ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΒΙΩΣΙΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΠΛΑΙΣΙΟ ΜΑΘΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΜΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ

Transcript

1 ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΒΙΩΣΙΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΠΛΑΙΣΙΟ ΜΑΘΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΜΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ Πανεπιστήµιο Αιγαίου Τµήµα Περιβάλλοντος Θεοφράστειο Πρόγραµµα Μεταπτυχιακών Σπουδών «Περιβαλλοντική και Οικολογική Μηχανική» Καρέτσος Σωτήριος Μάρτιος 2012 i

2 ii

3 ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΒΙΩΣΙΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΠΛΑΙΣΙΟ ΜΑΘΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΜΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ Πανεπιστήµιο Αιγαίου Τµήµα Περιβάλλοντος Θεοφράστειο Πρόγραµµα Μεταπτυχιακών Σπουδών «Περιβαλλοντική και Οικολογική Μηχανική» Καρέτσος Σωτήριος Μάρτιος 2012 iii

4 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Καθηγητή του Τµήµατος Περιβάλλοντος κ. ία Χαραλαµπόπουλο για την καθοδήγησή του καθ όλη τη διάρκεια του διδακτορικού προγράµµατος και ιδιαιτέρως για την συµβολή - στήριξή του σε καίρια σηµεία της όλης διαδικασίας, στα οποία οι γνώσεις και η εµπειρία του ήταν για µένα πολύτιµες και καθοριστικές για την υπέρβαση σηµαντικών δυσκολιών. Επιπλέον θα ήθελα να τον ευχαριστήσω, όπως και τους καθηγητές κ. Γεώργιο Βούρο και κ. Ιωάννη Ματσίνο, για την κατανόηση που επέδειξαν στις ιδιαίτερες συνθήκες, κάτω από τις οποίες διεκπεραίωσα τη διδακτορική µου διατριβή λόγω άλλων υποχρεώσεών µου. Ακόµη ευχαριστώ τους Καθηγητές κ. Ανδρέα Τρούµπη, κ. Χρήστο Ματσούκα και κ. Αθανάσιο Νταραντούµη, και τον Λέκτορα κ. Ανδρέα Παπασαλούρο, που µου έκαναν την τιµή να συµµετέχουν στην επταµελή επιτροπή εξέτασης της διατριβής µου. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον Λέκτορα του Τµήµατος Περιβάλλοντος κ. Ηρακλή Πολατίδη για την πρόθυµη συµπαράστασή του σε κάθε περίπτωση, που ζήτησα τη βοήθειά του, και τον Λέκτορα του Τµήµατος Μηχανικών Πληροφοριακών και Επικοινωνιακών Συστηµάτων κ. Κώτη Κωνσταντίνο για την συνεργασία και τις πολύτιµες συµβουλές του στα πλαίσια της κοινής µας δηµοσίευσης. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τη σύζυγό µου Χριστίνα για τη συµπαράσταση και την κατανόηση, που επέδειξε όλα αυτά τα χρόνια της επίπονης διαδροµής µέχρι την ολοκλήρωση της διδακτορικής µου διατριβής. iv

5 Στις κόρες µου Ευαγγελία Αλκµήνη και Παρασκευή v

6 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρoύσα διδακτορική διατριβή ολοκληρώθηκε στα πλαίσια του Θεοφράστειου Προγράµµατος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Περιβαλλοντική και Οικολογική Μηχανική», του Τµήµατος Περιβάλλοντος του Πανεπιστηµίου Αιγαίου. Αποτελεί το επιστέγασµα ερευνητικής προσπάθειας στη διεπιφάνεια που σχηµατίζεται από ποικίλα ερευνητικά πεδία, όπως αυτά της Βιώσιµης Ενεργειακής Ανάπτυξης, της Εκπαίδευσης για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη, της ιαχείρισης της γνώσης (Knowledge management) και του µαθησιακού σχεδιασµού, καθώς και της Μηχανικής της γνώσης (Knowledge engineering) και της χρήσης οντολογιών. Η έρευνα ξεκίνησε αρχικά από το ευρύ πεδίο της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενέργεια, προσανατολίσθηκε στην πορεία προς την αξιοποίηση Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) στο πεδίο αυτό και εστιάσθηκε τελικά προς την κατεύθυνση της διαµόρφωσης ενός πλαισίου υποστήριξης του µαθησιακού σχεδιασµού στη συγκεκριµένη περιοχή. Το όλο εγχείρηµα εντάχθηκε σταδιακά σε µια προοπτική συµβολής στη συζήτηση για την επίτευξη του οράµατος του σηµασιολογικού ιστού. Συνδυάσθηκαν η χρήση µεταδεδοµένων και οντολογιών για την οργάνωση του πλαισίου, ενώ το παράδειγµα εφαρµογής του εντάσσεται στην περιοχή των SemanticWikis, τεχνολογιών που προκύπτουν από των συνδυασµό τεχνολογιών Σηµασιολογικού Ιστού και Κοινωνικών Μέσων (Social Media). Το καινοφανές στοιχείο της πρότασης εντοπίζεται, κατά κύριο λόγο, ακριβώς στη χρήση τεχνολογιών σηµασιολογικού ιστού τόσο για την οργάνωση της γνώσης στον τοµέα της Βιώσιµης Ενεργειακής Ανάπτυξης όσο και για τη διάδοση της. Αν και ο αρχικός πληθυσµός στόχος της συγκεκριµένης προσπάθειας εντοπίζεται κατά πρώτο λόγο στους εκπαιδευτικούς της Β/θµιας και Α/θµιας Εκπαίδευσης, εν τούτοις τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της προσέγγισης που ακολουθήθηκε προσδίδουν επαρκή ευελιξία για διεύρυνση του και στο χώρο της τριτοβάθµιας εκπαίδευσης. Επιβλέπων της ερευνητικής προσπάθειας ήταν ο Καθηγητής κ. ίας Χαραλαµπόπουλος. Η διδακτορική εργασία έχει οδηγήσει µέχρι στιγµής στις παρακάτω δηµοσιεύσεις : Ι. Καρέτσος, Σ. (2006). Σκιαγράφηση ενός πλαισίου Εκπαίδευσης για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη υπό το Πρίσµα της Ενέργειας. Πρακτικά 5 ου Πανελληνίου Συνεδρίου Παιδαγωγικής Εταιρείας Ελλάδος : Ελληνική Παιδαγωγική και Εκπαιδευτική Έρευνα- Τόµος Β ( σελ ). Θεσσαλονίκη, Αδελφοί Κυριακίδη. ΙΙ. Karetsos, S., & Haralambopoulos, D. (2009). An ontology to support authoring tools for sustainable energy education. In L. Barolli, F. Xhafa, H-H. Hsu (Eds.), Proceedings of 3 rd International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems (CISIS 2009)- Intelligent-Systems for Engineering Environmental Knowledge 2009 (i-seek 2009), Fukuoka, Japan, March (pp ). IEEE Computer Society. DOI: (blind peer-reviewed). III.. Karetsos, S., & Haralambopoulos, D. (2010, May). Ontologies to support teachers to construct learning designs in the domain of sustainable energy education. Paper presented at the 8th International JTEFS/BBCC Conference on Sustainable Development - Culture Education. Paris, France, May vi

7 IV Karetsos, S., & Haralambopoulos, D. (2010). A tool to support authoring of learning designs in the field of sustainable energy education. In B.White, P. Isaias & D. Andone (Eds.), Proceedings of the IADIS International Conference WWW/INTERNET 2010(pp ), Timisoara, Romania, October ISBN: (blind peer-reviewed). V. Karetsos, S., Haralambopoulos, D., & Kotis, K. (2011). An ontology-based framework for authoring tools in the domain of sustainable energy education. In International Journal of Agricultural and Environmental Information Systems: Special issue on Intelligent Systems for Engineering Environmental Knowledge, 2 (1), DOI: /jaeis VI. Karetsos, S., & Haralampopoulos, D. (2011). Integration of competencies in an ontology-based framework supporting teachers to construct learning designs in the domain of sustainable energy education. Journal of Teacher Education for Sustainability 13 (1), DOI: /v vii

8 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΡΟΛΟΓΟΣ... VI ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ...VIII ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ...X ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 O : ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 O : ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Παγκόσµια προβλήµατα και σύνδεσή τους µε την παραγωγή και χρήση ενέργειας Βιώσιµη Ανάπτυξη Βιώσιµη Ενεργειακή Ανάπτυξη ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Εκπαίδευση για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη Εκπαίδευση για τη Βιώσιµη Ενέργεια ΤΠΕ και Εκπαίδευση ΚΡΑΤΟΥΣΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Πεδίο Εκπαίδευσης για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη Πεδίο Εκπαίδευσης για τη Βιώσιµη Ενέργεια Πεδίο ανάπτυξης µοντέλων και εργαλείων συγγραφής σεναρίων µάθησης ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΛΟΓΙΚΗ ΤΗΣ ΠΡΟΤΑΣΗΣ ΑΡΧΙΚΗ ΠΡΟΤΑΣΗ ΟΜΗ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΩΝ Προσδιορισµός των απαιτήσεων Εννοιολογική αναπαράσταση (Conceptualization) Τυποποίηση και εφαρµογή Αξιολόγηση Τεκµηρίωση Απόκτηση γνώσης Συντήρηση ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΟΝΤΟΛΟΓΙΩΝ - ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ Μοντέλο µαθησιακού σχεδιασµού (Learning design model) Μοντέλο περιεχοµένου Μοντέλο τοµέα βιώσιµης ενέργειας ΣΧΕΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΠΡΟΤΑΘΕΝΤΟΣ ΠΛΑΙΣΙΟΥ- Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΣΤΟ ΜΑΘΗΣΙΑΚΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΣΤΟ ΠΕ ΙΟ ΤΗΣ ΒΙΩΣΙΜΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΑΝΑΤΡΟΦΟ ΟΤΗΣΗ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΕΝΟΣ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΙΚΑΝΟΤΗΤΩΝ (COMPETENCY MODEL) ΣΤΟ ΠΡΟΤΑΘΕΝ ΠΛΑΙΣΙΟ Προσδιορισµός απαιτήσεων ενός µοντέλου ικανοτήτων Σχετική βιβλιογραφία Προτεινόµενο µοντέλο ικανοτήτων Πιθανές χρήσεις- Περιπτώσεις εφαρµογής Συµπεράσµατα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ WIKI-SEEDWIKI ΕΙΣΑΓΩΓΗ SEED WIKI: ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ SEMANTIC MEDIAWIKI ΣΕΝΑΡΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ SEED WIKI ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο : ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ viii

9 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α: ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ... 1 Α1.Ορισµός... 2 Α2.Βασικά συστατικά... 3 Α3.Τύποι οντολογιών... 3 Α4. Εφαρµογές οντολογιών... 4 Α5.Μεθοδολογίες... 5 Α7.Γλώσσες αναπαράστασης οντολογιών... 9 Α8.Εργαλεία Οντολογιών Α9.Εφαρµοσµένη πληροφορική και οντολογίες ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β: ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Β1. Αρχές Βιώσιµης Ανάπτυξης Β2. ιεθνείς προσπάθειες προς την κατεύθυνση της Βιώσιµης Ανάπτυξης Β3. Πλαίσια κατηγοριοποίησης δεικτών Βιώσιµης Ανάπτυξης ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ: ΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ ix

10 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ ΑΚΕ : Από Κοινού Εφαρµογή ΑΠΕ: Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας ΒΑ: Βιώσιµη Ανάπτυξη ΕΒΑ: εκαετία για την Εκπαίδευση για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη Ε Ε : ιεθνής Εµπορία ικαιωµάτων Εκποµπών ΕΠΠΣ: ιαθεµατικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών.Ι.Π.Ε. : ιεπιστηµονικό Ινστιτούτο Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης ΕΒΑ: Εκπαίδευση για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη ΕΕ: Ευρωπαϊκή Ένωση ΚΠΕ: Κέντρο Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης ΚΑΠΕ: Κέντρο Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας ΜΚΑ: Μηχανισµός Καθαρής Ανάπτυξης ΜΚΟ: Μη Κυβερνητικές Οργανώσεις ΟΕΠΕΚ : Οργανισµός Επιµόρφωσης Εκπαιδευτικών ΟΟΣΑ (OECD): Οργανισµός για την Οικονοµική Συνεργασία και Ανάπτυξη ΟΠΕΚ: Οργανισµός Πετρελαιοπαραγωγών Κρατών ΠΕΕ: Πανελλήνια Ένωση Εκπαιδευτικών ΠΙ: Παιδαγωγικό Ινστιτούτο ΠΣ: Πρόγραµµα Σπουδών ΣΕ Ε: Σχήµα Εµπορίας ικαιωµάτων Εκποµπών ΣΠΠΕ: Σχολικά Προγράµµατα Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης ΤΙΠ: Τόννοι Ισοδυνάµου Πετρελαίου ΤΠΕ: Τεχνολογία Πληροφορικής και Επικοινωνιών Υ/Η:Υδροηλεκτρική ADL : Advanced Distributed Learning initiative AIC: Association of Idaho Cities AICC :Aviation Industry Computer-based training Committee AREED: African Rural Energy Enterprise Development ARIADNE : Foundation for European Knowledge Pool ASEN : Australian Student Environment Network CA-CP: Clean Air-Cool Planet CAI: Computer Assisted Instruction CAREO: Campus Alberta Repository of Learning Objects CDE &CEC: California Department of Education & The California Energy Commission CDM :Clean Development Mechanism CEE: Council for Environmental Education CID RIT : Center for user oriented IT Design of the Royal Institute of Technology CoCoA :Content, Communication & Administration COLLAGE: COLaborative LeArning design Editor CPS : Content Packaging Specification CSCL:Computer Supported Collaborative Learning CSCRI :Canadian Sustainability Curriculum Review Initiative CSE: Centre for Sustainable Energy DAML: DARPA Agent Markup Language DCMI : Dublin Core Metadata Initiative DG TREN: Directorate-General Energy and Transport EC: European Commission EdNA: Education Network Australia EEA: European Environment Agency x

11 8LEM: Eight Learning Events Model ELM: Essen Learning Model EML : Educational Modelling Language EPBD: Energy Performance of Building Directive EPI :Environmental Performance Index ESD: Education for Sustainable Development ESEPA :European Science Education Research Association ESI:Environmental Sustainability Index EU ETS: European Union Emission Trading Scheme FNCSD: Finnish National Commission on Sustainable Development GPI :Genius Progress Indicator HDI: Human Development Index HFC ETP: Hydrogen & Fuel Cells Education & Training Program IAC: International Academy Council ICAI :Intelligent Computer Assisted Instruction IEA : International Energy Agency IEE: Intelligent Energy for Europe IEEE LOM : Institute of Electric Electronic Engineering Learning Object Metadata IEEE LTSC: IEEE Learning Technology Standards Committee IET: International Emission Trading IIIEE: International Institute for Industrial Environmental Economics ILE: Interactive Learning Environment IMDL: Instructional Material Description Language IMS : Instructional Management Systems Global Learning Consortium IMS LRMS: IMS Learning Resource Metadata Specification IPCC: Intergovernmental Panel On Climate Change ISO/IEC JTC : International Organization for Standardization & Electrotechnical Commission Joint Technical Committee ITS : Intelligent Tutoring Systems JI: Joint Implementation JIME: Journal of Interactive Media in Education JISC: Joint Information Systems Committee KITH: KyotoInTheHome KMI: Knowledge Media Institute LAMS: Learning Activity Management System LARM : Learning Activity Reference Model LCMS : Learning Content Management Systems LD: Learning Design LMS : Learning Management Systems MDGs :Millennium Development Goals MERLOT: Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching MOT: Modelling using Object Types MST :Mathematics Science Technology NYSERDA: New York State Energy Research and Development Authority OIL: Ontology Inference Layer OML: Ontology Markup Language OWL: Ontology Web Language OUNL : Open University of Netherlands ONIONS : ONtologic Integration Of Naive Sources OTK :On-To-Knowledge xi

12 QCA: Qualifications and Curriculum Authority QTI : Question and Test Interoperability RD&D: Research Development & Demonstration RDF : Resource Description Framework RDF(S):Resource Description Framework Schema RET: Renewable Efficient Technology R/P: Reserves/ Production RUE: Rational Use of Energy SD: Sustainable Development SDEP: Sustainable Development Education Panel SEP:Science Enhancement Program SETA: T@W Sustainable Energy Technology at Work SHOE :Simple HTML Ontology Extensions SITS: Scrutable Intelligent Tutoring System SMI : Stanford Medical Informatics SWRL: Semantic Web Rule Language TLSF: Teaching and Learning for Sustainable Future TOVE :Toronto Virtual Enterprise UML: Unified Modeling Language UNCHE: United Nation Conferrence on the Human Environment UN CSD (CSD): United Nation Commission on Sustainable Development UNDP: United Nations Development Programme UNECE: United Nations Economic Commission for Europe. UNEP: United Nations Environment Programme UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change UNESCO: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization UNH: University of New Hamsair UoL: Unit of Learning US DOE : United States Department Of Energy US EPA: United States Environmental Protection Agency VOCs: Volatile Organic Compounds WEC: World Energy Council WSSD: World Summit for Sustainable Development XOL :Ontology exchange language XML: extensible Markup Language YMP: Young Masters Programme xii

13 ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήµα 3.1. οµή του πλαισίου εργαλείων συγγραφής σεναρίων µάθησης Σχήµα 3.2. Κλάσεις του Εκπαιδευτικού Μοντέλου Σχήµα 3.3. Στιγµιότυπο της κλάσης Abstract learning design solution Σχήµα 3.4. Στιγµιότυπο της κλάσης Content model Σχήµα 3.5. Η κλάση DrivingForceOfEnergyDevelopment Σχήµα 3.6. Η κλάση PressureOfEnergyDevelopment Σχήµα 3.7. Η κλάση StateChangeOfEnergyDevelopment Σχήµα 3.8. Η κλάση ImpactOfEnergyDevelopment Σχήµα 3.9. Στιγµιότυπο της κλάσης Response for sustainable energy development Σχήµα Κλάσεις της οντολογίας του τοµέα της βιώσιµης ενεργειακής ανάπτυξης Σχήµα 3.11 Στιγµιότυπο της οντολογίας της βιώσιµης ενεργειακής ανάπτυξης Σχήµα Μία πειραµατική διαδικασία µαθησιακού σχεδιασµού Σχήµα Υποβολή ερωτήµατος (query) µέσω του Protégé για τον εντοπισµό αφαιρετικών σεναρίων µάθησης, µε βάση ένα σκοπό-πρόκληση που καλύπτουν Σχήµα Υποβολή ερωτήµατος µέσω του Protégé για τον προσδιορισµό απαντήσεων (R) που επηρεάζουν θετικά τις εκποµπές αερίων ρύπων από ενεργειακά συστήµατα Σχήµα Ένα πλαίσιο (template) ενός Vee Heuristic Model Σχήµα Στιγµιότυπα της κλάσης Representation format που µπορούν να διαµεσολαβήσουν για τη συµπλήρωση του βήµατος <Represent Ld> µιας διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Σχήµα Η top level οντολογία του µοντέλου ικανοτήτων Σχήµα Τύποι γνωστικών δεξιοτήτων: προβάλλεται ο τύπος attributing Σχήµα Απεικόνιση σχέσεων που αφορούν σε ένα στιγµιότυπο της κλάσης Competency question Σχήµα 4.1. Φόρµα συνεισφοράς περιεχοµένου Σχήµα 4.2. Φόρµα ανάκτησης µαθησιακών πόρων Σχήµα 4.3. Κατηγοριοποίηση αφαιρετικών σεναρίων µάθησης ως προς το σκοπό/προκληση που καλύπτουν µε τη βοήθεια ενός inline query Σχήµα 4.4. Πλοήγηση στις σελίδες του wiki µέσω του Ontology Browser Σχήµα 4.5. Εµφάνιση σχετικών ΜΑ στη σελίδα HydroEnergy Σχήµα 4.6. Καθοδήγηση µαθησιακού σχεδιασµού Σχήµα 4.7. Η σελίδα µιας διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Σχήµα 4.8.Πρώτο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Select theme Σχήµα 4.9. εύτερο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Extract a DPSIR model Σχήµα Οπτική αναπαράσταση και αποτελέσµατα από inline queries περιλαµβανόµενα στη σελίδα AirPollutantsEmissionGr Σχήµα Τρίτο βήµα της διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Select & Adapt templates Σχήµα Τέταρτο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Identify Objectives. 100 Σχήµα Πέµπτο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού-arrange Activities Σχήµα Έκτο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού- Resources & Assessment Σχήµα Έβδοµο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού-representld Σχήµα Mορφή αναπαράστασης LDVS Σχήµα Μορφή αναπαράστασης LΑΜS xiii

