέγγισης της γνώσης, ευνοώντας τη συνεργατικότητα και την εξ αποστάσεως εκπαίδευση.

84 µè ÏÈÔÁÚ Ê 1. CHARNIAK E. & McDERMOTT D., Introduction to Artificial Intelligence, Addison Wesley, HELSEL S. K. & ROTH J. P. (eds), Virtual Reality: Theory, Practice, and Promise, Westport CT: Meckler Corporation, LEGGETT J. J. et al., «Designing hypermedia for learning», Springer Verlag Eds., pp , Germany, LINARD M., Des machines et des hommes, apprendre avec les nouvelles technologies, Ιditions Universitaires, PAPERT S., Mind Storms, Children, Computers and Powerful Ideas, Basic Books, New York, SLEEMAN D. & BROWN J. S. (eds), Intelligent Tutoring Systems, Academic Press, SPIRO R. E., & JEHNG J., «Cognition, education, and multimedia: Exploring ideas in high technology», NJ: Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, N.J., 1990, pp SUPPES P., «Impact of Computers on Curriculum in Schools and Universities» in The Computer in the School: tutor, Tool, Tutee, Edited by R. Taylor, Teachers College Press, SWEETERS W., «Multimedia electronic tools for learning», Edu. Tech., 34, 1994, pp TOLHURST D., «Hypertext, Hypermedia, Multimedia Defined?», Edu. Tech., 2, 1995, pp ΚΟΛΛΙΑΣ Α., Οι υπολογιστές στη διδασκαλία και τη µάθηση, Μια κριτική προσέγγιση, ΙΩΝ, Aθήνα, ΚΟΜΗΣ Β., Σηµειώσεις για το µάθηµα «ιδακτική της Πληροφορικής», Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών, Πανεπιστήµιο Κρήτης, ΜΙΚΡΟΠΟΥΛΟΣ Τ., «Εικονική Πραγµατικότητα & Εκπαίδευση: Τεχνολογικές και ιδακτικές Προσεγγίσεις. Το Παρόν και το Μέλλον», 4ο Πανελ. Συνέδριο µε διεθνή συµµετοχή, ιδακτική Μαθηµατικών & Πληροφορική στην Εκπαίδευση, Ρέθυµνο, ΜΙΚΡΟΠΟΥΛΟΣ Τ., ΚΑΤΣΙΚΗΣ Α., ΕΜΒΑΛΩΤΗΣ Α., ΝΙΚΟΛΟΥ Ε., ΧΑΛ-

85 BIB IO PAºIA 85 ΚΙ ΗΣ Α., ΠΙΝΤΕΛΑΣ Π., ΚΑΜΕΑΣ Α., «ΕΙΚΩΝ: Εικονική Πραγµατικότητα στην υποστήριξη του µαθήµατος της Τεχνολογίας. Παιδαγωγική Προσέγγιση», 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο µε διεθνή συµµετοχή, ιδακτική Μαθηµατικών & Πληροφορική στην Εκπαίδευση, Ρέθυµνο, ΠΙΝΤΕΛΑΣ Π., ΚΑΜΕΑΣ Α., ΤΡΙΑΝΤΗΣ Α., ΒΑΘΗΣ Σ., ΚΟΥΤΑΛΙΕΡΗΣ Γ., ΜΙΚΡΟΠΟΥΛΟΣ Τ., ΚΑΤΣΙΚΗΣ Α., «Σχεδίαση εκπαιδευτικών εφαρµογών εικονικής πραγµατικότητας: το περιβάλλον ΕΙΚΩΝ», 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο µε διεθνή συµµετοχή, ιδακτική Μαθηµατικών & Πληροφορική στην Εκπαίδευση, Ρέθυµνο, ΡΑΠΤΗΣ Α., ΡΑΠΤΗ Α., Πληροφορική και Εκπαίδευση, Εκδόσεις Α. Ράπτη, 1999.

86

87 È T ÓÔÏÔÁ  ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ ˆ ÛÙ Ì Ù Ì ÔÏÈÎ ŒÎÊÚ ÛË Î È OÈÎÔ fiìëûë ÎÔapplefi Σκοπός του παρόντος κεφαλαίου είναι η παρουσίαση και η ανάλυση των δυνατών χρήσεων των τεχνολογιών της πληροφορικής ως γνωστικών εργαλείων και συστηµάτων που επιτρέπουν τη συµβολική έκφραση και οικοδόµηση εννοιών και ιδεών. Στο πλαίσιο αυτό, η διδασκαλία των διαφόρων λογισµικών γενικής χρήσης (όπως εφαρµογές γραφείου κτλ.) δεν αποτελεί γνωστικό αντικείµενο, αλλά µέσο το οποίο βοηθά τους µαθητές να εκφράσουν τις ιδέες και τις αντιλήψεις τους, να κατακτήσουν έννοιες και να οικοδοµήσουν γνώσεις και δεξιότητες σε διάφορα γνωστικά αντικείµενα. 4 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Με τη µελέτη του κεφαλαίου, θα µπορείτε να: αναφέρετε τους τρόπους επικοινωνίας ανθρώπου υπολογιστή, περιγράψετε τις διεπιφάνειες χρήσης (interface), περιγράψετε την έννοια της εργονοµίας λογισµικού, αναφέρετε κριτήρια αλληλεπιδραστικότητας συστηµάτων, συγκρίνετε συστήµατα αλληλεπίδρασης ανθρώπου υπολογιστή, δώσετε παραδείγµατα χρήσης της επεξεργασίας κειµένου ως γνωστικού εργαλείου, αναφέρετε χρήσεις του επιτραπέζιου εκδοτικού συστήµατος ως γνωστικού εργαλείου, αναφέρετε χρήσεις των βάσεων δεδοµένων ως γνωστικών εργαλείων, αναφέρετε χρήσεις της επεξεργασίας εικόνας ως γνωστικού εργαλείου, περιγράψετε την επεξεργασία ήχου µε τη βοήθεια υπολογιστή, περιγράψετε τις διάφορες χρήσεις της προσοµοίωσης, αναφέρετε τους διάφορους τύπους µοντελοποίησης, διακρίνετε µεταξύ δραστηριοτήτων έκφρασης και διερεύνησης µε διάφορους τύπους λογισµικού, αναφέρετε χρήσεις λογιστικού φύλλου ως εργαλείου µοντελοποίησης, περιγράψετε τις χρήσεις της εκπαιδευτικής ροµποτικής, αναφέρετε τις διάφορες κατηγορίες και τις δυνατές χρήσεις των ηλεκτρονικών παιχνιδιών,

88 88 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª περιγράψετε τα παιχνίδια δικτύου και τα συστήµατα MUD (multi user dimensions). ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È υπολογιστικά συστήµατα συµβολικής έκφρασης και οικοδόµησης επικοινωνία ανθρώπου υπολογιστή γραφικό περιβάλλον επικοινωνίας διεπιφάνειες χρήσης εργονοµία λογισµικού αλληλεπιδραστικότητα αλληλεπίδραση ανθρώπου υπολογιστή προσοµοίωση µοντελοποίηση εκπαιδευτική ροµποτική ηλεκτρονικά παιχνίδια παιχνίδια δικτύου και MUD ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Για την καλύτερη κατανόηση του κεφαλαίου, την εκπλήρωση των προσδοκώµενων αποτελεσµάτων, την υλοποίηση των δραστηριοτήτων και την επίλυση των ασκήσεων αυτοαξιολόγησης, θεωρείται καλό ο σπουδαστής να έχει γνώσεις πάνω στις δυνατότητες και τις λειτουργίες λογισµικού γενικής χρήσης, όπως επεξεργασία κειµένου, λογιστικό φύλλο, βάση δεδοµένων, επεξεργασία εικόνας, και να µπορεί να χειρίζεται µε ευχέρεια κάποια από αυτά.

89 4.1 H π π ø π ª À π H ÂappleÈÎÔÈÓˆÓ ÌÂ ÙÔÓ appleôïôáèûù È ÈÂappleÈÊ ÓÂÈÂ O όρος διεπιφάνεια ή διασύνδεση (interface) χρησιµοποιείται συχνά χωρίς άλλο προσδιορισµό για να προσδιορίσει την επικοινωνία χρήστη µηχανής. Eίναι κοινή διαπίστωση ότι η χρήση κάθε µηχανής περνά µέσα και πάνω από όλα από µια ανταλλαγή. Aνταλλαγή µηνυµάτων και αλληλεπιδράσεων µέσα από µια αέναη διαδικασία στα πλαίσια της οποίας η επικοινωνία (communication) κατέχει κυρίαρχη θέση για την κατανόηση της χρήσης των νέων πληροφορικών µηχανών. Oι σχέσεις επικοινωνίας ανθρώπου µηχανής (αλλά και οι σχέσεις ανάµεσα στα διάφορα συνθετικά µιας µηχανής) εξυπηρετούνται από διάφορα τεχνολογικά µέσα, που έχει καθιερωθεί να αποκαλούνται διεπιφάνειες (interfaces) ή µονάδες διασύνδεσης ή ακόµα διασυνδέσεις ή ενδιάµεσα. Mια διεπιφάνεια έχει διττό χαρακτήρα: αφενός είναι ένα τεχνολογικό µέσο και αφετέρου συνίσταται από ένα σύνολο κανόνων και συµβάσεων µε τους οποίους ένα συνθετικό ενός συστήµατος επικοινωνεί µε ένα άλλο. H έννοια της διεπιφάνειας, συνεπώς, αναφέρεται σε πράξεις µετατροπής (όπως, για παράδειγµα, από το αναλογικό σήµα της τηλεφωνικής µετάδοσης στο ψηφιακό σήµα της κωδικοποίησης των υπολογιστών) και σε σχέσεις επαφής ανάµεσα σε ετερογενή περιβάλλοντα (όπως, για παράδειγµα, υπολογιστής τηλέφωνο). H διεπιφάνεια έχει ως αντικείµενο την επικοινωνία, τη µετάδοση δηλαδή µηνυµάτων και, ταυτόχρονα, τις διαδικασίες µετασχηµατισµού που είναι απαραίτητες για την επιτυχία αυτής της µετάδοσης. Χαρακτηριστικό παράδειγµα µονάδας διεπιφάνειας που εξυπηρετεί την επικοινωνία υπολογιστών από απόσταση είναι το modem (modulator demodulator, που αποδίδεται στα ελληνικά ως διαµορφωτής αποδιαµορφωτής). Το modem µετασχηµατίζει τα ψηφιακά σήµατα των υπολογιστών σε αναλογικά σήµατα, ικανά να µεταφερθούν µέσω του τηλεφωνικού δικτύου, και το αντίστροφο, ώστε να είναι ανακτήσιµα από έναν άλλο υπολογιστή. Στα πλαίσια της πληροφορικής, µια διεπιφάνεια είναι ένα τεχνολογικό µέσο που εξασφαλίζει την επικοινωνία ανάµεσα σε δύο διακριτά συστήµατα. Για το σκοπό αυτό πραγµατοποιεί όλες τις απαραίτητες εργασίες κωδικοποίησης, αποκωδικοποίησης και διαχείρισης της ροής πληροφοριών. H πιο γνωστή διεπιφάνεια είναι το Λει-

90 90 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª τουργικό Σύστηµα, που διασφαλίζει, πέρα από τις άλλες λειτουργίες του, την επικοινωνία ανάµεσα στο χρήστη, τις εφαρµογές και το υλικό του υπολογιστή. E π π ø π ƒø À ª à Ξεχωριστό ενδιαφέρον, κυρίως όταν πρόκειται για εκπαιδευτικές εφαρµογές, παρουσιάζει ένας άλλος, παρεµφερής µε τη διεπιφάνεια, όρος, αυτός της επικοινωνίας ανθρώπου µηχανής (user machine interface). O όρος αυτός αναφέρεται στο σύνολο του λογισµικού και των συσκευών που επιτρέπουν την αλληλεπίδραση ανά- µεσα σε ένα πληροφορικό σύστηµα και τους χρήστες του και έχει εντυπωσιακά εξελιχθεί στη σύντοµη ιστορία των υπολογιστών. O όρος επικοινωνία ανθρώπου µηχανής υποδηλώνει το σηµείο επαφής χρήστη και υπολογιστή, τη διαχωριστική δηλαδή γραµµή ανάµεσα σε άνθρωπο και µηχανή. Συνιστά ένα σύνολο από οπτικές ή και ακουστικές παραστάσεις που προβάλλει ο υπολογιστής, µέσω του εκάστοτε εκτελούµενου προγράµµατος, προς το χρήστη µε σκοπό την καλύτερη επικοινωνία και συνεργασία ανθρώπου και µηχανής [Πολίτης, 1994]. Eλέγχει, συνεπώς, όλη την αλληλεπίδραση ανθρώπου συσκευής, και κυρίως τον τρόπο που εισάγονται εντολές και δεδοµένα και πώς εµφανίζεται η πληροφορία στην οθόνη και στις άλλες περιφερειακές συσκευές. À ƒ π π π π ø π ƒø À ª à Σηµαντικό ρόλο στην επικοινωνία ανθρώπου µηχανής διαδραµατίζει η διεπιφάνεια επικοινωνίας. Ειδικότερα, όταν ενδιαφερόµαστε για τις εκπαιδευτικές χρήσεις των µηχανών, ο ρόλος αυτός είναι καταλυτικός. H επικοινωνία ανθρώπου µηχανής έχει µέχρι σήµερα χρησιµοποιήσει δύο µεγάλες προσεγγίσεις, οι οποίες στηρίζονται πάνω σε δύο διαφορετικές όψεις των σχέσεων του ανθρώπου µε τη µηχανή. Οι προσεγγίσεις αυτές, στα πλαίσια του Λειτουργικού Συστήµατος, εµφανίζονται ως εξής: H µία είναι διαλογική και προηγείται χρονικά. Επιλέγει τη συνήθη γλώσσα για την επικοινωνία µε τον υπολογιστή. Tέτοιο παράδειγµα είναι τα Λειτουργικά Συστή- µατα DOS και Unix, όπου όλες οι εντολές δίνονται από τη γραµµή εντολών (command line) µε το πληκτρολόγιο. H δεύτερη προσέγγιση είναι πιο πρόσφατη. Χαρακτηρίζεται ως εργονοµική και έρχεται να εκµεταλλευτεί όσο γίνεται καλύτερα τις διάφορες περιφερειακές συσκευές, χρησιµοποιώντας επιλογές οθονών, εικόνες, γραφικά, εντολές, µε στόχο την αύξηση της λειτουργικότητας, την ευκολία χρήσης και την ταχύτητα διαλόγου µε τον υπολογιστή. H επικοινωνία µε το χρήστη, στα πλαίσια αυτά, γίνεται µέσω Γραφικού Περιβάλλοντος Επικοινωνίας (Graphical User Interface GUI). Tα

91 4.1 H π π ø π ª À π 91 πιο γνωστά γραφικά περιβάλλοντα είναι τα Windows της εταιρείας Microsoft για τους συµβατούς µε ΙΒΜ προσωπικούς υπολογιστές και το MacOS της εταιρείας Apple για τους υπολογιστές Macintosh. Eƒ ªπ π ªπ À π π À H εργονοµία λογισµικού αποτελεί ένα βασικό κλάδο της πληροφορικής και αφορά την προσαρµογή του πληροφορικού περιβάλλοντος στο κοινό που απευθύνεται. Στα πλαίσια της προσέγγισης αυτής, η έµφαση µετατίθεται από την αλληλεπίδραση ενός προσώπου µε τη µηχανή προς την προσοµοίωση της αλληλεπίδρασης µε το περιβάλλον. Η εργονοµία λογισµικού βρίσκει σηµαντικές εφαρµογές όταν πρόκειται για λογισµικό ευρείας χρήσης, όπως, για παράδειγµα, στον Αυτοµατισµό Γραφείου, και διαδραµατίζει ιδιαίτερα σπουδαίο ρόλο στη σχεδίαση εκπαιδευτικού λογισµικού (βλέπε πέµπτο κεφάλαιο). Tα τελευταία χρόνια, οι έρευνες πάνω στην αλληλεπίδραση ανθρώπου υπολογιστή (human computer interaction) έχουν σηµειώσει σηµαντικές επιτυχίες. Οι επιτυχίες αυτές οφείλονται κυρίως στη ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας και στις νέες δυνατότητες σύνδεσης πολλών υπολογιστών, στη χρήση τεχνολογιών µε υπερµέσα, στα αλληλεπιδραστικά πολυµέσα και στην τεχνική της εικονικής πραγµατικότητας. H τεχνολογία των υπολογιστών δεν µπορεί να χειριστεί, προς το παρόν, παρά δεδο- µένα και σύµβολα πλήρως διασαφηνισµένα, τα οποία τελούν υπό τον έλεγχο αυστηρών συντακτικών κανόνων. Kατ αυτό τον τρόπο, δε νοµιµοποιεί παρά εκείνες τις γνώσεις που µπορούν να υπεισέλθουν στα παραπάνω πλαίσια. Αντίθετα, επιστηµολογικές στρατηγικές όπως η επεξήγηση, η διαίσθηση (ή ενόραση), η ενδοσκόπηση, η διαλεκτική σύνθεση πολλαπλών και αντιφατικών κάποιες φορές πραγµατικοτήτων δε λαµβάνονται υπόψη από αυτή την τεχνολογία. Aκόµα κι αν η επικοινωνία ανθρώπου µηχανής, µε την έλευση των τεχνικών πολυµέσων, του εικονοστρεφούς και του αντικειµενοστρεφούς προγραµµατισµού, έχει εντυπωσιακά βελτιωθεί, η δυνατότητα των υπολογιστών να αντιληφθούν τις ανθρώπινες πράξεις παραµένει πολύ περιορισµένη. Eνώ ο από κοινού έλεγχος συνιστά ένα βασικό φυσικό συστατικό των προσωπικών αλληλεπιδράσεων, τα αλληλεπιδραστικά προγράµµατα δεν επιτρέπουν στο χρήστη να παίρνει αποφάσεις έξω από ένα προκαθορισµένο από τον προγραµµατιστή σύνολο επιλογών. Kανένα πληροφορικό σύστηµα δεν είναι σε θέση να αναγνωρίσει στο χρήστη του ένα διακριτό και ξεχωριστό υποκείµενο, ενώ οι διαλογικές αλληλεπιδράσεις ελέγχονται από ένα δηµιουργό (τον προγραµµατιστή της εφαρµογής) που δε µετέχει στην πραγµατική αλληλεπίδραση. Eίναι εµφανές, λοι-

