Changing the rules: Πρόταση διδασκαλίας για την εισαγωγή των μαθητών στη δομή επιλογής μέσα από την τροποποίηση ενός ψηφιακού παιχνιδιού

Transcript

1 Changing the rules: Πρόταση διδασκαλίας για την εισαγωγή των μαθητών στη δομή επιλογής μέσα από την τροποποίηση ενός ψηφιακού παιχνιδιού Γριζιώτη Μαριάνθη 1 1 mgriziot@ppp.uoa.gr 1 Εργαστήριο Εκπαιδευτικής Τεχνολογίας ΕΚΠΑ, Υποψήφια Διδάκτορας ΕΚΠΑ Περίληψη Στο παρόν άρθρο παρουσιάζεται μια πρόταση για την διδασκαλία της δομής επιλογής σε μαθητές γυμνασίου. Η πρόταση σχεδιάστηκε με βάση τις δυσκολίες που έχει εντοπιστεί ότι αντιμετωπίζουν οι μαθητές και επιχειρεί να προτείνει μια διαφορετική προσέγγιση που βασίζεται στην μάθηση μέσω του προγραμματισμού ψηφιακών παιχνιδιών. Μέσα από τις δραστηριότητες που περιγράφονται, οι μαθητές εισάγονται στην απλή και τη σύνθετη δομή επιλογής παίζοντας ένα ψηφιακό παιχνίδι και εν συνεχεία τροποποιώντας τους κανόνες του στο διαδικτυακό περιβάλλον ChoiCo. Για την τροποποίηση και την κατασκευή νεών κανόνων χρησιμοποιούνται ειδικά μπλοκ προγραμματισμού τα οποία επιτρέπουν στους μαθητές να εστιάσουν στη χρήση και στον ρόλο της δομής επιλογής σε έναν αλγόριθμο. Η πρόταση διδασκαλίας είναι χωρισμένη σε τρεις διακριτές φάσεις ώστε οι μαθητές να περάσουν σταδιακά από τους ρόλους του παίκτη, του προγραμματιστή και του δοκιμαστή ενός ψηφιακού παιχνιδιού και μέσα από αυτά τα στάδια να μελετήσουν και να χρησιμοποιήσουν τις δομές επιλογής, δημιουργώντας τελικά ένα νέο ψηφιακό παιχνίδι. Λέξεις κλειδιά: Δομή επιλογής, προγραμματισμός ψηφιακών παιχνιδιών, game moding, διδακτικό σενάριο Εισαγωγή Η δομή επιλογής αποτελεί σημαντικό κομμάτι της διδακτικής της πληροφορικής καθώς ανήκει στις βασικότερες προγραμματιστικές δομές και είναι απαραίτητη για τη δημιουργία ακόμη και ενός απλού αλγόριθμου. Καθώς η δομή επιλογής διακόπτει την ακολουθιακή (σειριακή) δομή εκτέλεσης ενός προγράμματος, αρκετές φορές υπάρχουν δυσκολίες κατανόησης της λειτουργίας της από τους μαθητές (Τζιμογιάννης, & Γεωργίου, 1999). Συγκεκριμένα, έχει διαπιστωθεί ότι συχνά οι μαθητές δυσκολεύονται να αντιληφθούν τη σειρά εκτέλεσης των εντολών σε περίπτωση που αληθεύει ή όχι η συνθήκη, με αποτέλεσμα να μην ομαδοποιούν σωστά τις εντολές ή να πιστεύουν ότι θα εκτελεστούν διαφορετικές εντολές απ ότι πραγματικά συμβαίνει (Γρηγοριάδου & Γλέζου, 2009). Επίσης, μια άλλη δυσκολία των μαθητών αφορά την έννοια της αληθούς και ψευδούς συνθήκης, δηλαδή την λογική της άλγεβρας Bool. Ειδικότερα, όταν υλοποιούνται σύνθετες συνθήκες με λογικούς τελεστές (και, ή, όχι) είναι πιθανό οι μαθητές να οδηγηθούν σε παρανοήσεις σε σχέση τόσο με τη σύνταξη της συνθήκης, όσο και με το τελικό της αποτέλεσμα. Ορισμένες φορές οι δυσκολίες αυτές οφείλονται στον τρόπο που η δομή επιλογής αναπαρίσταται στην γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται για την διδασκαλία της. Για παράδειγμα, όπως έχει φανεί από έρευνες, η σύνταξη της δομής επιλογής στη γλώσσα Logo ενδέχεται να προκαλέσει σύγχυση στους μαθητές όταν τη χρησιμοποιούν για πρώτη φορά (Ευφραιμίδου,2012). Μια προσέγγιση που πιθανώς να συμβάλει στην αντιμετώπιση των παραπάνω δυσκολιών για τους αρχάριους προγραμματιστές, είναι ο προγραμματισμός με οπτικές γλώσσες προγραμματισμού (visual programming) σε περιβάλλοντα όπως το Scratch. Τα περιβάλλοντα αυτά προσφέρουν