14 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1. Βασικές δοµικές µονάδες µιας οντολογίας..29 Πίνακας 2. Περιγραφή ενός δείγµατος αφαιρετικών αναπαραστάσεων σεναρίων µάθησης µε βάση το σκοπό/πρόκληση που καλύπτουν...75 Πίνακας 3. Συνοπτικά ποσοτικά αποτελέσµατα αξιολόγησης των δυνατοτήτων αναζήτησης και ανάκτησης της οντολογίας εκπεφρασµένα βάσει 5βάθµιας κλίµακας...76 Πίνακας 4. Ποσοτικά αποτελέσµατα επισκόπησης για τον προσδιορισµό ενός υποσυνόλου του IEEE LOM Πίνακας 5. Ποσοτικά αποτελέσµατα επισκόπησης µε σκοπό τον προσδιορισµό ενός συνόλου στοιχείων για την περιγραφή αφαιρετικών αναπαραστάσεων σεναρίων µάθησης...78 Πίνακας 6. Ποσοτικά αποτελέσµατα επισκόπησης για τον προσδιορισµό των κριτηρίων, που χρησιµοποιούν οι εκπαιδευτικοί για την αναζήτηση ΜΑ στο πεδίο της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενεργειακή ανάπτυξη, σε σχέση µε τα στοιχεία που περιλαµβάνονται ως ιδότητες στο Μοντέλο Περιεχοµένου..79 Πίνακας 7. Αντιστοίχιση µεταξύ των πλαισίων Mckeown & Dendinger και DPSIR. xiv

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 o : ΕΙΣΑΓΩΓΗ

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 o : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο εισαγωγικό αυτό κεφάλαιο περιλαµβάνεται αφ ενός µεν µια συνοπτική περιγραφή της ερευνητικής περιοχής, στην οποία εστιάσθηκε η παρούσα διατριβή, και η εν γένει προσέγγιση που ακολουθήθηκε, αφ ετέρου δε σκιαγραφείται η δοµή της διατριβής και περιγράφονται αδρά τα περιεχόµενα των επί µέρους κεφαλαίων Συνοπτική παρουσίαση της ερευνητικής προσέγγισης Η παρούσα εργασία διαπραγµατεύεται το ζήτηµα της ανάπτυξης ενός πλαισίου µαθησιακού σχεδιασµού στο πεδίο της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενέργεια, το οποίο θα απευθύνεται σε εκπαιδευτικούς της Α/βάθµιας και της Β/θµιας Εκπ/σης, µε βασικό σκοπό να τεθούν οι βάσεις για την ανάπτυξη ενός προγράµµατος σπουδών στο συγκεκριµένο πεδίο. Η εκπαίδευση για τη βιώσιµη ενέργεια προσδοκάται οτι θα συµβάλλει στην επίλυση µιας σειράς προβληµάτων σχετιζοµένων µε τα κυρίαρχα αναπτυξιακά µοντέλα, λαµβάνοντας υπ όψιν οτι η ενεργειακή παραγωγή και χρήση θα πρέπει να παρέχει «επαρκείς ενεργειακές υπηρεσίες για την ικανοποίηση των βασικών ανθρώπινων αναγκών» ενώ ταυτόχρονα «δεν θα πρέπει να θέτει σε κίνδυνο την ποιότητα ζωής της παρούσης και των µελλοντικών γενεών, και δεν θα υπερβαίνει τη φέρουσα ικανότητα των οικοσυστηµάτων» [295, σελ. 31]. Σχετικά µε τα χαρακτηριστικά, τα οποία θα έπρεπε να έχει µια εκπαιδευτική προσέγγιση στο πεδίο αυτό, θα πρέπει να σηµειωθούν τα εξής: α) Η ανάγκη για πρακτικό και ρητό ορισµό της έννοιας της «βιωσιµότητας» λόγω της ασάφειας και της πολυσηµίας του όρου [79]. β) Η αναγκαιότητα επιµόρφωσης των εκπαιδευτικών, η οποία καθίσταται πιό επιτακτική σε µερικές Ευρωπαϊκές χώρες και ιδιαιτέρως στην Ελλάδα, καθώς σχετικές αναφορές καταδεικνύουν την έλλειψη εκ µέρους των εκπαιδευτικών ακόµη και βασικών γνώσεων σχετικών µε τη βιώσιµη ενέργεια [42, 47, 54]. γ) Η διαθεσιµότητα πληθώρας εκπαιδευτικού υλικού σε διάφορες γλώσσες και ποικίλες µορφές για θέµατα εκπαίδευσης βιώσιµης ενέργειας, που απαιτεί ωστόσο ιδιαίτερη προσπάθεια για την επιλογή, συλλογή, προσαρµογή και διάδοσή του. δ) Η απέραντη και διαρκώς αυξανόµενη βιβλιογραφία για θεωρίες, ιδέες και προσεγγίσεις µάθησης, µε πολλαπλά ανταγωνιστικά επιχειρήµατα, που συνιστούν ιδιαίτερα δυσνόητο περιβάλλον για εκπαιδευτικούς της πράξης, εκτός και συµµετέχουν αποκλειστικά σε εξειδικευµένη έρευνα [46]. ε) Η αναφερόµενη βελτίωση της ποιότητας και της αποδοτικότητας της εκπαιδευτικής διαδικασίας, όταν οι εκπαιδευτικοί επεξεργάζονται και προσαρµόζουν οι ίδιοι τα υλικά που χρησιµοποιούν, αντί αυτά να τους παρέχονται έτοιµα 100 % [27]. στ) Η µη ενδεικνυόµενη ανάπτυξη συνόλου εργαλείων κοινής χρήσης από όλα τα σχολεία της Ευρώπης, καθώς πρέπει να ληφθεί υπόψη η πολιτιστική, κοινωνική και διδακτική διαφοροποίηση κάθε χώρας [22]. θ) Η ανάγκη µετατόπισης της εστίασης από το µαθησιακό περιεχόµενο στη µαθησιακή διαδικασία/δραστηριότητα, καθώς η απλή παροχή κωδικοποιηµένης γνώσης δεν εξασφαλίζει την κατανόηση και τη χρήση της, γεγονός που ευνοεί ενα µοντέλο του εκπαιδευτικού ως σχεδιαστή µαθησιακών δραστηριοτήτων και µετόχου σχετικών 1

17 «Κοινοτήτων Πρακτικής 1» για ανταλλαγή σεναρίων µάθησης και εµπειριών [159, 162, 192, 210]. Λαµβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, µια εύλογη προσέγγιση θα περιελάµβανε την ανάπτυξη ενός εργαλείου συγγραφής σεναρίων µάθησης για την υποστήριξη των εκπαιδευτικών, ώστε να µπορέσουν να προσαρµόσουν το υπάρχον εκπαιδευτικό υλικό ή και να παράγουν νέο ανάλογα µε τις ανάγκες και το επίπεδο των µαθητών τους. Τα πρωταρχικά ερωτήµατα που πρέπει να απαντηθούν στην περίπτωση αυτή είναι: 1. Πως θα ορισθεί µε απτό τρόπο η έννοια της βιώσιµης ενέργειας; 2. Πως θα κωδικοποιηθεί το διαθέσιµο προς αξιοποίηση εκπαιδευτικό υλικό ώστε να δίνει πληροφορία για το περιεχόµενό του, αλλά και το προσαρµοσµένο στο τοπικό εκπαιδευτικό περιβάλλον ώστε να µπορεί να επαναχρησιµοποιηθεί; 3. Πως θα υποστηριχθούν οι εκπαιδευτικοί στον εντοπισµό, την επιλογή και την αξιοποίηση του υπάρχοντος εκπαιδευτικού υλικού αλλά και µε τρόπο, που θα εκµεταλλεύεται την υπάρχουσα θεωρητική και εµπειρική παιδαγωγική γνώση και θα είναι ταυτόχρονα ελκυστικός ως προς τον απαιτούµενο απο τους εκπαιδευτικούς χρόνο; 4. Ποιά θεωρία ή µοντέλο µάθησης θα ακολουθείται; 5. Πως θα εξασφαλισθεί η πρόσβαση των εκπαιδευτικών σε µια ενδεχόµενη τέτοια εφαρµογή; Ως συµβολή στην συγκεκριµένη ερευνητική περιοχή η όλη προσπάθεια, όπως σκιαγραφείται στην παρούσα διατριβή, εστιάσθηκε στην ανάπτυξη ενός πλαισίου µαθησιακού σχεδιασµού για τη βιώσιµη ενέργεια. Το πλαίσιο αυτό βασίσθηκε σε τρείς οντολογίες µοντέλα, ήτοι µιας οντολογίας του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, µιας οντολογίας περιεχοµένου µαθησιακών πόρων και µιας οντολογίας µαθησιακού σχεδιασµού. Η ανάπτυξή του βασίσθηκε σε ευρέως διαδεδοµένα πρότυπα για λόγους διαλειτουργικότητας και ενίσχυσης της δυνατότητας επαναχρησιµοποίησης του µαθησιακού υλικού. Προσεγγίσθηκε δε το εν λόγω πλαίσιο, τόσο ως µέσο υποστήριξης της συγγραφής σεναρίων µάθησης όσο και από την άποψη της παροχής ενός πεδίου συζήτησης σχετικά µε το ποιά θα ήταν η καταλληλότερη µορφή ενός εργαλείου συγγραφής σεναρίων µάθησης στο συγκεκριµένο τοµέα. Προς την κατεύθυνση αυτή ακολουθήθηκε µια προσέγγιση ενσωµάτωσης των διαφορετικών εναλλακτικών λύσεων για την αναπαράσταση του µαθησιακού σχεδιασµού, εστιάζοντας στην έννοια των «διαµεσολαβητικών τεχνουργηµάτων» ( mediating artefacts ) οµή της διατριβής Το κείµενο οργανώνετα σε πέντε κεφάλαια, ενώ περιλαµβάνονται και πρόσθετα στοιχεία µε τη µορφή παραρτηµάτων. Μετά την εισαγωγή, ακολουθεί το δεύτερο κεφάλαιο, στο οποίο καταγράφεται η βιβλιογραφική διερεύνηση στο πεδίο της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενέργεια. Ακολούθως στο τρίτο κεφάλαιο προτείνεται ένα πλαίσιο µαθησιακού σχεδιασµού στο συγκεκριµένο πεδίο, στο τέταρτο αναφέρεται η περίπτωση εφαρµογής του προταθέντος πλαισίου στην ανάπτυξη ενός wiki, ενώ η εργασία κλείνει µε τα συµπεράσµατα, που προέκυψαν από την όλη ερευνητική προσπάθεια και συνιστούν το πέµπτο κεφάλαιο. Τέλος, µε τη µορφή παραρτήµατος παρατίθενται οι δηµοσιεύσεις, που προέκυψαν κατά τη διάρκεια του διδακτορικού προγράµµατος καθώς και κάποια χρήσιµα συµπληρωµατικά στοιχεία, τα οποία αφορούν στη βιβλιογραφική έρευνα. 1 Απόδοση του όρου Communities of Practice : «Οµάδες ατόµων που µοιράζονται ένα ενδιαφέρον ή ένα πάθος για κάτι που κάνουν, και µαθαίνουν πώς να το κάνουν καλύτερα αλληλεπιδρώντας σε τακτική βάση» [339]. 2

18 Στη συνέχεια δίνεται µια σύντοµη περιγραφή των περιεχοµένων των εποµένων κεφαλαίων. Το δεύτερο κεφάλαιο χωρίζεται σε τρία µέρη, εκ των οποίων το πρώτο αφορά στη σχέση της ενέργειας µε τη Βιώσιµη Ανάπτυξη (ΒΑ), το δεύτερο µέρος καλύπτει το χώρο της εκπαίδευσης, και στο τρίτο περιγράφεται η κρατούσα κατάσταση στα σχετικά µε την εργασία θεµατικά πεδία. Αναλυτικότερα, στο πρώτο µέρος του δευτέρου κεφαλαίου γίνεται αναφορά στο ρόλο και τη σηµασία της ενέργειας για τη ζωή στη γη, στα ενεργειακά χαρακτηριστικά των σύγχρονων προτύπων ανάπτυξης και στα προβλήµατα, που απορρέουν από τα πρότυπα αυτά και αφορούν στην κοινωνία, το περιβάλλον και την οικονοµία. Επιπλέον καταγράφονται διάφορες προσεγγίσεις του όρου «βιώσιµη ανάπτυξη», και γίνεται αναφορά στις αρχές, τη θεµατολογία, τους κοινωνικούς στόχους και τις διαστάσεις της, για να προβληθεί στη συνέχεια µια θεώρηση της ΒΑ µε κύριο σηµείο αναφοράς την ενέργεια. Η θεώρηση αυτή προσεγγίζεται τόσο απο την πλευρά της τεχνολογίας και των φυσικών επιστηµών, όσο και απο την πλευρά της θεσµικής συνιστώσας της κοινωνίας, καθώς και σε σχέση µε τις αξίες, τις στάσεις και τις συµπεριφορές του συνόλου της κοινωνίας. Το δεύτερο µέρος του δευτέρου κεφαλαίου, που καλύπτει το χώρο της εκπαίδευσης, περιλαµβάνει µικρή ιστορική αναδροµή και αναφορές στα χαρακτηριστικά και τις παιδαγωγικές προσεγγίσεις της Εκπαίδευσης για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη (ΕΒΑ) καθώς και ανάλυση του θέµατος της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενέργεια, µε διερεύνηση της αναγκαιότητας, της αποτελεσµατικότητας, των σκοπών και των στόχων της, µε επιπλέον αναφορά στην παραγωγή/ προσαρµογή εκπαιδευτικού υλικού και σε εργαλεία αξιολόγησής της. Επιπλέον εξετάζεται η επίδραση της χρήσης των Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) στην εκπαίδευση, και προσεγγίζονται θέµατα όπως η επαναχρησιµοποίηση µαθησιακού υλικού, η ανάγκη χρήσης προδιαγραφών και µαθησιακού σχεδιασµού, και η ανάπτυξη εργαλείων συγγραφής σεναρίων µάθησης. Στο τρίτο µέρος του δευτέρου κεφαλαίου δίδονται σε τρεις χωριστές ενότητες στοιχεία για την κρατούσα κατάσταση στα θεµατικά πεδία της ΕΒΑ, της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενέργεια, και της συγγραφής σεναρίων µάθησης, δεδοµένου οτι το αντικείµενο της εργασίας συνδυάζει και ενσωµατώνει στοιχεία και από τα τρία αυτά πεδία. Οι αναφορές στο πεδίο της ΕΒΑ συνδέονται πρακτικά µε το σκοπό της παρούσης εργασίας στο βαθµό, που µπορούν να αξιοποιηθούν ως πηγές για την εξαγωγή προτύπων πλαισίων ανάπτυξης προγραµµάτων σπουδών ΕΒΑ. Με την προοπτική αυτή αναφέρονται µια σειρά εργαλείων υποστήριξης της ΕΒΑ, προσπάθειες ενσωµάτωσης στοιχείων ΕΒΑ σε επίσηµα προγράµµατα σπουδών, και σχετικές σειρές µαθηµάτων. Στη δεύτερη ενότητα αναφέρονται µια σειρά σχετικών µε την εκπαίδευση για τη βιώσιµη ενέργεια projects της Ευρωπαϊκής Κοινότητας, προσπάθειες ενσωµάτωσης συναφών θεµάτων σε εθνικά προγράµµατα σπουδών, και µια σειρά εκπαιδευτικών πόρων διαθέσιµων στο διαδίκτυο, που προσεγγίζουν διάφορες πλευρές ζητηµάτων βιώσιµης ενέργειας και απευθύνονται σε διάφορους πληθυσµούς- στόχους. Στην τρίτη ενότητα αναφέρονται υπάρχοντα µοντέλα και εργαλεία συγγραφής σεναρίων µάθησης. Στο τρίτο κεφάλαιο διατυπώνεται η πρόταση της διατριβής µου σε εννέα ενότητες. Οι πέντε πρώτες αφορούν στη λογική της πρότασης, στη γενική δοµή του προτεινοµένου πλαισίου, στη µεθοδολογία και το εργαλείο ανάπτυξής του, στην περιγραφή των επί µέρους µοντέλων - οντολογιών που το συναποτελούν, και στην αναφορά σχετικών προσεγγίσεων στην υπάρχουσα βιβλιογραφία. Ακολουθούν η περιγραφή µιας διαδικασίας αξιολόγησης του αρχικώς προταθέντος πλαισίου και η συνακόλουθη ανατροφοδότηση της έρευνας µε επιστέγασµα την ενσωµάτωση ενός µοντέλου ικανοτήτων (competency model) στο προταθέν πλαίσιο. Το 3

19 κεφάλαιο κλείνει µε αναφορές στη χρησιµότητα του προταθέντος πλαισίου και την ενδεχόµενη συµβολή του στην προαγωγή του µαθησιακού σχεδιασµού στο πεδίο της βιώσιµης ενέργειας. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται η περίπτωση εφαρµογής του προταθέντος πλαισίου στην ανάπτυξη του SEED Wiki (Sustainable Energy EDucationWiki), ενός σηµασιολογικού wiki για την υποστήριξη του µαθησιακού σχεδιασµού στο πεδίο της βιώσιµης ενέργειας. Αναλυτικότερα, στο κεφάλαιο αυτό περιλαµβάνονται εκτός των εισαγωγικών στοιχείων, η διαδικασία και η σκοπιµότητα της δηµιουργίας της συγκεκριµένης on-line εφαρµογής µέσω της ενσωµάτωσης του προτεινοµένου πλαισίου µε την πλατφόρµα Semantic MediaWiki, σενάρια χρήσης της, καθώς και συµπεράσµατα που προέκυψαν από την ανάπτυξή της. Τέλος στο πέµπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται συνοπτικά η όλη ερευνητική προσπάθεια, γίνεται αποτίµηση των αποτελεσµάτων της, διατυπώνονται συµπεράσµατα και προτείνονται πεδία για µελλοντική συνέχισή της. 4

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 o : ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ 5