92 92 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª YappleÔÏÔÁÈÛÙ Î È AÏÏËÏÂappleÈ Ú ÛÙÈÎfiÙËÙ H καινοτοµία της αλληλεπιδραστικότητας (interactivity) η ιδιότητα δηλαδή εκείνων των πληροφορικών συστηµάτων να «απαντούν» στο χρήστη µέσω ενός περιορισµένου ή και ευρέος πεδίου επιλογών προέρχεται από το γεγονός ότι εφαρµόζεται σε µηχανές οι οποίες µέχρι τώρα δεν επέτρεπαν παρά την παθητικότητα του χρήστη (όπως, για παράδειγµα, ο τηλεθεατής, σε αντίθεση µε το χρήστη ενός βιντεοδίσκου, που επιλέγει τις εικόνες που βλέπει). Θεωρείται ότι υπάρχει αλληλεπιδραστικότητα όταν η µηχανή αντιδρά στις παρεµβάσεις του χειριστή µέσω διαφόρων περιφερειακών, όπως το πληκτρολόγιο, το ποντίκι, το χειριστήριο ή ακόµα και το δάχτυλο (οθόνη αφής). Στα πλαίσια αυτά, η αλληλεπιδραστικότητα τοποθετείται ανάµεσα στην αυτοµατοποίηση και την αυτονοµία της µηχανής [Dieuzeide, 1994]. H αλληλεπιδραστικότητα συνιστά πλέον θεµελιώδη όρο στα πλαίσια των νέων εκπαιδευτιπόν, ότι, στα πλαίσια µιας αποτελεσµατικότερης παιδαγωγικής χρήσης των νέων πληροφορικών τεχνολογιών, µεγάλο ρόλο θα παίξουν οι έρευνες γύρω από την τεχνητή νοηµοσύνη, τις γνωστικές επιστήµες, τη γλωσσολογία, πάνω στην εξέλιξη της εργονοµίας στην επικοινωνία χρήστη µηχανής, καθώς και στη σύλληψη νέων µορφών επικοινωνίας που θα λαµβάνουν υπόψη τους τις παραπάνω παρατηρήσεις. Τα συστήµατα επικοινωνίας χρήστη µηχανής δίνουν όλο και περισσότερη έµφαση στην εργονοµία µε το χρήστη. Παρέχουν πιο φυσικούς τρόπους επικοινωνίας χρησιµοποιώντας µεταφορές από την ανθρώπινη συµπεριφορά και µεθόδους επικοινωνίας ανάµεσα σε ανθρώπους. Γίνονται δηλαδή πιο ανθρωποκεντρικά. Στο µέλλον, η εξέλιξη στην επικοινωνία ανθρώπου υπολογιστή φαίνεται ότι θα χρησιµοποιήσει τεχνικές όπως οι ακόλουθες: Η Eπικοινωνία µε χειρονοµίες και εκφράσεις. Επιτυγχάνεται χρησιµοποιώντας βιντεοκάµερα. εν είναι προς το παρόν ιδιαίτερα αποτελεσµατική και βρίσκεται σε πειραµατικό στάδιο. Η Eπικοινωνία µε φωνή. Η επικοινωνία µέσω ανθρώπινης φωνής είναι εφικτή, αλλά παρουσιάζει σύνθετα προβλήµατα, τα οποία αποτελούν ένα σηµαντικό πεδίο έρευνας στην πληροφορική. Η Eπικοινωνία µε ολόκληρο το ανθρώπινο σώµα. Ήδη οι τεχνικές της εικονικής πραγµατικότητας (βλέπε τρίτο κεφάλαιο) µετατρέπουν το ανθρώπινο σώµα σε διεπιφάνεια επικοινωνίας µε τον υπολογιστή. Φαίνεται ότι οι τεχνικές αυτές θα αποτελέσουν ουσιαστικό τοµέα της πληροφορικής τα επόµενα χρόνια.

93 4.1 H π π ø π ª À π 93 κών τεχνολογιών. Oι νέες µηχανές, συµπεριλαµβάνοντας στα χαρακτηριστικά τους την αρχή της αλληλεπιδραστικότητας, ανοίγουν νέους δρόµους στους χρήστες προπαντός στους αρχάριους, οι οποίοι και αποκτούν πλέον νέες δυνατότητες, γίνονται ενεργοί ως προς τη σχέση τους µε την πληροφορία, που από γραµµική και ακολουθιακή µετατρέπεται σε δυναµική, καθώς και περισσότερο και γρηγορότερα προσβάσιµη. O χρήστης, εν ολίγοις, παίρνει την κατάσταση στα χέρια του, είναι αυτός που καθορίζει το δροµολόγιο στην αναζήτηση της πληροφορίας. Kατ αυτόν τον τρόπο, συµµετέχουµε σε µια αλλαγή προοπτικής: η προτεραιότητα µεταφέρεται πλέον από το χειριστή στο χρήστη, µετατοπίζεται από τη λογική της λειτουργίας στη λογική της χρησιµοποίησης. H αλληλεπιδραστικότητα συνιστά ένα νέο είδος επικοινωνίας, στο µέτρο που η επικοινωνία ανάµεσα σε ανθρώπινους συνοµιλητές αντικαθίσταται µερικώς από την επικοινωνία ανθρώπου µηχανής. Ως αλληλεπιδραστικά υπολογιστικά συστήµατα θεωρούνται εκείνα τα πληροφορικά µέσα στα οποία ο τελικός χρήστης µπορεί να ελέγχει την ανάκτηση, την επεξεργασία και την εµφάνιση της πληροφορίας [Πολίτης, 1994]. Στην περίπτωση αυτή η ροή της πληροφορίας ανάµεσα στο χρήστη και στο πληροφορικό σύστηµα πραγµατοποιείται αµφίδροµα σχηµατίζοντας την έννοια διαλόγου. Tο ουσιαστικό στοιχείο που χαρακτηρίζει τα αλληλεπιδραστικά συστή- µατα είναι το γεγονός της αποστολής πίσω στο χρήστη κάποιας ανάδρασης (feedback), προερχόµενης από τη διαδικασία επεξεργασίας που δραστηριοποίησε ο χρήστης στο αµέσως προηγούµενο στάδιο. Eύκολα, λοιπόν, γίνεται φανερό το ενδιαφέρον της παραπάνω ιδιότητας. O χρήστης, ανάλογα µε τα µηνύµατα που λαµβάνει, καθορίζει και τη συµπεριφορά του απέναντι στο σύστηµα, έχοντας συνεπώς τη δυνατότητα να τροποποιήσει τις ενέργειές του. Στα αλληλεπιδραστικά πολυµέσα (interactive multimedia) ο χρήστης διαθέτει τη δυνατότητα να επεµβαίνει στη ροή της εφαρµογής καθορίζοντας το τι και πότε θα δει ή θα ακούσει. H αλληλεπιδραστικότητα µε το χρήστη εκλαµβάνει διάφορες µορφές και είναι πάντα συνάρτηση του χρησιµοποιούµενου λογισµικού. Eίτε µε οπτική µορφή (κείµενο, γραφικά) είτε µε µορφή ήχων, µπορούµε να διακρίνουµε δύο τύπους αλληλεπιδραστικότητας: τη λειτουργική (functional) αλληλεπιδραστικότητα και τη σκόπιµη ή προθετική (intentional) αλληλεπιδραστικότητα. H λειτουργική αλληλεπιδραστικότητα αφορά το µέρος εκείνο του λογισµικού που αποκαθιστά και διαχειρίζεται το πρωτόκολλο επικοινωνίας ανάµεσα στο χρήστη και το υλικό (hardware). Πρόκειται για πρωτόκολλα επικοινωνίας που συνδέονται µε την έρευνα, την ανάκτηση και την παρουσίαση της πληροφορίας, µε λίγα λόγια τη λογική και την εργονοµία των ανταλλαγών πληροφορίας: ταχύτητα και ευκολία χρήσης, περιφερειακά εισαγωγής, χρώ-

94 94 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª µατος, κτλ. H σκόπιµη ή προθετική αλληλεπιδραστικότητα αφορά το µέρος του λογισµικού που αποκαθιστά και διαχειρίζεται το πρωτόκολλο επικοινωνίας ανάµεσα στο χρήστη και το δηµιουργό του λογισµικού. O δηµιουργός δεν είναι παρών στο χώρο λειτουργίας του προγράµµατος, αλλά µέσω αυτού συµµετέχει στην επικοινωνία. H έννοια της αλληλεπιδραστικότητας καταλαµβάνει κεντρικό ρόλο τόσο στη σύλληψη και δηµιουργία του εκπαιδευτικού λογισµικού όσο και στη λειτουργία του µε πραγµατικούς µαθητές. Ένα αξιόλογο εκπαιδευτικό λογισµικό συνιστά ένα µαθησιακό περιβάλλον που εγκαλεί γνωστικές δραστηριότητες συναφείς µε ένα σύνολο οργανωµένων έργων µέσα σε µια αλληλεπιδραστική δοµή. H δοµή αυτή καθορίζει, αφενός, σε ποιο µαθησιακό επίπεδο µπορεί να χρησιµοποιηθεί το λογισµικό και, αφετέρου, ποια γνωστική πρόοδο είναι ικανό να διασφαλίσει. Η αλληλεπιδραστικότητα στα πλαίσια ενός εκπαιδευτικού λογισµικού πρέπει να είναι λειτουργική (functional) και προθετική (intentional). Στο λειτουργικό επίπεδο η αλληλεπιδραστικότητα συνιστά τη βάση ενός εκπαιδευτικού λογισµικού και την ευκολία χειρισµού του. Tο προθετικό επίπεδο συνιστά επίσης µια ιδιαίτερα σηµαντική πτυχή του λογισµικού και σχετίζεται µε το κατά πόσο ο δηµιουργός του παρέχει τη δυνατότητα στο µαθητή να εκφράζει τις ερωτήσεις και τα σχόλιά του. H αλληλεπιδραστικότητα αποτελεί πλέον αναπόσπαστο στοιχείο όλων των σύγχρονων πληροφορικών συστηµάτων. Eίτε ως µέσο διεπιφάνειας ανθρώπου µηχανής (interface) είτε ως εκπαιδευτικό λογισµικό µε τη µορφή υπερµέσου ή έµπειρου διδακτικού συστήµατος, σηµαντικός είναι ο ρόλος που αποδίδεται στο επίπεδο αλληλεπιδραστικότητας που διαθέτει. Eντέλει, κατά τη σύλληψη ενός εκπαιδευτικού λογισµικού θέµα που θα µας απασχολήσει στο πέµπτο κεφάλαιο θεµελιώδη ρόλο παίζει η έµφαση που θα δοθεί στην προσωπική εµπλοκή του µαθητή. Όσο πιο δραστήρια συµµετέχει ένα άτοµο στη διαδικασία πρόσκτησης της γνώσης, τόσο καλύτερα την εντάσσει, τη συγκρατεί και την ανακτά στη συνέχεια. Στα πλαίσια, λοιπόν, ενός εκπαιδευτικού λογισµικού το επίπεδο αλληλεπιδραστικότητας συνιστά θεµελιώδες χαρακτηριστικό για τη µάθηση. Oι λόγοι που τεκµηριώνουν την άποψη αυτή είναι προφανείς. Στις σύγχρονες µορφές εκπαιδευτικού λογισµικού, όπως τα έµπειρα διδακτικά συστήµατα, το σηµαντικότερο ίσως κριτήριο αξιολόγησης συνίσταται στο πόσο ευλύγιστος και «φυσικός» είναι ο διάλογος ανθρώπου µηχανής. Όσον αφορά τα υπερκείµενα και τα αλληλεπιδραστικά πολυµέσα, χάρη στη µη γραµµική τους διάσταση και τη δυνατότητα που έχουν να προωθούν τη συνειρµική σκέψη, επιτρέπουν και ευνοούν µια εξερευνητική στάση, µε έντονες επιρροές από την πτυχή παιχνίδι, απέναντι στις προς εκµάθηση ή αφοµοίωση γνώσεις. Tέλος, οι «εικονικές πραγµατικότητες» (συνθετικοί κόσµοι µε τεράστιες εκπαιδευτικές προεκτάσεις, που

95 4.1 H π π ø π ª À π 95 ωστόσο ελάχιστα έχουν διερευνηθεί) είναι άµεσο αποτέλεσµα της αλληλεπίδρασης η αλληλεπιδραστικότητα στην πλέον ολοκληρωµένη µορφή της ανάµεσα στο χρήστη και στο κατάλληλα προσαρµοσµένο πληροφορικό σύστηµα. Tύποι αλληλεπιδραστικότητας και τεχνολογικά µέσα Μηδέν βαθµός αλληλεπιδραστικότητας: Tα βιβλία, οι δίσκοι και οι κασέτες όταν διαβάζονται ή ακούγονται µε γραµµικό τρόπο και η τηλεόραση όταν χρησιµοποιείται µε το συµβατικό τρόπο (συναντάται σε όλα τα media και συνδέεται µε την έννοια της «διαθεσιµότητας»). Γραµµικός: Aφορά τη χρήση των παραπάνω µέσων µε τη µέθοδο του «ξεφυλλίσµατος». Αλληλεπιδραστικότητα µε µορφή «δέντρου»: Oι εφηµερίδες, τα περιοδικά, όπου η επιλογή γίνεται µε τη βοήθεια ενός µενού. «Γλωσσική» αλληλεπιδραστικότητα: Xρησιµοποιεί λέξεις κλειδιά ή ακόµα και περιορισµένη χρήση φυσικής γλώσσας (όπως συµβαίνει, για παράδειγµα, µε τον υπολογιστή). Αλληλεπιδραστικότητα της δηµιουργίας: Eπιτρέπει στο χρήστη να συνθέσει ένα µήνυµα σε µορφή κειµένου, γραφήµατος ή ήχου. Αλληλεπιδραστικότητα των συνεχών εντολών: Eπιτρέπουν την τροποποίηση και τη µετακίνηση αντικειµένων απευθείας από το χρήστη. Περιγράψτε τις δύο µεγάλες προσεγγίσεις στην επικοινωνία ανθρώπου µηχανής και αναφέρετε ποια είναι πιο κατάλληλη για εκπαιδευτικές χρήσεις. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 4.1 Αναφέρετε και σχολιάστε ένα παράδειγµα διεπιφάνειας που χρησιµοποιείται στα γραφικά περιβάλλοντα εργασίας. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 4.2 Προτείνετε κριτήρια µελέτης επιπέδου αλληλεπιδραστικότητας ενός συστήµατος. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 4.1

96 96 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª 4.2 T ÓÔÏÔÁ  appleïëúôêôúèî : N Ô ÂÚÁ ÏÂ Ô Û Ì ÔÏÈÎ ÎÊÚ ÛË ÂappleÂÍÂÚÁ Û ÎÂÈÌ ÓÔ Ο υπολογιστής εργαλείο γραπτής έκφρασης Eνώ η παραδοσιακή θεώρηση της γραφής συνίσταται σε µια τριπλή λειτουργία που αφορά καταρχήν µια γνώση µέσα στο χρόνο (µνήµη), στη συνέχεια τη µετάδοσή της µέσα στο χώρο (επικοινωνία) και, τέλος, ένα µετασχηµατισµό των γνώσεων (επεξεργασία), η πληροφορική της έκφανση (µέσω επεξεργασίας κειµένου) εστιάζει το κύριο ενδιαφέρον της στο τρίτο σηµείο (αυτό της επεξεργασίας) µε σηµαντικές επιπτώσεις στην ίδια την υπόσταση του κειµένου: από διαρκές και σταθερό γνωστικό υπόβαθρο µετατρέπεται σε ιδιαίτερα εύπλαστο µέσο, µε απροσδιόριστη θέση στο χώρο και αβέβαιη ιδιοκτησία. Η επεξεργασία κειµένου (word processing) χρησιµοποιείται στην πλειονότητα των σχολείων που χρησιµοποιούν υπολογιστές. Aπό τη διεθνή βιβλιογραφία φαίνεται ότι η χρήση της έχει ευρέως καθιερωθεί στα πλαίσια της ένταξης των τεχνολογιών της πληροφορικής στην εκπαίδευση. Το αναλυτικό πρόγραµµα πληροφορικής που αφορά το ελληνικό γυµνάσιο και λύκειο εστιάζει σηµαντικό µέρος του στη χρήση των επεξεργαστών κειµένου. Ο επεξεργαστής κειµένου µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως ένα ανοικτό και ευέλικτο εκπαιδευτικό εργαλείο µε το οποίο οι µαθητές µπορούν να µάθουν να σκέφτονται πάνω στη δοµή και το σκοπό της γλώσσας [Α. Ράπτης & Α. Ράπτη, 1999]. H χρήση του υπολογιστή ως ιδιάζουσα γραφοµηχανή, ακόµα κι αν σε πρώτη φάση δε διευκολύνει την εκµάθηση της γραφής, επιτρέπει ωστόσο το σβήσιµο, την εισαγωγή, τη µετακίνηση, τη σελιδοποίηση, τη διαµόρφωση, µε µια λέξη τη διόρθωση, προσφέροντας την ασφάλεια της απόκτησης σε κάθε στιγµή ενός καθαρού και εκτι- µητέου αποτελέσµατος. Ο υπολογιστής µε τη χρήση της επεξεργασίας κειµένου µετατρέπεται σε ένα δυναµικό εργαλείο γραπτής έκφρασης µε αξιόλογα αποτελέσµατα στη σχολική µάθηση. Tόσο περισσότερο που ο στοιχειώδης τεχνικός χειρισµός ενός επεξεργαστή κειµένου, όπως τουλάχιστον απαιτείται στο σχολείο, δεν είναι καθόλου δύσκολος. Eπιπλέον, µέσα στα πλαίσια της γραπτής έκφρασης, ο υπολογιστής µπορεί να διευκολύνει τη µάθηση ενθαρρύνοντας την επιτυχία και δίνοντας ένα πιο ξεκάθαρο περιεχόµενο στις ασκήσεις. Θεωρείται ότι ο επεξεργαστής κειµένου µπορεί να παίξει σηµαντικό ρόλο στην εκµάθηση της γραφής. ίκαια οι παιδαγωγοί παρατηρούν πόσο αντιπαιδαγωγική και αποθαρρυντική είναι για τα παιδιά η διαρκής σύγκρουση και αντιπαράθεση µε τα λάθη και τις ανεπάρκειές τους. O επεξεργαστής κειµένου θα µπορέσει να απελευθερώσει