ένα σύνολο από blocks τα οποία οι μαθητές μπορούν να ενώσουν, σαν κομμάτια από παζλ, και να δημιουργήσουν ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα (Resnick et. al, 2009). Συνήθως τα blocks είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε το χρώμα τους να αναπαριστά μια κατηγορία εντολών και το σχήμα τους τις πιθανές εισόδους και εξόδους τους, παρέχοντας έτσι μια μορφή ανατροφοδότησης προς Πρακτικά Εργασιών 11 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής, Χαλκίδα 5-7 Μαΐου 2017

2 2 11 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής το χρήστη. Με αυτή τη μέθοδο αυτή περιορίζονται τα συντακτικά λάθη και οι μαθητές μπορούν να εστιάσουν στην κατασκευή αλγορίθμων και στη λειτουργία του κάθε προγραμματιστικού μπλοκ. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί πολλά εκπαιδευτικά περιβάλλοντα που χρησιμοποιούν προγραμματισμό με μπλοκ και έχουν αξιοποιηθεί με ποικίλους τρόπους για τη διδακτική εννοιών προγραμματισμού. Στο παρόν άρθρο παρουσιάζεται μια διδακτική πρόταση η οποία αξιοποιεί ένα τέτοιο περιβάλλον για την εισαγωγή των μαθητών στην απλή και στη σύνθετη δομή επιλογής μέσα από την τροποποίηση των κανόνων ενός ψηφιακού παιχνιδιού. Μάθηση μέσα από τον σχεδιασμό ψηφιακών παιχνιδιών Η μάθηση μέσα από τα ψηφιακά παιχνίδια αποτελεί μια σύγχρονη παιδαγωγική προσέγγιση η οποία επιχειρεί να αξιοποιήσει συγκεκριμένα στοιχεία των ψηφιακών παιχνιδιών, που φαίνεται να είναι ωφέλιμα για την μαθησιακή διαδικασία, όπως είναι η προσωπική εμπλοκή του παίκτη, η ανάπτυξη στρατηγικών και ο πειραματισμός με διαφορετικές λύσεις. Έχοντας ως βάση αυτή την προσέγγιση, πολλές έρευνες της τελευταίας δεκαετίας έχουν συνδυάσει τη θεωρία της μάθησης μέσω παιχνιδιού με τη θεωρία του κονστραξιονισμού υλοποιώντας δραστηριότητες στις οποίες οι μαθητές σχεδιάζουν και προγραμματίζουν τα δικά τους ψηφιακά παιχνίδια (Jenkins 2009, Gee, 2003, Prensky, 2005). Ο λόγος που ο σχεδιασμός ψηφιακών παιχνιδιών έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον των ερευνητών είναι διότι η δημιουργία ενός λειτουργικού, κατανοητού και ταυτόχρονα ελκυστικού ηλεκτρονικού παιχνιδιού, περιλαμβάνει ένα σύνολο από επιμέρους διαδικασίες που απαιτούν διαφορετικές δεξιότητες, όπως είναι η συγγραφή του σεναρίου, ο προγραμματισμός της συμπεριφοράς και των κανόνων του, οι καλλιτεχνικές και αισθητικές επιλογές κ.ά (Robertson & Howells 2007, Overmas 2004). Ο μαθητής ως σχεδιαστής, καλείται να ανταπεξέλθει στις παραπάνω προκλήσεις εφαρμόζοντας προηγούμενες γνώσεις, εκφράζοντας νέες και πρωτότυπες ιδέες και βρίσκοντας λύσεις σε προβλήματα ή περιορισμούς που πιθανώς να προκύψουν. Τα αποτελέσματα ερευνών παρέχουν ισχυρές ενδείξεις πως τέτοιου είδους δραστηριότητες συμβάλλουν τόσο στην κατασκευή νοημάτων από τους μαθητές για συγκεκριμένα γνωστικά αντικείμενα όπως ο προγραμματισμός, όσο και στην ανάπτυξη ευρύτερων δεξιοτήτων των μαθητών όπως είναι η ικανότητα επίλυσης προβλημάτων, η δημιουργικότητα και η υπολογιστική τους σκέψη (Gee 2007, Robertson & Howells 2007, Hayes and Games 2008). Μια παρόμοια προσέγγιση με το σχεδιασμό παιχνιδιών είναι η μάθηση μέσα από την τροποποίηση παιχνιδιών ή όπως αναφέρεται στη διεθνή βιβλιογραφία "game moding" (El-Nasr & Smith, 2006, Salen, 2007, Yucel, I., Zupko, J., & El-Nasr, 2006, Moshirnia, 2007). Συνοπτικά, ο