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 o : ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ 2.1.ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Η όλη συζήτηση, που αφορά στο θέµα των κρατούντων αναπτυξιακών προτύπων, µέσα απο τα περιεχόµενα της σχετικής βιβλιογραφίας µπορεί να περιγραφεί µε ένα πλαίσιο 2, που περιλαµβάνει κινούσες δυνάµεις, πιέσεις, τρέχουσα κατάσταση, επιπτώσεις και αντιδράσεις/απαντήσεις εκ µέρους της κοινωνίας. Το πλαίσιο αυτό ακολουθείται σε γενικές γραµµές στην ενότητα αυτή, µε εστίαση στο ρόλο της ενέργειας και στις απαντήσεις εκ µέρους της κοινωνίας, που οργανώνονται γύρω απο τον όρο «Βιώσιµη Ανάπτυξη» (ΒΑ), ως έκφρασης της ανάγκης επαναπροσανατολισµού των προτύπων ανάπτυξης Παγκόσµια προβλήµατα και σύνδεσή τους µε την παραγωγή και χρήση ενέργειας Κόσµος και ενέργεια Στο γήινο ενεργειακό «προϋπολογισµό» συνεισφέρουν δύο πηγές: η τρέχουσα ενεργειακή ροή, που αποτελείται κατά κύριο λόγο απο την ηλιακή ενέργεια 3 και δευτερευόντως απο την εσωτερική ενέργεια της γης, και η αποθηκευµένη ενέργεια µε τη µορφή ορυκτών και πυρηνικών καυσίµων [113]. Η ιστορία της ζωής στη γη στηρίζεται στη δέσµευση 4 της ηλιακής ενέργειας και τη µετατροπή της στα φυτά, µέσω της φωτοσύνθεσης, σε οργανικά µόρια υψηλού ενεργειακού περιεχοµένου. Η φωτοσύνθεση αντιδρά στην αύξηση της εντροπίας και την υποβάθµιση της βιόσφαιρας. Ο Boltzman έγραψε το 1886 ότι η έντονη προσπάθεια για ζωή δεν είναι προσπάθεια για ενέργεια ή βασικά στοιχεία, αλλά για διαθεσιµότητα αρνητικής εντροπίας στην ενεργειακή µεταφορά από το θερµό ήλιο στην ψυχρή γη. Ο ρυθµός των ροών ενέργειας από τον ήλιο προς τη γη είναι χιλιάδες φορές µεγαλύτερος από το ρυθµό της παγκόσµιας κατανάλωσης εµπορεύσιµης ενέργειας [61, 12, 133]. Η κατανάλωση των φυσικών πόρων αποτελεί αντίρροπη προς τη φωτοσύνθεση διαδικασία συνδεδεµένη µε την αύξηση της εντροπίας στη βιόσφαιρα[34]. Θεωρητικά όλοι οι φυσικοί πόροι είναι ανανεώσιµοι αλλά για διαφορετικές χρονικές κλίµακες. Πρακτικά το γήϊνο «φυσικό κεφάλαιο» 5, µπορεί να διακριθεί σε τρεις κατηγορίες: ανανεώσιµο 6, αναπληρούµενο 7, και µη ανανεώσιµο 8 [12,125]. Ο άνθρωπος εµπλέκεται, ως οργανικό ον, στη φυσική διαδικασία, µέσω της οποίας η γη δέχεται ενέργεια από τον ήλιο και στη συνέχεια την απελευθερώνει. Τοποθετείται στην κορυφή µιας κλίµακας εµβίων όντων, η οποία είναι συνδεδεµένη µε τον τρόπο εξασφάλισης της ενέργειας. Το κρίσιµο σηµείο για τη χρήση πολύ περισσότερης ενέργειας από οποιοδήποτε άλλο ετερότροφο οργανισµό, θεωρούµενο και ως κύρια υλική διαφορά µεταξύ του ανθρωπίνου και των άλλων ειδών, ήταν η, εκτός του βιολογικού, προσθήκη 2 DPSIR:Πλαίσιο που αναπτύχθηκε για την κατηγοριοποίηση δεικτών ανάπτυξης από ΕΕΑ [148]. 3 Αντιστοιχεί στο 99,97% της προσαγόµενης στην επιφάνεια της γης ενέργειας [113]. 4 Το CO 2 αντιδρά µε νερό απορροφώντας ενέργεια από το φως, παράγεται άνθρακας και απελευθερώνεται οξυγόνο, ενώ ένα τµήµα της ενέργειας παραµένει δεσµευµένο, όσο ο άνθρακας και το οξυγόνο παραµένουν χωριστά και απελευθερώνεται από τα φυτά για τη διεξαγωγή του µεταβολισµού[133]. 5 Ορίζεται ως απόθεµα φυσικών πόρων (assets) το οποίο αποδίδει στο µέλλον ροή πολύτιµων αγαθών και υπηρεσιών [125] 6 Αυτοπαραγόµενο και αυτοσυντηρούµενο µέσω χρήσης ηλιακής ενέργειας και φωτοσύνθεσης, όπως οι ζωντανοί οργανισµοί και τα οικοσυστήµατα [125]. 7 Όπως τα υπόγεια ύδατα και το στρώµα του όζοντος[125]. 8 Όπως τα ορυκτά καύσιµα και τα µέταλλα, η χρήση των οποίων συνεπάγεται ρευστοποίηση µέρους του αποθέµατος[125]. 6

22 και ενός «βιοµηχανικού» ή «τεχνολογικού» µεταβολισµού. Οι µηχανές και τα διάφορα εργαλεία και τεχνουργήµατα του ανθρώπου λειτουργούν ως το εξωσωµατικό (extrasomatic) ισοδύναµο των οργάνων, και απαιτούν διαρκή ροή ενέργειας και υλικών από και προς το περιβάλλον για την παραγωγή και τη λειτουργία τους και οδήγησαν στη διαρκή τροποποίηση του περιβάλλοντος, δίνοντας τη δυνατότητα εκρηκτικής αύξησης του ανθρώπινου πληθυσµού. Σηµαντικότερος σταθµός ήταν ο έλεγχος της φωτιάς και ακολουθεί η εκµετάλλευση της ενέργειας των ζώων, ενώ και η αιολική ενέργεια χρησιµοποιήθηκε για µεταφορά εµπορευµάτων [125, 129, 133] Ενεργειακά χαρακτηριστικά του σύγχρονου προτύπου ανάπτυξης Η γνώση της εκµετάλλευσης ενεργειακών πόρων έδωσε τη δυνατότητα στις ανθρώπινες κοινωνίες να αναπτυχθούν και να βελτιώσουν τις συνθήκες ζωής τους. Ως καύσιµα υλικά αρχικά χρησιµοποιήθηκαν οι ιστοί θανόντων οργανισµών, κυρίως ξύλο, για να ακολουθήσει η ανάπτυξη του ξυλάνθρακα µέχρι την εποχή της βιοµηχανικής επανάστασης, περίπου το 1850, οπότε και η εκµετάλλευση των καυσίµων ορυκτών απολιθωµάτων επέτρεψε την απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων συσσωρευµένης ηλιακής ενέργειας 9, µε κυρίαρχο ενεργειακό πόρο µέχρι τα µισά του 20 ου αιώνα το λιθάνθρακα και στη συνέχεια το πετρέλαιο και το συναφές φυσικό αέριο [1, 133]. Οι ενεργειακοί αυτοί πόροι, η οικονοµική αύξηση, και τα τεχνικο-οικονοµικά χαρακτηριστικά των ενεργειακών τεχνολογιών είναι οι κύριοι οδηγοί της παγκόσµιας ενεργειακής ανάπτυξης [68], που στήριξε την τεράστια ανάπτυξη των βιοµηχανικών χωρών. Αντιπροσωπεύουν ένα ποσοστό της τάξης του 80% των ενεργειακών πόρων (πετρέλαιο 35,1 %, λιθάνθρακας 22,6 %, φυσικό αέριο 21,7 %), ενώ η πυρηνική ενέργεια 6,9 %, η παραδοσιακή βιοµάζα 9,3%, η υδροηλεκτρική 2,3% και οι νέες ανανεώσιµες 2,2% (µοντέρνα βιοµάζα 1,4% και άλλες ΑΠΕ 0,8%) [60]. Βέβαια τα πρότυπα διαφέρουν µεταξύ των χωρών ειδικότερα δε µεταξύ αναπτυγµένων και αναπτυσσόµενων [61]. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση το ενεργειακό µίγµα συνίσταται από πετρέλαιο 41 %, λιθάνθρακα 16%, φυσικό αέριο 22 %, πυρηνική ενέργεια 15 %, και ΑΠΕ 6% [105]. Οι άφθονοι ενεργειακοί πόροι των πρώιµων χρόνων της βιοµηχανικής ανάπτυξης έχουν επιβάλλει µια αναπτυξιακή στρατηγική βασισµένη στην προσδοκία ότι οι ενεργειακοί πόροι είναι απεριόριστοι και ότι δεν υπάρχουν άλλοι περιορισµοί για την ανάπτυξη της ανθρώπινης ευηµερίας [12]. Όµως µε βάση τα σηµερινά δεδοµένα τα αποθέµατα πετρελαίου, φυσικού αερίου και άνθρακα επαρκούν προσεγγιστικά περί τα 40, 60 και 200 χρόνια αντίστοιχα. [62]. Η διαθεσιµότητα άφθονης προσιτής ενέργειας επιτρέπει βέβαια σε µερικούς ανθρώπους να απολαµβάνουν πρωτοφανείς ανέσεις, κινητικότητα και παραγωγικότητα. ιαχρονικά εκτιµάται, οτι η µέση κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας του ανθρώπου είναι σήµερα 300 φορές µεγαλύτερη απο αυτήν της εποχής του ανθρώπου-κυνηγού και 18 φορές µεγαλύτερη απο αυτήν της προβιοµηχανικής εποχής [113], γεγονός που σηµαίνει, ότι η πίεση στη φέρουσα ικανότητα της βιόσφαιρας, αυξάνεται µε πολύ γρηγορότερους ρυθµούς από ότι ο πληθυσµός της γης [126]. Αν ο ρυθµός παγκόσµιας αύξησης της πρωτογενούς ενεργειακής χρήσης διατηρηθεί στα επίπεδα του 2% περίπου το χρόνο, τότε η ενεργειακή κατανάλωση θα διπλασιασθεί το 2035 και θα τριπλασιασθεί το 2055 [61]. Ακόµη δε και αν η τεχνολογική ανάπτυξη µειώσει την κατά κεφαλήν ενεργειακή κατανάλωση, η ενεργειακή ζήτηση παγκοσµίως είναι πιθανόν να αυξηθεί γραµµικά µαζί µε τον πληθυσµό [33]. 9 Τα καύσιµα ορυκτά απολιθώµατα αντιπροσωπεύουν την τεράστια συσσώρευση ηλιακής ενέργειας µέσω του διαχωρισµού του άνθρακα από το οξυγόνο από µια πρωταρχική ατµόσφαιρα, στην οποία το CO2 και το νερό ήταν σε αφθονία και τη συσσώρευση και τον εγκλωβισµό του στο υπέδαφος κατά τη διάρκεια µακρών γεωλογικών περιόδων [133]. 7

23 Ένα άλλο σηµαντικό χαρακτηριστικό είναι η ανοµοιόµορφη κατανοµή των αποθεµατικών πόρων ανά τον κόσµο. Το 61,7% του πετρελαίου και το 40,6% του φυσικού αερίου εντοπίζονται στη Μέση Ανατολή, το 35,7% του φυσικού αερίου στην Ευρώπη και Ευρασία ενώ για τον λιθάνθρακα τα κύρια αποθέµατα εντοπίζονται στη Ασία, Ευρασία και Ευρώπη, Βόρεια Αµερική [59]. Ακόµη, οι περιοχές κατανάλωσης δεν συµπίπτουν µε τις περιοχές παραγωγής [62]. Επιπλέον υπάρχει άνιση κατανοµή της χρήσης των πόρων. Οι ευρείες ανισότητες στα επίπεδα ενεργειακής κατανάλωσης εµφανίζονται εντός και µεταξύ ανεπτυγµένων και αναπτυσσοµένων χωρών [61]. Η κατά κεφαλή ενεργειακή κατανάλωση είναι 0,9 ΤΙΠ στις χώρες εκτός ΟΟΣΑ και 5 φορές υψηλότερη ( 4,68 ΤΙΠ) στις χώρες του ΟΟΣΑ [11], µε µεγαλύτερο χάσµα αν εξετασθεί ως προς την ηλεκτροδότηση (1000 KWh, έναντι 10000KWh κατ έτος )[61]. Tο 75% του παγκόσµιου πληθυσµού δεν έχει αρκετή ενέργεια για να τροφοδοτήσει τις αναπτυξιακές του ανάγκες [1] και το 1/3 είναι αποκλεισµένο εντελώς από την πρόσβαση σε ενεργειακές υπηρεσίες [61] Προβλήµατα που απορρέουν από τα κρατούντα πρότυπα ανάπτυξης: ο ρόλος της ενέργειας. Η ενέργεια, η οποία είναι ουσιαστική για όλες τις µορφές ζωής, σε πολλές περιπτώσεις αξιοποιείται µέσα από φυσικές διαδικασίες, που χαρακτηρίζονται από ανακύκλωση των φυσικών πόρων και απουσία αποβλήτων [35]. Όµως η παραγωγή και χρήση της ενέργειας σήµερα στον κόσµο συνδέεται µε µια σειρά προβληµάτων περιβαλλοντικών, κοινωνικών, υγείας, οικονοµικών και ασφάλειας τροφοδοσίας και σε πολλές περιπτώσεις ακόµη µεγαλύτερες απειλές για τις µελλοντικές γενεές [63]. Αν και τα προβλήµατα αλληλοεξαρτώνται και διαπλέκονται µεταξύ τους τα κατηγοριοποιούµε για λόγους συνεκτικότερης παρουσίασης Περιβάλλον Σύµφωνα µε [113], η περιβαλλοντική υποβάθµιση είναι συνάρτηση της συνολικής ενεργειακής εισροής σε ένα σύστηµα και, δεδοµένης της αυξανόµενης ενεργειακής κατανάλωσης, προκαλούνται προβλήµατα όχι µόνο σε τοπική και περιφερειακή αλλά και παγκόσµια κλίµακα. Η κλιµάκωση αυτή είναι που αποτελεί καινοφανές γεγονός, καθώς περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ενεργειακής χρήσης υπήρχαν σε τοπικό επίπεδο από τα χρόνια της αρχαιότητας µε τη µορφή προβληµάτων αποδάσωσης λόγω υπερβολικής ξύλευσης, ή στα πρώιµα στάδια της βιοµηχανικής εποχής µε προβλήµατα ρύπανσης του αέρα, του εδάφους και του νερού [61,67]. Σύµφωνα µε ανάλυση «οικολογικού ίχνους» 10 του 2001 ήδη υπάρχει υπέρβαση της φέρουσας ικανότητας 11 της γής κατά 40% [131], ενώ υπάρχει αναµφίβολα σύνδεση µεταξύ ενεργειακής κατανάλωσης και µείωσης της ικανότητας αυτής [125,12]. Η καύση των ορυκτών καυσίµων είναι η κυριότερη πηγή ανθρωπογενών εκποµπών αερίων του θερµοκηπίου (75%, ενώ συµβολή κατά 3% έχει η και η αποδάσωση για καύσιµη ξυλεία) [61], που ευθύνονται για την παγκόσµια κλιµατική αλλαγή [118] και συνδέονται κατ επέκταση µε επιδράσεις στα υδρολογικά συστήµατα, τα χερσαία και θαλάσσια οικοσυστήµατα σε πολλά µέρη του κόσµου [63], αύξηση της στάθµης της θάλασσας και ενδεχόµενες καταστροφικές συνέπειες για πληθυσµούς παράκτιων 10 Το οικολογικό ίχνος (footprint) ενός πληθυσµού καθορίζεται ως το τµήµα γης και το νερό, που απαιτούν τα οικοσυστήµατα σε διαρκή βάση, για να παράγουν τους πόρους, που ο πληθυσµός αυτός καταναλώνει, και για να αφοµοιώσουν τα απόβλητα που παράγει [131]. 11 Ως φέρουσα ικανότητα µπορεί να καθορισθεί το µέγιστο εντροπικό φορτίο, που µπορεί να επιβληθεί στο περιβάλλον [125]. 8

24 περιοχών, επέκταση των ερήµων, αύξηση των ακραίων καιρικών φαινοµένων, κινδύνους για την ανθρώπινη υγεία και µια σειρά ακόµη τεκµηριωµένων ή ενδεχόµενων δυσµενών επιπτώσεων στον πλανήτη. Ας σηµειωθεί ότι είναι πιθανό (σε ποσοστό άνω του 50%), οι θερµοκρασίες του πλανήτη να αυξηθούν πάνω από 5 C στη διάρκεια του αιώνα [29]. Τα ορυκτά καύσιµα συνδέονται µε την αστικοποίηση, µε τη ρύπανση των υδάτων, του εδάφους, και του αέρα σε τοπικό, περιφερειακό και παγκόσµιο επίπεδο (αιωρούµενα σωµατίδια, SOx, NOx, VOCs, CO, υδρογονάνθρακες, τροποσφαιρικό όζον, όξινη βροχή) µε συνακόλουθη µείωση της στοιβάδας του όζοντος και αλυσιδωτές επιπτώσεις στην υγεία των ανθρώπων, των ζώων, των φυτών και συνολικά των οικοσυστηµάτων [149, 61, 1, 6]. Επειδή ο λόγος αποθεµάτων προς ετήσια παραγωγή (R/P) για τον λιθάνθρακα είναι σχεδόν 5/πλάσιος του αντίστοιχου για το πετρέλαιο και τριπλάσιος αυτού του φυσικού αερίου [121] αναµένεται να αυξηθεί η χρήση του, καθώς πολλές αναπτυσσόµενες χώρες µε επεκτεινόµενες οικονοµίες, όπως η Κίνα και η Ινδία, θα συνεχίσουν να χρησιµοποιούν εγχώριο λιθάνθρακα [12]. εδοµένου του µεγαλύτερου ρυπαντικού του φορτίου αυτό θα προκαλούσε επιδείνωση του φαινοµένου του θερµοκηπίου. Λαµβανοµένου δε υπ όψιν οτι στις αναπτυσσόµενες χώρες ο ρυθµός αύξησης των ενεργειακών υπηρεσιών είναι 3,8% κατ έτος, έναντι 1,7% των αναπτυγµένων χωρών, αν δεν καλυφθεί η επιπλέον αυτή ζήτηση µε καθαρότερες ασφαλέστερες και αποδοτικότερες τεχνολογίες τα προβλήµατα περιβάλλοντος και υγείας, που συνδέονται µε την ενεργειακή χρήση, θα επιδεινωθούν [63]. Επιπλέον η πυρηνική ενέργεια, που είναι πιο δαπανηρή από ότι αρχικά είχε προβλεφθεί, συνδέεται µε κινδύνους για τη δηµόσια υγεία και τα οικοσυστήµατα (πυρηνικά ατυχήµατα, µεταφορά και αποθήκευση αποβλήτων, εξάπλωση των πυρηνικών όπλων), και ανάγκη για πολύ αυστηρή ασφάλεια, που ευνοεί συγκεντρωτικά καθεστώτα και περιορισµό των ελευθεριών [6,149]. Με αρνητικές επιπτώσεις συνδέεται και η χρήση των ΑΠΕ καθώς δεν υπάρχει ενεργειακή παραγωγή ή τεχνολογία µετατροπής χωρίς διακινδύνευση ή απόβλητα. Ακόµη και αν µια τεχνολογία δεν εκπέµπει ρύπους κατά τη διάρκεια της τελικής χρήσης, κάπου στη διάρκεια της ενεργειακής αλυσίδας παράγονται, εκπέµπονται ή αποτίθενται ρύποι, µε επιπτώσεις πολλές φορές στην υγεία και το περιβάλλον. Περιβαλλοντικές ανησυχίες σχετικά µε τις απαιτούµενες αλλαγές στα τοπικά οικοσυστήµατα συχνά εγείρουν εφαρµογές, όπως τα µεγάλα υδροηλεκτρικά έργα, τα αιολικά πάρκα ή οι εγκαταστάσεις εκµετάλλευσης γεωθερµίας, ενώ η χρήση βιοµάζας σε µερικές αναπτυσσόµενες χώρες συµβάλλει στην ερηµοποίηση και την απώλεια της βιοποικιλότητας [149]. Τα δυνητικά περιβαλλοντικά προβλήµατα από τη χρήση της ηλιακής ενέργειας συνδέονται µε το γεγονός οτι πολλές απο τις εν δυνάµει εκµεταλεύσιµες ενεργειακές ροές και αποθέµατα παίζουν σηµαντικό ρόλο στη διαµόρφωση των περιβαλλοντικών συνθηκών 12, µε συνέπεια µεγάλες παρεµβάσεις να έχουν αρνητικές επιπτώσεις στις ουσιαστικές για την ανθρώπινη ευηµερία περιβαλλοντικές υπηρεσίες, ιδέα που αποτελεί τη βάση για την έκφραση και σχετικής θεωρίας 13 [134]. 12 Το ηλιακό φως, ο άνεµος, η θερµοκρασία των ωκεανών, οι υδρολογικοί κύκλοι, είναι βασικά συστατικά του κλίµατος, και η βιοµάζα το καύσιµο όλης της βιόσφαιρας. 13 Resource Buffer Theory: υποστηρίζει ότι, για κάθε πόρο, απαραίτητο σε µια βασική µορφή ζωής, ένα πολύ µικρό τµήµα χρησιµοποιείται άµεσα για τις ζωτικές λειτουργίες των ατόµων, ενώ η ύπαρξη και η ποιότητα του τεράστιου εναποµείναντος τµήµατος είναι απαραίτητη για να διατηρήσει περιβαλλοντικές συνθήκες αναγκαίες για τη συνέχιση της επιβίωσης του πληθυσµού [124]. 9