97 4.2 T Ã π ƒ º ƒπ : N ƒ π Àªµ π ºƒ 97 το µαθητή από την κόκκινη µελάνη στο περιθώριο του τετραδίου και τις δευτερεύουσες αρνητικές έννοιες που συνδέονται µε την ιδέα του σφάλµατος. Ωστόσο, ακόµα κι αν η απενοχοποίηση των µαθητών συνιστά ένα θετικό γεγονός, το κύριο στοιχείο που πρέπει να θεωρήσουµε είναι οι νέες δυνατότητες του επεξεργαστή κειµένου σε σχέση µε τη γραφοµηχανή. Οι νέες αυτές δυνατότητες τονίζουν τη διάσταση του κειµένου ως «πρώτης ύλης». Tο κείµενο σε αυτή την περίπτωση κόβεται και επεξεργάζεται ως ακάθαρτη ύλη. Kατ αυτή την έννοια, ο υπολογιστής δεν είναι πλέον µια γραφοµηχανή, αλλά ένα δυναµικό όργανο γραφής που δεν αφήνει πια ίχνη πρόχειρων χαρτιών, καθώς το γραπτό είναι διαρκώς «καθαρό», και η ποινή του σβησίµατος εξαλείφεται. Aν το µέχρι τώρα γραπτό κείµενο συνιστούσε µια αµετάβλητη και σίγουρη αναφορά, µια σταθερή κατάσταση ανάµεσα στο δηµιουργικό κίνηµα της γραφής και το κίνηµα επεξήγησης µέσω της ανάγνωσης, η πληροφορική µετατρέπει το κείµενο ή την εικόνα σε ένα δυνητικό αντικείµενο, απεριόριστα τροποποιήσιµο. Οι σύγχρονοι επεξεργαστές κειµένου παρέχουν το ιστορικό όλων των τροποποιήσεων που έχουν πραγµατοποιηθεί σε ένα κείµενο, επιτρέποντας συνεπώς την επανεξέταση και την αναθεώρησή του. Η δυνατότητα αυτή επιτρέπει επίσης τη δηµιουργία συνεργατικών κειµένων από πολλά άτοµα. H εξέλιξη της πληροφορικής τεχνολογίας πιθανώς θα επιφέρει άµεσα σηµαντικές αλλαγές που άπτονται της καθιερωµένης αντίθεσης ανάµεσα στον προφορικό και το γραπτό λόγο: αν το πληκτρολόγιο διαµεσολαβεί προς το παρόν στη µετατροπή του προφορικού λόγου σε γραπτή µορφή µε τις δυνατότητες ενδεχόµενης αποστασιοποίησης και αναδιάρθρωσης του κειµένου, η ανάπτυξη περιφερειακών (µικροφώνων συνδεµένων σε υπολογιστή) που θα µετατρέπουν απευθείας το λόγο σε εκτυπωµένη µορφή θέτει µε νέους όρους τη θεώρηση της παραπάνω αντίθεσης. Οι µελέτες που αφορούν τη γραφή και τη γραπτή έκφραση στο σχολείο δείχνουν ότι οι επεξεργαστές κειµένου έχουν σε αυτό σηµαντική θέση. H επεξεργασία κειµένου συνιστά µια δραστηριότητα που δεν περιλαµβάνει µόνο την έκδοση των γραπτών (µε την πληροφορική έννοια), αλλά διαδραµατίζει σπουδαίο ρόλο στην οργάνωση των ιδεών και των επιχειρηµάτων. Mολαταύτα, δεν πρέπει να πιστεύουµε ότι οι κει- µενογράφοι είναι ικανοί να λύσουν τα προβλήµατα που θέτει η εκµάθηση της γραφής. O επεξεργαστής κειµένου µπορεί να επιφέρει νέες ανέσεις στην υλική πλευρά της γραφής, απλουστεύοντας τις διορθώσεις, τις τροποποιήσεις, τη σελιδοποίηση,

98 98 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª τις µετακινήσεις µερών κτλ. Aντίθετα, όσον αφορά τη βασική δραστηριότητα της παραγωγής κειµένων, ο κειµενογράφος είναι δυνατό να παρεµποδίσει το παιδί από κάθε πρότερη σκέψη και να το ωθήσει στο να αρχίσει αµέσως τη σύνταξη του κει- µένου ή να το οδηγήσει στη σύγχυση ανάµεσα στο τελειωµένο κείµενο και στο κεί- µενο που χρειάζεται επιπλέον επεξεργασία και σελιδοποίηση. Στις έρευνες σχετικά µε τη γραφή µπορούµε να διακρίνουµε τρεις κατευθύνσεις: Η πρώτη αναφέρεται στη διαδικασία της γραπτής έκφρασης µε ή χωρίς τη βοήθεια των τεχνολογιών της πληροφορικής. Σε αυτό το πλαίσιο θα πρέπει να ξεκινήσουµε από τις γνώσεις που έχουµε για τους γνωστικούς και κοινωνικούς παράγοντες που παρεµβαίνουν στη σύνθεση ενός κειµένου. H δεύτερη κατεύθυνση έγκειται στο σχεδιασµό και την ανάπτυξη εκπαιδευτικού λογισµικού που αφορά τη διδασκαλία της γραπτής έκφρασης. Tέλος, η τρίτη κατεύθυνση αναφέρεται στη συγκέντρωση των µελετών που αφορούν την εκµάθηση της γραπτής έκφρασης και τη σύζευξή τους µε τις µελέτες πάνω στις τεχνολογίες της πληροφορίας, εφαρµοσµένες στη διδασκαλία της γραπτής έκφρασης. Από τις έρευνες αυτές διαφαίνονται αρκετά ενδιαφέροντα στοιχεία [Retschitwki & Gurtner, 1996]: Οι µαθητές που χρησιµοποιούν επεξεργαστή κειµένου παράγουν µεγαλύτερα κείµενα και µε πιο σύνθετες φράσεις. Οι µαθητές αφιερώνουν περισσότερο χρόνο στη διόρθωση των κειµένων τους (ορθογραφικά λάθη και συνώνυµα) TÔ ÂappleÈÙÚ apple ÈÔ ÂÎ ÔÙÈÎfi Û ÛÙËÌ Σε πιο αναπτυγµένη µορφή από έναν επεξεργαστή κειµένου, το επιτραπέζιο εκδοτικό σύστηµα (desktop publishing, DTP) µπορεί να προσφέρει επιπλέον δυνατότητες στη γραφή και παρουσίαση ενός κειµένου (σελιδοποίηση σε στήλες, εισαγωγή γραφηµάτων, φωτογραφιών, ήχων και video, παρ ότι και οι σύγχρονοι επεξεργαστές κειµένου παρέχουν όλες αυτές τις δυνατότητες), µετατρέποντας, κατ αυτό τον τρόπο, το τελικό προϊόν σε πραγµατικό έντυπο. Σε συνεργασία µε στατιστικά προγράµµατα ή λογιστικά φύλλα (spreadsheets), προγράµµατα επεξεργασίας εικόνας, χρήση «σαρω- µένων» (scanned) εικόνων ή ακόµα και προγράµµατα επεξεργασίας ήχου, µπορούµε να αποκτήσουµε αρκετά εύκολα εντυπωσιακά αποτελέσµατα σε συνθήκες πραγµατικής τάξης. Οι εφαρµογές αυτές παρουσιάζουν σηµαντικό εκπαιδευτικό ενδιαφέρον, αφού αναβαθµίζουν τις δυνατότητες για γραπτή έκφραση του µαθητή, του παρέχουν προοπτικές πολύ εύκολης χρήσης για καινοτόµες εφαρµογές παλαιότερων παιδαγωγικών αρχών, όπως, για παράδειγµα, το σχολείο Freinet [Pάπτης, 1993]. Το επιτραπέζιο εκδοτικό σύστηµα (όπως και όλοι οι σύγχρονοι επεξεργαστές κειµένου) µπορεί επίσης να χρησιµοποιηθεί αποτελεσµατικά για συνεργατικές δραστηριότητες, όπου δύο ή περισσότεροι µαθητές αναλαµβάνουν να παρουσιάσουν κάποια

99 4.2 T Ã π ƒ º ƒπ : N ƒ π Àªµ π ºƒ 99 οµαδική παραγωγή. Aπό τη µεριά του, ο εκπαιδευτικός, χρησιµοποιώντας τέτοια συστήµατα, είναι δυνατό να αναβαθµίσει την παρουσίαση του µαθήµατος σε συνθήκες παραδοσιακής διδασκαλίας. H εξέλιξη του υλικού και η έλευση νέου τύπου λογισµικού δηµιουργούν νέες κατευθύνσεις έρευνας, ανακτώντας και µετατρέποντας παλιές τεχνικές γραπτής έκφρασης, όπως η τυπογραφία, η εφηµερίδα, το περιοδικό. Σε αυτά τα πλαίσια γεννήθηκε και µια νέα µεταφορά: αυτή του υπερκειµένου (hypertext). Αυτή η έννοια προσεγγίζεται µε περισσότερες λεπτοµέρειες στο τρίτο κεφάλαιο OÈ ÛÂÈ Â ÔÌ ÓˆÓ Οι Βάσεις εδοµένων (Databases) ή τα Συστήµατα ιαχείρισης Βάσεων εδο- µένων (Data Βase Management Systems) συνιστούν υπολογιστικές οργανωτικές δοµές που περιέχουν πληροφορίες οι οποίες µπορούν να ανακληθούν, αφού συσχετιστούν µεταξύ τους µε κάποιο συστηµατικό και προκαθορισµένο τρόπο. Η λογική οργάνωση των πληροφοριών είναι εγγενές χαρακτηριστικό των ανθρώπων. Ο άνθρωπος, εντούτοις, δεν είναι σε θέση να συγκρατήσει τεράστιο όγκο πληροφοριών, να τις εντάξει σε διαφορετικές συγχρόνως κατηγορίες και να παραγάγει ταχύτατα νέες πληροφορίες [Ράπτης & Ράπτη, 1999]. Η χρησιµοποίηση Βάσεων εδοµένων εξασφαλίζει ένα γενικό τρόπο αποθήκευσης των δεδοµένων (και συνακόλουθα της οργάνωσης και διαχείρισής τους). Τα δεδοµένα είναι ολοκληρωµένα (integrated) και καταµερισµένα (shared), έτσι ώστε αφενός τα πλεονάζοντα (redundant) δεδοµένα να αποθηκεύονται όσο το δυνατό λιγότερες φορές, αφετέρου να είναι προσπελάσι- µα, από διάφορους χρήστες, για ποικίλες εφαρµογές. Με τη Βάση εδοµένων δεν αποφεύγεται µόνο η επανάληψη των δεδοµένων, αλλά γίνεται και πιο αποτελεσµατική η αξιοποίησή τους. Συγχρόνως αυξάνει ο βαθµός ανεξαρτησίας τους. Έτσι, για την ενηµέρωση ενός δεδοµένου αρκεί µία µόνο αλλαγή. Οι Βάσεις εδοµένων, ως λογισµικό ανοικτού τύπου, µπορούν να χρησιµοποιηθούν µε αποτελεσµατικό τρόπο σε διάφορες βαθµίδες της εκπαίδευσης, αφού συνιστούν ένα ισχυρό υπολογιστικό µέσο οργάνωσης και διαχείρισης διαφόρων τύπων πληροφοριών. Οι µαθητές, δουλεύοντας µε ένα πρόγραµµα διαχείρισης Βάσεων εδοµένων, µπορούν να αποκτήσουν δεξιότητες µέσω της άσκησης στις διαφόρων ειδών κατηγοριοποιήσεις εννοιών ή δεδοµένων, να προβληµατιστούν πάνω στην οργάνωση των πληροφοριών που τους ενδιαφέρουν, να χρησιµοποιήσουν τις πληροφορίες που αποκτούν από τη βάση σε άλλες σύνθετες µαθησιακές δραστηριότητες. Μια καλά οργανωµένη και ξεκάθαρη συλλογή πληροφοριών µπορεί να διευκολύνει τους µαθητές να ανακτήσουν πληροφορίες, να µάθουν και να λάβουν αποφάσεις. Η χρήση

100 100 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª Βάσης εδοµένων εξασκεί τους µαθητές στη διαδικασία έρευνας και τους επιτρέπει να αποκτήσουν την αναγκαία τεκµηρίωση για την ανάπτυξη µιας εργασίας ή την επίλυση ενός προβλήµατος [Geiser & Futrell, 1995]. Η επεξεργασία δεδοµένων απαιτεί ενεργοποίηση λογικοµαθηµατικών εννοιών και ασκεί τους µαθητές στη χρήση τους (λογικοί τελεστές, απλές αρχές του προτασιακού λογισµού κτλ.). Πολύ περισσότερο, η δηµιουργία µιας Βάσης εδοµένων (που κατά κανόνα απαιτεί συνεργασία µε άλλους µαθητές) απαιτεί ανάπτυξη δεξιοτήτων µεθοδολογικού χαρακτήρα, κριτικής σκέψης και εντάσσεται στα πλαίσια µιας οικοδοµητικής προσέγγισης της γνώσης. Η δηµιουργία Βάσης εδοµένων επιτρέπει την ανάπτυξη δεξιοτήτων ιεραρχικής ταξινόµησης (βασική γνωστική διεργασία στα µικρά παιδιά) και την οικοδόµηση εννοιών µε βάση προκαθορισµένους κανόνες: απαραίτητη προϋπόθεση για την ανάπτυξη διακριτής αντιληπτικής ικανότητας για συστηµατική διάταξη των σχέσεων µεταξύ αντικειµένων και γεγονότων και για την αποτελεσµατική κωδικοποίηση και ανάκλησή τους [Underwood, 1994]. Επιτρέπει, επίσης, ρεαλιστικές κατηγοριοποιήσεις και ανάπτυξη κριτικής δεξιότητας και στρατηγικών και ευνοεί τη µάθηση µέσω ανακάλυψης (αναζήτηση και συσχέτιση στοιχείων). ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 4.3 Αναφέρετε τις εκπαιδευτικές χρήσεις του επεξεργαστή κειµένου και του επιτραπέζιου συστήµατος τυπογραφίας. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 4.4 Αναφέρετε τις εκπαιδευτικές χρήσεις των Βάσεων εδοµένων. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 4.2 Αναπτύξτε σύντοµα (2 σελίδες) το θέµα «αλληλεπίδραση ανθρώπου µηχανής», γράφοντας την εργασία σε επεξεργαστή κειµένου. Κρατήστε αντίγραφο κάθε έκδοσης της εργασίας, συγκρίνετε και σχολιάστε τα κείµενα των διαφόρων εκδόσεων, τόσο από πλευράς περιεχοµένου όσο και διαµόρφωσης.

101 4.3 O À π π ƒ π π O appleôïôáèûù Î È Ë ÂappleÂÍÂÚÁ Û ÂÈÎfiÓ Ο ρόλος της εικόνας είναι ιδιαίτερα σηµαντικός όταν χρησιµοποιείται για παιδαγωγικές εφαρµογές. Πολλές µελέτες [McFarlane, 1997] έχουν ασχοληθεί µε την ειδική θέση της εικόνας στα πλαίσια της παιδαγωγικής πράξης και τη χρήση υπολογιστών. H έλευση της πληροφορικής και η σύζευξή της µε τις τεχνικές της παραγωγής εικόνας έχουν τροποποιήσει µε ριζικό τρόπο τον κινηµατογράφο, τη διαφήµιση, το design, και οι τεχνικές παραγωγής ψηφιακών εικόνων έχουν εισβάλει θεαµατικά στον καθηµερινό µας κόσµο. H ψηφιακή εικόνα, (digital image) διευρύνει το πεδίο του ορατού, όπως είχε γίνει και παλιότερα µε το τηλεσκόπιο (για το µακρόκοσµο), το µικροσκόπιο (για το µικρόκοσµο) και τις ακτίνες X. H ψηφιακή ή συνθετική εικόνα δεν αναφέρεται πλέον απαραίτητα σε ένα προϋπάρχον αντικείµενο και δε σχετίζεται πάντα µε αντικείµενα της «πραγµατικής» αντίληψης. Πρωταρχικό ρόλο στη δηµιουργία της παίζει το πρόγραµµα που την παράγει, το συνδυαστικό δηλαδή παιχνίδι ανάµεσα σε αριθµούς και κωδικούς, οι ψηφιακοί πίνακες που «υλοποιούνται» και «δίνουν ζωή». H συνθετική εικόνα δεν είναι παρά ένα λογικοµαθηµατικό µοντέλο, η οπτικοποίηση (visualization) δηλαδή ενός αριθµητικού µοντέλου που προσοµοιώνει το αντικείµενο και όχι η οπτική προβολή ενός ήδη υπάρχοντος αντικειµένου. «Η συνθετική εικόνα βοηθά στην αντίληψη αφηρηµένων µοντέλων φυσικών φαινοµένων, χηµικών αντιδράσεων, βιολογικών διαδικασιών ή κοσµολογικών υποθέσεων... Ποσότητα δοµών, φαινοµένων και εξαιρετικά σύνθετων διαδικασιών που δεν µπορούσαν να είναι παρά διανοητικά αντιληπτές, κατανοηµένες µέσω ενός αργού έργου αποκωδικοποίησης, υποµονετικά χαρτογραφηµένων ή σχεδιασµένων στο χέρι, ξεπηδούν σήµερα απευθείας στο προφανές του αισθητού κόσµου χάρη στις αρετές των ψηφιακών εικόνων. Mια νέα αλληλεπίδραση ανάµεσα στην αίσθηση και στην αφηρηµένη νοηµοσύνη βρίσκεται σε κυοφορία... Oι τεχνικές της εικόνας προτρέπουν σε µια νέα τέχνη τού βλέπειν» [Lévy, 1990]. H εικόνα δηλαδή µια φωτογραφία, ένα σχέδιο, ένα κοµµάτι από φιλµ, από τη στιγµή που ψηφιοποιηθεί µπορεί να αποτελέσει αντικείµενο νέας επεξεργασίας, να µετατραπεί κατά βούληση, γιατί κάθε παράµετρος που αφορά το χρώµα, τις διαστάσεις, τη φόρµα συνιστά αντικείµενο ξεχωριστής επεξεργασίας. Tο φυσικό υπόβαθρο, υπόβαθρο συνεχές και αναλογικό, χάνει κατ αυτόν τον τρόπο τον πρωταρχικό του ρόλο προς όφελος πινάκων αριθµών, υπόβαθρο ασυνεχές και αφηρηµένο. Tο αρχείο των ψηφιακών δεδοµένων που περιγράφει µια εικόνα δεν είναι σε καµία περίπτωση το οµόλογο ενός ενδεχόµενου πρωτότυπου αντικειµένου. Eπιπλέον, νέα εργαλεία, όπως οι γραφι-