όρος game modding αφορά τη διαδικασία αναπροσαρμογής ενός υπάρχοντος ηλεκτρονικού παιχνιδιού με σκοπό τη δημιουργία ενός, πολύ ή λίγο, διαφορετικού ηλεκτρονικού παιχνιδιού (Yucel et. al., 2006). Οι αλλαγές που πραγματοποιούν οι παίκτες περιλαμβάνουν συνήθως την εισαγωγή νέων αντικειμένων και μοντέλων, περιοχών, κανόνων και σεναρίων παιχνιδιού. Μια διαφορά του game moding από τον σχεδιασμό παιχνιδιών έγκειται στο γεγονός ότι στις δραστηριότητες τροποποίησης παιχνιδιών οι μαθητές έρχονται πρώτα σε επαφή με τον κώδικα και το περιβάλλον ενός πλήρως λειτουργικού παιχνιδιού και στη συνέχεια το τροποποιούν (Yucel et. al., 2006), σε αντίθεση με τις πλατφόρμες δημιουργίας παιχνιδιών όπου ξεκινούν από την αρχή να χρησιμοποιούν ένα πολύπλοκο εργαλείο ή μια γλώσσα προγραμματισμού. Συνεπώς, η τροποποίηση ενός παιχνιδιού απαιτεί σημαντικά λιγότερο χρόνο και τεχνικές γνώσεις σε σχέση με τον εξαρχής σχεδιασμό του (El-Nasr & Smith, 2006). Το γεγονός αυτό καθιστά τη διαδικασία τροποποίησης καταλληλότερη επιλογή για μαθητές με περιορισμένες ή και καθόλου πρότερες γνώσεις προγραμματισμού. Επιπλέον, καθώς οι μαθητές καλούνται να τροποποιήσουν ένα παιχνίδι το οποίο έχουν ήδη παίξει και τους έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον, είναι πιθανότερο να προβούν σε πιο πολύπλοκες και ευφάνταστες επιλογές απ' ότι όταν ξεκινούν από την αρχή τον σχεδιασμό ενός παιχνιδιού. Έρευνες έχουν δείξει ότι οι τροποποιήσεις που κάνουν οι μαθητές σε ήδη υπάρχοντα παιχνίδια περιέχουν έντονα στοιχεία πρωτοτυπίας, καινοτομίας και δημιουργικότητας (Baytak, Land & Smith, 2011), διότι προσπαθούν να επεκτείνουν τις δυνατότητες και το περιεχόμενο του αρχικού παιχνιδιού. Όσον αφορά τη διδακτική του μαθήματος της πληροφορικής, πολλές έρευνες έχουν αναδείξει τη συνεισφορά τέτοιων δραστηριοτήτων στην κατασκευή νοημάτων από τους μαθητές σε σχέση με έννοιες του προγραμματισμού όπως είναι η μεταβλητή, η διαχείριση γεγονότων και ο

3 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση Σύγχρονες Διδακτικές Προσεγγίσεις 3 αντικειμενοστραφής προγραμματισμός (El Nashar & Smith, 2006, Overmas 2010, Κυνηγός Γιαννούτσου & Φράγκου,2006). Επιπλέον, φαίνεται πως ο σχεδιασμός ψηφιακών παιχνιδιών δημιουργεί έντονα κίνητρα στους μαθητές να ασχοληθούν με τον προγραμματισμό καθώς τελικά κατασκευάζουν κάτι με προσωπικό νόημα για τους ίδιους (Kafai 2001, Baytak et. al. 2011, Harrel & Papert 1990,). Η πρόταση διδασκαλίας Η διδακτική πρόταση που παρουσιάζεται στη συνέχεια βασίζεται στα παραπάνω παιδαγωγικά οφέλη της διαδικασίας τροποποίησης ψηφιακών παιχνιδιών και προτείνει μια εναλλακτική προσέγγιση για την εισαγωγή των μαθητών στις δομές επιλογής στο μάθημα της πληροφορικής. Πλαίσιο εφαρμογής Η παρούσα πρόταση διδασκαλίας απευθύνεται σε μαθητές Γ Γυμνασίου που εισάγονται στην έννοια της δομής επιλογής. Στις δραστηριότητες της, που παρουσιάζονται αναλυτικά παρακάτω, οι μαθητές προτείνεται να εργαστούν σε μικρές ομάδες των δύο ατόμων και η κάθε ομάδα να χειρίζεται έναν υπολογιστή. Όσον αφορά τις προηγούμενες γνώσεις των μαθητών, θα ήταν επιθυμητό να έχουν εμπειρία με τον προγραμματισμό σε μπλοκ σε αντίστοιχα περιβάλλοντα ώστε να είναι εξοικειωμένοι με τη λογική του. Στόχοι Οι στόχοι της παρούσας πρότασης διδασκαλίας χωρίζονται σε παιδαγωγικούς στόχους που σχετίζονται με την ανάπτυξη ευρύτερων δεξιοτήτων από τους μαθητές και σε εννοιολογικούς στόχους που αφορούν το διδακτικό αντικείμενο, δηλαδή τη δομή επιλογής. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι σημαντικότεροι στόχοι από κάθε κατηγορία. Παιδαγωγικοί Στόχοι Όσον αφορά τους παιδαγωγικούς στόχους της διδακτικής πρότασης, μέσα από τις προτεινόμενες δραστηριότητες αναμένεται οι μαθητές: Να συνεργαστούν στο πλαίσιο μιας ομάδας με σκοπό τον σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός κοινού τελικού κατασκευάσματος. Να συζητήσουν και να επιχειρηματολογήσουν σε σχέση με τις αλλαγές που πραγματοποιούν. Να εντοπίσουν και να επιλύσουν προβλήματα μέσα από την διόρθωση των λανθασμένων κανόνων του παιχνιδιού. Να εκφράσουν πρωτότυπες, δημιουργικές,αλλά ταυτόχρονα υλοποιήσιμες ιδέες. Εννοιολογικοί διδακτικοί στόχοι Όσον αφορά το μαθησιακό αντικείμενο που πραγματεύεται η παρούσα διδακτική πρόταση, επιδιώκεται μετά την ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων οι μαθητές να είναι σε θέση: Να περιγράφουν τη λειτουργία της δομής επιλογής σε έναν αλγόριθμο. Να αναγνωρίζουν και να μπορούν να εξηγήσουν τις διαφορές μεταξύ των δύο δομών επιλογής Αν τοτε και Αν τότε Αλλιώς. Να χρησιμοποιούν ορθά τις δομές επιλογής Αν τότε και Αν τότε Αλλιως σε ένα πρόγραμμα. Να συντάσσουν σύνθετες συνθήκες ελέγχου αξιοποιώντας τους τελεστές ΚΑΙ, Η Να ακολουθούν στρατηγικές για τον εντοπισμό σφαλμάτων σε ένα πρόγραμμα (αποσφαλμάτωση). Το ψηφιακό εργαλείο Στην παρούσα πρόταση αξιοποιείται το εκπαιδευτικό εργαλείο ChoiCo, ένα διαδικτυακό λογισμικό ανοιχτού κώδικα που υποστηρίζει τον σχεδιασμό παιχνιδιών από τους μαθητές και τους εκπαιδευτικούς. Το ChoiCo έχει αναπτυχθεί από το Εργαστήριο Εκπαιδευτικής Τεχνολογίας του

4 4 11 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής ΕΚΠΑ και είναι ελεύθερα διαθέσιμο στη διεύθυνση Στο περιβάλλον του ο χρήστης μπορεί είτε να παίξει, είτε να σχεδιάσει παιχνίδια προσομοίωσης που βασίζονται στις επιλογές με επιπτώσεις (choice driven simulation games) (Yiannoutsou & Kynigos, 2016). Τα παιχνίδια αυτού του είδους επιχειρούν να προσομοιώσουν τις αποφάσεις, τις συνέπειες και τις διαδικασίες που είναι ενσωματωμένες σε κάποια πραγματική κατάσταση. Πιο συγκεκριμένα το περιβάλλον προσφέρει δυο διαφορετικές λειτουργίες: την λειτουργία παιχνιδιού (game mode) και την λειτουργία σχεδιασμού (design mode). Παίζοντας ένα παιχνίδι του ChoiCο, ο παίκτης καλείται να διαχειριστεί συγκεκριμένους δείκτες τιμών κάνοντας τις κατάλληλες επιλογές κάθε φορά. Οι επιλογές που μπορεί να κάνει εμφανίζονται στη σκηνή του παιχνιδιού ως επιλέξιμα σημεία και η κάθε μια έχει συγκεκριμένες ιδιότητες που επηρεάζουν αντιστοίχως τους δείκτες του παίκτη. Στη λειτουργία σχεδιασμού ο χρήστης μπορεί να επεξεργαστεί ένα παιχνίδι ή να δημιουργήσει ένα νέο. Το περιβάλλον σχεδιασμού έχει αναπτυχθεί και δομηθεί με τέτοιο τρόπο ώστε η κατασκευή ενός παιχνιδιού να μην απαιτεί προηγούμενες γνώσεις προγραμματισμού και ταυτόχρονα να καθιστά σαφείς τις βασικές δομές πίσω από τον σχεδιασμό παιχνιδιών. Συγκεκριμένα αποτελείται από τέσσερεις διακριτές καρτέλες η κάθε μια από τις οποίες αφορά συγκεκριμένο κομμάτι της συνολικής δομής του παιχνιδιού. Η πρώτη καρτέλα αφορά τη διεπαφή του παιχνιδιού, δηλαδή τα στοιχεία τα οποία θα εμφανιστούν στον παίκτη. Εκεί ο σχεδιαστής