25 Κοινωνία Τα µοντέρνα καύσιµα και ο ηλεκτρισµός δεν είναι οικουµενικά προσιτά, σηµείο ανισότητας µε ηθικές, πολιτικές και πρακτικές διαστάσεις. Περί το 1,7 δις άνθρωποι δεν έχουν πρόσβαση στον ηλεκτρισµό, ενώ το 1/3 του παγκόσµιου πληθυσµού στηρίζεται στη χρήση της ισχύος των ζώων και στη χαµηλής απόδοσης χρήση µη εµπορεύσιµων καυσίµων, γεγονός που περιορίζει την κοινωνικο-οικονοµική ανάπτυξη, επιδεινώνει την υπερβολική φτώχεια και συχνά την κακή κατάσταση της υγείας των ανθρώπων, αποτελώντας και κύρια απειλή της πολιτικής σταθερότητας [149, 61, 63]. Αν και η απελευθέρωση των ενεργειακών αγορών έχει γενικά ενισχύσει την ασφάλεια τροφοδοσίας, προσφέροντας περισσότερες επιλογές, προµήθειες και ανταγωνισµό, έχει εν τούτοις εγείρει ανησυχίες για περιθωριοποίηση των οικονοµικά ασθενέστερων [61]. Αναφέρεται µάλιστα η θεωρηση οτι τα κοινωνικά και πολιτικά αίτια, που προκαλούν ανισότητες, έχουν τις ρίζες τους στα προβλήµατα των φυσικών πόρων, τόσο σε τοπικό όσο και εθνικό και παγκόσµιο επίπεδο [67]. Αλλά και στις αναπτυγµένες χώρες ο πλούτος, που εξασφαλίζεται από την υπερκατανάλωση ενέργειας, συνοδεύεται µε έντονη αίσθηση του ανικανοποίητου των ανθρώπων, οι οποίοι µπαίνουν σε ένα φαύλο κύκλο εργασίας και κατανάλωσης, όπου η κατανάλωση θα πρέπει να πληρωθεί µε πολύωρη εργασία, η οποία πρέπει να ανταµειφθεί µε περισσότερη κατανάλωση κ.ο.κ. [6] Οικονοµία Τα ορυκτά καύσιµα είναι συγκεντρωµένα σε µερικά σηµεία του πλανήτη και πλήττουν οικονοµικά σκληρά τις µη παραγωγές χώρες [1]. Επιπλέον, όλες οι περιοχές του κόσµου - συµπεριλαµβανοµένης της ΕΕ - θα αντιµετωπίσουν εκτός από οικολογικές και σοβαρές οικονοµικές συνέπειες λόγω της κλιµατικής αλλαγής [29]. Σε επίπεδο καταναλωτών οι τιµές της ενέργειας επηρεάζουν τις επιλογές και τη συµπεριφορά τους. Οι υψηλές τιµές έχουν αρνητικές συνέπειες για τις επιχειρήσεις, την απασχόληση, και την κοινωνική ευηµερία. Από το άλλο µέρος όµως αποτελούν κίνητρο διερεύνησης και ανάπτυξης πρόσθετων πόρων, βελτιώσεων απόδοσης και καινοτοµιών καθώς και προσέλκυσης νέων επενδύσεων [63]. Υπάρχει ισχυρή εξάρτηση από τις εισαγωγές πετρελαίου σε χώρες, όπως οι ΗΠΑ, δηµιουργώντας πρόβληµα ασφάλειας τροφοδοσίας 14, η οποία µπορεί να γίνει πιο ευάλωτη στο κοντινό µέλλον λόγω της αυξανόµενης στήριξης παγκοσµίως σε εισαγόµενο πετρέλαιο. ηµιουργούνται έτσι γεωπολιτικές εντάσεις, διαµάχες και πόλεµοι για την εξασφάλιση πρόσβασης στους πόρους. Επιπλέον δεν πρέπει να αγνοηθεί η πιθανότητα για δολιοφθορά, διακοπή εµπορίου και µείωση των στρατηγικών αποθεµάτων [11, 63]. Στην ΕΕ, αν δεν µεταβληθούν οι ισχύουσες τάσεις, προβλέπεται µέχρι το 2030 αύξηση της ενεργειακής εξάρτησης από τις εισαγωγές, από 50% σε 65% του συνόλου της κατανάλωσης ενέργειας [28]. 14 Η διαρκής διαθεσιµότητα της ενέργειας σε ποικίλες µορφές, σε επαρκείς ποσότητες και προσιτές τιµές [63] 10

26 Βιώσιµη Ανάπτυξη Ορισµός και εναλλακτικές θεωρήσεις Ο όρος πηγάζει από τη ασοπονία 15, σχετίζεται µε την έννοια του εισοδήµατος 16 στην Οικονοµία, και εισήχθη σαν έννοια περιβαλλοντικής πολιτικής το 1980 από διεθνείς προπεριβαλλοντικές οργανώσεις στην «Παγκόσµια Στρατηγική ιατήρησης» [128, 13]. Ο πιο γνωστός ορισµός της είναι αυτός της Επιτροπής για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη, γνωστής και ως επιτροπής Βrutdland : «η ανάπτυξη που ικανοποιεί τις ανάγκες του παρόντος χωρίς να υπονοµεύει το δικαίωµα των µελλοντικών γενεών να ικανοποιήσουν τις δικές τους ανάγκες» [3]. Θεωρείται ότι δεν είναι µια έννοια αναφερόµενη σε ένα στατικό παράδεισο, αλλά περισσότερο εκφράζει τη δυνατότητα των ανθρώπινων όντων να προσαρµόζονται στα µη ανθρώπινα περιβάλλοντα µέσω της κοινωνικής οργάνωσης [10]. Υπάρχει πληθώρα ορισµών και κρίσεων σχετικά µε την ακριβή σηµασία και τη σκοπιµότητα της χρήσης του όρου, µε θεωρήσεις που άπτονται επιστηµολογικών, πολιτικών ή και ηθικών θεµάτων, αλλά µε τόσο µεγάλη ποικιλία αντιλήψεων, που τείνουν να αντανακλούν περισσότερο την πολιτική και φιλοσοφική τοποθέτηση αυτών, που τις εκφράζουν, παρά σαφείς επιστηµονικές θεωρήσεις [115]. Κατ άλλους «είναι ένα όρος ελάχιστα κατανοητός µε πολύ σοβαρό ερµηνευτικό έλλειµµα» [16], ή και αποτελεί «παράδοξο σύνθετο πολιτικό σύνθηµα ρητορικά κατασκευασµένο για να απευθυνθεί ταυτόχρονα σε οµάδες καταφανώς αντίθετων ενδιαφερόντων» [14]. Στην [79] χρησιµοποιείται ο όρος «εποικοδοµητική αµφιβολία» 17 για να εκφράσει µια θετική πλευρά της πολιτικής σκοπιµότητας χρήσης του όρου, ώστε να µην αποκλείσει θεωρήσεις µέσω σαφούς και µονοσήµαντης ερµηνείας του, και να λειτουργήσει ως πεδίο συζήτησης των αντικρουοµένων απόψεων. Σε κείµενα των Ηνωµένων Εθνών διατυπώνεται ότι «αναπτύσσεται ακόµη ως µια ευρεία και περιεκτική έννοια», ενώ θεωρείται ως ένας συµβιβασµός, ώστε να αποφευχθεί η πολύ µεγάλη αλλαγή πορείας της κρατούσας δοµής των κοινωνιών [8, 65]. Στα άκρα του φάσµατος των ποικίλων θεωρήσεων µπορούν να διακριθούν δύο βασικές τάσεις, που αναφέρονται ως τεχνολογική και οικολογική[16] ή βιοκεντρική /κριτική [109], µε διάφορες υποκατηγορίες και χωρίς απόλυτη τυποποίηση, και µε την πρώτη να προτιµάται απο κυβερνήσεις και οργανισµούς του ιδιωτικού τοµέα ενώ η δεύτερη απο ΜΚΟ και ακαδηµαϊκούς [79]. Η πρώτη ακολουθεί µια πραγµατιστική και συλλογική προσέγγιση µε εστίαση σε τεχνολογικές βελτιώσεις, τείνοντας προς διαχειριστικές λύσεις εντός του κρατούντος πολιτικο κοινωνικο- οικονοµικού συστήµατος, ενώ η δεύτερη, που χρησιµοποιεί συνήθως τον όρο «βιωσιµότητα» 18, εστιάζει στις προσωπικές αξίες, στην ανάγκη ριζικών αλλαγών των προσωπικών στάσεων έναντι του περιβάλλοντος, ενεργού συµµετοχής όλων των µελών της κοινωνίας και θεωρεί οτι η µη βιώσιµη κρατούσα κατάσταση οφείλεται στα κυρίαρχα πρότυπα παραγωγής και κατανάλωσης και στον αντιδηµοκρατικό χαρακτήρα των κοινωνικών δοµών [16, 79, 109]. Ο όρος «ανάπτυξη» αποφεύγεται στην περίπτωση αυτή καθώς σηµειολογικά παραπέµπει στην έννοια της οικονοµικής µεγέθυνσης 19 και συνδέεται µε τον προβληµατισµό σχετικά µε την ύπαρξη βιοφυσικών ορίων στην αύξηση των ανθρώπινων 15 Περιγράφει ένα σύστηµα δασικής εκµετάλλευσης στο οποίο ο όγκος των δέντρων, που υλοτοµούνται, δεν υπερβαίνει ποτέ τη δυνατότητα της φύσης για αναπλήρωσή του[13]. 16 Ως του µεγίστου ποσού, που µπορεί να καταναλωθεί εντός δεδοµένου έτους, χωρίς να µειωθεί η δυνατότητα παραγωγής και κατανάλωσης του ιδίου ποσού το επόµενο[128] 17 Απόδοση του Aγγλικού όρου Constructive ambiguity [79]. 18 Απόδοση του Aγγλικού όρου sustainability 19 Απόδοση του αγγλικού όρου growth. 11

27 δραστηριοτήτων. Σύµφωνα µε [128] η οικονοµία ως ένα ανοικτό υποσύστηµα εντός του ουσιαστικά κλειστού ανώτερου ιεραρχικά γήϊνου οικοσυστήµατος ζει από µια µεταβολική ροή, κατά την οποία. χαµηλής εντροπίας πόροι λαµβάνονται από το περιβάλλον και επιστρέφονται ως υψηλής εντροπίας απόβλητα. Η επιδίωξη της κάλυψης των αυξηµένων ενεργειακών αναγκών λόγω ανάπτυξης και πληθυσµιακής αύξησης θεωρείται οτι άρχισε να προκαλεί µη αντιστρεπτές βλάβες στη βιόσφαιρα, ενώ η σύγχρονη οικονοµική θεωρία δεν εκτιµά τη σηµασία της ραγδαίας υποβάθµισης του φυσικού κεφαλαίου, αντιµετωπίζοντας. την έλλειψη πόρων σαν οικονοµικό ζήτηµα, που µπορεί να λυθεί αυτόµατα από τους µηχανισµούς της αγοράς. Η αύξηση του µεγέθους της οικονοµίας όµως µπορεί να καταστεί στην πραγµατικότητα µη οικονοµική πολύ πριν γίνει φυσικώς αδύνατη, µε την έννοια του υπέρτερου, της επιπλέον παραγωγής αγαθών, περιβαλλοντικού κόστους [12, 34, 102, 128]. Συνδεδεµένη µε την έννοια της οικονοµικής µεγέθυνσης θεωρείται και η έννοια της οικο-απόδοσης [134, 122], η οποία δίνει τη δυνατότητα χρήσης µέρους µόνο της ενέργειας και των υλικών, που απαιτούνται για την παραγωγή των ίδιων προϊόντων απο συµβατικές βιοµηχανικές διαδικασίες. Χρησιµοποιείται η εξίσωση I=P*A*T 20 για να δειχθεί οτι η οικο-απόδοση δεν µπορεί να µειώσει από µόνη της τις συνολικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, αν δεν περιορισθούν η αύξηση του πληθυσµού και η κατανάλωση, ενώ τονίζεται η ανάγκη αλλαγής αξιών και συµπεριφορών. Η επιχειρηµατολογία αυτή κείται εντός των ορίων της θεώρησης της αποκαλούµενης «ισχυρής βιωσιµότητας» 21 έναντι του όρου «ασθενής βιωσιµότητα» 22, που συνδέεται µε την οικο-απόδοση και τη βιοµηχανική οικολογία. Στην [120] επιπλέον υποστηρίζεται οτι η έννοια της «ασθενούς βιωσιµότητας» είναι είτε φυσικώς ανέφικτη είτε ηθικά µη ελκυστική, υπο την έννοια οτι εγγυάται τη δυνατότητα ικανοποίησης των αναγκών των µελλοντικών γενεών µόνο κάτω από σχετικά αισιόδοξες υποθέσεις για µελλοντικές τεχνολογίες και επιλογές. Εκτός των βιοφυσικών ορίων αναφέρεται στην [79] ή ύπαρξη κοινωνικών ορίων, υπό την έννοια των κοινωνικών, πολιτικών και θεσµικών περιορισµών των παραδοσιακών µορφών οικονοµικής ανάπτυξης και της αποφυγής αναφορών σε θέµατα ισχύος, εκµετάλλευσης και αναδιανοµής. Θεωρείται δε οτι αν δεν µεταβληθούν οι κρατούσες κοινωνικές αξίες, οι φυσικές επιστήµες και η τεχνολογία απλώς θα κινούνται προς την εφαρµογή των υπονοούµενων σηµερινών αξιών της µεγέθυνσης, της εκµετάλλευσης και της ανισότητας [122]. Σηµειώνεται η ανάδυση σχετικών κινήσεων εταιρικής κοινωνικής υπευθυνότητας αναίρεσής των ορίων αυτών και θεωρείται οτι τέτοιες κινήσεις, αλλά και οι σχετικές µε την οικο-απόδοση, ανεξάρτητα απο την επάρκειά τους, είναι απαραίτητα βήµατα για πιο βιώσιµο κόσµο[79]. Η ασάφεια και η πολυσηµία του όρου επιπλέον ωθεί προς την αναζήτηση και θέσπιση προδιαγραφών, κριτηρίων και σχετικών δεικτών ώστε να ορισθεί µε πρακτικό και απτό τρόπο η έννοια της βιωσιµότητας [79, 147]. 20 Όπου I : Επιπτώσεις (Impacts), P: πληθυσµός (Population), Α: Αφθονία (Affluence), T: Τεχνολογία 21 Strong sustainability: θεωρείται οτι µερικά αποθέµατα φυσικού κεφαλαίου είναι ασύγκριτα ποιοτικά και µη υποκαταστάσιµα, οπότε θα πρέπει να διατηρηθούν ανεξάρτητα απο την αύξηση άλλων µορφών κεφαλαίου[79]. 22 Weak sustainability: θεωρείται οτι όλες οι µορφές φυσικού κεφαλαίου είναι σύµµετρες µε και µπορούν να υποκατασταθούν απο το ανθρωπογενές κεφάλαιο, οπότε ο στόχος είναι η διατήρηση των συνολικών αποθεµάτων κεφαλαίου[79]. 12

28 ιαστάσεις Ως διαστάσεις της ΒΑ αναφέρονται η περιβαλλοντική -οικολογική, η οικονοµική και η κοινωνική και ενίοτε η τεχνολογική [15], η πολιτική [6], η πολιτιστική [57], ή θεσµική [150], ενώ καταγράφεται και µια θεώρηση 6 διαστάσεων (οικολογική, οικονοµική, κοινωνική, πολιτική, πολιτιστική, και µε επίκεντρο την υγεία) [40] Αρχές Αναφέρονται διάφορες αρχές, που θα έπρεπε να διέπουν τις σχέσεις των ανθρώπων µεταξύ τους και µε το περιβάλλον, για ένα βιώσιµο µέλλον. Οι αρχές, ποικίλουν µεταξύ των διαφορετικών κοινωνιών, αλλά το σηµαντικό, σύµφωνα µε [6] είναι ότι το βιώσιµο µέλλον ανεξάρτητα από τη µορφή του θα αποφασισθεί από τους ανθρώπους σε σχέση µε τις παραδόσεις και τις αξίες τους. Αυτές που κρίνονται ως σηµαντικότερες παρατίθενται κατόπιν συγκερασµού σε παράρτηµα (Α2) Θέµατα προτεραιότητας Στο πρώτο ουσιαστικά κείµενο για τη ΒΑ, στο «Κοινό µας Μέλλον» της Επιτροπής Brutdland (1987), συστήθηκε δράση σε 8 κοµβικά θέµατα 23 [3]. Αντίστοιχα θέµατα προσδιορίσθηκαν και στις Συνόδους του Ρίο (1992) και του Γιοχάνεσµπουργκ (2002), καθώς και σε άλλες περιπτώσεις απο διεθνείς οργανισµούς, κρατικούς φορείς και ΜΚΟ. Γενικώς υπάρχει διαφοροποίηση στις προτεραιότητες επιλογής θεµάτων κάθε χώρας, µε τις αναπτυσσόµενες χώρες να δίνουν ιδιαίτερη έµφαση στις κοινωνικές πτυχές της ΒΑ, ενώ οι ανεπτυγµένες στην οικολογική ΒΑ [57]. Έτσι, σύµφωνα µε [147], η βιωσιµότητα µεταφράζεται σε γρήγορη κοινωνικο-οικονοµική πρόοδο µε ελάχιστη περιβαλλοντική βλάβη ή σε καλύτερο περιβάλλον για µια δεδοµένη οικονοµική ανάπτυξη (growth) αντίστοιχα Κοινωνικοί στόχοι Μια σειρά στόχων αναφέρονται από διάφορες πηγές, ΜΚΟ ή διεθνείς συνόδους όπως οι στόχοι ανάπτυξης της χιλιετίας (MDGs) [69], του Γιοχάνεσµπουργκ [69, 44], της πρωτοβουλίας Earth Charter 2000 [6], της UNESCO [41] και της QCA [19], οι οποίες καλύπτουν τις βασικές διαστάσεις της ΒΑ. Στην [57] αναφέρονται ανα διάσταση, η επιβράδυνση των κλιµατικών αλλαγών σε επίπεδο ανεκτό από τα οικοσυστήµατα, η εξασφάλιση βιολογικής ποικιλότητας, η βιώσιµη χρήση των πόρων (Οικολογική), η ισορροπηµένη σε περιεχόµενο και ποιότητα αύξηση, η οποία σε µακροπρόθεσµη βάση δεν υποβαθµίζει ούτε καταστρέφει τους πόρους (Οικονοµική), και η µεταφορά των προϋποθέσεων ευηµερίας από γενεά σε γενεά (Κοινωνικο πολιτιστική) Βιώσιµη Ενεργειακή Ανάπτυξη Επειδή η παραγωγή και η κατανάλωση ενέργειας συµπορεύονται µε αρνητικές επιπτώσεις, έχει αναγνωρισθεί από την κοινωνία η σηµασία της έξυπνης ενεργειακής χρήσης ώστε να παρέχονται υπηρεσίες µε τον καθαρότερο και αποδοτικότερο τρόπο [12]. Ευρύτερα, ως βιώσιµη ενέργεια νοείται αυτή που παράγεται και χρησιµοποιείται µε τρόπους, που υποστηρίζουν την ανθρώπινη ανάπτυξη, εκτός των περιβαλλοντικών, και στις κοινωνικές και οικονοµικές της διαστάσεις [61]. Η διαθεσιµότητά της συνδέεται µε την καταπολέµηση της φτώχειας, την µείωση του ρυθµού πληθυσµιακής αύξησης, τη δηµιουργία θέσεων εργασίας, την εκπαίδευση, την ρύπανση εσωτερικών χώρων και την 23 Πληθυσµός και ανθρώπινοι πόροι, εξασφάλιση τροφής, αστική πρόκληση, ενέργεια, βιοµηχανία, είδη και οικοσυστήµατα, διαχείριση των κοινών, διαµάχες και περιβαλλοντική υποβάθµιση. 13