102 102 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª κές παλέτες, επιτρέπουν όχι µόνο την επεξεργασία µιας εικόνας, αλλά επιπλέον και τη δηµιουργία νέων εικόνων, προϊόντα αλγόριθµων ή ηλεκτρονικών «πινέλων». Eίναι προφανές ότι η εµφάνιση εικόνων που παράγονται από µηχανές όπως η φωτογραφική, η κινηµατογραφική κάµερα, η βιντεοκάµερα, καθώς και οι υπολογιστές, οδήγησε σε ένα κίνηµα ένταξής τους στα διάφορα αντικείµενα του αναλυτικού προγράµ- µατος. H εµφάνιση αυτή προκάλεσε µια επιστηµολογική ρήξη µέσα στον κόσµο της εικόνας, εγκαθιστώντας νέες σχέσεις µε το πραγµατικό καθώς και µε τη συµβολική παραγωγή. Nέα περιεχόµενα αναδύθηκαν, στα πλαίσια των οποίων η γνωστική δραστηριότητα εξασκείται µε ιδιαίτερο και πρωτότυπο τρόπο. Aυτή είναι η περίπτωση, παραδείγµατος χάρη, της διδασκαλίας των καλών τεχνών, όπου οι σύγχρονες µελέτες εγγράφονται σε µια προοπτική ένταξης της συµβολής των τεχνολογιών της πληροφορικής σε µια διδακτική της εικόνας. Στα πλαίσια αυτά, η εικόνα, όντας τρόπος ειδικής αναπαράστασης, συνιστά αυτόνοµο αντικείµενο µελέτης. Mελετώντας τον τρόπο µε τον οποίο οι µαθητές προσεγγίζουν την ανάπτυξη και την κατασκευή εικόνων, µπορούµε να έχουµε πρόσβαση στις γνωστικές λειτουργίες που θέτουν σε πράξη. 4.4 EappleÂÍÂÚÁ Û Ô Î È ÔÈ ÏÏ Á ÛÙË ÌÔ ÛÈÎ appleú ÎÙÈÎ Η πληροφορική και οι νέες τεχνολογίες έχουν µετασχηµατίσει µε ριζικό τρόπο τη µουσική πρακτική, τόσο εξαιτίας της δηµιουργίας νέων ηχητικών µέσων όσο και για τη βοήθεια που επιφέρουν στη σύνθεση. Eνώ για αιώνες η µουσική διεργασία συνιστούσε, αφενός, ένα σύµπλεγµα φωνών σε διάφορες κλίµακες και διακριτά ορχηστρικά όργανα, το καθένα µε ξεχωριστή «προσωπικότητα», και, αφετέρου, την γκάµα και τις αρµονικές σχέσεις της µουσικής γραφής, η επιλογή (selection), η λήψη και η επεξεργασία του ήχου περνούν σήµερα από µια διαδικασία σε τρεις χρόνους: Καταρχήν ο δειγµατολήπτης (sampler) επιτρέπει την εγγραφή όλων των ήχων και τους αναπαράγει σε όλα τα ύψη και σε όλους τους ρυθµούς. Αυτή η συσκευή δέχεται στην είσοδό της αναλογικό ηχητικό σήµα σε ηλεκτρική µορφή και το µετατρέπει σε ψηφιακό σήµα δυαδικής κωδικοποίησης. Στη συνέχεια, ο χρονιστής (sequencer) είναι ηλεκτρονικό κύκλωµα, το οποίο κατά την αναπαραγωγή συγχρονίζει όλα τα γραµµένα κανάλια ήχου. Ο χρονιστής κάνει, κατά κάποιον τρόπο, την επεξεργασία του µουσικού κειµένου. Eπιτρέπει το χειρισµό και την εγγραφή µιας σειράς από ψηφιακούς κωδικούς που µπορούν να παράγουν την εκτέλεση πολλών µουσικών κοµµατιών σε συγχρονισµό. Τέλος, ο συνθετητής (synthesizer) είναι ηλεκτρονικό κύκλωµα αναπαραγωγής ήχου µε δύο διαφορετικές µεθόδους: µε κύκλωµα διαµόρφωσης συχνότητας

103 4.5 ƒ ª πø π π ª π π 103 (synthesis) και µε κύκλωµα που περιέχει δείγµατα ήχου (sampling). Ο συνθετητής επιτρέπει συνολικό έλεγχο του ήχου πολύ διαφορετικό από αυτόν που παράγουν τα συµβατικά µουσικά όργανα. Eπιτρέπει, για παράδειγµα, το πέρασµα µε συνεχή τρόπο από τον ήχο ενός βιολιού στον ήχο του µπουζουκιού. Συνδέοντας τον ηλεκτρονικό ενορχηστρωτή µε το δειγµατολήπτη και το συνθετητή (synthesizer), δηµιουργούµε το νέο ψηφιακό στούντιο, που επιτρέπει τη συγκέντρωση σε ένα ενιαίο όλο όλων των µουσικών λειτουργιών: σύνθεση, εκτέλεση και επεξεργασία. Όπως τονίζει ο Lévy [1990], «µας λείπει βέβαια η απόσταση για την πλήρη αποτίµηση όλων των συνεπειών αυτής της τεχνολογικής αλλαγής πάνω στα επαγγέλµατα και στην οικονοµία της µουσικής, τις µουσικές πρακτικές και την εµφάνιση νέων µουσικών ειδών». Ωστόσο, τα νέα εργαλεία θα επιτρέψουν στα παιδιά να έχουν πρόσβαση πολύ πιο εύκολα στον κόσµο της µουσικής και να έχουν µια προσέγγιση, όπως γινόταν παλιότερα µε τη γλώσσα προγραµµατισµού LOGO, µε τη βοήθεια µιας σειράς διαδικασιών σταδιακώς ορισµένων. H µουσική, παιχνίδι πάνω στην επανάληψη, το ρυθµό και τη µεταβολή προσφέρεται όντως σε µια αλγοριθµική διαδικασία, τουλάχιστον όσον αφορά την πρώτη µάθηση. H δυνατότητα να εµφανίσουµε πάνω στην οθόνη την παρτιτούρα του κοµµατιού που αυτοσχεδιάζουµε πάνω σε ένα συµβατικό όργανο ή πάνω στο synthetiser θα αλλάξει ριζικά και σε βάθος τη µουσική εκπαίδευση. 4.5 ÚÔÛÔÌÔÈÒÛÂÈ Î È ÌÔÓÙÂÏÔappleÔÈ ÛÂÈ ÔÁÈÛÌÈÎfi appleúôûôìô ˆÛË H προσοµοίωση (simulation) και η εξοµοίωση, ως τεχνικές µίµησης της συµπεριφοράς ενός συστήµατος από ένα άλλο σύστηµα, καταλαµβάνουν περίοπτη θέση στα πλαίσια των νέων εκπαιδευτικών τεχνολογιών. Κυρίως, όταν πρόκειται για την ψηφιακή εικόνα, αυτή η πλευρά είναι εµφανής. Σε αυτή την περίπτωση παύει πλέον να υφίσταται η διάκριση ανάµεσα στο θεατή και το δηµιουργό εικόνων. O θεατής χειριστής µπορεί να παρέµβει µε απλές εντολές µέσα στην εξερεύνηση ενός ορατού κόσµου αλλάζοντας κλίµακες και τρόπους αναπαράστασης. Ωστόσο, η προσοµοίωση δεν άπτεται µόνο του χώρου της όρασης. Eπεκτείνεται και σε άλλους ιδιαίτερα πολύπλοκους χώρους, όπως είναι η ανθρώπινη φωνή και ο ήχος, η συµπεριφορά επιστηµονικών µοντέλων, η εξέλιξη κοινωνικοοικονοµικών συστη- µάτων, και βρίσκει, όπως θα δούµε πιο κάτω, έναν κατεξοχήν χώρο εφαρµογής, τα ηλεκτρονικά παιχνίδια. H τεχνική της προσοµοίωσης βρίσκει έναν κατεξοχήν χώρο εφαρµογής, αυτόν της ψυχαγωγίας, αλλά δεν πρέπει να αγνοηθούν οι επιστηµονικές και οι εκπαιδευτικές

104 104 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª διαστάσεις της. Tα πρώτα εκπαιδευτικά προγράµµατα προσοµοίωσης δηµιουργήθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 70 και ως λογισµικό είχαν σαφώς αντίθετο παιδαγωγικό προσανατολισµό από την κλασική ιδασκαλία µε τη Bοήθεια Yπολογιστή ( ι.b.y.). Ενώ τα προγράµµατα εξάσκησης και πρακτικής (κατά κανόνα προγράµµατα ι.b.y.) οφείλουν πολλά στις απόψεις του B. F. Skinner, τα προγράµµατα προσοµοίωσης βασίζονται περισσότερο στις απόψεις του A. Bandura για τη θεωρία της κοινωνικής µάθησης (Social Learning Theory, 1977). O A. Bandura υποστηρίζει ότι σηµαντικό τµήµα των ανθρώπινων γνώσεων αποκτάται µέσω της παρατήρησης της συµπεριφοράς των άλλων και της προσπάθειας για αναπαραγωγή τής εν λόγω συµπεριφοράς. Ένα εκπαιδευτικό πρόγραµµα προσοµοίωσης θα πρέπει να περιέχει: «α) Tην επιλογή των µεταβλητών εκείνων που θεωρούνται σηµαντικές από εκπαιδευτική σκοπιά και που είναι εκείνες που µπορεί να µεταβάλλει ο µαθητής. β) Tην προσπάθεια για αύξηση του ενδιαφέροντος του παιδιού (µε τη χρήση ενδιαφερόντων σεναρίων, γραφικών, εικόνων, κίνησης, ήχου κτλ.). γ) Tην ολοφάνερη για το παιδί σχέση των επιδράσεών του µε την εξέλιξη του φαινοµένου» [Pάπτης, 1993]. Σε µια παιδαγωγική κατάσταση προσοµοίωσης ο µαθητής αλλάζοντας κατά βούληση ορισµένες µεταβλητές του εξεταζόµενου φαινοµένου έχει στα χέρια του την πρωτοβουλία εξέλιξης και δεν οφείλει να απαντά σε ερωτήσεις που έχουν προβλεφθεί από τους δηµιουργούς του λογισµικού. Aντίθετα, µε βάση τις παρατηρήσεις που κάνει πάνω στα αποτελέσµατα των χειρισµών του, είναι δυνατό να ανακαλύψει το µοντέλο το οποίο προσοµοιώνει το λογισµικό ή τις βασικές παραµέτρους που το συνθέτουν και να εφαρµόσει αυτά που έχει ήδη µάθει. Μπορούµε να διακρίνουµε τρεις διαφορετικούς τρόπους εκπαιδευτικής χρήσης της προσοµοίωσης (Σχήµα 4.1): 1. Υποστήριξη του µαθήµατος µε τη βοήθεια αλληλεπιδραστικής προσοµοίωσης. 2. Επαλήθευση ενός µοντέλου. 3. Κλασική αλληλεπιδραστική προσοµοίωση. Y Y Y Ì 4.1 Εκπαιδευτικές χρήσεις της προσοµοίωσης, (Bossuet, 1982). M E [1] Yποστήριξη Mαθήµατος M [2] Eπαλήθευση Mοντέλου Y: Yπολογιστής M: Mαθητής E: Eκπαιδευτικός E M E [3] Kλασική Προσοµοίωση

105 4.5 ƒ ª πø π π ª π π 105 Σε πολλούς επιστηµονικούς και τεχνικούς χώρους η προσοµοίωση επιτρέπει να κερδίσουµε σηµαντικό χρόνο, αφού παρέχει τη δυνατότητα να παρουσιαστούν άµεσα πειραµατικά αποτελέσµατα που σε πραγµατικές πειραµατικές συνθήκες θα απαιτούσαν µήνες ή και χρόνια για να εξελιχθούν (στη γενετική ή την κοσµολογία, για παράδειγµα). Σε άλλες περιπτώσεις, τα πειράµατα δηµιουργούν υπαρκτούς και σοβαρούς κινδύνους, ώστε να είναι αδύνατο να πραγµατοποιηθούν στα πλαίσια του εργαστηρίου (στο χώρο της πυρηνικής φυσικής, για παράδειγµα) ή η πραγµατοποίησή τους είναι απαγορευτική λόγω κόστους. Mε λίγα λόγια, ενώ οι πραγµατικοί πειρα- µατισµοί εγκυµονούν σοβαρούς κινδύνους και απαιτούν σηµαντικό χρόνο και ενέργεια για την εξέλιξή τους και το λάθος µπορεί να αποβεί µοιραίο κάποιες φορές, η προσοµοίωση παρουσιάζει δύο σοβαρά πλεονεκτήµατα: είναι πιο γρήγορη και πιο σίγουρη. Mε τις νέες τεχνολογικές εξελίξεις αξιοποιούνται οι δυνατότητες της µηχανής για τη δηµιουργία αλληλεπιδραστικών περιβαλλόντων προσοµοίωσης, στα πλαίσια των οποίων ο µαθητής έχει τη διαχείριση του χώρου χρησιµοποιώντας µεθόδους και τρόπους έκφρασης ήδη γνωστούς από το γνωστό του κόσµο, εµβαθύνοντας έτσι στο χώρο τον οποίο µελετά. Όσον αφορά το λογισµικό προσοµοίωσης, του οποίου ο προορισµός είναι κατά κύριο λόγο παιδαγωγικός, έχει αναπτυχθεί κατά κανόνα πάνω σε ένα αποσαφηνιστικό µοντέλο τού προς µελέτη φαινοµένου. Aν το µοντέλο είναι άγνωστο στο µαθητή, η προσοµοίωση αποκαλείται µοντελοποιητική (modeling). ιαφορετικά, είναι συµπεριφοριστική (behaviorist) και µπορούµε να διακρίνουµε τρεις κατηγορίες: τη δυνα- µική προσοµοίωση, επικεντρωµένη στη µελέτη της επιρροής των παραµέτρων, τη µεθοδολογική προσοµοίωση, της οποίας στόχος δεν είναι η µελέτη των συνεπειών ενός µοντέλου κάνοντας να µεταβληθούν οι παράµετροί του αλλά η αντιπαράθεσή του µε την εµπειρία ή µε την κοινή λογική, και την επιχειρησιακή προσοµοίωση, που στοχεύει να θέσει σε λειτουργία ένα πείραµα ή µια συσκευή, µαθαίνοντας έτσι τις διαδικασίες, τα µοντέλα και τα συστήµατα. Mε βάση τις πρόσφατες εξελίξεις στο χώρο του εκπαιδευτικού λογισµικού, σηµαντικό ρόλο παίζουν τα λεγόµενα «περιβάλλοντα αλληλεπιδραστικής προσοµοίωσης». Παρατηρούµε και εδώ την ανάδυση ενός νέου όρου, της αλληλεπιδραστικότητας (interactivity), για την οποία έγινε εκτενέστερη αναφορά σε προηγούµενη ενότητα ÔÁÈÛÌÈÎfi ÌÔÓÙÂÏÔappleÔ ËÛË H µοντελοποίηση (modeling) παρουσιάζεται από τη στιγµή που ο άνθρωπος προσπαθεί να κατανοήσει και να ερµηνεύσει τα διάφορα φαινόµενα που παρατηρεί, καθώς και να κάνει προβλέψεις για το πώς θα συµπεριφερθούν ορισµένα συστήµατα

106 106 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª γύρω του. Eπιστρατεύει, συνεπώς, τη συµβολική, παραστατική και δηµιουργική του ικανότητα κατασκευάζοντας τεχνητούς κόσµους που µιµούνται ή αναπαριστούν σε µια ιδεατή τους µορφή στοιχεία ή συστήµατα του πραγµατικού κόσµου. H δηµιουργία µοντέλων παρέχει την προοπτική του χειρισµού τους και όχι του χειρισµού των ίδιων των πραγµάτων (γεγονός που δεν είναι πάντα εφικτό) και επιτρέπει τη δυνατότητα υπολογισµών, την ανακάλυψη νέων σχέσεων και νέων σχηµάτων, την κατάκτηση νέων βεβαιοτήτων αλλά και την ανατροπή κάποιων άλλων. Και η επιστηµονική δραστηριότητα συνίσταται, κατά κύριο λόγο, στη δηµιουργία µοντέλων των φαινοµένων και των αντικειµένων τα οποία µελετά. Tα µοντέλα αυτά µπορεί να είναι πολύ φορµαλιστικά (όπως, για παράδειγµα, στη φυσική µε τα µαθηµατικά µοντέλα) ή να παρέχουν µια απλή και πρακτική αναπαράσταση (όπως, για παράδειγ- µα, στη βιολογία µε τη χρήση απλών εικόνων και µεταφορών από την καθηµερινή ζωή). Ένα µοντέλο µπορεί να οριστεί ως µια φορµαλιστική αναπαράσταση ενός προβλή- µατος, µιας διαδικασίας, µιας ιδέας ή ενός συστήµατος και δεν είναι ποτέ ένα ακριβές αντίγραφο, αλλά αναπαριστά κάποια ή κάποιες πτυχές της δοµής, των ιδιοτήτων ή της συµπεριφοράς αυτού του οποίου είναι το µοντέλο. Mπορεί να πάρει διάφορες µορφές, όπως διαγράµµατα, µαθηµατικούς τύπους, φυσικές κατασκευές ή σύνολο από λογικές καταστάσεις. Tα µοντέλα είναι οµόµορφες εικόνες της πραγµατικότητας, υπάρχει δηλαδή ένας οµο- µορφισµός ανάµεσα στο αντικείµενο µελέτης και το µοντέλο, το οποίο επιτρέπει να εφαρµοστούν τα αποτελέσµατα του µοντέλου στο ίδιο το αντικείµενο. Tο παρατηρού- µενο φαινόµενο µεταφράζεται µε τη µορφή αφαίρεσης, η οποία µπορεί να γίνει αντικείµενο χειρισµού (µε αλγεβρικούς µετασχηµατισµούς, µε αριθµητικές πράξεις, µε λογικές αναγωγές), ώστε να αποκτήσουµε αποτελέσµατα τα οποία επιτρέπουν στο να κατανοήσουµε καλύτερα κάποιες καταστάσεις ή να προβλέψουµε µελλοντικά συµβάντα. π ª π Η µοντελοποίηση εκλαµβάνει διάφορες µορφές και µπορεί να ευνοήσει τόσο το διερευνητικό (explorative) όσο και τον εκφραστικό (expressive) τρόπο µάθησης. Κατά τις διερευνητικές δραστηριότητες µάθησης, ο µαθητής ερευνά ιδέες πάνω σε ένα θέµα που έχουν εκφραστεί από κάποιον άλλο (συµµαθητές, καθηγητή). Κατά τις εκφραστικές δραστηριότητες µάθησης, ο µαθητής εκφράζει τις ιδέες του. Κατά τη διαδικασία µοντελοποίησης διακρίνουµε τρεις διαφορετικούς τρόπους συλλογισµού: ποσοτικός (quantitative), ποιοτικός (qualitative), ηµιποσοτικός (semi quantitative) [H. Mellar et al., 1994].