του παιχνιδιού μπορεί να επεξεργαστεί τη σκηνή, τα σημεία που αυτή περιέχει, τις οδηγίες που θα δοθούν στον παίκτη κλπ. Στη δεύτερη καρτέλα ο σχεδιαστής ορίζει τις αρχικές συνθήκες του παιχνιδιού, τις τιμές δηλαδή με τις οποίες θα ξεκινήσει να παίζει ο παίκτης. Στην τρίτη καρτέλα ορίζονται οι κανόνες ροής του παιχνιδιού, δηλαδή οι έλεγχοι που θα πραγματοποιούνται σε κάθε ενέργεια του παίκτη και η πιθανή απόκριση του παιχνιδιού, για παράδειγμα ένα μήνυμα προς τον παίκτη ή η αναπαραγωγή ενός ήχου. Στη τέταρτη καρτέλα ο σχεδιαστής ορίζει τους κανόνες τερματισμού του παιχνιδιού. Οι τρεις τελευταίες καρτέλες προσφέρουν στον σχεδιαστή έναν χώρο για προγραμματισμό με μπλοκς, ειδικά διαμορφωμένα για τα παιχνίδια του ChoiCo. Έτσι ο προγραμματισμός του παιχνιδιού γίνεται με προσιτό τρόπο που παράλληλα αποτυπώνει βασικές έννοιες προγραμματισμού όπως είναι οι συνθήκες ελέγχου και οι μεταβλητές. Ανάλυση δραστηριοτήτων Η παρούσα πρόταση διδασκαλίας χωρίζεται σε τέσσερις φάσεις υλοποίησης με σκοπό οι μαθητές να εισαχθούν σταδιακά στη λειτουργία της δομής επιλογής και στο ρόλο της σε έναν αλγόριθμο. Μέσα από τις δραστηριότητες οι μαθητές θα περάσουν διαδοχικά από τους ρόλους του παίκτη, του σχεδιαστή και του δοκιμαστή ενός ψηφιακού εκπαιδευτικού παιχνιδιού. Αρχικά θα παίξουν ένα εκπαιδευτικό παιχνίδι που έχει αναπτυχθεί στο ChoiCo, στη συνέχεια θα επεξεργαστούν τους κανόνες του παιχνιδιού τροποποιώντας τις αντίστοιχες δομές επιλογής και τέλος θα κάνουν δικές τους προσθήκες και επεκτάσεις με σκοπό να δώσουν το τελικό παιχνίδι που θα δημιουργήσουν σε μια άλλη ομάδα μαθητών. Το παιχνίδι που παρουσιάζεται στη συνέχεια είναι μια τροποποιημένη έκδοση ενός παλαιότερου παιχνιδιού του ChoiCo το οποίο εστίαζε στην αειφόρα ανάπτυξη μιας πόλης και η χρήση του από μαθητές έχει μελετηθεί σε προηγούμενες έρευνες (Daskolia & Kynigos, 2012, Kynigos & Daskolia, 2011, Yiannoutsou & Kynigos, 2016). Στην παρούσα έκδοση του παιχνιδιού, έχει τροποποιηθεί ο κώδικας των κανόνων ώστε να υλοποιούνται σε αυτόν διαβαθμισμένες αναπαραστάσεις της δομής επιλογής. Το παιχνίδι ονομάζεται «Perfect City» και ο παίκτης είναι ο κάτοικος μιας πόλης που πρέπει να διατηρήσει τις τιμές των ιδιοτήτων «Ενέργεια, Χρήματα, Διασκέδαση, Κοινωνική Ζωή και Υγεία» μέσα σε κάποια όρια. Στην πόλη του παιχνιδιού υπάρχει ένας αριθμός από διαθέσιμα σημεία που μπορεί να επιλέξει ως ενέργειες ο παίκτης, όπως «ταινία στο σινεμά», «βόλτα με φίλους», «εστιατόριο» κλπ. Κάθε σημείο έχει ορισμένα χαρακτηριστικά τα οποία επηρεάζουν τις τιμές του παίκτη όταν αυτό επιλεγεί(εικόνα 1). Για παράδειγμα το σημείο «ταινία στο σινεμά» αφαιρεί 30 από τα χρήματα, προσθέτει 3 στην κοινωνική ζωή κ.ο.κ. Σκοπός του παιχνιδιού είναι να επισκεφθεί 10 διαφορετικά σημεία της πόλης χωρίς να χάσει. Σύμφωνα με τις οδηγίες ο παίκτης χάνει όταν η υγεία ή τα χρήματά του μηδενιστούν. Παρ όλα αυτά το παιχνίδι έχει σχεδιαστεί με ορισμένα λάθη στους κανόνες ώστε να τερματίζει σε διαφορετικές συνθήκες από αυτές που θα περίμενε ο παίκτης διαβάζοντας τις οδηγίες. Η σχεδιαστική αυτή επιλογή έγινε με σκοπό οι μαθητές να εντοπίσουν τα λάθη παίζοντας το παιχνίδι και