29 υγεία, το µετριασµό των προβληµάτων που συνδέονται µε την αστικοποίηση, τη δηµιουργία ευκαιριών για τις γυναίκες, την αποφυγή των περιβαλλοντικών πιέσεων και ιδιαίτερα της κλιµατικής αλλαγής, τη µείωση των γεωπολιτικών πιέσεων [61, 69, 149, 127] Σύνδεση ενέργειας και ΒΑ σε κείµενα επίσηµων συνόδων και οργανισµών. Η ενέργεια, σχετιζόµενη µε τη ΒΑ ως πηγή περιβαλλοντικής πίεσης, ως βασική κινητήρια δύναµη της µακροοικονοµικής µεγέθυνσης και ως προϋπόθεση κάλυψης των βασικών ανθρώπινων αναγκών [146], µπορεί να λειτουργήσει ως συνδετικός ιστός και να πάρει κεντρική θέση στο δίληµµα του πώς να συνδυασθεί η οικονοµική ανάπτυξη µε ένα κατοικήσιµο περιβάλλον, σε ένα κόσµο που υπόκειται σε ραγδαίες αλλαγές λόγω της πληθυσµιακής αύξησης και της οικονοµικής ανάπτυξης του αναπτυσσόµενων χωρών [12]. Το δίληµµα αυτό ήταν ουσιαστικά το κεντρικό ζήτηµα στις παγκόσµιες συνόδους, για το περιβάλλον αρχικά και τη ΒΑ στη συνέχεια, µε µια εξελικτική µετατόπιση της εστίασης των ενεργειακών θεµάτων από αποκλειστικά στο περιβάλλον το 1972 στη Στοκχόλµη (UNCHE), στην οικονοµική διάσταση το 1992 στο Ρίο (Earth Summit) 24, και στον κοινωνικό τους ρόλο το 2002 στο Γιοχάνεσµπουργκ (WSSD) 25 [146]. Σε διακυβερνητικό επίπεδο, στην 9 η σύνοδο της Επιτροπής των Ηνωµένων Εθνών για τη ΒΑ (UN CSD-9) το 2001, αναγνωρίσθηκε για πρώτη φορά ότι η ενέργεια παίζει κεντρικό ρόλο στην επίτευξη των στόχων της ΒΑ [63], ενώ συσχετίσθηκε και µε την επίτευξη των αναπτυξιακών στόχων της χιλιετίας 26 (MDGs)[43]. Στο 7 ο πλαίσιο δραστηριοτήτων έρευνας, τεχνολογικής ανάπτυξης και επίδειξης της Ευρωπαϊκής Κοινότητας ( ), του οποίου, όπως αναφέρεται, πρωταρχικός στόχος είναι η συµβολή στη ΒΑ, η ενέργεια αποτελεί ένα από τους δέκα θεµατικούς τοµείς 27 [74] Προτάσεις για βιώσιµη ενεργειακή ανάπτυξη Οι προτάσεις για βιώσιµη ενεργειακή ανάπτυξη κινούνται σε διάφορα επίπεδα. Μπορεί να αφορούν στην τεχνολογία και τις φυσικές επιστήµες [11, 15, 53, 61, 74,101,119], τη θεσµική συνιστώσα της κοινωνίας µε τη µορφή πολιτικών, νοµοθετηµάτων και µέτρων [53, 74, 37, 50, 11, 55, 60, 104, 122] ή και τις αξίες, τις στάσεις και τις συµπεριφορές του συνόλου της κοινωνίας [122, 27, 49, 53]. Στον πυρήνα των προτάσεων αυτών βρίσκονται η µεγάλη αύξηση της χρήσης ΑΠΕ, η αύξηση της ενεργειακής απόδοσης και η εξοικονόµηση ενέργειας [101, 61, 27, 53, 50, 11, 24 Η κύρια αναφορά στην Ατζέντα 21 για την ενέργεια ήταν «να µειωθούν οι αρνητικές επιπτώσεις στην ατµόσφαιρα από τον ενεργειακό τοµέα µέσω προώθησης πολιτικών και κατάλληλων προγραµµάτων ώστε να αυξηθεί η συµβολή περιβαλλοντικά συνετών και οικονοµικά αποδοτικών ενεργειακών συστηµάτων, ειδικά νέων και ανανεώσιµων, µέσω λιγότερο ρυπαίνουσας και περισσότερο αποδοτικής ενεργειακής παραγωγής, µετατροπής κατανοµής και χρήσης» [5]. 25 Το σχέδιο εφαρµογής αναγνωρίζει τις θετικές επιδράσεις των ενεργειακών υπηρεσιών στην καταπολέµηση της ένδειας, κατευθύνει προς ενεργειακές υπηρεσίες αξιόπιστες, προσιτές, οικονοµικά βιώσιµες, κοινωνικά αποδεκτές και περιβαλλοντικά συνετές, ενώ συστήνει επιπλέον δράση για ανάπτυξη εναλλακτικών ενεργειακών τεχνολογιών µε σκοπό την διαφοροποίηση της ενεργειακής τροφοδοσίας και την ενεργειακή εξοικονόµηση [69]. 26 Υποδιπλασιασµός της ακραίας ένδειας και της πείνας, γενίκευση της πρωτοβάθµιας εκπαίδευσης, προαγωγή της ισότητας των φύλων, περιορισµός της βρεφικής θνησιµότητας, βελτίωση της µητρικής υγείας, καταπολέµηση του AIDS και άλλων επιδηµιών, εξασφάλιση µιας βιώσιµης περιβαλλοντικής ανάπτυξης [43]. 27 Οι υπόλοιποι είναι: α) υγεία, β) τρόφιµα, γεωργία και αλιεία, βιοτεχνολογία, γ) τεχνολογίες πληροφοριών και επικοινωνίας, δ)νανοεπιστήµες, νανοτεχνολογίες, υλικά και νέες τεχνολογίες παραγωγής, ε)περιβάλλον (περιλαµβανοµένης της αλλαγής του κλίµατος), στ) µεταφορές, ζ) κοινωνικοοικονοµικές και ανθρωπιστικές επιστήµες, η) διάστηµα, θ) ασφάλεια. 14

30 119, 15, 74], και η µείωση των εκποµπών αποβλήτων προς το περιβάλλον [74, 101, 61, 119, 15, 11], ενώ αµφιλεγόµενη είναι η σχέση της πυρηνικής ενέργειας µε τη ΒΑ 28. Ως κανόνας ρύθµισης της βιώσιµης ενεργειακής χρήσης αναφέρεται οτι οι ρυθµοί χρήσης ανανεώσιµων πόρων δεν πρέπει να υπερβαίνουν τους ρυθµούς αναγέννησής τους, των µη ανανεώσιµων πόρων τους ρυθµούς ανάπτυξης ανανεώσιµων υποκατάστατών τους, και της εκποµπής ρύπων την αφοµοιωτική ικανότητα του περιβάλλοντος [2]. Η χρήση ΑΠΕ βοηθά στην ικανοποίηση ενεργειακών αναγκών σε αγροτικές και αποµονωµένες περιοχές, στην αύξηση των θέσεων εργασίας 29, στη βελτίωση της ανθρώπινης υγείας µέσω αποτροπής της ατµοσφαιρικής ρύπανσης, στην αποτροπή της κλιµατικής αλλαγής, στην ασφάλεια τροφοδοσίας µέσω της αποκεντρωµένης φύσης τους, της ποικιλίας των καυσίµων και του ποσοστού ενέργειας από πολιτικά σταθερές περιοχές, και στη µείωση της εξάρτησης απο εισαγωγές [101, 28, 37, 74, 27]. Η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης συµβάλλει στη µείωση της ενεργειακής κατανάλωσης και του κόστους παραγωγής προϊόντων, στην οικονοµική ώθηση και τη δηµιουργία θέσεων εργασίας, µέσω της ανάπτυξης νέων ενεργειακών τεχνολογιών, στην τήρηση των δεσµεύσεων, που απορρέουν από το πρωτόκολλο του Κιότο, εξαλείφοντας ταυτόχρονα απειλές για τις µελλοντικές γενεές [27], και στην επέκταση της ζωής των αποθεµάτων των ορυκτών καυσίµων [11]. Η µείωση των εκποµπών σχετίζεται µε πρόληψη της κλιµατικής αλλαγής, την υποβάθµιση του περιβάλλοντος και την ανθρώπινη υγεία. Υπάρχει διάσταση απόψεων αναφορικά µε την δέσµευση και αποθήκευση του CO 2, µε τη µία πλευρά να θεωρεί οτι πρέπει να παραµείνει προτεραιότητα για την έρευνα [51], ενώ η άλλη οτι θα πρέπει να δοθεί βαρύτητα σε άλλες λύσεις, καθώς η κυριαρχία της κατανάλωσης ορυκτών καυσίµων συνδέεται και µε µια σειρά άλλων παγκόσµιων προβληµάτων εκτός της κλιµατικής αλλαγής [11]. Πάντως περιλαµβάνεται και στο σχεδιασµό της ΕΕ [74] και σε ένα πρόσφατα διατυπωθέν πλαίσιο για ένα ενεργειακά βιώσιµο µέλλον σε παγκόσµια κλίµακα [127] Προοπτικές και τεχνολογία Χρήση ΑΠΕ Αν και η τεχνολογική ανάπτυξη λιγότερο ρυπαντικών προηγµένων τεχνολογιών είναι κοινωνικά και περιβαλλοντικά επιβεβληµένη, δεν αποτελεί πανάκεια καθώς, η πίστη σε µια τεχνολογική δυνατότητα υπερνίκησης των φυσικών ορίων δεν την κάνει και εφικτή [55]. Οι ΑΠΕ είναι πιό οµοιόµορφα κατανεµηµένες από τα ορυκτά και πυρηνικά καύσιµα και µε ροές ενέργειας τριπλάσιες σε µέγεθος από την τρέχουσα παγκόσµια ενεργειακή χρήση. Το οικονοµικό τους δυναµικό όµως επηρεάζεται από πολλούς περιορισµούς 30 [61] και η πρόκληση αφορά στη σωστή ισορροπία µεταξύ εγκατάστασης σε µεγάλη κλίµακα σήµερα και της αναµονής µέχρι η έρευνα να χαµηλώσει το κόστος µελλοντικά [28]. Η οικονοµική διαφορά µε τους υδρογονάνθρακες µικραίνει, ειδικά αν 28 Τόσο σε επίπεδο Ηνωµένων Εθνών όσο και ΕΕ επαφίεται στην κρίση κάθε χώρας, καθώς µερικές τη θεωρούν σαν βιώσιµη ενεργειακή πηγή, µε οικονοµικά όσο και περιβαλλοντικά πλεονεκτήµατα, άλλες δε µη συµβατή µε τους στόχους της ΒΑ, και συνδεδεµένη µε κινδύνους και άλυτα προβλήµατα, που σχετίζονται µε την ασφάλεια, τη διαχείριση και τη µεταφορά των αποβλήτων και τα κόστη απόθεσης [63]. 29 Ορυκτά καύσιµα : 250 θέσεις / TWH, αιολική : 2500 θέσεις / TWH, καύσιµη ξυλεία: 1000 θέσεις / TWH [11]. 30 Μεταξύ αυτών, ανταγωνιστικές χρήσεις γης, διαθεσιµότητα ηλιακής ακτινοβολίας, περιβαλλοντικά θέµατα και πρότυπα ανέµου [61] 15

31 ενσωµατωθούν τα κόστη από την κλιµατική αλλαγή 31. Οι οικονοµίες κλίµακας µπορούν να µειώσουν το κόστος αλλά απαιτούνται µεγάλες επενδύσεις [28]. Είναι πάντως σηµαντικό να υπάρξει άµεση δράση καθώς η ανάπτυξη νέων ιδεών και µεγάλων αλλαγών στην τεχνολογία εκµετάλλευσης των πόρων απαιτεί χρονικές κλίµακες της τάξης των ετών [101]. Ενεργειακή απόδοση και εξοικονόµηση ενέργειας Στις τεχνικές βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης περιλαµβάνονται η εφαρµογή συµπαραγωγής, παραγωγής πολλαπλών προϊόντων, ενεργειακής αποθήκευσης και ολοκληρωµένων ενεργειακών συστηµάτων, η βελτίωση του κτιριακού κελύφους, η κλιµακωτή εκµετάλλευση αποβλήτων (Cascading), η ανακύκλωση πόρων, η βελτίωση προσαρµογής ενεργειακής προσφοράς και ζήτησης, η εφαρµογή παθητικών στρατηγικών µείωσης της ενεργειακής χρήσης, η βελτίωση της συντήρησης, εποπτείας και ελέγχου των ενεργειακών συστηµάτων και του εξοπλισµού, η αύξηση της εξεργειακής απόδοσης [119, 15], η µείωση του ενεργειακού «περιεχοµένου» προϊόντων και υπηρεσιών [70], η ανάπτυξη ευφυών ενεργειακών συστηµάτων [12]. Θα πρέπει να σηµειωθεί οτι η αύξηση της ενεργειακής απόδοσης περιορίζεται εκτός από θεωρητικούς, και από πρακτικούς παράγοντες, όπως ο οικονοµικός, η βιωσιµότητα, οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις, η ασφάλεια, και η κοινωνική και πολιτική αποδοχή, οπότε επιδιώκεται η βέλτιστη εξισορρόπηση µεταξύ απόδοσης και των παραγόντων αυτών [51, 119]. Κάποια βασικά ερευνητικά ερωτήµατα είναι κατά πόσο µπορεί να µειωθεί το επίπεδο κατανάλωσης στα βιοµηχανικά κράτη και ποιές είναι οι ελάχιστες υλικές και ενεργειακές απαιτήσεις για κάλυψη των βασικών αναγκών [122]. Σύµφωνα µε ένα σενάριο ενεργειακού σχεδιασµού, για το διάστηµα µέχρι το 2050, στηριγµένου κατά 75% σε υδροηλεκτρικά, βιοµάζα και φυσικό αέριο δείχνεται ότι είναι εφικτός από τεχνικής άποψης ένας στόχος κατανάλωσης 2000 W/άτοµο, ενώ µε τη διείσδυση και άλλων ΑΠΕ προκύπτει και µείωση του CO 2 µεγαλύτερη από 75% σε σχέση µε το 2001 [33]. Υπάρχουν ακόµη αναλύσεις, που εκτιµούν οτι µπορεί να εξοικονοµηθεί περί το 30% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης είτε σε παγκόσµια βάση, είτε για τις χώρες του ΟΟΣΑ χωρίς σηµαντικές απώλειες ποιότητας ζωής [55], ενώ για τις αναπτυσσόµενες χώρες σύµφωνα µε την ΙΕΑ 32 το δυναµικό εξοικονόµησης ενέργειας, µέσω οικονοµικά συµφερουσών βελτιώσεων της ενεργειακής απόδοσης, είναι 30-45%. [101]. Μείωση των εκποµπών Οι τεχνολογίες µείωσης των εκποµπών περιλαµβάνουν δέσµευση και αποθήκευση του CO 2, [74, 101, 61, 119, 15], τροποποίηση της διαδικασίας καύσης, επεξεργασία των καυσαερίων [119,15], αύξηση της καθαρότητας των καυσίµων [11, 53, 119, 15], που συµβάλλουν ταυτόχρονα και στην επέκταση της ζωής των αποθεµάτων των ορυκτών καυσίµων[11]. Σύµφωνα µε [114] οι στόχοι του Κιότο µπορούν να επιτευχθούν µε κόστος περίπου το 1% του ΑΕΠ, µέσω παγκόσµιας εµπορίας εκποµπών, ενώ η εσωτερικοποίηση του εξωτερικού κόστους µειώνει εκτός των εκποµπών CO 2 και τοπικούς ρύπους (SO x, NO x, κ.ά), και πυροδοτεί τη διείσδυση καθαρών τεχνολογιών. 31 Ας σηµειωθεί ότι το κόστος επίτευξης ενός στόχου παραγωγής 20% από ΑΠΕ στην ΕΕ, µέχρι το 2020, µε τιµή πετρελαίου $78 το βαρέλι δεν θα κοστίσει ουσιαστικά τίποτε, αν συνυπολογισθεί η εµπορική αξία των εκποµπών CO 2 [28]. 32 ιεθνής οργανισµός, ένα από τα 26 µέλη του οποίου είναι και η Ελλάδα, µε συµβουλευτικό ρόλο σε θέµατα ενεργειακής πολιτικής. Ιδρύθηκε κατά τη διάρκεια της πετρελαϊκής κρίσης του και τρέχουσα στόχευσή του είναι η ενσωµάτωση στην ενεργειακή πολιτική τριών βασικών στοιχείων, της ενεργειακής ασφάλειας, της οικονοµικής ανάπτυξης και της περιβαλλοντικής προστασίας [153]. 16