107 4.5 ƒ ª πø π π ª π π 107 À π π ƒ π ª π Oι σύγχρονες αντιλήψεις πάνω στα προγράµµατα σπουδών µε έµφαση στη διερευνητική µάθηση, στην επίλυση προβληµάτων και στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων, καθώς και οι προσεγγίσεις της σχολής της οικοδοµηστικής µάθησης (βλέπε δεύτερο κεφάλαιο) και η ανάπτυξη του υλικού και του λογισµικού υπολογιστών, έχουν επιτρέψει τη δηµιουργία υπολογιστικών συστηµάτων για τη δηµιουργία µοντέλων (computer based modelling). Tα συστήµατα αυτά έχουν στόχο να µελετήσουν τις ευκαιρίες µάθησης µέσω µοντελοποίησης και την ανάπτυξη λογισµικού που να επιτρέπει στους µαθητές να χρησιµοποιούν προκατασκευασµένα ή να δηµιουργούν τα δικά τους µοντέλα. π π π ª π H διαδικασία µοντελοποίησης περιλαµβάνει µια σειρά από στάδια: 1. Kαθορισµός και ορισµός του προβλήµατος ή του συστήµατος που πρέπει να µοντελοποιηθεί. 2. Oρισµός του σκοπού του µοντέλου και του ποιος θα το χρησιµοποιήσει, πού θα το χρησιµοποιήσει και ποιες τιµές θα έχει. 3. Aπόφαση του ποιοι είναι οι κύριοι άξονες του µοντέλου. 4. Oρισµός των σχέσεων ανάµεσα στα συστατικά του µοντέλου. 5. Aποτίµηση του µοντέλου µε έλεγχο και εξέταση της συµπεριφοράς του σε σχέση µε τους σκοπούς του. 6. Eπανάληψη αυτής της διαδικασίας από το τρίτο βήµα, αν είναι απαραίτητο. Το σηµαντικότερο χαρακτηριστικό ενός υπολογιστικού µοντέλου είναι το ότι είναι εκτελέσιµο (executable), γεγονός που του προσδίδει µια δυναµική που δεν έχουν τα µη υπολογιστικά µοντέλα (Σχήµα 4.2). H διαδικασία δηµιουργίας µοντέλων µε τη βοήθεια υπολογιστή είναι ιδιαίτερα σηµαντική σε τρία κυρίως ζητήµατα: στον αρχικό σχεδιασµό, στην ανάπτυξη του µοντέλου και στη δοκιµή του µε πολλαπλά σύνολα δεδοµένων και παράλληλη σύγκριση µε την πραγµατικότητα.

108 108 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª είσοδος κόσµος δηµιουργία µοντέλου µοντέλο επεξεργασία µοντέλου Ì 4.2 Η διαδικασία της τυπικής µοντελοποίησης σύγκριση και / ή προβολή συνέπειες Ένα υπολογιστικό εργαλείο µοντελοποίησης είναι σε θέση να υλοποιεί µοντέλα, δηλαδή επιµέρους απλές αλλά εξειδικευµένες εφαρµογές. Ένα µοντέλο αποτελείται από µια συλλογή τυπικών (formal) οντοτήτων (entities) που έχουν σαφώς προκαθορισµένες ιδιότητες (properties) και µπορούν να συσχετιστούν µεταξύ τους µε καλώς προσδιορισµένους κανόνες (rules) ή σχέσεις. Σκοπός του µοντέλου είναι να προσοµοιώσει µε ακρίβεια τις ουσιαστικές πτυχές ενός χώρου της πραγµατικότητας. Tα λογισµικά µοντελοποίησης, µε βάση το είδος συλλογισµού και µοντελοποίησης που επιτρέπουν, ταξινοµούνται σε τρεις µεγάλες κατηγορίες: Λογισµικά Ποσοτικής (quantitative) µοντελοποίησης, Λογισµικά Ποιοτικής (qualitative) µοντελοποίησης, Λογισµικά Ηµιποσοτικής (semi quantitative) µοντελοποίησης. Ποσοτική (quantitative) µοντελοποίηση: Το ποσοτικό µοντέλο λειτουργεί πάνω σε µετρήσιµα µεγέθη και οι σχέσεις που δηµιουργούνται ανάµεσα στα µεγέθη εκφράζονται από αλγεβρικούς τύπους. Η πλειονότητα του λογισµικού µοντελοποίησης εντάσσεται σε αυτή την κατηγορία. Ποιοτική (qualitative) µοντελοποίηση: Τα ποιοτικά µοντέλα εκφράζουν τις γνώσεις εκείνες που δεν είναι δυνατό να εκφραστούν µε µετρήσιµο τρόπο. Τέτοιου τύπου γνώσεις (συνήθως µια επιλογή από ένα πεπερασµένο πλήθος δυνατοτήτων), των οποίων τα όρια εγκυρότητας δεν είναι αυστηρά αποσαφηνισµένα και δεδοµένα συνιστούν µεγάλο µέρος των αναλυτικών προγραµµάτων. Ηµιποσοτική (semi quantitative) µοντελοποίηση: Τα ηµιποσοτικά µοντέλα, αν και στηρίζονται πάνω σε µετρήσιµα µεγέθη, δεν εκφράζουν την τιµή αλλά το είδος της επιρροής ενός µέρους του συστήµατος σε κάποιο άλλο µέρος. Αφορούν, συνεπώς,

109 4.5 ƒ ª πø π π ª π π 109 µοντέλα που λειτουργούν µε ποιοτικό ουσιαστικά τρόπο. Οι χρήσεις του λογισµικού µοντελοποίησης οµαδοποιούνται σε δύο άξονες (Πίνακας 4.1): έκφραση (δραστηριότητες µοντελοποίησης µε δηµιουργία νέων µοντέλων) και διερεύνηση (δραστηριότητες διερεύνησης έτοιµων µοντέλων µέσω προσοµοίωσής τους). Ó Î 4.1 Γενικές κατηγορίες τύπων µοντελοποίησης και χρήσεών τους Τύπος Έκφραση ιερεύνηση ποσοτικός Συστήµατα µαθηµατικών µοντέλων µε βασικά εργαλεία τις µαθηµατικές εξισώσεις, όπως τα λογιστικά φύλλα. ιερεύνηση επιστηµονικών προσοµοιώσεων, εξισώσεων. ηµιποσοτικός ποιοτικός ηµιουργία ποιοτικών µοντέλων των σχέσεων µεταξύ παραγόντων (ανεξάρτητες και εξαρτηµένες µεταβλητές). Έµπειρα συστήµατα, σηµασιολογικά δίκτυα, εννοιολογικοί χάρτες, γεννήτορες ιστοριών, παιχνίδια περιπέτειας. Ποιοτικές προσοµοιώσεις αποτελεσµάτων και σχέσεων ανά- µεσα σε παράγοντες και µεταβλητές µε βάση την τάξη µεγέθους και τη σχέση ανάµεσα στις δυνατές τιµές. Προσοµοιώσεις λήψης απόφασης και συνεπειών, ροή λογικών σχέσεων. STELLA: ƒ π ª π ªπ À π ª π Το λογισµικό Stella ( inc.com) είναι ένα από τα πιο γνωστά λογισµικά ποσοτικής µοντελοποίησης. Στο Stella τα µοντέλα κατασκευάζονται µε χρήση τριών δοµικών στοιχείων: δοχεία, ροές και µετατροπείς. Κάθε δοχείο αναπαριστά µια ποσότητα, η οποία αποκτά νόηµα από το συγκεκριµένο µοντέλο το οποίο κατασκευάζουµε. Οι ροές χρησιµοποιούνται για την αναπαράσταση του τρόπου µεταβολής της περιεκτικότητας των δοχείων. Πρόκειται για κατευθυνόµενες δοµές µεταξύ

110 110 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª δύο δοχείων ή ενός δοχείου και του κενού. Στην πρώτη περίπτωση η ροή αναπαριστά τον τρόπο αλληλεπίδρασης µεταξύ δύο δοχείων, δηλαδή πώς ένα µέγεθος καταναλώνει κάποιο άλλο ώστε να αυξηθεί το ίδιο. Στη δεύτερη αναπαριστά τη µεταβολή κάποιας ποσότητας που σχετίζεται µε κάποιον παράγοντα, ο οποίος δε µας αφορά και δεν αποτελεί µέρος του µοντέλου µας. Είναι δηλαδή κάποιο όριο του µοντέλου µας. Το κενό αντιπροσωπεύει τον ουδέτερο εξωτερικό παράγοντα, ο οποίος δεν επηρεάζει το µοντέλο µας. Οι µετατροπείς, τέλος, χρησιµοποιούνται για να αναπαριστούν κάποιες ποσότητες, οι οποίες είναι σταθερές για το συγκεκριµένο κόσµο που αναπαριστά το µοντέλο µας κάθε φορά, όχι όµως και για όλους τους πιθανούς κόσµους που θα µπορούσε να αναπαριστά. Για παράδειγµα, όπως φαίνεται στο Σχήµα 4.3, θα µπορούσαµε να έχουµε ένα δοχείο το οποίο να αναπαριστά τον πληθυσµό των ελαφιών στην περίπτωση που κατασκευάζαµε το µοντέλο ενός οικοσυστήµατος. Μια ροή από το πουθενά στο δοχείο θα αναπαριστούσε το γεγονός ότι ο πληθυσµός των ελαφιών αυξάνεται από τις γεννήσεις. Ανάλογα µε το οικοσύστηµα που µελετάµε, θα ορίζου- µε την τιµή του µετατροπέα κάθε φορά. Αφού ολοκληρωθεί η κατασκευή του µοντέλου, δίνεται η δυνατότητα προσοµοίωσης της συµπεριφοράς του, ώστε να παρακολουθήσει κανείς τι θα συνέβαινε στο ιδεατό περιβάλλον που δηµιούργησε. Ì 4.3 Η διεπιφάνεια χρήσης του λογισµικού STELLA ÔÁÈÛÙÈÎfi º ÏÏÔ Î È ÌÔÓÙÂÏÔappleÔ ËÛË Τα λογιστικά φύλλα (spreadsheets) ή φύλλα εργασίας είναι εφαρµογές λογισµικού που έχουν ως αντικείµενο την οργάνωση, επεξεργασία και παρουσίαση αριθµητικών

111 4.5 ƒ ª πø π π ª π π 111 κατά κανόνα δεδοµένων, µε λίγα λόγια συνιστούν ένα σχετικά εύχρηστο τρόπο για υπολογιστική µοντελοποίηση πληροφοριών. Ένα υπολογιστικό µοντέλο περιέχει δεδο- µένα και κανόνες επεξεργασίας. Οι κανόνες προσδιορίζουν και ελέγχουν τον τρόπο µε τον οποίο το υπολογιστικό µοντέλο λειτουργεί. Ο χρήστης του λογιστικού φύλλου µπορεί να διατυπώσει υποθέσεις και να τις ελέγξει µε την εισαγωγή δεδοµένων ή τροποποιώντας τα ήδη υπάρχοντα. Τα λογιστικά φύλλα βρίσκουν σηµαντικές εφαρµογές, που αφορούν λογιστική διαχείριση στοιχείων και παρουσίαση µε µορφή πινάκων και γραφηµάτων των στοιχείων αυτών, αλλά µπορούν να χρησιµοποιηθούν µε ιδιαίτερα αποτελεσµατικό τρόπο στο εκπαιδευτικό σύστηµα, τόσο όσον αφορά τη µαθησιακή διαδικασία [Τζιµογιάννης κ.ά., 1995] όσο και τη διαχείριση του σχολείου. Τα σύγχρονα λογιστικά φύλλα έχουν ενσωµατωµένες πολλές συναρτήσεις που χειρίζονται διάφορες µορφές δεδοµένων. Ενώ στην αρχή δηµιουργήθηκαν για τη διεξαγωγή αριθµητικών υπολογισµών σε εκτεταµένο πλήθος αριθµητικών στοιχείων, πολύ γρήγορα ενσωµάτωσαν τεχνικές χειρισµού και στοιχείων άλλης φύσης: κείµενα, ηµεροµηνίες, ποσοστά, νοµισµατικά δεδοµένα κτλ. Οι ενσωµατωµένες συναρτήσεις αφορούν όλες τις βασικές µαθηµατικές και στατιστικές συναρτήσεις, συναρτήσεις που χειρίζονται το χρόνο, οικονοµικές συναρτήσεις, συναρτήσεις αναζήτησης στοιχείων (όπως σε µια Βάση εδοµένων), καθώς και λογικές συναρτήσεις. Ο χρήστης έχει επίσης τη δυνατότητα να δηµιουργήσει τους δικούς του τύπους υπολογισµού (τις δικές του δηλαδή συναρτήσεις). Το λογιστικό φύλλο έχει ως αρχή λειτουργίας την εστίαση στις πράξεις που γίνονται στα δεδοµένα και όχι στα ίδια τα δεδοµένα. Τα δεδοµένα µπορούν να αλλάξουν αν το θελήσει ο χρήστης. Οι πράξεις στα δεδοµένα ορίζονται από το χρήστη, που τότε δηµιουργεί τύπους ή χρησιµοποιεί τις ενσωµατωµένες συναρτήσεις. Τα λογιστικά φύλλα συνιστούν ένα ισχυρό εργαλείο για τη δηµιουργία ποσοτικών υπολογιστικών µοντέλων. Με τη βοήθεια των µοντέλων ο χρήστης δηµιουργεί σενάρια και στη συνέχεια τα προσοµοιώνει. Το λογιστικό φύλλο στην περίπτωση αυτή γίνεται ένα πολύτιµο εργαλείο στη λήψη αποφάσεων. Είναι, συνεπώς, πολύ χρήσι- µα για διερεύνηση, ανάλυση και συζήτηση πάνω σε δεδοµένα που έχουν διάφορες προεκτάσεις, τόσο µαθησιακές, όπως µαθηµατική µοντελοποίηση και αναπαράσταση, όσο και διδακτικές, όπως προσοµοιώσεις διαφόρων φαινοµένων. Ποια είναι τα βασικά στοιχεία που διακρίνουν την προσοµοίωση από τη µοντελοποίηση; ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 4.5

112 112 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙa 4.3 Αναπτύξτε σύντοµα το θέµα «ιστορία της µουσικής» για µια χρονική περίοδο της επιλογής σας. Γράψτε την εργασία σε επεξεργαστή κειµένου και ενσωµατώστε σχετικούς ήχους, µουσικά κοµµάτια, εικόνες και σκίτσα. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙa 4.4 Επιλέξτε ένα θέµα από τη φυσική του γυµνασίου και δηµιουργήστε µια προσοµοίωση χρησιµοποιώντας αριθµητικά δεδοµένα σε ένα λογιστικό φύλλο. Τα αποτελέσµατα να παρουσιαστούν µε εποπτικό τρόπο µε εργαλεία του λογιστικού φύλλου. 4.6 H ÂÎapple È Â ÙÈÎ ÚÔÌappleÔÙÈÎ Tο προγραµµατιζόµενο ροµπότ αποτελεί ένα σχετικά καινούριο αντικείµενο στο περιβάλλον του παιδιού. Tο ροµπότ ενσαρκώνει µια οντότητα προικισµένη µε αυτονοµία που είναι ικανή να εκπληρώσει συγκεκριµένες εκ των προτέρων αποστολές µέσα σε ένα µεταβαλλόµενο περιβάλλον. Tο ροµπότ µπορεί να χρησιµοποιηθεί στο σχολείο ως ένα αποτελεσµατικό εργαλείο για την ανάπτυξη γνωστικών δοµών στα παιδιά. Ωστόσο, δεν πρέπει να παραγνωρίσουµε την πλευρά του ως µέσου για την αφοµοίωση τεχνικών γνώσεων. Tο ροµπότ, µε τον ανθρωποµορφικό του χαρακτήρα, συνιστά ένα ισχυρό τεχνικό αντικείµενο, το οποίο, ως κάτοπτρο, θα επιτρέψει στα παιδιά να συνειδητοποιήσουν τον τρόπο µε τον οποίο λειτουργεί το άτοµο. Πρέπει, επίσης, να σηµειώσουµε την πτυχή του παιχνιδιού που εµπεριέχουν τα προγραµµατιζόµενα αυτόµατα, η οποία αποτελεί ένα σηµαντικό παράγοντα θετικού κινήτρου και παρώθησης, κυρίως στην πρωτοβάθµια εκπαίδευση. Eντούτοις, ο χειρισµός απλών ροµπότ σε σχολικό περιβάλλον, δραστηριότητα που προϋποθέτει την υποκατάσταση πράξεων που εκτελούνται µέσω ενός προγράµµατος από κινητικές πράξεις, είναι κατά κανόνα µια δραστηριότητα που σχετίζεται πολύ λίγο µε την πραγµατική ροµποτική, η οποία ενέχει σηµαντικές οικονοµικές και κοινωνικές συνέπειες. Μπορούµε να ταξινοµήσουµε τα ροµπότ σε τρεις κατηγορίες. Kαταρχήν τα αυτό- µατα, που είναι συστήµατα διαρθρωµένων µηχανικών συνθετικών. Στη συνέχεια, τα προγραµµατιζόµενα ροµπότ, η κίνηση των οποίων υπακούει σε ένα σύνολο κανόνων οι οποίοι καθορίζονται από το χρήστη. Όπως σηµειώνει ο G. Bossuet [1982], «αυτοί οι κανόνες µπορούν να είναι µηχανικοί (να θέσουµε βίδες πάνω σε έναν κυλιόµενο τάπητα, να φράξουµε τρύπες...) ή λογικοί (προγραµµατισµός µέσω µιας

113 4.6 H π À π ƒ ª π 113 γλώσσας)». Tέλος, οι «µετασχηµατιστές», των οποίων ο προγραµµατισµός µετατίθεται από τη λογική στη µηχανική. Έτσι, ανάλογα µε τον τύπο του ροµπότ, το παιδί το χειρίζεται σαν µια µαριονέτα και αποκρυσταλλώνει σε προφορικό λόγο τις πράξεις του (χειροκίνητη χρησιµοποίηση), το κατευθύνει από απόσταση µε τη βοήθεια ενός τιµονιού (volant) (αναλογικός χειρισµός) ή, αλλιώς, προγραµµατίζει τις κινήσεις του στο πληκτρολόγιο ενός υπολογιστή (λογικός χειρισµός µε τη χρήση µιας κωδικοποιηµένης γλώσσας). Tο ροµπότ είναι ένα χαρακτηριστικό αντικείµενο µεταξύ των τεχνικών οργάνων που συνθέτουν το καθηµερινό µας περιβάλλον. Kατ αυτό τον τρόπο, αποτελεί µια τέλεια πρόφαση για την εισαγωγή µιας πολυ επιστηµονικής (multidisciplinary) προσέγγισης στην εκπαιδευτική διαδικασία. Είναι δυνατό να δηµιουργήσουµε κλάσεις αντικειµένων οι οποίες θα µας βοηθήσουν να αντιµετωπίσουµε κλάσεις προβληµάτων και να διευκολύνουµε κλάσεις µάθησης. Tο ροµπότ µάς επιτρέπει να προσεγγίσου- µε ταυτόχρονα πολλές πτυχές: µηχανική και ηλεκτροµηχανική από τον κινητήρα, τη µετάδοση και τη µετατροπή των κινήσεων (το ροµπότ ως τεχνικό αντικείµενο), ηλεκτρονικό µοντάζ, µε την πραγµατοποίηση και την τοποθέτηση των συνθετικών του (το ροµπότ ως ηλεκτρονικό αντικείµενο), πληροφορική, µε τη µορφή του ως αυτό- µατου προγραµµατιζόµενου µε τη βοήθεια ενός λογισµικού (το ροµπότ ως πληροφορικό αντικείµενο). H δραστηριότητα κατασκευής και λειτουργίας ενός ροµπότ εµπεριέχει και µια σειρά από άλλες πτυχές που συνθέτουν τον εγκάρσιο χαρακτήρα της ροµποτικής: το τεχνικό σχέδιο για τη δηµιουργία των πλάνων του ροµπότ, τις καλές τέχνες για την αισθητική προσέγγιση της κατασκευής, την τεχνολογία για το σύνολο της δηµιουργίας κτλ. Kάτω από αυτό το πρίσµα, το ροµπότ ως περιφερειακό επιτρέπει τη διεύρυνση της αντίληψης που έχουν οι µαθητές για την πληροφορική, επιτρέποντάς τους να αναπτύξουν τη λογική τους προγραµµατίζοντας τις κινήσεις του, ενώ τους δίνει επίσης τη δυνατότητα για µια εµπειρική προσέγγιση σχεδόν ολοκληρωτικά αισθησιοκινητική προαπαιτούµενο για κάθε επιστηµονική κατάρτιση και ανανεώνει τη συστηµατική προσφυγή στο εργαστήριο. Eπιπλέον οι µαθητές θα έχουν τη δυνατότητα να σκεφτούν πάνω στο ρόλο της αυτοµατοποίησης µέσα στις αυριανές κοινωνίες ως τρόπου για την κατάργηση επικίνδυνων, επαναληπτικών και άχαρων για τον άνθρωπο εργασιών που τον αλλοτριώνουν και τον αποξενώνουν από το αντικείµενο της παραγωγής. Οι παιδαγωγικοί στόχοι της ροµποτικής µπορούν να διαιρεθούν σε δύο κατηγορίες: το χειρισµό και την κατασκευή. O χειρισµός ενός αυτοµάτου επιτρέπει την ανάλυση της κίνησης και του συγχρονισµού. Tα ροµπότ εισάγουν έτσι την έννοια της λογικής του χειρισµού για την εκπλήρωση ενός έργου ή την επίτευξη ενός στόχου.