5 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση Σύγχρονες Διδακτικές Προσεγγίσεις 5 στη συνέχεια να μελετήσουν και να επεξεργαστούν τις αντίστοιχες δομές επιλογής ώστε να τα διορθώσουν. Εικόνα 1: Το παιχνίδι «Perfect City» στο περιβάλλον ChoiCo Φάση 1η: Παίζοντας το παιχνίδι: Ποιοι είναι οι κανόνες; Στην πρώτη φάση, οι μαθητές θα παίξουν το παιχνίδι «Perfect City» στο περιβάλλον του ChoiCo (εικόνα 1) και θα προσπαθήσουν να εντοπίσουν και να καταγράψουν στο φύλλο εργασίας τους κανόνες που πιστεύουν ότι το διέπουν. Σκοπός είναι να εντοπίσουν τη λανθασμένη συμπεριφορά του παιχνιδιού και να αναγνωρίσουν το ρόλο και τη σημασία των σωστά διατυπωμένων κανόνων σε ένα παιχνίδι. Σε αυτή τη φάση ο ρόλος του εκπαιδευτικού είναι να θέσει τις κατάλληλες ερωτήσεις ώστε να παρακινήσει συζητήσεις μεταξύ των μαθητών σε σχέση με τους κανόνες του παιχνιδιού και με τον τρόπο που αυτοί είναι διαμορφωμένοι. Μετά το τέλος της δραστηριότητας, θα ακολουθήσει συζήτηση στην ολομέλεια της τάξης και η κάθε ομάδα θα εκφράσει τα συμπεράσματά της σχετικά με τους κανόνες που εντόπισε αλλά και με την ορθότητα τους στο συγκεκριμένο παιχνίδι. Επιπλέον θα συζητηθεί ο τρόπος που οι κανόνες επηρεάζουν τη ροή και το τελικό αποτέλεσμα του συγκεκριμένου παιχνιδιού. Στη φάση αυτή οι μαθητές εκφράζουν προφορικά τη λογική πίσω από τη δομή επιλογής μέσα από την περιγραφή των κανόνων του παιχνιδιού, για παράδειγμα «Χάνω όταν τα χρήματα είναι λιγότερα από 0» δηλαδή «Αν ο δείκτης χρήματα είναι μικρότερος από 0, τότε το παιχνίδι τελειώνει». Φάση 2η: Διορθώνοντας το παιχνίδι: εισαγωγή στη απλή δομή ελέγχου Αν τότε Στη δεύτερη φάση της διδακτικής πρότασης, οι μαθητές θα μελετήσουν το σχεδιαστικό κομμάτι του παιχνιδιού. Σκοπός είναι να έρθουν σε επαφή με τον προγραμματισμό πίσω από ένα παιχνίδι, να εντοπίσουν πως λειτουργεί η απλή δομή επιλογής Αν τότε, να τη χρησιμοποιήσουν σε ένα πρόγραμμα και να υλοποιήσουν σύνθετες συνθήκες ελέγχου με τη χρήση των τελεστών ΚΑΙ και Ή. Στο περιβάλλον σχεδιασμού του ChoiCo, στην καρτέλα «ΚανόνεςΤερματισμού», οι μαθητές θα δουν τους κανόνες τερματισμού οι οποίοι υλοποιούνται με διαδοχικές δομές επιλογής if..do, όπως φαίνεται στην εικόνα 2. Στο σημείο αυτό ο εκπαιδευτικός θα περιγράψει, μέσα από έναν κανόνα του παιχνιδιού, την δομή επιλογή Αν..τότε. Επιπλέον, μπορεί να θέσει σχετικές ερωτήσεις στους μαθητές όπως «Κοιτάζοντας τον κώδικα, πότε τερματίζει το παιχνίδι; Τερματίζει όταν τελειώσουν τα χρήματα του παίκτη;». H κάθε ομάδα μαθητών, αφού εντοπίσει πότε τερματίζει το παιχνίδι, θα τροποποιήσει τις συνθήκες ελέγχου ώστε οι κανόνες να ανταποκρίνονται στο ζητούμενο του παιχνιδιού. Κατόπιν οι μαθητές της κάθε ομάδας θα συζητήσουν και θα αποφασίσουν να προσθέσουν ακόμα έναν κανόνα τερματισμού. Κάθε φορά που οι μαθητές πραγματοποιούν μια αλλαγή μπορούν να ελέγχουν το αποτέλεσμα άμεσα δοκιμάζοντας το παιχνίδι στη λειτουργεία παιχνιδιού. Αυτό δίνει τη δυνατότητα στους μαθητές να πειραματιστούν με διαφορετικές συνθήκες ελέγχου και να δοκιμάσουν συνδυασμούς της δομής επιλογής λαμβάνοντας άμεση ανατροφοδότηση από το παιχνίδι. Στη συνέχεια, αφού οι μαθητές έχουν εξοικειωθεί με τη λογική της απλής δομής επιλογής, προτείνεται ο εκπαιδευτικός να παρουσιάσει τους τελεστές ΚΑΙ και Η και να περιγράψει τη λειτουργία τους μέσα από παραδείγματα σχετικά με το παιχνίδι. Για παράδειγμα να προσθέσει έναν κανόνα στον οποίο το παιχνίδι να τερματίζεται αν τα χρήματα του παίκτη είναι μικρότερα από 100 ΚΑΙ η ενέργειά του μικρότερη από 50.