32 ιαχείριση -Πολιτικές -Νοµοθετικές ρυθµίσεις-μέτρα Η πρόκληση δεν αφορά µόνον στις τεχνολογίες µετατροπής και το χρήσιµο ενεργειακό επίπεδο αλλά και στην διαχείριση και τις υποδοµές[33], καθώς οποιοδήποτε ενεργειακό σύστηµα, ικανό να αντιµετωπίσει ταυτόχρονα όλα τα θέµατα της βιώσιµης ανάπτυξης, δεν πρόκειται να πραγµατοποιηθεί, αν δεν γίνουν αλλαγές στο τρέχον πολιτικό περιβάλλον σε εθνικό, περιφερειακό και παγκόσµιο επίπεδο [60]. Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση των συµπαγών λαµπτήρων φθορισµού και του ανοµοιόµορφου βαθµού ανάπτυξης των αγορών ηλιακής θερµικής τεχνολογίας σε χώρες µε παρόµοιες κλιµατικές και ενεργειακές συνθήκες, που δείχνει έντονα την ανάγκη για διεθνή συνεργασία, κατάλληλες πολιτικές και νοµοθεσίες, οικονοµικά κίνητρα και εκπαίδευση [35,101, 104]. Ενδεικτική είναι ακόµη η µη εκπλήρωση στόχων της ΕΕ, όσον αφορά στο µερίδιο χρήσης ΑΠΕ, η οποία χρεώνεται στην ανικανότητα ή την απροθυµία να υποστηριχθούν οι πολιτικές διακηρύξεις, µε πολιτικά και οικονοµικά κίνητρα, µε µια σειρά διαχειριστικών προβληµάτων, όπως ασαφείς και αποθαρρυντικές διαδικασίες, αδιαφανείς και επιλεκτικοί κανόνες πρόσβασης στο δίκτυο, καθώς και µια γενική έλλειψη πληροφόρησης [37]. Παρόµοια είναι σύµφωνα µε [24, 25] η κατάσταση των επενδύσεων ΑΠΕ στην Ελλάδα, µε χρονικές καθυστερήσεις και υποκειµενική αξιολόγηση αιτήσεων αδειοδότησης, έλλειψη βασικών υποδοµών σε συνδυασµό µε διαφορετικές προτεραιότητες των υπουργείων, και προκαταλήψεις των διαχειριστών δικτύου. Πιθανώς η, µε µεγάλο σε σχέση µε τον κοινοτικό µέσο όρο ποσοστό (61% έναντι 48%), αναφερόµενη προτίµηση των Ελλήνων πολιτών στην εφαρµογή ενεργειακών πολιτικών σε κοινοτικό παρά εθνικό επίπεδο [53], να συνδέεται µε το γεγονός αυτό. Οι απαιτούµενες πολιτικές µπορεί να είναι είτε από την κορυφή προς τη βάση, όπως η ενεργειακή πολιτική της ΕΕ για τις ΑΠΕ, ή οι µηχανισµοί ενσωµάτωσης του εξωτερικού κόστους στην παραγωγή και τη χρήση ενέργειας Ε Ε (IET), ΑΚΕ (JI), ΜΚΑ (CDM) και ΣΕ Ε ( EU ETS) της ΕΕ, για τη µείωση των εκποµπών «αερίων του θερµοκηπίου» 33, είτε από τη βάση προς την κορυφή, όπως πολιτικές ενίσχυσης του ρόλου των ΑΠΕ εκ µέρους πολιτειών των ΗΠΑ, που δεν περιορίζονται από τους στόχους του Κιότο [11]. Προτάσεις για λήψη µέτρων και εφαρµογή πολιτικών γίνονται απο διάφορες πηγές και περιλαµβάνουν: -αλλαγή του προτύπου της συγκεντρωτικής παραγωγής, καθώς η κατανεµηµένη παραγωγή συνδέεται µε µειώσεις εκποµπών µέσω χρήσης ΑΠΕ και αποδοτικής χρήσης ορυκτών καυσίµων, µειωµένο οικονοµικό ρίσκο, διαφοροποίηση ενεργειακών πόρων, ενεργειακή αυτονοµία και λιγότερη γεω-πολιτική εξάρτηση, αύξηση ενεργειακής απόδοσης µέσω µείωσης απωλειών µεταφοράς και συµπαραγωγής [55 ]. -κατάργηση των επιδοτήσεων που ενθαρρύνουν την σπάταλη συµπεριφορά [122] καθώς και αυτών των ορυκτών καυσίµων, και της πυρηνικής ενέργειας, που διατηρούν τις διεθνείς τους τιµές σε τεχνητά επίπεδα 34, και κυβερνητική στήριξη στην αρχική φάση των ΑΠΕ, ώστε να ελαττωθεί το κόστος τους [11, 55, 60]. -θέσπιση κανονισµών περιορισµού απόθεσης αποβλήτων και αποµείωσης των µη ανανεώσιµων µετάλλων και καυσίµων, [122] µε έλεγχο του δείκτη σπανιότητάς τους [119] και θέσπιση φόρου χρήσης τους [102], που αυξάνουν την τιµή των πόρων, προωθώντας συντήρηση και καινοτοµία, ενώ αποφεύγεται το rembound effect [122]. 33 Με τον όρο «αέρια θερµοκηπίου» νοούνται όλα τα αέρια συστατικά της ατµόσφαιρας, τόσο φυσικά όσο και ανθρωπογενή, τα οποία απορροφούν και επανεκπέµπουν υπέρυθρη ακτινοβολία [112]. 34 Τα ορυκτά και τα πυρηνικά καύσιµα επιχορηγούνται, πολλές φορές µε συγκεκαλυµµένο τρόπο, µε περίπου 167 δις δολάρια ετησίως και αυξάνεται έτσι περαιτέρω η χρήση τους [11]. 17

33 -εσωτερικοποίηση του εξωτερικού κόστους που σχετίζεται µε το περιβάλλον, την υγεία, και την εθνική ασφάλεια [60, 122]. -συσχέτιση προδιαγραφών ενεργειακής απόδοσης και φορολόγησης [122]. -διαθεσιµότητα ενεργειακών καλλιεργειών για παραγωγή βιοµάζας [55]. -υποστήριξη προγραµµάτων έρευνας ανάπτυξης και επίδειξης (RD&D) και εξέλιξης της αγοράς µέσω δηµόσιας ενηµέρωσης και επαγγελµατικής κατάρτισης [104]. -πιστοποίηση της εγγυηµένης απόδοσης των συστηµάτων [104]. -καθιέρωση συµβάσεων ηλιακών ενεργειακών υπηρεσιών [104]. - ενσωµάτωση του χρόνου ζωής των προϊόντων [33]. -ανάπτυξη σταθερών περιφερειακών πολιτικών εµπορίας, καθαρών νοµικών πλαισίων και ουσιωδών ρυθµίσεων και αναγκαίων υποδοµών για την ενεργειακή ανάπτυξη[101, 33]. -αύξηση της ενεργειακής απόδοσης µέσω ανταγωνισµού και τεχνολογικής διάχυσης [101]. -εφαρµογή εξελιγµένων, καθαρότερων τεχνολογιών [101] Κοινωνικό σύνολο Αξίες-Στάσεις-Συµπεριφορές Η αύξηση της ενεργειακής απόδοσης, δεν οδηγεί κατ ανάγκη και στη µείωση της κατανάλωσης, λόγω του φαινοµένου του αποκαλούµενου rembound effect ή Jevons paradox 35, η ύπαρξη και το µέγεθος του οποίου προϋποθέτει ή εµπεριέχει τη συζήτηση για το ρόλο και τη δυνατότητα της τεχνολογίας για την επίλυση περιβαλλοντικών προβληµάτων[122, 80]. Γενικότερα, προκειµένου να διατυπωθούν εναλλακτικοί τρόποι ενεργειακής τροφοδοσίας και ζήτησης, πέραν της τεχνολογικής γνώσης της χρησιµοποιούµενης ενέργειας και των στοιχείων, που εµποδίζουν την αποδοτική εφαρµογή ενεργειακής πολιτικής, απαραίτητη είναι και η συζήτηση για το αν η κοινωνία είναι προετοιµασµένη να κατανοήσει τις αλλαγές στην ενεργειακή χρήση και τη σπουδαιότητα της εµπλοκής της στις αιτίες [11]. Στην [80] αναφέρεται οτι η φάση της χρήσης είναι µακράν σηµαντικότερη αυτής της παραγωγής αναφορικά µε την περιβαλλοντική επίπτωση και οτι στόχοι µηδενικών εκποµπών προϋποθέτουν αποφασιστική συµµετοχή των καταναλωτών, χωρίς βέβαια η ευθύνη για τη ΒΑ να καταµερίζεται µόνο σε αυτούς. Η µη επίτευξη των ποσοστιαίων στόχων της ΕΕ σχετικά µε το µερίδιο των ΑΠΕ οφείλεται και στην αύξηση της συνολικής κατανάλωσης της ενέργειας [37], όπως και η αύξηση των αποβλήτων, παρά την ποσοτική αύξηση των ανακυκλούµενων σε προγράµµατα ανακύκλωσης στην Αυστραλία, στην ταυτόχρονη αύξηση της κατανάλωσης πόρων [81]. Το γεγονός αυτό τονίζεται και στον ενεργειακό σχεδιασµό και τα µελλοντικά σενάρια ΒΑ. Οι προτεινόµενες δράσεις, για παράδειγµα, µείωσης κατά 20% της ενεργειακής κατανάλωσης µέχρι το 2020 της ΕΕ συνδέονται κατά 10% µε τη σχετική νοµοθεσία, ενώ το υπόλοιπο εξαρτάται από την αλλαγή συµπεριφοράς των καταναλωτών [27]. Αντίστοιχη αναφορά 36 σχετικά µε σενάρια πρόβλεψης της συµβολής των προτύπων συµπεριφοράς στην ενεργειακή κατανάλωση γίνεται και στην [55], ενώ στην [122] αναφέρεται οτι το 50% της κατανάλωσης αφορά µη υλικές ανάγκες (κύρος, χαµηλή αυτοεκτίµηση, ακόρεστη επιθυµία απόκτησης αγαθών), και οτι προτεινόµενες ριζοσπαστικές πολιτικές για την αναίρεση του rembound effect, όπως µετάφραση της αύξησης της παραγωγικότητας σε µειωµένο ωράριο θα συναντούσε 35 Το φαινόµενο κατά το οποίο η βελτίωση της απόδοσης παρακινεί σε µεγαλύτερη κατανάλωση των πόρων, που προετίθετο να διατηρήσει[122]. 36 Για τη Γερµανία εκτιµάται για το 2020 δυνατότητα µείωσης στο 75% της τιµής αναφοράς µέσω µιας βιώσιµης ενεργειακής προσέγγισης βασισµένης σε νέες τεχνολογίες εξοικονόµησης ενέργειας και σε πολιτικές καθοδήγησης της ζήτησης. Το ποσοστό αυτό πέφτει στο 65% για µια κοινωνία στην οποία οι άνθρωποι αλλάζουν ταυτόχρονα τα πρότυπα της συµπεριφορά τους [55]. 18

34 αντιδράσεις από τους ωφελούµενους απο την τρέχουσα οικονοµική κατάσταση (π.χ. 1% του πληθυσµού των ΗΠΑ κατέχει το 68% των επιχειρήσεων). Επειδή υπάρχει ανατροφοδότηση µεταξύ των θεσµών και των αξιών ολόκληρης της κοινωνίας, απαιτείται αλλαγή των κρατουσών υπονοούµενων αξιών της µεγέθυνσης, της εκµετάλευσης και της ανισότητας, ώστε να µεταφρασθούν στη συνέχεια σε πολιτικές αλλαγής κατεύθυνσης της επιστήµης και της τεχνολογίας για την επίτευξη στόχων ΒΑ [122], και αυτός είναι ένας ρόλος που µπορεί να παίξει η εκπαίδευση Βιώσιµη Ενεργειακή Ανάπτυξη στην Ευρωπαϊκή Ένωση Η ενεργειακή πολιτική της ΕΕ έχει ως κύριους άξονες τη βιωσιµότητα, την ανταγωνιστικότητα, και την ασφάλεια του εφοδιασµού, µε τρείς στρατηγικούς στόχους, αυτούς της καταπολέµησης της κλιµατικής αλλαγής, του περιορισµού της εξάρτησης από τους εισαγόµενους υδρογονάνθρακες και της προώθησης της ανάπτυξης και της απασχόλησης. Περιλαµβάνει µέτρα σχετικά µε τη µείωση των εκποµπών αερίων του θερµοκηπίου, τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης (αφορούν τόσο σε τεχνικά θέµατα όσο και παροχή οικονοµικών κινήτρων, αλλαγή ενεργειακής συµπεριφοράς και διεθνείς συνεργασίες), τις ΑΠΕ, την ασφάλεια εφοδιασµού, και την οργάνωση της εσωτερικής αγοράς, µε ρητή αναφορά στην εξασφάλιση ταχέων, αµερόληπτων και απλών διαδικασιών αδειοδότησης για ΑΠΕ [28, 29, 37, 50]. Εσωτερικοποίηση περιβαλλοντικού κόστους γίνεται σε πρακτικό επίπεδο µέσω του Ευρωπαϊκού Συστήµατος Εµπορίας ικαιωµάτων Εκποµπών (EU ETS) [103], ενώ έχει αναπτυχθεί η µεθοδολογία EXTERN E, η οποία παρέχει ένα πλαίσιο µετατροπής επιπτώσεων σε κοινές νοµισµατικές µονάδες και περιλαµβάνει επί του παρόντος περιβαλλοντικές επιπτώσεις, επιπτώσεις παγκόσµιας υπερθέρµανσης και ατυχήµατα [73]. Μια σειρά από σχετικές µε τον ενεργειακό σχεδιασµό ντιρεκτίβες έχουν εκδοθεί και συγκεκριµένοι ποσοτικοί στόχοι έχουν τεθεί µε βάση χρονοδιαγράµµατα, που αφορούν στο µερίδιο των ΑΠΕ, στην ενεργειακή εξοικονόµηση και τη συµπαραγωγή, στις εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου και άλλων αερίων ρύπων, και στην ενεργειακή εξάρτηση [50, 152]. Στην Ελλάδα το νοµικό πλαίσιο παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ καθορίζεται από τους Νόµους 3468/ και 3851/ Σχετικά µε τη στάση των πολιτών παρατηρείται εστίαση στην πρακτική ατοµική κοινωνικο-οικονοµική καθηµερινότητα (εξασφάλιση προσιτών τιµών -45%, εγγύηση ασφαλούς τροφοδοσίας -35%) και λιγότερο σε θέµατα προστασίας του περιβάλλοντος - 29%, προστασίας δηµόσιας υγείας -22%, ανεξαρτησίας της χώρας -18%, µείωσης της ενεργειακής κατανάλωσης -15%, αντιµετώπιση παγκόσµιας κλιµατικής αλλαγής -13%, ανταγωνιστικότητα βιοµηχανιών -7%. Για τη µείωση της ενεργειακής εξάρτησης η εστίαση είναι στη χρήση ΑΠΕ -όσον αφορά στην Ελλάδα, στην ηλιακή (70%)- και στην επένδυση στην έρευνα και την τεχνολογία [53]. Σχετικά µε την πυρηνική ενέργεια αν και αποτελεί µε µεγάλη διαφορά το λιγότερο αποδεκτό ενεργειακό πόρο, αναµένεται από τους πολίτες της ΕΕ ότι θα παίζει κύριο ρόλο στο άµεσο µελλον, αµέσως µετά τις ΑΠΕ, αντιµετωπίζοντάς τη µάλλον ως αναπόφευκτο «αναγκαίο κακό» [53]. 37 «Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας από Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας και Συµπαραγωγή Ηλεκτρισµού και Θερµότητας Υψηλής Απόδοσης και λοιπές διατάξεις». 38 «Επιτάχυνση της ανάπτυξης των Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας για την αντιµετώπιση της κλιµατικής αλλαγής και άλλες διατάξεις» 19

35 Ενεργειακοί δείκτες ΒΑ. Η ανάπτυξη δεικτών ήταν βασική πρόταση της Ατζέντα 21 [148]. Ενεργειακούς δείκτες για τη ΒΑ έχουν καταρτίσει οργανισµοί όπως οι IAEA, IEA, UNDESA, UNCSD, OECD, BP, EUROSTAT και ΕΕΑ, που λειτουργούν ως πηγές για τη συγκρότηση συνόλων δεικτών για διάφορες εφαρµογές. Σύνολα τέτοιων δεικτών αναφέρονται σε [147, 149, 150, 151, 152, 61, 99], ενώ αναφορά σχετικά µε τα πλαίσια συγκρότησής τους γίνεται στο Παράρτηµα Β. 2.2.ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Εκπαίδευση για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη Η ΒΑ προϋποθέτει ενηµερωµένους και ενεργούς πολίτες όντας συνισταµένη ενδιαφερόντων, γνωµών, κανόνων και αξιών και ως εκ τούτου διαµορφούµενη µέσω διαλόγου µεταξύ διαφορετικών συµµετεχόντων [67]. εδοµένου ότι οι µελλοντικοί λήπτες αποφάσεων είναι υποθετικά στο σχολείο τώρα, αποτελεί ιδανική ευκαιρία να συζητηθούν οι δυνατότητες για καθοδήγηση της ανθρωπότητας σύµφωνα µε τις αρχές της BA [55]. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι η εκπαίδευση είναι το αποτελεσµατικότερο µέσο, που διαθέτει η κοινωνία για την αντιµετώπιση των προκλήσεων του µέλλοντος. Βέβαια η σχέση της εκπαίδευσης µε τη ΒΑ δεν είναι γραµµική [4], αλλά συναρτάται µε την εξυπηρέτηση συγκεκριµένου στόχου, δηλαδή της χρήσης όλων των µορφών κεφαλαίου για ραγδαία και δικαιότερη οικονοµική ανάπτυξη, µε ταυτόχρονη µείωση των επιπτώσεων στο περιβάλλον [65]. Μαζί µε την κατάρτιση και την έρευνα µπορούν να βοηθήσουν στην ενσωµάτωση πτυχών βιωσιµότητας σε όλους τους τοµείς [97] Σύντοµο ιστορικό Από το 1987 παράλληλα µε τον όρο ΒΑ διερευνήθηκε και η ιδέα της εκπαίδευσης, που θα την υποστήριζε. Το 36 ο κεφάλαιο της Ατζέντα 21 κάλυψε τις αρχικές ιδέες αναφορικά µε την ΕΒΑ, η οποία ουσιαστικά προωθήθηκε αρχικά από πρωτοβουλίες εκτός της εκπαιδευτικής κοινότητας, κυρίως εκ µέρους διεθνών πολιτικών και οικονοµικών φορέων [41]. Το 1997 στη ιάσκεψη της Θεσσαλονίκης δηµιουργήθηκε µια τάση απαλοιφής του όρου «Περιβαλλοντική Εκπαίδευση» και αντικατάστασής του από την ΕΒΑ στα πλαίσια µιας νέας πιο ολοκληρωµένης προσέγγισης, γεγονός που προκάλεσε ποικίλες αντιδράσεις στο χώρο της ΠΕ [67]. Σύµφωνα µε [111] η ΠΕ έχει ενσωµατώσει στην πορεία βασικές αρχές και αξίες της ΕΒΑ, προς την οποία έχει υποσυνολική σχέση, αλλά πρέπει παρ όλα αυτά να διατηρήσει την δική της ταυτότητα. Στη Σύνοδο του Γιοχάνεσµπουργκ ( 2002) η εκπαίδευση προσδιορίσθηκε σαν ένα από τα βασικά εργαλεία για την καταπολέµηση της φτώχειας και την προώθηση βιώσιµων τρόπων ζωής [44]. Σήµερα το διεθνές πλαίσιο για την προώθηση της ΕΒΑ σηµατοδοτείται από την έντονη δραστηριότητα της UNESCO, και την ανακήρυξη της περιόδου , ως εκαετίας για την ΕΒΑ. Υιοθετήθηκε µια στρατηγική ενθάρρυνσης των κρατών µελών να αναπτύξουν και να ενσωµατώσουν ΕΒΑ σε όλα τα σχετικά αντικείµενα όλων των βαθµίδων και των τύπων της εκπαίδευσης, τονίζοντας την ανάγκη παραγωγής εκπαιδευτικού υλικού και εργαλείων αξιολόγησης καθώς και διεξαγωγής έρευνας σχετικά µε µεθόδους µάθησης, εφαρµογής ΤΠΕ και διαµόρφωσης αξιών [8] Ορισµός- Χαρακτηριστικά -Παιδαγωγικές προσεγγίσεις Η ρευστότητα και η δυναµική του όρου «βιώσιµη ανάπτυξη» µεταφέρεται και στις αναφορές για την εκπαίδευση, που θα την προωθήσει, και στα παιδαγωγικά µοντέλα και τις διδακτικές πρακτικές, που καλούνται να την εφαρµόσουν. Η ΕΒΑ είναι ένας συνδυασµός αρχών, γνώσεων, δεξιοτήτων, προοπτικών και αξιών, οι οποίες οργανώνονται γύρω από έννοιες και θέµατα ΒΑ., που είτε υπάρχουν είτε 20