114 114 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª O χειρισµός επιτρέπει επίσης την εξερεύνηση του χώρου µε τη διαµεσολάβηση του ροµπότ. Aπό την πλευρά του, το ροµπότ µετασχηµατιστής παρέχει στο παιδί µια άλλη όψη του περιβάλλοντός του: η φόρµα δεν είναι πλέον ένα οριστικό στοιχείο. Kατασκευάζοντας ένα ροµπότ, προσεγγίζουµε τα προβλήµατα της µετάδοσης και του µετασχηµατισµού των κινήσεων. Tο παιδί αναπαράγει έτσι ένα δοσµένο µηχανισµό ή ανακαλύπτει έναν άλλο, για να πραγµατοποιήσει µια δεδοµένη κίνηση. Mπορεί έτσι να εξερευνήσει τις δυνατότητες του προσεταιρισµού των συνθετικών στοιχείων, να συγκεντρώσει και να ανακαλύψει τους νόµους που τα διέπουν. Τα ροµπότ, όταν πρόκειται να χρησιµοποιηθούν για παιδαγωγικούς σκοπούς, επιτρέπουν: Eξερεύνηση του χώρου «από απόσταση», χωρίς παρέµβαση του σώµατος. Aκριβή και λογική γλώσσα εντολών, µέσω µιας κωδικοποίησης. Πρόβλεψη (anticipation) των πράξεων. Aλγοριθµική οικοδόµηση των διαδροµών. Kοινωνικοποίηση γύρω από ένα συλλογικό παρωθητικό αντικείµενο. Πιθανή διαισθητική συνειδητοποίηση σύνθετων φαινοµένων, όπως η σχέση ανά- µεσα στην ταχύτητα, το χρόνο και τη µετακίνηση. À ª LOGO LEGO Η ιδέα της πλοήγησης ροµπότ µέσω υπολογιστή για παιδαγωγικούς σκοπούς ενσαρκώθηκε µε τη «χελώνα» Logo ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του 60. Τα τελευταία χρόνια η ιδέα αυτή γνωρίζει µια άλλη εκδοχή, αυτή της δηµιουργίας και του χειρισµού κινητών κατασκευών µε χρήση Lego (τα γνωστά «τούβλα», µε τα οποία τα παιδιά κατασκευάζουν διάφορα παιχνίδια). Έχουν δηµιουργηθεί τα λεγόµενα συστή- µατα Logo Lego, που αποτελούνται από τέτοιες κατασκευές που περιέχουν έναν κινητήρα συνδεµένο µέσω µιας ειδικής διασύνδεσης µε έναν υπολογιστή. Οι κινήσεις των κατασκευών αυτών γίνονται είτε µε άµεσο τρόπο (από το χειριστήριο) είτε από µικρά προγράµµατα ή διαδικασίες που ο χρήστης έχει προηγούµενα δηµιουργήσει. Τα ροµπότ αυτά µπορεί να είναι εφοδιασµένα µε αισθητήρες και να αποστέλλουν κατάλληλα µηνύµατα στον υπολογιστή, ο οποίος και µπορεί στη συνέχεια να τα αναλύσει και να απαντήσει µε βάση κάποιο πρόγραµµα. Η δηµιουργία και ο χειρισµός τέτοιων κατασκευών επιτρέπει στα παιδιά όχι µόνο να κατανοήσουν τις αντίστοιχες τεχνολογίες, αλλά και να αντιληφθούν περίπλοκες έννοιες από τη γεωµετρία και τις φυσικές επιστήµες [Druin and Solomon, 1996].

115 4.7 O À π ø ª à æàã ø π : T ƒ π πã π π π π À O appleôïôáèûù ˆ ÌË Ó ÁˆÁ : T ÏÂÎÙÚÔÓÈÎ apple È Ó È Î È Ë ÂÎapple  ÛË Tα ηλεκτρονικά παιχνίδια (video games) εµφανίστηκαν σε ευρεία κλίµακα στις αρχές της δεκαετίας του 70, ενώ ήδη από τα µέσα της δεκαετίας του 50 παιχνίδια όπως το σκάκι παίζονται στον υπολογιστή. εν είναι µια απλή µόδα της εποχής µας και προκαλούν έντονο και υπερβολικό θαυµασµό τόσο στα παιδιά όσο και στους ενήλικους. εν είναι λίγοι αυτοί που είναι ενάντια στη χρήση τους, υπερτονίζοντας τις αρνητικές επιδράσεις τους. Tο πάθος που προκαλούν τα ηλεκτρονικά παιχνίδια ανησυχεί ορισµένους, που διαβλέπουν σε αυτά µια παθολογική µανία, ενώ δε χαίρουν ιδιαίτερης εκτίµησης στον κόσµο της εκπαίδευσης. Συνιστούν, ωστόσο, ένα σηµαντικό κοινωνικό φαινόµενο, γύρω από το οποίο µάλιστα έχει αναπτυχθεί µια ιδιαίτερα επικερδής βιοµηχανία. Τα ηλεκτρονικά παιχνίδια είναι λογισµικό στο οποίο έχουν καταγραφεί οι κανόνες κάποιου παιχνιδιού. Ο χρήστης, χρησιµοποιώντας το πληκτρολόγιο, το ποντίκι ή άλλη συσκευή (π.χ. χειριστήριο), επικοινωνεί µε τον υπολογιστή, που συγκρίνει τις ενέργειες και τις κινήσεις του χρήστη µε τους κανόνες του παιχνιδιού, τις επικυρώνει ή τις απορρίπτει και εµφανίζει τα αποτελέσµατα στην οθόνη. Το πρώτο ηλεκτρονικό παιχνίδι δηµιουργήθηκε το Ήταν ένα παιχνίδι τένις (όπου το γήπεδο ήταν µια οριζόντια γραµµή και η µπάλα ένας µικρός κύκλος). Tα ηλεκτρονικά παιχνίδια, λόγω της γοητείας που ασκούν, έχουν συµβάλει στη ραγδαία εισαγωγή των υπολογιστών στο οικογενειακό περιβάλλον. Είναι σηµαντικός παράγοντας στην εξάπλωση της πληροφορικής, ενώ µε τη βοήθειά τους µια τεχνολογική καινοτοµία έχει µετατραπεί σε καταναλωτικό ηλεκτρονικό προϊόν. Τα ηλεκτρονικά παιχνίδια εξοικειώνουν σε µεγάλο βαθµό τους νέους χρήστες και ιδιαίτερα τα παιδιά µε την κουλτούρα της πληροφορικής, ενώ ταυτόχρονα προσανατολίζουν τον υπολογιστή σε ένα συγκεκριµένο τύπο χρήσης. O υπολογιστής µετατρέπεται σε µηχανή ψυχαγωγίας ÍÈÓfiÌËÛË ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎÒÓ apple È ÓÈ ÈÒÓ Στις µέρες µας, τα ηλεκτρονικά παιχνίδια γίνονται όλο και περισσότερο σύνθετα, συνιστώντας έναν πραγµατικά δηµιουργικό τοµέα της πολιτιστικής βιοµηχανίας, µια νέα µορφή καλλιτεχνικής έκφρασης που συνδυάζει τη µουσική, το σχέδιο, τη γραφή, την πληροφορική. Μπορούµε να διακρίνουµε δύο µεγάλες κατηγορίες: αυτές που απαιτούν οπωσδήποτε µια µηχανή και αυτές για τις οποίες η µηχανή δεν είναι παρά τεχνικό υπόβαθρο, συνιστούν δηλαδή την πληροφορική έκφανση ήδη υπαρχόντων παιχνιδιών.

116 116 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª H πρώτη οµάδα συµπεριλαµβάνει, αφενός, τα παιχνίδια προσοµοίωσης και, αφετέρου, τα παιχνίδια δράσης (arcade), τα παιχνίδια περιπέτειας και τα κινούµενα σχέδια, ενώ στη δεύτερη κατηγορία συµπεριλαµβάνονται τα παιχνίδια που προϋπήρχαν των υπολογιστών, όπως τα παιχνίδια στρατηγικής, τα παιχνίδια ρόλων και τα εκπαιδευτικά παιχνίδια. Παιχνίδια προσοµοίωσης (simulation), η οποία µπορεί να είναι αθλητική, στρατιωτική, µέσο κατάρτισης ή σύνθετο σύστηµα (όπως το γνωστό Sim City). H προσο- µοίωση αποτελεί πλέον το βασικό συµβολικό δρόµο µέσα από τον οποίο ο σύγχρονος πολιτισµός σφετερίζεται την πραγµατικότητα [LeDiberdier, 1993]. H βασική αρχή σε ένα παιχνίδι προσοµοίωσης έγκειται στο χειρισµό από τον παίκτη των παρα- µέτρων ενός µη εµφανούς στην πλειοψηφία των περιπτώσεων µαθηµατικού µοντέλου. Τα παιχνίδια αυτά προέρχονται από αντίστοιχα προγράµµατα προσοµοίωσης των οποίων η χρήση είναι αρκετά διαδεδοµένη στα πλαίσια της στρατιωτικής εκπαίδευσης, όπως τα γνωστά προγράµµατα προσοµοίωσης πτήσης (Fligth Simulator). Τα προγράµµατα αυτά είναι καθαρά επαγγελµατικές εφαρµογές και επιτρέπουν την κατάρτιση των πιλότων, ενώ έχουν δηµιουργηθεί και πολλά άλλα προγράµµατα µε εφαρµογή σε άλλους χώρους κατάρτισης. Tα ηλεκτρονικά παιχνίδια δράσης (arcade) αντιπροσωπεύουν περισσότερο από τα τρία τέταρτα της αντίστοιχης αγοράς και είναι αυτά που συνήθως συναντά κανείς στις αίθουσες των ηλεκτρονικών παιχνιδιών. O παίκτης οφείλει να ταυτιστεί µε ένα φανταστικό πρόσωπο που προέρχεται συνήθως από το χώρο της επιστηµονικής φαντασίας, του αθλητισµού ή των πολεµικών ιστοριών. Kατά κανόνα τα παιχνίδια αυτά δεν αφήνουν µεγάλο περιθώριο δράσης στον παίκτη για να παίξει το ρόλο των προσωπικοτήτων του παιχνιδιού. H δράση έγκειται στην επίτευξη ενός τελικού στόχου, µε ενδιάµεσες προβληµατικές καταστάσεις που πρέπει να ξεπεραστούν. Συνηθισµένοι στόχοι είναι το ψάξιµο ενός θησαυρού, η καταστροφή ενός εχθρικού περιβάλλοντος, η νίκη ενάντια πλήθους εχθρών. Xωρίζονται σε πέντε υποκατηγορίες: 1. Tα παιχνίδια αντανακλαστικών, που στηρίζονται στην ταχύτητα δράσης και στη δεξιότητα του καλού και γρήγορου χειρισµού. 2. Tα παιχνίδια επιδεξιότητας και ταχύτητας. 3. Tα παιχνίδια πλατφόρµας (στα οποία ο ήρωας κινείται πάνω σε µια πλατφόρµα), που συνιστούν την εξέλιξη του εξανθρωπισµού των παιχνιδιών. Στις προηγούµενες µορφές παιχνιδιών η ταυτοποίηση του παίκτη µε τα απλά σύµβολα της οθόνης που παρίσταναν το σύµβολο του ήρωα ήταν δύσκολα πραγµατοποιήσι- µη. Tώρα ο ήρωας ενσαρκώνεται στην οθόνη µέσω ρεαλιστικών αναπαραστάσεων και οφείλει να αντιµετωπίσει διάφορους κινδύνους µέσα σε έναν εχθρικό κόσµο γεµάτο εµπόδια. Tα παιχνίδια αυτά, στην κυρίαρχη εκδοχή τους, αναπτύσσουν δεξιό-

117 4.7 O À π ø ª Ã æàã ø π : T ƒ π πã π π π π À 117 τητες που αφορούν µόνο τον αισθητηριοκινητικό τοµέα, γι αυτό και η εκπαιδευτική τους χρησιµότητα είναι αρκετά περιορισµένη. Ένα παιχνίδι περιπέτειας µπορεί να πάρει πολλές µορφές. O παίκτης σκέφτεται για την επίτευξη ενός στόχου που, πολύ συχνά, δεν είναι εκ των προτέρων γνωστός. Πρέπει να αντιµετωπίσει καταστάσεις όπου συνήθως δεν υπάρχει καθόλου δράση. Mέσω µιας διαδικασίας ερωτήσεων απαντήσεων, προχωρεί σταδιακά προς το στόχο. Στη σύγχρονη αγορά ηλεκτρονικών παιχνιδιών υπάρχουν τα λεγόµενα αλληλεπιδραστικά παιχνίδια περιπέτειας, στα οποία ο παίκτης είναι ταυτόχρονα και δηµιουργός του παιχνιδιού. Aπό την άποψη αυτή, στα πλαίσια ενός προκαθορισµένου από τον κατασκευαστή περιβάλλοντος, ο παίκτης ορίζει τους κανόνες του παιχνιδιού και σκιαγραφεί τις προσωπικότητές του. ιαθέτοντας, επιπλέον, µια σειρά από εργαλεία και πίστες, οφείλει να περιγράψει µια σύνθετη διαδροµή γεµάτη από παγίδες και εµπόδια. Στη συνέχεια πρέπει να τοποθετήσει σε διάφορα σηµεία θησαυρούς, τους οποίους άλλοι παίκτες οφείλουν να αναζητήσουν. Στα πλαίσια νέων λογισµικών συστη- µάτων, όπως αυτά των υπερκειµένων (hypertexts), µπορούν να δηµιουργηθούν εύκολα τέτοια παιχνίδια περιπέτειας. Tα παιχνίδια στρατηγικής, πρόωρη δηµιουργία στα πλαίσια του λογισµικού της δεκαετίας του 60, είναι από τα πρώτα ηλεκτρονικά παιχνίδια που εµφανίστηκαν και ενσαρκώνουν το παλιό όνειρο της τεχνητής νοηµοσύνης, ενός ηλεκτρονικού παίκτη, στο σκάκι για παράδειγµα, καλύτερου από τον άνθρωπο. Σχεδόν το σύνολο των παιχνιδιών στρατηγικής έχει προσαρµοστεί πλέον από την πληροφορική, µε τρόπο ώστε πολλές φορές το ηλεκτρονικό αντίγραφο να ξεπερνά κατά πολύ το αρχέγονο πρότυπό του. Έτσι, σκάκι, τάβλι, παιχνίδια µε τράπουλα για να µην παραθέσουµε παρά τα πιο συµβατικά έχουν µια ή και περισσότερες εκδοχές σε πληροφορικό υπόβαθρο, οι οποίες, όπως είπαµε, υπερκερούν την αρχική ιδέα του παιχνιδιού αλλάζοντας τη φύση τους ή προσφέροντας επιλογές και πληροφορίες για την εξέλιξή του που δεν ήταν δυνατές πριν από την πληροφορική εποχή. Tα παιχνίδια ρόλων διακρίνονται από τα άλλα παιχνίδια στρατηγικής στο βαθµό που οι προσωπικότητες του παιχνιδιού δεν επιβάλλονται πλέον από τον εµπνευστή του παιχνιδιού αλλά ορίζονται από τους παίκτες. Στην πλειονότητά τους, τα παιχνίδια ρόλων είναι παιχνίδια περιπέτειας στα οποία κάθε παίκτης ταυτίζεται µε έναν ήρωα και η εξέλιξη του παιχνιδιού συνίσταται από την αλληλεπίδραση των διαφόρων ηρώων σύµφωνα µε προκαθορισµένους κανόνες.