6 6 11 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Εικόνα 2: Ο κώδικας των κανόνων τερματισμού που θα επεξεργαστούν οι μαθητές Φάση 3η: Φτιάχνοντας ένα νέο παιχνίδι: Εισαγωγή στη δομή ελέγχου Αν τότε Αλλιώς Στην τρίτη φάση οι μαθητές θα διερευνήσουν την δομή επιλογής Αν τότε Αλλιώς και θα προσθέσουν νέους κανόνες στο παιχνίδι. Αρχικά θα μελετήσουν τους κανόνες που βρίσκονται στην καρτέλα «Κανόνες ροής» οι οποίοι περιλαμβάνουν την χρήση της δομής Αν τότε Αλλιώς όπως φαίνεται στην εικόνα 3.Ο εκπαιδευτικός θα εξηγήσει στους μαθητές τη σύνθετη δομή επιλογής μέσα από την ανάλυση των αντίστοιχων προγραμματιστικών μπλοκ και των επιπτώσεών τους στη ροή του παιχνιδιού. Ενδεικτικά, όσον αφορά τη μεταβλητή «χρήματα» οι κανόνες ορίζουν ότι εάν τα χρήματα είναι < 100 να ειδοποιείται ο παίκτης ότι ξοδεύει πολλά αλλιώς να εκτυπώνονται τα χρήματα που έχει εκείνη τη στιγμή. Στη συνέχεια οι μαθητές θα αντιστοιχήσουν το κάθε μπλοκ επιλογής με τον ανάλογο κανόνα του παιχνιδιού και, σε συνδυασμό με τις γνώσεις τους από την προηγούμενη φάση, θα προβούν σε τροποποιήσεις και προσθήκες κανόνων. Το τελικό παιχνίδι που θα κατασκευάσουν θα δοθεί σε μια άλλη ομάδα ώστε να παίξει μαζί του, να εντοπίσει τις αλλαγές που έχουν πραγματοποιηθεί και να εκφράσει τις απόψεις της για το νέο παιχνίδι. Σκοπός είναι οι μαθητές να συνεργαστούν ώστε να κατασκευάσουν ένα διαφορετικό αλλά και λειτουργικό εκπαιδευτικό παιχνίδι που θα προσελκύσει το ενδιαφέρον των συμμαθητών τους. Συμπεράσματα και επεκτάσεις Εικόνα 3: Ο κώδικας των κανόνων ροής του παιχνιδιού Αναμένουμε πως οι δραστηριότητες που περιεγράφηκαν παραπάνω θα συμβάλλουν στην κατανόηση της λειτουργίας των δομών επιλογής από τους μαθητές, αφενός διότι υλοποίηση κανόνων ενός παιχνιδιού με αυτές είναι μια προσέγγιση προσιτή και αντιληπτή από τα παιδιά και αφετέρου διότι η αναπαράστασή των δομών με προγραμματιστικά μπλοκ προσφέρει μια σαφή οπτική της ροής του προγράμματος και των εντολών που εκτελούνται κάθε φορά. Για να μελετηθεί αυτή η υπόθεση σχεδιάζεται μια πιλοτική έρευνα με μαθητές η οποία θα διεξαχθεί σε Γυμνάσιο της Αθήνας τους επόμενους μήνες. Ως επέκταση των δραστηριοτήτων για πιο προχωρημένους μαθητές, προτείνεται να χρησιμοποιηθεί η δυνατότητα που προσφέρει το εργαλείο του ChoiCo για μετατροπή του κώδικα του παιχνιδιού από προγραμματιστικά μπλοκ σε εντολές της γλώσσας JavaScript. Με τον τρόπο αυτό οι μαθητές θα έχουν την δυνατότητα να συγκρίνουν την κάθε απεικόνιση μπλοκ με το αντίστοιχο κομμάτι

7 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση Σύγχρονες Διδακτικές Προσεγγίσεις 7 του κώδικα ενός προγράμματος σε JavaScript και αυτό να λειτουργήσει ως εναρκτήριο σημείο για την εισαγωγή τους σε πιο πολύπλοκες γλώσσες προγραμματισμού. Επιπλέον μπορούν να προστεθούν δραστηριότητες διερεύνησης της δομής επιλογής αν τότε αλλιώς αν και των εμφολευμένων δομών επιλογής σε ένα πρόγραμμα. Αναφορές Baytak, A., Land, S. M., & Smith, B. K. (2011). Children as Educational Computer Game Designers: An Exploratory Study. Turkish Online Journal of Educational Technology-TOJET, 10(4), Daskolia, M. & Kynigos, C. (2012). Applying a Constructionist Frame to Learning about Sustainability. Creative Education, 3, doi: /ce Gee, J.P. (2003). What Video Games Have to Teach Us About Learning and Literacy. ACM Computers in Entertainment 