36 πρέπει να προσδιορισθούν [2]. Σύµφωνα µε [7] «δίνει τη δυνατότητα στους ανθρώπους να αναπτύξουν γνώσεις αξίες και δεξιότητες για να συµµετέχουν σε αποφάσεις σχετικά µε τον τρόπο ατοµικής και συλλογικής δράσης, τόσο παγκόσµια όσο και τοπικά, ώστε να βελτιωθεί η ποιότητα της ζωής τώρα και χωρίς βλάβες του πλανήτη για το µέλλον». Θεωρείται εξελισσόµενη ιδέα, η οποία δεν πρέπει να «κλειδωθεί», ως προς τον ορισµό, το περιεχόµενο, το σκοπό και τη µεθοδολογία, σε ένα στατικό πλαίσιο[2], καθώς έχει χαρακτήρα ισόβιας διαδικασίας, που πρέπει να διαπερνάει τα εκπαιδευτικά προγράµµατα όλων των βαθµίδων [9]. Η εφαρµογή της συνδέεται µε : (α) βελτίωση της βασικής εκπαίδευσης, (β)επαναπροσανατολισµό της εκπαίδευσης προς τη ΒΑ, (γ) ανάπτυξη δηµόσιας κατανόησης και ενηµέρωση και δ) παροχή επιµόρφωσης για όλους τους τοµείς της κοινωνίας [5]. Αν και, σύµφωνα µε τον Friedrich Paulsen, η διδακτέα ύλη πρέπει να περιλαµβάνει υπάρχουσα γνώση στον κόσµο τουλάχιστον 20 χρόνια, η ΕΒΑ εισήχθη µε εξαιρετικά γρήγορους ρυθµούς λόγω της επιδεινούµενης οικολογικής κρίσης και των κοινωνικών ανισοτήτων [30], µε διιστάµενες απόψεις σχετικά µε την ορθότητα της πρακτικής αυτής. Σύµφωνα µε [2], «αν και η ΒΑ και ως εκ τούτου και η ΕΒΑ είναι δύσκολο να ορισθούν σαφώς, πρέπει να δηµιουργηθούν πλαίσια για ανάληψη αρχικών προσπαθειών ΕΒΑ ώστε να κατανοηθούν και διδαχθούν», ενώ αντίθετα αναφέρεται ότι η ενσωµάτωση σχετικών θεµάτων στα υπάρχοντα προγράµµατα σπουδών, µε το χαρακτήρα του επείγοντος, υπό τη µορφή εκπαίδευσης «γύρω» 39 από τα θέµατα, εξυπηρετεί το ρόλο της εκπαίδευσης ως µέσου διατήρησης της κρατούσας κατάστασης στην κοινωνία [16]. Στα βασικά στοιχεία της ΕΒΑ περιλαµβάνονται ολιστική προσέγγιση, διαθεµατικότητα, πολύ-εταιρική συνεργασία, ανάπτυξη τοπικά σχετικών εκπαιδευτικών προγραµµάτων, ισορροπία µεταξύ παγκοσµίων και τοπικών ενδιαφερόντων, και επαναπροσανατολισµός της µαθησιακής διαδικασίας από την αποκλειστική εστίαση στη µετάδοση γνώσεων µεταξύ εκπαιδευτικού - µαθητή µέσα από µια σχέση ποµπού-δέκτη, στη δυνατότητα συγκρότησης οµάδας η οποία θα εξετάζει προβλήµατα απο την πραγµατική ζωή και θα επιδιώκει να δώσει λύσεις[8]. Η ΕΒΑ προσανατολίζεται προς συµµετοχικές, µαθητοκεντρικές εκπαιδευτικές µεθόδους 40, εστιασµένες στην έκβαση και στην ανάπτυξη ικανοτήτων, και οι οποίες να απεικονίζουν την εξελικτική της φύση, δίνοντας τη δυνατότητα ελεύθερης επιλογής του µαθησιακού περιεχοµένου και αποτρέποντας έτσι τη µηχανιστική, µεταδοτική προσέγγιση της απλής συσσώρευσης γνώσης [2, 8, 30, 31]. Απαιτεί συνεισφορές από πολλά επιστηµονικά πεδία και αντίστοιχες παιδαγωγικές τεχνικές, για την ανάπτυξη δηµιουργικότητας, κριτικής σκέψης, και επιθυµίας για δια βίου µάθηση, που υποστηρίζουν βιώσιµες κοινωνίες [2]. Σε αυτές πρέπει να εµπεριέχονται γνωστικές και συµπεριφοριστικές τεχνικές, ιδιαιτέρως δε συνεργατική µάθηση [109]. Στον αντίποδα των παραπάνω υπάρχει η θεώρηση ότι η έκκληση στην ολιστική προσέγγιση από την ΕΒΑ και την ΠΕ είναι προβληµατική, διότι η σοβαρή διαλεκτική αναζήτηση για ολιστική προσέγγιση δεν ήταν ποτέ αφ εαυτής βιώσιµη, και δεν υπάρχουν σταθερές αρχές, µε τις οποίες θα µπορούσε η ολιστική προσέγγιση να συνδεθεί. Επιπλέον υποστηρίζεται οτι η ΒΑ σαν ιδέα είναι αφ εαυτής έντονα αντιφατική, και ότι η µονολιθική 39 Η εκπ/ση «γύρω» από τη ΒΑ είναι ένα µάθηµα ενηµέρωσης ή µια θεωρητική συζήτηση σε αντιδιαστολή µε την εκπ/ση «για» τη ΒΑ, που εννοεί τη χρήση της εκπαίδευσης ως εργαλείου επίτευξης πιο βιώσιµου µέλλοντος [41]. 40 Όπως συζητήσεις, εννοιολογικό και αντιληπτικό χάρτη, φιλοσοφική αναζήτηση, διασάφηση αξιών, προσοµοιώσεις, σενάρια, µοντελοποίηση, παιγνίδι ρόλων, παιγνίδια, ΤΠΕ, επισκοπήσεις, περιπτωσιολογικές µελέτες, καλές πρακτικές αναλύσεις, εµπειρία στο χώρο εργασίας και επίλυση προβληµάτων [8]. 21

37 άποψη της αλήθειας, που υπονοείται σε µια αναζήτηση ολιστικής παγκόσµιας άποψης, υποθέτοντας την απόλυτη κατανόηση (και εποµένως δίνοντας τη δυνατότητα απόλυτου ελέγχου της φύσης), συµβάλλει στην ανάπτυξη της οικολογικής κρίσης. Παρ όλα αυτά θωρείται ότι η BA µπορεί να παραµείνει ένα ρυθµιστικό ιδανικό για την εκπαίδευση, εφόσον δεν απολυτοποιείται, ενώ υποστηρίζονται ενδοθεµατικές, παρά διαθεµατικές προσεγγίσεις [14]. Σχετικά µε το τελευταίο θέµα αναφέρεται στην [32], οτι κατά την εφαρµογή ΕΒΑ στη Γερµανία, παρά τις συχνές περί του εναντίου διακηρύξεις, υπάρχει υστέρηση ενσωµάτωσης διαθεµατικών προσεγγίσεων, και πολλοί θεωρούν ότι το κύριο εµπόδιο έγκειται στις δοµές των προσανατολισµένων σε συγκεκριµένα θεµατικά πεδία σπουδών των εκπαιδευτικών. Μαζί µε την έλλειψη λειτουργικών εκπαιδευτικών µοντέλων, προσαρµοσµένων στις τοπικές ιδαιτερότητες, και σαφών κοινωνικών στόχων, η ανάγκη και η πρακτική δυσκολία επανεκπαίδευσης όλων των εκπαιδευτικών ανά τον κόσµο τονίζεται ως βασικό πρόβληµα για την ΕΒΑ συνολικά [2]. Πάντως το θέµα δεν αφορά µόνο στην ΕΒΑ αλλά και γενικότερα σε προσπάθειες εισαγωγής καινοτοµιών στην εκπαίδευση, όπως εποικοδοµητικών προσεγγίσεων, που συναντούν την απροθυµία των εκπαιδευτικών να τις εφαρµόσουν. Ενώ θα πρέπει να υπάρχουν πολλοί λόγοι για αυτό, συµπεριλαµβανοµένων της φύσης της επαγγελµατικής κατάρτισης, της ηλικίας και της υπάρχουσας εµπειρίας των εκπαιδευτικών, της φύσης της υποστήριξης, που παρέχεται στα σχολεία, ή των θεωριών, που ενδεχοµένως επικρατούν στους εκπαιδευτικούς σχετικά µε τη διδασκαλία και τη µάθηση γενικώς, είναι σαφές ότι µέχρι να καθορισθούν οι αιτίες της εν λόγω απροθυµίας των εκπαιδευτικών, η αποτελεσµατικότητα των παρεµβάσεων τίθεται εν αµφιβόλω [76]. Άλλα αναφερόµενα προβλήµατα στην πρόοδο της ΕΒΑ είναι η έλλειψη χρόνου στο ΠΣ, χρηµάτων, εξειδίκευσης και γνώσης [57], η διαπραγµάτευση της σύνδεσης µεταξύ παγκοσµιότητας και τοπικότητας, µε υστέρηση ενσωµάτωσης τοπικών περιβαλλοντικών ή παγκόσµιων κοινωνικών πτυχών της ΒΑ [32] ή και πρόσκρουση της τοπικής δράσης στο σύνδροµο της «τραγωδίας των κοινών» 41 [52]. Επιπλέον, σύνηθες είναι και το ζήτηµα της εξαίρεσης εναλλακτικών τρόπων σκέψης και συµπεριφοράς λόγω ασκουµένων πιέσεων από αντίρροπες τάσεις, που οδηγούν τους εκπαιδευτικούς σε ρητορικές µόνο περί των προβληµάτων ή στην έναρξη πρωτοβουλιών περιορισµένης εµβέλειας ( π.χ. συλλογή απορριµµάτων) [32] Εκπαίδευση για τη Βιώσιµη Ενέργεια Στην ενότητα αυτή προσεγγίζεται η αναγκαιότητα µιας τέτοιας µορφής εκπαίδευσης, η αποτελεσµατικότητά της, τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της, το απαιτούµενο βοηθητικό εκπαιδευτικό υλικό, τα εµπόδια, που πρέπει να υπερκερασθούν για την εφαρµογή της, και το θέµα της αξιολόγησής της Αναγκαιότητα Εκτός της ανάπτυξης των φυσικών επιστηµών και της τεχνολογίας, η ανάπτυξη και της εκπαιδευτικής διαδικασίας είναι σηµαντική για την επίτευξη αρµονίας στο παγκόσµιο σύστηµα, µεταξύ της χρήσης πόρων και της φροντίδας για το περιβάλλον [12]. Η έννοια της ενέργειας µπορεί να χρησιµοποιηθεί σε µια τέτοια προοπτική για τη διαθεµατική προσέγγιση των διδακτικών αντικειµένων, την ενοποίηση της γνώσης και τη σύνδεση θεωρίας και πράξης [72]. 41 Καθένας προσπαθεί να εκµεταλλευθεί την κοινόχρηστη γη πριν το κάνει κάποιος άλλος [52]. 22

38 Πέραν της διδακτικής της αξίας η ενέργεια παίζει σηµαντικό ρόλο στην ανθρώπινη ζωή και την ευρύτερη οικονοµία για τον οποίο ρόλο ακόµη και εκπαιδευµένοι καταναλωτές δεν διαθέτουν αξιόπιστες γνώσεις στο µεγαλύτερο µέρος του βιοµηχανικού κόσµου, καθώς το είδος του καυσίµου και η προέλευση του, πόση ενέργεια χρησιµοποιούµε, και πως θα µπορούσαµε να χρησιµοποιούµε λιγότερη, σπάνια συζητώνται, καλύπτονται από την ειδησεογραφία, ή διδάσκονται στα σχολεία [123,17]. Αυτό είναι ιδαίτερα σηµαντικό για την επιδίωξη βιώσιµης ενεργειακής ανάπτυξης, στο βαθµό που συνδέεται µε τον προσωπικό τρόπο ζωής και την ατοµική συµπεριφορά έναντι προτεινόµενων τεχνολογικών λύσεων και εφαρµοζόµενων πολιτικών ή προσπαθειών στον τοµέα της νοµοθεσίας [27, 33, 34, 51]. Η ανάπτυξη συγκεκριµένων προγραµµάτων ενεργειακής εκπαίδευσης τα οποία δεν θα εστιάζουν µόνο στις αρνητικές επιπτώσεις της ενεργειακής χρήσης αλλά και στην αξία των πεπερασµένων ενεργειακών πόρων, θα µπορούσε να επιδράσει θετικά στη συµπεριφορά των σηµερινών και µελλοντικών καταναλωτών ενέργειας [27]. Το πλεονέκτηµα της εκπαίδευσης σε σχέση µε άλλες λύσεις, όπως η ενεργειακή πολιτική, η ενεργειακή τιµολόγηση και η διαθεσιµότητα της τεχνολογίας, που µπορούν να πείσουν ένα άτοµο να χρησιµοποιήσει καλύτερα την ενέργεια, είναι οτι αυτές συνδέονται µε επιβολή απαγορεύσεων και ποινών, ενώ η ενεργειακή εκπαίδευση δίνει τη δυνατότητα καλύτερης κατανόησης των διαδικασιών, από το στάδιο της εκµετάλλευσης µέχρι την τελική χρήση και επιπλέον προάγει αλλαγή προσωπικών αξιών προς την κατεύθυνση της εξοικονόµησης ενέργειας [70]. Η αναγκαιότητά της ενισχύεται και από στατιστικά δεδοµένα στην ΕΈ, όπως αυτό της πτώσης της ετήσιας βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης από1,4% στη δεκαετία του 1990 στο 0,5% [27], το χαµηλό ποσοστό της προτεραιότητας που δίνουν οι πολίτες στη µείωση της κατανάλωσης (18%) [49], τις σχετικά ασαφείς αντιλήψεις των πολιτών για το µοντέλο ενεργειακής κατανάλωσης, καθώς υποεκτιµάται η συνεισφορά του τοµέα των µεταφορών, αλλά και την έκφραση επιθυµίας για περισσότερη ενηµέρωση σχετικά µε την αποδοτική χρήση ενέργειας (43%) [53]. Όσον αφορά στους Έλληνες πολίτες είναι στις τελευταίες θέσεις, σε σχέση µε τη βαρύτητα που δίνουν στο κριτήριο της ενεργειακής κατανάλωσης για την αγορά αυτοκινήτου ή ηλεκτρικών συσκευών [53]. Μια σειρά άρθρων [54, 47, 42, 39, 38], που διερευνούν τις αντιλήψεις και τις ανάγκες των εκπαιδευτικών Α/θµιας και Β/θµιας Εκπ/σης στην Ελλάδα σε θέµατα που άπτονται της βιώσιµης ενεργειακής ανάπτυξης, τονίζει την ανάγκη επιµόρφωσής τους. Αν και έχουν ισχυρά θετική στάση έναντι του περιβάλλοντος και δηλώνουν οτι ενηµερώνονται καθηµερινά για περιβαλλοντικά θέµατα [54] πολύ µικρό ποσοστό (4% και 17,2%) µπορούσε να διακρίνει µεταξύ ανανεώσιµων και µη ενεργειακών πηγών, ενώ είχαν ανεπαρκείς γνώσεις για έλλειψη ενεργειακών πόρων και άλλα παγκόσµιας εµβέλειας προβλήµατα (κλιµατική αλλαγή, όξινη βροχή, «τρύπα» του όζοντος, ρύπανση) [54, 47, 42], και πεποίθηση οτι αυτά µπορούν να επιλυθούν απο την τεχνολογία [47]. Μόνο ένα ποσοστό (30,7%) είχε ικανοποιητικό πλαίσιο αναφοράς για την έννοια της ΒΑ [39] ενώ οι αντιλήψεις τους είναι θέµα περισσότερο πίστης παρά γνώσης [42] και δεδοµένου οτι τα ΜΜΕ είναι η κύρια πηγή πληροφόρησης εγείρονται ερωτήµατα για την ποιότητα τών προσφερόµενων πληροφοριών [54]. Στα ευρήµατα τέλος περιλαµβάνεται η ανάγκη διαρκούς επιµόρφωσης αντιδιαστελλόµενη µε την άποψη οτι η εµπειρία διδάσκει περισσότερο [38] Αποδοτικότητα Αποτελεσµατικότητα Η εκπαίδευση θεωρείται ως αποτελεσµατικό µέσο για την επίτευξη ενεργειακής βιωσιµότητας. Η αποδοτικότητα των εκπαιδευτικών προγραµµάτων έχει καταδειχθεί από τις προσπάθειες συντήρησης των φυσικών πόρων [2] από την αποτίµηση προγραµµάτων 23

39 ενεργειακής εξοικονόµησης στη Βραζιλία [70], καθώς και από την αξιολόγηση δράσεων µείωσης κατανάλωσης ενέργειας και των συνακόλουθων εκποµπών CO 2 από το Ινστιτούτο Περιβαλλοντικής ιαχείρισης των Βρυξελλών (IBGE-BIM), και το Κέντρο Βιώσιµης Ενέργειας (CSE) του Ηνωµένου Βασιλείου[27]. Ως οικονοµικά αποδοτικότερες αναφέρονται οι εκπαιδευτικές δραστηριότητες στο πεδίο της ενεργειακής απόδοσης (91%) έναντι 60%, αυτών που αναφέρονται στις ΑΠΕ και 19%, αυτών που αναφέρονται στις µεταφορές και την κινητικότητα. Αναφορικά µε τον τύπο των δραστηριοτήτων αποδοτικότερες είναι οι πρακτικές/ πειραµατικές και η παραγωγή ή προσαρµογή εκπαιδευτικού υλικού [22] Χαρακτηριστικά -Σκοποί Στόχοι - Εµπόδια Η ενεργειακή εκπαίδευση θα πρέπει να επεκταθεί από την κατανόηση των βασικών επιστηµονικών εννοιών σε άλλα πεδία µάθησης, ώστε να εξασφαλισθεί η κατανόηση των επιπτώσεων της ενεργειακής χρήσης στην οικονοµία, την κοινωνία και το περιβάλλον και µια λογική βάση για τη λήψη αποφάσεων [17, 27]. Για την µεγιστοποίηση των πιθανοτήτων τροποποίησης της κοινωνικής συµπεριφοράς προτείνεται η ενσωµάτωση στα σχετικά προγράµµατα σπουδών όλων των επιστηµονικών επινοήσεων, που σχετίζονται µε την ορθολογική ενεργειακή χρήση [12], καθώς και ένός ελαχίστου συνόλου γνώσεων για τον τρόπο, που τα ενεργειακά συστήµατα σχετίζονται µε την καθηµερινότητα, λαµβανοµένων υπ όψιν των πολιτιστικών και γεωγραφικών διαφορών κάθε πληθυσµού, του επιπέδου ενεργειακής ευαισθητοποίησης, της ηλικίας και του φύλου [55, 70]. Σχετικά µε το χαρακτήρα της εκπαιδευτικής προσέγγισης αναφέρεται οτι η ανάπτυξη των ΑΠΕ, η πολυσχιδής φύση των προβληµάτων και η ανάγκη για αύξηση της ευαισθητοποίησης και αλλαγή στη συµπεριφορά οδήγησαν στην ανάγκη για πολύεπιστηµονική προσέγγιση. Εκτός από τεχνολογικές προσεγγίσεις απαιτούνται και πολιτιστικές, οικονοµικές, κοινωνικές, πολιτικές, ρυθµιστικές και σχετικές µε τις υποδοµές, και στήριξη από διάφορα θεµατικά πεδία, περιλαµβανοµένων της ενέργειας, της εφαρµοσµένης µηχανικής, της φυσικής, της χηµείας, της ΤΠΕ, της βιολογίας, της γεωλογίας, των οικονοµικών, της κοινωνιολογίας, της ιστορίας, της ηθικής και της θεολογίας ενώ υπάρχει ευρύ πεδίο για καλλιτεχνική και πολιτιστική ερµηνεία [12, 35, 71, 27]. Ως γενικοί µαθησιακοί στόχοι θα µπορούσαν να τεθούν η ευαισθητοποίηση σχετικά µε τά θέµατα της βιώσιµης ενέργειας και το υπόβαθρό τους και ο προσδιορισµός των δυνατοτήτων συνεισφοράς της κοινωνίας και των µεµονωµένων ατόµων, µε επεξήγηση των ωφελειών της δράσης αυτής [27]. Ως ειδικότεροι στόχοι µπορούν να τεθούν: Σφαιρική παρουσίαση µε κάλυψη όλων των τοµέων, µέσω µιας κύκλου ζωής προσέγγισης, όπου θα αντικατοπτρίζεται και η τοπική διαθεσιµότητα και οι απαιτήσεις ενέργειας, και εστίαση όχι µόνο στην περιβαλλοντική αλλά και στις οικονοµικές και κοινωνικές επιπτώσεις, λαµβάνοντας υπ όψιν τόσο το φυσικό όσο και το ανθρωπογενές περιβάλλον [8, 27]. Κατανόηση των δυνατοτήτων, δαπανών και επιπτώσεων των άµεσα ή µελλοντικά διαθέσιµων ενεργειακών πόρων, καθώς και των συνεπειών της µεταξύ τους επιλογής [27]. υνατότητα προσδιορισµού βιώσιµων, πρακτικών και προσιτών λύσεων σε τοπικά προβλήµατα εκ µέρους των µαθητών [27]. Αλλαγή της συµπεριφοράς των πολιτών µέσω της κατανόησης των ωφελειών της εξοικονόµησης ενέργειας τόσο για το άτοµο όσο και για την κοινωνία [27]. 24