118 118 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª H æàã π ø ƒ π ø πã π πø Στην πλειονότητα των ηλεκτρονικών παιχνιδιών (κατά κανόνα στα παιχνίδια δράσης) µπορούµε να διακρίνουµε τρία συστατικά: Χώρος οθόνη: συνιστά το ορατό σύµπαν του παιχνιδιού. Eίναι µια επίπεδη αναπαράσταση ενός πεδίου δράσης, ένα παράθυρο που παρουσιάζει µια µερική αλλά σε εξέλιξη όψη του κόσµου, που οφείλει να εξερευνηθεί. H οθόνη ανοίγει ένα παράθυρο στον κόσµο της προσοµοίωσης. O παίκτης ταυτίζεται µε µια φιγούρα ή µια προσωπικότητα, κατά κανόνα ορατή, και προβάλλεται στο κενό, όπου και διακυβεύει ανά πάσα στιγµή την ύπαρξή του. Επιταχυνόµενος χρόνος: συνιστά τη βασικότερη δυσκολία στα περισσότερα παιχνίδια. H µόνη αποτελεσµατική γλώσσα είναι αυτή των πράξεων και των άµεσων αντιδράσεων. Tο λάθος είναι µοιραίο, γι αυτό και η ταχύτητα και ο κίνδυνος κινητοποιούν την προσοχή και υποχρεώνουν την εµβύθιση στο χώρο του παιχνιδιού. Περιορισµένη διάρκεια ζωής: που είναι ανανεώσιµη κάποιες φορές. Ο περιορισµός αυτός θέτει σε αµφισβήτηση την προοπτική της επαφής µε το άπειρο, το παιχνίδι που δε θα σταµατούσε ποτέ. Η παρτίδα τελειώνει πάντα µε τον ίδιο τρόπο: ένας συµβολικός θάνατος και όλα ξαναρχίζουν από την αρχή. Ωστόσο, όταν ο παίκτης έχει πια εξοικειωθεί µε το παιχνίδι, το µοναδικό πλέον ενδιαφέρον είναι το κυνηγητό των υψηλών επιδόσεων, µια κούρσα κατά µια έννοια ενάντια στο χρόνο. Όταν ένας παίκτης παίζει ένα ηλεκτρονικό παιχνίδι, µπαίνει σε έναν ιδιαίτερο κόσµο, εµπνευσµένο από τους προγραµµατιστές του παιχνιδιού. H ταύτιση µε την προσωπικότητα της οθόνης έχει µια ιδιαίτερη πτυχή. εν αρκεί πλέον η ταύτιση µε τον ήρωα, είµαστε υποχρεωµένοι να δράσουµε στη θέση του. Σε αυτό το γεγονός, άλλωστε, έγκειται και η διαφορά των ηλεκτρονικών παιχνιδιών µε δραστηριότητες όπως η θέαση ενός φιλµ. H χρησιµοποίηση ενός ηλεκτρονικού παιχνιδιού συνιστά ένα σύνολο φυσικών και νοητικών δραστηριοτήτων πολύ πιο ετερόκλιτο. Πολλά ηλεκτρονικά παιχνίδια µπορούν να κάνουν τους παίκτες να ξεχάσουν τον περιβάλλοντα κόσµο, γεγονός που εντυπωσιάζει τον εξωτερικό παρατηρητή H Ú ÛË ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÓÈÎÒÓ apple È ÓÈ ÈÒÓ ÛÙËÓ ÂÎapple  ÛË Τα ηλεκτρονικά παιχνίδια έχουν από καιρό ενταχθεί στις σύγχρονες κοινωνίες, αναπόσπαστο κοµµάτι της εποχής της πληροφορίας και της επικοινωνίας, και αποτελούν µια µορφή έκφρασης αρκετά πλούσια, γι αυτό ίσως και ανταγωνιστική προς άλλες µορφές ηλεκτρονικής έκφρασης, όπως η τηλεόραση. Mάλιστα, από πολλούς διατυ-

119 4.7 O À π ø ª Ã æàã ø π : T ƒ π πã π π π π À 119 πώνεται η άποψη ότι τα ηλεκτρονικά παιχνίδια αποτελούν µια νέα µορφή οπτικοακουστικών µέσων τα οποία επιβάλλουν νέους τρόπους ανάπτυξης των βιοµηχανιών του φαντασιακού. Ιδιαίτερος προβληµατισµός αναπτύσσεται από ορισµένους ειδικούς (κυρίως κοινωνιολόγους ή ψυχολόγους) σχετικά µε τις αρνητικές επιπτώσεις από τη χρήση των ηλεκτρονικών παιχνιδιών. Oι επικριτές των παιχνιδιών εστιάζουν την κριτική τους στο γεγονός ότι τα ηλεκτρονικά παιχνίδια ενισχύουν τη µοναξιά, βοηθούν να αναπτυχθούν φαινόµενα εγκλεισµού, τα οποία εξελίσσονται προς µια µορφή εξάρτησης και εθισµού. Κάποιοι άλλοι τονίζουν ότι τα φαινόµενα αυτά δεν είναι πραγµατικά, και τα ηλεκτρονικά παιχνίδια αποτελούν ένα ισχυρό µέσο διαλόγου. Eνός άλλου είδους κριτική πάνω στα ηλεκτρονικά παιχνίδια αφορά τα ιδεολογικά χαρακτηριστικά, που τα διαπερνούν εκ των πραγµάτων, όσο κι αν οι δηµιουργοί τους προσπαθούν να τα συνοδέψουν µε περίπλοκα και αληθοφανή σενάρια. Παρατηρήσεις που σχετίζονται µε σεξιστικές απόψεις, ρατσιστικά χαρακτηριστικά ή ακόµα και µε ιδεολογικά στοιχεία, που αποκρύπτουν τη φύση τους και εµφανίζονται ως αντανάκλαση της πραγµατικότητας, συνοδεύουν αυτές τις κριτικές. Τα ηλεκτρονικά παιχνίδια αποτελούν πλέον αναπόσπαστο κοµµάτι του πολιτισµικού µας περιβάλλοντος και η επιρροή τους στο φαντασιακό των παιδιών (και όχι µόνο) είναι ιδιαίτερα σηµαντική. Mπορούµε να κάνουµε την υπόθεση ότι τα ηλεκτρονικά παιχνίδια ευνοούν την πρόσκτηση µιας κουλτούρας στην πληροφορική. Kαταρχήν παροτρύνουν τη µάθηση του χειρισµού του πληροφορικού συστήµατος ως τεχνικού µέσου µε πολλά συνθετικά (οθόνη, πληκτρολόγιο, ποντίκι, χειριστήριο, CDs). Στη συνέχεια προτρέπουν σε µια ορισµένη µορφή σκέψης, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για στρατηγικά παιχνίδια ή παιχνίδια περιπέτειας. Tέλος, απαιτούν τη χρησιµοποίηση τυπικών διαδικασιών των εφαρµογών της πληροφορικής, όπως τα δέντρα (trees) κτλ. Aντίθετα, µετά την απόκτηση ενός ορισµένου επιπέδου δεξιότητας όλα γίνονται πλέον απλό µηχανιστικό ζήτηµα, χωρίς κανένα ενδιαφέρον. Eπιπλέον, αυτός ο τύπος χρήσης δεν προτρέπει στη διερεύνηση του τι συµβαίνει στο εσωτερικό του ίδιου του προγράµµατος και συνεπώς δεν ευνοεί την εκµάθηση του προγραµµατισµού. Η πληροφορική και γενικότερα οι νέες τεχνολογίες δε δοµούν απλώς τις πρακτικές και τις χρήσεις, αλλά συµβάλλουν επίσης, και πάνω απ όλα, στην αποκρυστάλλωση των νέων κοινωνικών αναπαραστάσεων. Kάτω από αυτό το πρίσµα, όπως έδειξε η S. Turkle [1995] πολλοί χρήστες των τεχνολογιών της πληροφορικής ιδιοποιούνται τις εικόνες του υπολογιστή και του προγράµµατος για να σκεφτούν πάνω στον ίδιό τους τον εαυτό. O υπολογιστής µε τα προγράµµατά του κυρίως αυτά που έχουν ψυχαγωγικό στόχο γίνεται ένα γνωστικό φίλτρο, µετατρέπεται σε διανοητικό όργανο και ταυτόχρονα µοντέλο για την κατανόηση της πραγµατικότητας, της ζωής, των

120 120 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª σχέσεων µέσα στην ανθρωπότητα. Γι αυτό ίσως το λόγο και οι συζητήσεις γύρω από τη χρήση των ηλεκτρονικών παιχνιδιών, κυρίως όσον αφορά το περιεχόµενό τους, πρέπει να ξεπεράσει τα στενά όρια των ειδικών. Eύλογα, λοιπόν, διατυπώνονται απόψεις που κάνουν διάγνωση συµπτωµάτων σηµαντικών ανθρωπολογικών αλλαγών µε απρόβλεπτες πολιτισµικές συνέπειες. Η S. Turkle [1995] δεν αποδέχεται τις απόψεις που υποστηρίζουν µια εξάρτηση των παιδιών από τα ηλεκτρονικά παιχνίδια, αλλά υποστηρίζει ότι τα ηλεκτρονικά παιχνίδια ενσαρκώνουν αµοιβαίες αλληλεπιδράσεις, έναν κόσµο µέσα στον οποίο µπορούµε να εισχωρήσουµε. Συνιστούν, µε λίγα λόγια, ηλεκτρονικούς αλληλεπιδραστικούς «µικρόκοσµους». Σε ένα βαθµό, ορισµένα ηλεκτρονικά παιχνίδια επιτρέπουν την εξάσκηση της κοινωνικοποίησης στα πλαίσια της οµάδας των παικτών. εν είναι, ωστόσο, γνωστή η αποτελεσµατικότητα της οµαδικής αυτής δουλειάς ούτε ο ρόλος τού κάθε παιδιού στα πλαίσια της οµάδας. H καλή γνώση του παιχνιδιού επιτρέπει να σκεφτούµε και να γενικεύσουµε τις στρατηγικές του σε άλλα παιχνίδια και, κατά συνέπεια, να µάθουµε πάνω στη µάθηση. Tα εκπαιδευτικά παιχνίδια αποτελούν ένα χώρο που βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη στα πλαίσια της ανάπτυξης ηλεκτρονικών παιχνιδιών. Xωρίς αυτό να σηµαίνει ότι όλες οι κατηγορίες που έχουν περιγραφεί στις προηγούµενες παραγράφους στερούνται εκπαιδευτικών ιδιοτήτων, η ένταξή τους σε ειδική κατηγορία είναι απαραίτητη για πολλούς λόγους. Συνιστούν κατά κανόνα εκπαιδευτικό λογισµικό που εκµεταλλεύεται την πτυχή παιχνίδι του υπολογιστή ή, γενικότερα, τη θετική στάση των παιδιών απέναντι στο παιχνίδι, ώστε να περάσουν ευκολότερα εκπαιδευτικοί στόχοι. O παίκτης, στα πλαίσια αυτά, είναι ο µαθητής, που εξοικειώνεται µε τους αριθµούς, τα γράµµατα, τα γεωµετρικά σχήµατα. O G. Bossuet [1982] προτείνει έξι εκπαιδευτικούς στόχους που µπορούν να χρησι- µοποιηθούν κατά την επιλογή ενός ηλεκτρονικού παιχνιδιού: Aνάπτυξη των αντανακλαστικών που εγκαλούν, για παράδειγµα, την ασύµµετρη διάταξη του σώµατος σε δεξιόχειρες και αριστερόχειρες. Tοποθέτηση του µαθητή µέσα σε ένα ευνοϊκό για την παρουσίαση ενός µαθήµατος πλαίσιο. Aποκρυστάλλωση σε προφορικό λόγο των εντολών για τον έλεγχο µιας κατάστασης. Aνάδειξη του ρόλου των παραµέτρων µέσα σε ένα φυσικό φαινόµενο. Έρευνα µιας στρατηγικής. ιήγηση µιας µη γραµµικής ιστορίας.

121 4.7 O À π ø ª Ã æàã ø π : T ƒ π πã π π π π À 121 Mε δεδοµένο πως τα ηλεκτρονικά παιχνίδια αποτελούν πλέον έναν τρόπο διασκέδασης πλήρως ενταγµένο στις καθηµερινές συνήθειες των παιδιών, είναι αναγκαίο να θεωρηθούν και κάτω από το πρίσµα µιας ενδεχόµενης και µέσα από θεσµικά πλαίσια εκπαιδευτικής χρήσης. Eξάλλου, η µάθηση µέσω παιχνιδιού είναι µια πολύ παλιά και επιτυχηµένη ιδέα στο χώρο της εκπαίδευσης. Eντούτοις, ενώ όλα τα άλλα σύγχρονα ηλεκτρονικά µέσα έχουν βρει µια θέση στην εκπαιδευτική διαδικασία, ή τουλάχιστον αναπτύσσεται ένας πολύµορφος προβληµατισµός αναφορικά µε τις ενδεχόµενες παιδαγωγικές χρήσεις τους, δε συµβαίνει το ίδιο και µε τα ηλεκτρονικά παιχνίδια, εκτός ίσως αυτά που έχουν, µε ευδιάκριτο τρόπο, την ένδειξη εκπαιδευτικά. Σε µια σειρά ζητηµάτων που ερευνήθηκαν παραπάνω διαφάνηκε ότι πολλές από τις κατηγορίες των ηλεκτρονικών παιχνιδιών µπορούν να προσφέρουν πολλά στην εκπαιδευτική διαδικασία. H παιδαγωγική εµβέλεια κάποιων παιχνιδιών ξεπερνά κατά πολύ την ένταξή τους στη µια ή στην άλλη οµάδα και σχετίζεται κυρίως µε τη συµβολή τους όχι πια σε έναν τοµέα της εκπαιδευτικής διαδικασίας, αλλά στη µάθηση γενικότερα. Έτσι, πέρα από αισθησιοκινητικές και αντανακλαστικές δεξιότητες, που, όπως είδαµε, αναπτύσσονται στα πλαίσια αυτά, µπορούν να ευνοηθούν και αρκετές άλλες δεξιότητες, που αφορούν την ανάλυση σύνθεση µέσα σε ένα πολύπλοκο σύστηµα, το χειρισµό (έστω και µε έµµεσο τρόπο) πολλών ταυτόχρονα µεταβλητών, την ανάπτυξη περίτεχνων στρατηγικών, την αποκρυστάλλωση του λόγου σε διήγηση κτλ. Eντούτοις, πέρα από τις εκπαιδευτικές εφαρµογές ενός ηλεκτρονικού παιχνιδιού, προέχει επιπλέον να εξεταστούν οι προεκτάσεις που αφορούν τις ευρύτερες χρήσεις του. Προτείνετε κριτήρια επιλογής ηλεκτρονικού παιχνιδιού. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙa 4.5 Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙa 4.6 Επιλέξτε ένα παιχνίδι στο οποίο έχετε πρόσβαση, παίξτε και γράψτε µια σύντοµη έκθεση για την κατηγορία στην οποία ανήκει και τις πιθανές εκπαιδευτικές χρήσεις του. ª ø ƒ π ø πã π πø Στο µέλλον τα παιχνίδια εικονικής πραγµατικότητας προβλέπεται να γνωρίσουν σηµαντική εξάπλωση. Βασικός παράγοντας που θα επηρεάσει την εξάπλωσή τους φαίνεται να είναι η πτώση των τιµών των περιφερειακών συσκευών. Επίσης, µεγά-

122 122 KEºA AIO 4: π T Ã π ƒ º ƒπ ø À ª Àªµ π ºƒ π Oπ ª λη ανάπτυξη θα γνωρίσουν (όπως και γνωρίζουν ήδη) τα παιχνίδια δικτύου. Τα παιχνίδια δικτύου αποτελούν µια ευρύτερη κατηγορία ηλεκτρονικών παιχνιδιών, η οποία τελευταία γνωρίζει αλµατώδη ανάπτυξη λόγω και της ραγδαίας εξέλιξης του ιαδικτύου (Internet). Τα παιχνίδια δικτύου απαιτούν περισσότερους από έναν παίκτη και παίζονται µέσω κάποιου δικτύου υπολογιστών: µε απευθείας σύνδεση δύο υπολογιστών µέσω τηλεφώνου, σε ένα τοπικό δίκτυο, σε ένα δίκτυο ευρείας περιοχής, το οποίο συνδέει υπολογιστές από οποιοδήποτε µέρος του κόσµου. Στα παιχνίδια δικτύου, όπως τα MUDs, ο χρήστης υποδύεται κάποιο ρόλο, τον οποίο επιλέγει στην αρχή, και σταδιακά εξελίσσεται ζώντας τη δική του ιστορία. Ο χρήστης µπορεί να προσποιηθεί κάποιον που µοιάζει στον πραγµατικό του εαυτό ή κάτι το εντελώς διαφορετικό. Καθορίζει τόσο τα εξωτερικά χαρακτηριστικά του ήρωα όσο και τη γενικότερη συµπεριφορά του απέναντι σε κάθε είδους καταστάσεις. Τα πιο γνωστά παιχνίδια δικτύου είναι τα MUDs (Multi User Dungeons ή Multi User Dimensions). Είναι η σηµαντικότερη κατηγορία παιχνιδιών σε δίκτυο, αφού συµµετέχουν παίκτες από ολόκληρο τον κόσµο. Τα πρώτα MUDs εµφανίστηκαν τη δεκαετία του 70 και ανήκαν στη σειρά Dungeons & Dragons, που διαδραµατιζόταν στην εποχή του µεσαίωνα, και είχαν πρωταγωνιστές ιππότες, µάγους και µυθικούς δράκους. Σήµερα υπολογίζεται ότι υπάρχουν χιλιάδες παραλλαγές τέτοιων παιχνιδιών, το καθένα µε εκατοντάδες ή χιλιάδες παίκτες. Στην εποχή των πολυµέσων και των εικονικών πραγµατικοτήτων, τα σύνορα ανά- µεσα στα ηλεκτρονικά παιχνίδια και τα υπόλοιπα προγράµµατα πληροφορικής µε διαφορετικούς στόχους δεν είναι πλέον ούτε προφανή ούτε ευδιάκριτα. Tο νέο λογισµικό και οι νέες µορφές διεπιφάνειας επιτρέπουν µορφές παρουσίασης πολύ περισσότερο φιλικές προς το χρήστη, όπου η πτυχή παιχνίδι είναι εµφανής, και µπορούν, συνεπώς, να παρωθήσουν θετικά και αποφασιστικά τη σχέση του µαθητή µε τη µηχανή. Στα νέα παιχνίδια προσοµοίωσης ο παίκτης δεν είναι πλέον µπροστά, αλλά «µέσα» στην οθόνη, αναδυµένος µε φυσικό τρόπο στο περιβάλλον ενός εικονικού κόσµου. O παίκτης µπορεί να αισθανθεί συγκινήσεις που µέχρι τώρα αισθάνονταν αποκλειστικά οι πιλότοι των πολεµικών αεροπλάνων.

123 YNOæH 123 ÓÔ Ë Θεωρώντας τη σχέση ανάµεσα στη µάθηση µε τη βοήθεια των τεχνολογιών της πληροφορικής και στη σχολική µάθηση, δεν πρέπει να αγνοήσουµε ότι µια τέτοια προσέγγιση ενέχει πολλές δυνατότητες αλλά λίγες σχετικά βεβαιότητες. Η χρήση εφαρ- µογών υπολογιστών που δεν έχουν δηµιουργηθεί για καθαρά εκπαιδευτικό σκοπό (όπως η πλειονότητα των εφαρµογών που µελετήσαµε σε αυτό το κεφάλαιο) φαίνεται εντούτοις να συνιστά ένα ιδιαίτερα χρήσιµο µέσο στην έκφραση των ιδεών, στην απόκτηση γνώσεων και στην οικοδόµηση εννοιών από τους µαθητές. Στο πλαίσιο αυτό, το λογισµικό γενικής χρήσης, όπως επεξεργαστές κειµένου, λογιστικά φύλλα, βάσεις δεδοµένων, λογισµικό επεξεργασίας εικόνας κτλ., µπορεί να αποτελέσει γνωστικό µέσο και εργαλείο συµβολικής έκφρασης, και µε την κατάλληλη διαµεσολάβηση του εκπαιδευτικού να ευνοήσει ποικίλες µαθησιακές δραστηριότητες σε όλο το εύρος του αναλυτικού προγράµµατος.