1 (1). El-Nasr, M. S., & Smith, B. K. (2006). Learning through game modding. Computers in Entertainment (CIE), 4(1), 7. Harel, I., & Papert, S. (1990). Software Design as a Learning Environment. Interactive Learning Environments, 1(1), Hayes, E. R., & Games, I. A. (2008). Making Computer Games and Design Thinking: A Review of Current Software and Strategies. Games and Culture, 3(3-4), doi: / Jenkins, H. (2009) Confronting the Challenges of Participatory Cultures: Media Education for the 21st Century. MIT Press, Cambridge. Jonassen D. H., Carr C & Yueh, H. (1998), Computers as Mindtools for Engaging Learners in Critical Thinking. Tech Trends 43 (2), Kafai, Y. B. (2001). The Educational Potential of Electronic Games: From Games To Teach to Games To Learn Playing by the Rules Cultural Policy Center, University of Chicago KynigosC. & Daskolia M. (2011), Collaborative design and construction of digital games to learn about sustainable lifestyles, in International Technology, Education, Development Conference Proceedings INTED 2011, pp Moshirnia, A. (2007). The educational potential of modified video games. Issues in Informing Science and Information Technology, 4, Overmars, M. (2004). Teaching computer science through game design. Computer, 37(4), Prensky, M. (2005). Computer games and learning: Digital game-based learning. Handbook of computer game studies, 18, Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernández, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K.,... & Kafai, Y. (2009). Scratch: programming for all. Communications of the ACM, 52(11), Robertson, J., & Howells, C. (2008). Computer game design: Opportunities for successful learning. Computers & Education, 50(2), doi: /j.compedu Salen, K. (2007). Gaming literacies: A game design study in action. Journal of Educational Multimedia and Hypermedia, 16(3), Yiannoutsou, N., & Kynigos, C. (2016, June). Game Kits: Metadesign considerations on game modding for learning. In Proceedings of the The 15th International Conference on Interaction Design and Children (pp ). ACM. Yucel, I., Zupko, J., & El-Nasr, M. S. (2006). IT education, girls and game modding. Interactive Technology and Smart Education, 3(2), doi: / Γλέζου, Κ. & Γρηγοριάδου, Μ. (2009). Διδακτικές προσεγγίσεις που βασίζονται σε σύγχρονες θεωρίες μάθησης για τη Διδασκαλία του Προγραμματισμού. Στο: Μ. Γρηγοριάδου,, Ε. Γουλή, & Α. Γόγουλου (Επιμ.), Διδακτικές Προσεγγίσεις και Εργαλεία για τη διδασκαλία της Πληροφορικής (σελ ). Αθήνα: Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών. Εφραιμίδου Μ. (2012). Μια διδακτική προσέγγιση για τη χρήση της δομής επιλογης στο περιβάλλον προγραμματισμού Microworld Pro της Logo. Στα πρακτικά του 6 ου πανελλήνιου συνεδρίου «Διδακτική της πληροφορικής», Φλώρινα. Κυνηγός, Χ., Γιαννούτσου, Ν., Φράγκου Σ. (2006). Μετατρέποντας «Μισοψημένους μικρόκοσμους» σε ηλεκτρονικά παιχνίδια: μία πρόταση για τη διδασκαλία του προγραμματισμού. Ανακοινώθηκε στο 5ο Πανελλήνιο Συνεδρίο με Διεθνή Συμμετοχή: Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση, Θεσσαλονίκη. Τζιμογιάννης, Α. & Γεωργίου, Β. (1999). Οι δυσκολίες μαθητών δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στην εφαρμογή της δομής ελέγχου για την ανάπτυξη αλγορίθμων. Μία μελέτη περίπτωσης. 1ο Συνέδριο ΕΤΠΕ, Ιωάννινα.