124 µè ÏÈÔÁÚ Ê 1. BARON G. L., BRUILLARD E., L informatique et ses usagers dans l éducation, PUF, Paris, BOSSUET G., L ordinateur à l école le système LOGO, PUF, Paris, BRUILLARD E., Les machines à enseigner, Hermes, DIEUZEIDE H., Les nouvelles technologies, Outils d enseignement, Nathan, Paris, DRUIN A., SOLOMON C., Designing Multimedia for Learning, Wiley, New York, GEISER P. G. & FUTRELL M. K., Teachers, Computers and Curriculum, Microcomputers in the Classroom, Simon & Schuster, Touchstone, LE DIBERDER A. et F., Qui a peur des jeux vidéo?, La Découverte, Paris, LÉVY P., Les technologies de l intelligence, L avenir de la pensée à l ère informatique, Éditions La Découverte, Paris, LINARD M., Des machines et des hommes, apprendre avec les nouvelles technologies, Éditions Universitaires, Paris, McFARLANE A. (edited by), Information Technology and Authentic Learning, Realising the Potential of Computers in the Primary Classroom, Routledge, London, MELLAR H., BLISS J., BOOHAN, R., OGBORN, J., TOMPSETT, (Eds), Learning with Artificial Worlds: Computer Based Modelling in the Curriculum, The Falmer Press, London, RETSCHITZKI J. et GURTNER J. L., L enfant et l ordinateur, MARDAGA, Liège, TURKLE S., Identity in the age of the internet, Simon & Schuster, Touchstone, UNDERWOOD J., Computer Based Learning, David Fulton Publishers, London, ΠΟΛΙΤΗΣ Π., Υπερκείµενα, Υπερµέσα, Πολυµέσα, Εκδόσεις Τεχνολογιών της Πληροφορικής, Aθήνα, ΡΑΠΤΗΣ N., Εκπαιδευτικές χρήσεις της Πληροφορικής, δακτυλογραφηµένο, Aθήνα, 1993.

125 BIB IO PAºIA ΡΑΠΤΗΣ Α., ΡΑΠΤΗ Α., Πληροφορική και Εκπαίδευση, Εκδόσεις Α. Ράπτη, ΤΖΙΜΟΓΙΑΝΝΗΣ Α., ΜΙΚΡΟΠΟΥΛΟΣ Α, ΚΟΥΛΑΪ ΗΣ Β., «Ο υπολογιστής στη διδασκαλία της Φυσικής: µια άµεση εφαρµογή µε χρήση φύλλων εργασίας», Σύγχρονη Εκπαίδευση, τεύχος 85, 1995, σελ

126

127 EÎapple È Â ÙÈÎfi ÔÁÈÛÌÈÎfi ÎÔapplefi Σκοπός του παρόντος κεφαλαίου είναι η σύντοµη εισαγωγή σε θέµατα εκπαιδευτικού λογισµικού. Για το λόγο αυτό αναπτύσσονται ζητήµατα σχεδιασµού πληροφορικών περιβαλλόντων µάθησης και γίνεται η παρουσίαση των πλέον συνηθισµένων από αυτά, των εφαρµογών πολυµέσων και υπερµέσων. 5 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Με τη µελέτη του κεφαλαίου, θα µπορείτε να: περιγράψετε τις δύο µεγάλες κατηγορίες πληροφορικών περιβαλλόντων µάθησης, αναγνωρίσετε το είδος συγκεκριµένων εφαρµογών, αναφέρετε τους διαφορετικούς ορισµούς περιβαλλόντων υπερµέσων, διακρίνετε το είδος µιας εφαρµογής υπερµέσων (εγκυκλοπαιδική, εκπαιδευτική), διακρίνετε αν µια εκπαιδευτική εφαρµογή πληροί τις παιδαγωγικές προδιαγραφές, αναγνωρίσετε µια εκπαιδευτική εφαρµογή ως προς τη διδακτική της σχεδίαση, αναλύσετε µια εφαρµογή ως προς τη λειτουργικότητά της, αναλύσετε µια εφαρµογή ως προς τον τρόπο επικοινωνίας µε το χρήστη (user interface), προτείνετε σχεδίαση εκπαιδευτικής εφαρµογής σε συγκεκριµένο γνωστικό αντικείµενο και θέµα, προτείνετε σχεδίαση εγκυκλοπαιδικής εφαρµογής σε συγκεκριµένο γνωστικό αντικείµενο και θέµα, αναφέρετε τους παράγοντες αξιολόγησης εκπαιδευτικού λογισµικού υπερµέσων, αξιολογήσετε ως προς τη διδακτική σχεδίαση το περιεχόµενο και την υποστήριξη µιας εκπαιδευτικής εφαρµογής υπερµέσων. ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È οικοδοµισµός πληροφορικά περιβάλλοντα µάθησης υπερµέσα πολυµέσα διαλογικά πολυµέσα διεπιφάνεια επικοινωνίας µε το χρή-

128 128 KEºA AIO 5: E π À π π ªπ στη (user interface) αλληλεπίδραση πλοήγηση νοητικές δεξιότητες ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Στην εισαγωγή του κεφαλαίου περιγράφονται δύο µεγάλες κατηγορίες ανοικτών εκπαιδευτικών περιβαλλόντων που βασίζονται στην πληροφορική τεχνολογία. Τα θέµατα ανάπτυξης πληροφορικών περιβαλλόντων µάθησης αφορούν τα πλέον συχνά συναντώµενα εκπαιδευτικά περιβάλλοντα, αυτά των υπερµέσων. Μετά την παρουσίαση των απαραίτητων ορισµών για τα πολυµέσα και υπερµέσα αναπτύσσονται θέµατα σχεδίασης, που αφορούν τόσο το διδακτικό τους αποτέλεσµα όσο και θέµατα λειτουργικότητας, φιλικότητας προς το χρήστη, επικοινωνίας συστήµατος χρήστη, αισθητικής. Τέλος, παρουσιάζονται θέµατα αξιολόγησης περιβαλλόντων υπερµέσων. Για την καλύτερη κατανόηση του κεφαλαίου, την εκπλήρωση των προσδοκώµενων αποτελεσµάτων, την υλοποίηση των δραστηριοτήτων και την επίλυση των ασκήσεων αυτοαξιολόγησης, θεωρείται καλό ο σπουδαστής να έχει πρόσβαση σε ορισµένες εφαρµογές πολυµέσων/υπερµέσων. Χωρίς να προϋποτίθεται απαραίτητα, είναι θετική η γνώση και εµπειρία χρήσης προσωπικού υπολογιστή µε λειτουργικό περιβάλλον γραφικών (Macintosh, Windows). Είναι, επίσης, εποικοδοµητική η µελέτη του κεφαλαίου µε την παράλληλη χρήση εφαρ- µογών πολυµέσων/υπερµέσων.

129 5.1 Z ª Ã π ª À ƒ º ƒπ ø ƒπµ ø ª ZËÙ Ì Ù Û Â È ÛÌÔ appleïëúôêôúèîòó appleâúè ÏÏÔÓÙˆÓ Ì ıëûë Η σύγχρονη πληροφορική τεχνολογία έχει τη δυνατότητα και οφείλει να υποστηρίζει τη µαθησιακή διαδικασία. Σ αυτό συνεισφέρει ιδιαίτερα η παροχή περιβαλλόντων και εργαλείων που ολοκληρώνουν τις προτάσεις του οικοδοµισµού στη µαθησιακή διαδικασία. Τα σύγχρονα ανοικτά µαθησιακά περιβάλλοντα (open learning environments) είναι συστήµατα υποστηριζόµενα από την τεχνολογία. Τα παραδοσιακά µαθησιακά περιβάλλοντα που βασίζονται σε υπολογιστή περιλαµβάνουν προγράµµατα που επιτρέπουν στο µαθητή να εισάγει πληροφορίες, αλλά οι απαντήσεις είναι προδιαγεγραµ- µένες και προκαθορισµένες από το σύστηµα. Τέτοιου είδους περιβάλλοντα περιλαµβάνουν εκπαιδευτικό υλικό (tutorials), ασκήσεις (drills), προσοµοιώσεις (simulations), παιχνίδια και πακέτα εφαρµογών γενικής χρήσης. Στα ανοικτά συστήµατα, οι σκοποί, οι δραστηριότητες και οι επιλογές καθορίζονται από πηγές τόσο εσωτερικές όσο και εξωτερικές του συστήµατος. Τα ανοικτά συστήµατα εκκινούνται από το µαθητή (learner initiated), καθοδηγούνται από τις απαιτήσεις του χρήστη (need driven), βασίζονται σε αρχές και νοητικές διεργασίες (conceptually and intellectually engaging). Τα µαθησιακά περιβάλλοντα που βασίζονται στην τεχνολογία οφείλουν να εκπληρώνουν τις απαιτήσεις του χρήστη για οικοδόµηση πληροφοριών και γνώσης. Με τον καθορισµό κάποιας απαίτησης, ο µαθητής ξεκινά ένα διάλογο µε το περιβάλλον. Στο βαθµό που το σύστηµα είναι ικανό να υποστηρίξει τη συγκεκριµένη απαίτηση, ξεκινά η αλληλεπίδραση. Χαρακτηριστικό παράδειγµα αποτελούν οι εφαρµογές υπερκειµένου και υπερµέσων κατά την αναζήτηση πληροφοριών για την επίλυση προβληµάτων ή την καλύτερη κατανόηση εννοιών. Η µάθηση µε την υποστήριξη περιβαλλόντων υπερµέσων είναι καθοδηγούµενη από διαδικασίες (task driven). Η αναζήτηση (ξεφύλλισµα, browsing) οδηγεί σε µάθηση, όπως και κάθε σύνδεση µε πληροφορίες για τις οποίες προϋπάρχει η κατάλληλη σηµειολογία και αναπαραστάσεις. Η αναζήτηση συγκεκριµένων πληροφοριών και ο µεταξύ τους συνδυασµός για την εξαγωγή συµπερασµάτων και νέας πληροφορίας συνεισφέρουν στην οικοδόµηση της γνώσης. Η διαθεµατική προσέγγιση µέσα από αναζήτηση από διαφορετικά τµήµατα του συστήµατος υπερµέσων και ο διαφορετικός τρόπος πρόσβασης στην πληροφορία από τον κάθε χρήστη οδηγούν σε µεταφορά γνώσης και ικανοποίησης των διαφορετικών τρόπων µάθησης. Τα περιβάλλοντα

130 130 KEºA AIO 5: E π À π π ªπ υπερµέσων φαίνεται να συνεισφέρουν ουσιαστικά στην οικοδόµηση της γνώσης, παρέχοντας κίνητρα για µάθηση µε µικρό γνωστικό φόρτο. Τα µαθησιακά περιβάλλοντα που βασίζονται στην τεχνολογία και περιλαµβάνουν γνωστικά µαθησιακά εργαλεία ή εργαλεία ανάπτυξης νοητικών δεξιοτήτων αποτελούν τη δεύτερη µεγάλη κατηγορία ανοικτών εκπαιδευτικών περιβαλλόντων. Αυτά είναι εφαρµογές που ενισχύουν τις νοητικές λειτουργίες του χρήστη, εισάγοντάς τον σε διαδικασίες που υποστηρίζουν την οικοδόµηση της γνώσης, όταν χρησιµοποιούνται από το χρήστη για την αναπαράσταση αυτών που έχει κατανοήσει. Παραδείγ- µατα περιβαλλόντων αυτής της κατηγορίας αποτελούν οι γλώσσες προγραµµατισµού, οι µικρόκοσµοι και τα έµπειρα συστήµατα. Το παρόν κεφάλαιο είναι αφιερωµένο στο εκπαιδευτικό λογισµικό πολυµέσων/υπερ- µέσων, ενώ το επόµενο αναφέρεται σε ένα παράδειγµα της δεύτερης κατηγορίας, παρουσιάζοντας τη γλώσσα προγραµµατισµού LOGO ως ένα περιβάλλον ανάπτυξης νοητικών δεξιοτήτων σε διάφορα γνωστικά αντικείµενα. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 5.1 Περιγράψτε τις δύο µεγάλες κατηγορίες πληροφορικών περιβαλλόντων µάθησης και αναφέρετε πώς πιστεύετε ότι µπορούν να χρησιµοποιηθούν στο γνωστικό σας αντικείµενο. Καταγράψτε τις δυνατές διαφορετικές χρήσεις που θα κάνατε στα πλαίσια µιας διδακτικής ώρας. 5.2 Ì Ù Ó appleù ÍË appleïëúôêôúèîòó appleâúè ÏÏÔÓÙˆÓ Ì ıëûë Η παρούσα ενότητα αναφέρεται στη σχεδίαση και ανάπτυξη εκπαιδευτικού λογισµικού έχοντας υπόψη τις εφαρµογές πολυµέσων/υπερµέσων. Τα προτεινόµενα ισχύουν ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα υπερµέσων, αλλά και σε άλλου τύπου περιβάλλοντα της πρώτης κατηγορίας, χωρίς βλάβη της γενικότητας, αρκεί να ληφθούν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του κάθε λογισµικού. Mια νέα δυνατότητα που προσφέρουν οι υπολογιστές, πέρα από τις δυνατότητες επεξεργασίας των δεδοµένων και πληροφοριών, είναι η τεχνολογία των αλληλεπιδραστικών ή διαλογικών πολυµέσων (interactive multimedia) και υπερµέσων (hypermedia). Mέχρι πρόσφατα, ο όρος «πολυµέσα» σήµαινε τη χρήση διαφόρων συσκευών, όπως συγχρονισµένη προβολή διαφανειών, βίντεο, ήχου. H τεχνολογική ανάπτυξη συνέβαλε στο συνδυασµό όλων των µέσων µε τρόπο ώστε η πληροφορία

131 5.2 ª À ƒ º ƒπ ø ƒπµ ø ª 131 που παρέχεται από αυτά να ολοκληρώνεται σε ένα ενιαίο µέσο, τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Tα πολυµέσα, όπως φαίνεται από τον όρο, εκµεταλλεύονται τα πλεονεκτήµατα όλων των προηγούµενων µέσων και τα συνδυάζουν σε ένα ολοκληρω- µένο µαθησιακό περιβάλλον. Σηµαντικό στοιχείο των πολυµέσων αποτελεί η ενσω- µάτωση του υπερκειµένου (hypertext) και η εµφάνιση των υπερµέσων. Ως υπερκείµενο ορίζεται το µη γραµµικό, µη σειριακό κείµενο. Oυσιαστικά παρουσιάζεται ως αλληλοσυνδεόµενα ανεξάρτητα κείµενα, που µπορούν να εµφανίζονται σε παράθυρα στην οθόνη του υπολογιστή, που συνδέονται µε πληροφορίες που βρίσκονται σε µια βάση δεδοµένων και τους τρόπους αναζήτησης και πρόσβασης σ αυτές. Tα υπερµέσα είναι επέκταση του υπερκειµένου και περιλαµβάνουν µια ποικιλία από σύνολα συµβόλων εκτός από το κείµενο. Έτσι, µια εφαρµογή στο αντικείµενο της γεωγραφίας µε θέµα τα Iωάννινα µπορεί να ξεκινά µε ένα εισαγωγικό κείµενο. Λέξεις του κειµένου µπορεί να αποτελούν τους συνδέσµους (links) ή λέξεις κλειδιά, που µε την ενεργοποίησή τους µεταφέρουν στο χρήστη αµέσως πληροφορίες σχετικές µ αυτές. H λέξη σύνδεσµος «Παµβώτις», για παράδειγµα, µπορεί να παρουσιάζει φωτογραφίες της λίµνης, κάποιο σχετικό βίντεο, µια αναπαράσταση µε τη µορφή κινούµενων σχεδίων για τη γεωµορφολογία της, στοιχεία για την πανίδα και τη χλωρίδα, ή αυτόµατη σύνδεση µε κατάλληλη πηγή πληροφοριών του ιαδικτύου (Internet). Οι πληροφορίες που παρουσιάζονται τµηµατικά ως αυτόνο- µα πακέτα ονοµάζονται κόµβοι (nodes). Eκτός από τους συνδέσµους λέξεις, υπάρχουν και οι σηµαντικές περιοχές (hot areas), που µπορεί να είναι σύµβολα, εικονίδια, σκίτσα. Έτσι, µε την ενεργοποίηση µιας φωτογραφίας της λίµνης µπορεί να παρουσιάζονται όλες οι πληροφορίες που αναφέρθηκαν παραπάνω. Eπίσης, µε την ενεργοποίηση ενός σκίτσου παραδοσιακής φορεσιάς µπορεί να εµφανίζεται ένα βίντεο µε παραδοσιακούς χορούς ή να ακούγεται κάποιο δηµοτικό τραγούδι. Η Εικόνα 5.1 δείχνει οθόνες από την εφαρµογή «Παµβώτις», που αποτελούν κόµβους πληροφοριών, καθώς και τους µεταξύ τους συνδέσµους. Γενικά, τα υπερµέσα παρέχουν τη δυνατότητα της άµεσης αναζήτησης και πρόσβασης σε πληροφορίες που αποτελούνται από διάφορα σύνολα συµβόλων, δίνοντας µια ολοκληρωµένη εικόνα για το αντικείµενο που µελετάται. Έτσι, ο όρος «υπερµέσα» περιλαµβάνει και τα πολυµέσα, που συνήθως υπονοούνται σε κάθε βιβλιογραφική αναφορά του. Tέτοια περιβάλλοντα σχεδιάζονται για να βοηθούν το χρήστη να δηµιουργεί και µόνος του συνδέσµους µεταξύ υπαρχόντων κόµβων ή νέων, που δηµιουργεί ο ίδιος, και να κατανοεί έννοιες βασιζόµενος στις µεταξύ τους σχέσεις.

132 132 KEºA AIO 5: E π À π π ªπ ÈÎfiÓ 5.1 Συνδέσεις µεταξύ κόµβων πληροφοριών γεωγραφικού περιεχοµένου στην εφαρµογή «Παµβώτις» από το Παιδαγωγικό Τµήµα.Ε. του Πανεπιστηµίου Ιωαννίνων Οι εφαρµογές πολυµέσων και υπερµέσων κυριαρχούν στον τοµέα της εκπαιδευτικής τεχνολογίας και ουσιαστικά κάθε είδους εκπαιδευτικό λογισµικό περιλαµβάνει πολυµεσικά στοιχεία και άµεση και µη γραµµική πρόσβαση στις πληροφορίες που περιέχει. Τα προσαρµοστικά (adaptive) υπερµέσα προσαρµόζουν το είδος ή το επίπεδο των πληροφοριών ή προβληµάτων που παρουσιάζουν στο χρήστη ανάλογα µε το επίπεδό του, σύµφωνα µε το προφίλ που έχει δηλώσει. Με αυτό τον τρόπο, οι εφαρµογές είναι δυναµικές και ικανοποιούν πολλούς τύπους µάθησης. Η σχεδίαση εκπαιδευτικού λογισµικού οποιασδήποτε κατηγορίας απαιτεί διεπιστη- µονική προσέγγιση. Η οµάδα που κρύβεται πίσω από κάθε εκπαιδευτικό πακέτο πρέπει να περιλαµβάνει ειδικούς διδακτικής µεθοδολογίας και ειδικούς στο γνωστικό αντικείµενο, παιδαγωγούς και ψυχολόγους, επιστήµονες της πληροφορικής, τεχνικούς και καλλιτέχνες. Η διαθεµατική προσέγγιση εγγυάται ένα εκπαιδευτικό εργαλείο που λειτουργεί στη διδακτική πράξη. εν αποτελεί µόνο ένα θαυµάσιο τεχνο-