40 Προσαρµογή της µαθησιακής διαδικασίας στο υπόβαθρο των µαθητών και εστίαση στην τοπική δράση, µε ταυτόχρονη όµως ένταξη των θεµάτων σε ένα παγκόσµιο πλαίσιο [12, 27]. ιαθεµατική προσέγγιση, κάλυψη θεµελιωδών ενεργειακών εννοιών και αντιµετώπιση βασικών κοινωνικών προβληµάτων, εις βάρος αφηρηµένων θεωρητικών υπολογισµών [17]. Προτεραιότητα στο θέµα της εξοικονόµησης ενέργειας, ειδικά στον οικιακό τοµέα και τον τοµέα των µεταφορών [22]. Συνδυασµός θεωρητικών και πειραµατικών πτυχών, ενεργός συµµετοχή των µαθητών, και περισσότερος χρόνος για πρακτικές δραστηριότητες σχετικές µε τις εµπειρίες των µαθητών, καθώς έχουν προσδιορισθεί από την παιδαγωγική ως περισσότερο αποδοτικές [22,76]. Ως κύρια εµπόδια, σε επίπεδο ΕΕ, απο σχετική επισκόπηση µεταξύ 60 µετεχόντων σε δραστηριότητες εκπαίδευσης βιώσιµης ενέργειας από 23 χώρες, αναφέρονται η έλλειψη χρηµατοδότησης και πόρων (70%) η αδιαφορία σχολικών διευθύνσεων (25%), και εκπαιδευτικών (21%), και η έλλειψη χρόνου στα ΠΣ (18%). Ως πλέον αναγκαία µέτρα προτείνονται η επιµόρφωση των εκπαιδευτικών, η παραγωγή, προσαρµογή και διάδοση εκπαιδευτικού υλικού, ειδικά εικονικού, και η ενσωµάτωση του θέµατος της ενέργειας στα ΠΣ [22] Παραγωγή Προσαρµογή εκπαιδευτικού υλικού Ενώ υπάρχει πλήθος σχετικών διαθέσιµων πληροφοριών σε διάφορες γλώσσες, είναι δύσκολη η αποτίµηση της αξιοπιστίας τους και απαιτείται σηµαντική προσπάθεια για να οργανωθούν στα πλαίσια ενός εκπαιδευτικού εργαλείου και να διαδοθούν προς το κοινό [66]. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στο θέµα της προσαρµογής καθώς λόγω της πολιτιστικής, κοινωνικής και διδακτικής διαφοροποίησης κάθε χώρας δεν ενδείκνυται η ανάπτυξη συνόλου εργαλείων κοινής χρήσης από όλα τα σχολεία της Ευρώπης [22, 76]. Ως πρώτο βήµα προτείνετα η συλλογή και η διάδοση όλου του υπάρχοντος εκπαιδευτικού υλικού για την ενεργειακή εκπαίδευση µε τη βοήθεια ενός portal και την υποστήριξη τοπικών οργανισµών ενέργειας για τον προσδιορισµό και την προσαρµογή του εκπαιδευτικού υλικού πριν την προώθηση σε τοπικό επίπεδο [22]. Όλα τα εργαλεία, που λειτουργούν διαδραστικά, θεωρούνται πολύτιµα, ενώ κάθε µάθηµα πρέπει να είναι ευέλικτο και να επιτρέπει δυναµικές αλλαγές καθώς εξελίσσονται οι συνθήκες, οι τεχνολογίες και οι απαιτήσεις [22, 27]. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι δοµηµένες διερευνητικές δραστηριότητες (WebQuests), όπου οι εκπαιδευόµενοι, στα πλαίσια της επίλυσης ενός προβλήµατος ή της διεκπεραίωσης µιας εργασίας, αντλούν τις περισσότερες πληροφορίες από το διαδίκτυο [75]. Επιπλέον, βάσει της εµπειρίας, η εκπαιδευτική διαδικασία καθίσταται ποιοτικότερη και αποδοτικότερη, όταν οι εκπαιδευτικοί επεξεργάζονται και προσαρµόζουν οι ίδιοι τα υλικά που χρησιµοποιούν, αντί αυτά να τους παρέχονται έτοιµα 100 % [27] Εργαλεία αξιολόγησης Αξιολόγηση της ΕΒΑ µπορεί να γίνει σε διάφορα επίπεδα και µε ποικίλους στόχους. Για την αξιολόγηση της κατάστασης της ΕΒΑ σε επίπεδο χώρας (Φινλανδία), περιγράφεται στην [57] µια διαδικασία µε σκοπό να προσδιορισθούν οι τρόποι µε τους οποίους οι αρχές και οι στόχοι της ΒΑ περιγράφονται στα ΠΣ και στα σχολικά προγράµµατα προώθησης ΒΑ, καθώς και η κατάσταση στον τοµέα της διδασκαλίας. Για την υποβοήθηση της δηµιουργίας και της αξιολόγησης σχεδίων εργασίας ΕΒΑ έχει αναπτυχθεί µια σειρά κριτηρίων από την UNESCO [41], ενώ για την αξιολόγηση της 25

41 εκπαιδευτικής διαδικασίας αναφέρεται δόµηση χαρτών εννοιών και Vee Heuristics από διδασκόµενους και επιβλέποντες [45, 108]. Για την αποτίµηση εκπαιδευτικών πόρων αναφέρεται ένα εργαλείο του Τµήµατος Περιβάλλοντος και Υδατικών πόρων της Αυστραλίας και του Πανεπιστηµίου του Griffith, µε αντίστοιχη λίστα ελέγχου. Τα κριτήρια επιλογής κατηγοριοποιούνται µε βάση γνώσεις, δεξιότητες, στάσεις και αξίες. και εφαρµόζεται µια κλίµακα βαθµολόγησης από το 1-3, ανάλογα µε το βαθµό κάλυψης τους [98]. Ειδικότερα για την αποτίµηση ενεργειακών µαθησιακών πόρων έχει αναπτυχθεί ένα εργαλείο του Τµήµατος Εκπ/σης της Καλιφόρνιας (CDE), που περιλαµβάνει 5 περιοχές κριτηρίων 42, ενώ αξιολογείται και η έµφαση που δίνεται σε συγκεκριµένα θεµατικά πεδία ως συµβολή σε διαθεµατική προσέγγιση [58] ΤΠΕ και Εκπαίδευση Γενική άποψη - Εισαγωγή Η µεγαλη ανάπτυξη και διάδοση των ΤΠΕ προκαλεί ένα συνεχή κύκλο, στον οποίο η µεγάλη αρχική ώθηση απο την Τεχνολογία της Πληροφορίας ( technology push ) οδηγεί στη δηµιουργία αντίστοιχης ζήτησης ( demand pull ) απο την κοινωνία, και συνδέεται µε στοιχεία, όπως σταθερή ανανέωση της γνώσης, πρόσβαση σε τεράστιο µέγεθος πληροφοριών, απαίτηση γιά διά βίου µάθηση, µάθηση όπου και οποτεδήποτε και µετατόπιση από την απλή διδασκαλία γνώσεων στην απόκτηση ικανότητας µάθησης και δηµιουργικότητας, και από τις βασισµένες σε προγράµµατα σπουδών προσεγγίσεις στην ατοµική αναζήτηση/εξερεύνηση των διαδικτυακών µαθησιακών πόρων και την εξαγωγή της πιο ουσιώδους και σχετικής γνώσης [154, 155, 156]. Βασικός µοχλός της προϊούσης αλλαγής στον τρόπο επικοινωνίας µεταξύ των ανθρώπων, που αντανακλάται και στη µεταβολή των εκπαιδευτικών συστηµάτων, είναι η ανάπτυξη του Παγκόσµιου Ιστού (World Wide Web). Εν τούτοις, παρά την τεράστια και πολύπλευρη σηµασία και αξία της, η τρέχουσα τεχνολογία του ιστού εξ απόψεως διαχείρισης της γνώσης 43 υπόκειται σε περιορισµούς σε θέµατα, που σχετίζονται µε την αναζήτηση, εξαγωγή, συντήρηση, αποκάλυψη και θέαση µιας πληροφορίας. Κύριο εµπόδιο για την εξασφάλιση αρτιότερης υποστήριξης στους χρήστες του Ιστού είναι το γεγονός οτι ο Ιστός βασίζεται σήµερα στη συντακτική περιγραφή του περιεχοµένου µε αποτέλεσµα το περιεχόµενο του να µην είναι µηχανικά επεξεργάσιµο [291]. Αν ο Παγκόσµιος Ιστός (World Wide Web) θεωρηθεί ως µια διαρκώς αυξανόµενη συλλογή αρχείων αναγνώσιµων µόνο από ανθρώπους δεν προάγεται η πλήρης εκµετάλλευση της αποθηκευµένης γνώσης [293]. Μια ιδέα µετεξέλιξής του, προκειµένου να υπερκερασθεί ο παραπάνω περιορισµός, έχει προταθεί απο τον Tim Berners-Lee [203] υπο τον όρο «Σηµασιολογικός Ιστός» (Semantic Web) 44. Η θεώρηση αυτή βασίζεται στη δυνατότητα των µηχανών (αυτόνοµων υπολογιστικών προγραµµάτων) να εντοπίσουν, αναγνώσουν, ερµηνεύσουν και επεξεργασθούν δεδοµένα πλήθους διαφορετικών ανθρώπων και οργανισµών[292], και αποσκοπεί στη δόµηση της αποθηκευµένης γνώσης µε τρόπο που να δευκολύνει τις µηχανές να την ανακτήσουν, να τη χειρισθούν και να την επεκτείνουν [293]. 42 Γενικό περιεχόµενο, Παρουσίαση, Παιδαγωγική, Ευχρηστία, Ενεργειακό περιεχόµενο [170]. 43 ιαχείριση της γνώσης:αφορά στην απόκτηση, προσπέλαση-πρόσβαση, και διατήρηση της γνώσης σε έναν οργανισµό [291] 44 Ο Σηµασιολογικός Ιστός ορίζεται ως µια επέκταση του υπάρχοντος Παγκόσµιου Ιστού, όπου η πληροφορία αποκτά καλά ορισµένο νόηµα, καθιστώνταςς αποτελεσµατικότερη τη συνεργασία ανθρώπουυπολογιστή, δεδοµένης της ύπαρξης µιας κοινής γλώσσας επικοινωνίας [203]. 26

42 Οι βασικές 45 τεχνολογίες του Σηµασιολογικού Ιστού (ΣΙ) είναι τα σαφή µεταδεδοµένα, οι οντολογίες και οι υπολογιστικοί πράκτορες (agents 46 )- αυτόνοµα υπολογιστικά προγράµµατα [291]. Το τεράστιο µέγεθος των διακινουµένων στον Παγκόσµιο Ιστό πληροφοριών προσανατόλισε την έρευνα στην εξελιγµένη σήµανση µε µεταδεδοµένα και την ανάπτυξη µηχανισµών για το φιλτράρισµα και την ταξινόµηση τους, που προσοµοιώνουν την ανθρώπινη λογική, και ανέδειξε τη σηµασία χρήσης οντολογιών. Οι υπολογιστικοί πράκτορες (agents) χρησιµοποιούν µεταδεδοµένα για τον προσδιορισµό και την εξαγωγή πληροφορίας από τον ιστό, οντολογίες για την υποστήριξη των αναζητήσεων στον ιστό, την ερµηνεία ανακτηθείσας πληροφορίας και την επικοινωνία µε άλλους πράκτορες, λογική για την επεξεργασία ανακτηθείσας πληροφορίας και εξαγωγή συµπερασµάτων [291]. Χαρακτηριστικά στοιχεία που συνδέονται µε το όραµα του ΣΙ περιλαµβάνουν [291]: αντικατάσταση της βασισµένης σε λέξεις κλειδιά αναζήτησης από αναζήτηση µέσω απαντήσεων σε υποβαλλόµενες ερωτήσεις (query answering). υποστήριξη ερωταπαντήσεων (query answering) σε πολλαπλά αρχεία. οργάνωση της γνώσης σε εννοιολογικούς χώρους (conceptual spaces). αυτοµατοποιηµένα εργαλεία που θα υποστηρίζουν τη συντήρηση ελέγχοντας για ασυνέπειες και εξάγοντας νέα γνώση ορισµό του ποιός µπορεί να δεί συγκεκριµένα τµήµατα πληροφορίας Τεχνολογίες και εφαρµογές ΣΙ καθίστανται διαρκώς πιο δηµοφιλείς και υιοθετούνται σε διάφορα πεδία συµπεριλαµβανοµένου και αυτού της εκπαίδευσης [294]. Όπως αναφέρεται στην [292], ο εκπαιδευτικός ΣΙ βασίζεται στη δυνατότητα για αποτελεσµατική-αποδοτική αποθήκευση και ανάκτηση πληροφοριών, στη δυνατότητα αυτόνοµων προγραµµάτωνπρακτόρων (agents) να υποστηρίξουν τη µάθηση και την ανάκτηση και επεξεργασία πληροφοριών, και στη δυνατότητα του διαδικτύου να υποστηρίξει, επεκτείνει και διευρύνει τις δυνατότητες επικοινωνίας των ανθρώπων. Προσδοκάται οτι οι βασισµένες στον ΣΙ εκπαιδευτικές εφαρµογές θα καταστήσουν πραγµατοποιήσιµο το όραµα της µάθησης για όλους χωρίς χρονικούς και τοπικούς περιορισµούς 47, µέσω της χρήσης πόρων στον ιστό ως επαναχρησιµοποιήσιµων µαθησιακών αντικειµένων (ΜΑ) και µε την υποστήριξη προτύπων τεχνολογιών. Οι άνθρωποι θα καταστούν ικανοί να συγγράψουν τα δικά τους µαθησιακά υλικά µε τη βοήθεια µαθησιακών περιβαλλόντων του ΣΙ. [294]. Οι οντολογίες (ontologies) αποτελούν βασικό εργαλείο για την πραγµάτωση της ιδέας του ΣΙ, αν και υπάρχουν περιορισµοί στην προοπτική αυτή, που σχετίζονται µε τη σταθερότητα της γνώσης (επίπεδο κατανόησης της γνώσης σε ένα τοµέα και δυνατότητα έκφρασης κάθε πτυχής της, επικείµενες αλλαγές), τις ανταγωνιστικές εννοιολογικές προσεγγίσεις και την ανάλυση κόστους / οφέλους [158]. Στην [169] περιγράφεται ένα σενάριο αντιµετώπισης των προβλήµατων αυτών µέσω της ανάπτυξης µεγάλου αριθµού επι µέρους σηµασιολογικών µαθησιακών ιστών βασισµένων σε «Κοινότητες Πρακτικής». Η καθιέρωση τους συνδέεται µε κοινή κατανόηση και κοινή ορολογία για ένα τοµέα, που µπορεί να εξασφαλισθεί µε παροχή δοµηµένων µελετών περιπτώσεων, πλαισίων εµπειριών και προσαρµογής της γνώσης στο συγκεκριµένο περιβάλλον [159]. 45 Επιπλέον τεχνολογίες αφορούν γλώσσες επικοινωνίας µεταξύ πρακτόρων, τυπική αναπαράσταση των πεποιθήσεων, επιθυµιών, επιδιώξεων των πρακτόρων και τη δηµιουργία και συντήρηση µοντέλων χρηστών. 46 Agents: «υπολογιστικά προγράµµατα που εργάζονται αυτόνοµα και για τον άνθρωπο. Επιδέχονται χειρισµό, κάνουν συγκεκριµένες επιλογές και δίνουν απαντήσεις στο χρήστη» [291] «Περιέχουν γνώση των λειτουργιών τους και δυνατότητα εξυπηρέτησης άλλων πρακτόρων, που µιλούν το ίδιο ιδίωµα» [202]. 47 AAAL: Anytime, Anywhere, Anybody Learning 27

43 Την ιδέα ανάπτυξης «Κοινοτήτων Πρακτικής» υποστηρίζει και η τάση ολιστικής προσέγγισης και µείξης των δύο επί µέρους στρατηγικών της διαχείρισης της µάθησης, δηλαδή της προσανατολισµένης στον άνθρωπο και της προσανατολισµένης στην τεχνολογία (κωδικοποίηση). Έτσι µπορούν να χρησιµοποιηθούν τεχνικές κωδικοποίησης της γνώσης, π.χ σεναρίων µάθησης 48, σε µορφή ανταλλάξιµη µεταξύ µηχανικών συστηµάτων, υποστηριζόµενες απο προσανατολισµένες στον άνθρωπο διαδικασίες, όπως είναι η ανάπτυξη «Κοινοτήτων Πρακτικής» [159]. Η αποδοτική ανάπτυξη σεναρίων µάθησης εξαρτάται από τη δυνατότητα επαναχρησιµοποίησης υπάρχοντος υλικού και διδακτικής εξειδίκευσης και συνδέεται µε την προσαρµογή στο συγκεκριµένο µαθησιακό περιβάλλον και το διαµοιρασµό εµπειριών [159]. Αρχικά το θέµα της επαναχρησιµοποίησης στην εκπαίδευση εστιάσθηκε στο περιεχόµενο υπό τη µορφή βασικών ανεξαρτήτων µονάδων (Μαθησιακών Αντικειµένων ή ΜΑ) [158]. Ωστόσο η απλή παροχή κωδικοποιηµένης γνώσης µε τη µορφή δεδοµένων δεν εξασφαλίζει την κατανόηση και χρησιµοποίησή της [159]. Ως συνέπεια υπάρχει µια τάση µετακίνησης απο την προσανατολισµένη στο περιεχόµενο (documentalist approach) στην προσανατολισµένη σε δραστηριότητες µαθησιακή προσέγγιση (activity oriented approach) και στην εστίαση οχι απλώς στην επαναχρησιµοποίηση και ανταλλαγή µαθησιακών πόρων αλλά και παιδαγωγικού know how σε ένα µαθησιακό περιβάλλον [192]. Η προαναφερθείσα προσανατολισµένη σε δραστηριότητες µαθησιακή προσέγγιση προωθεί ενα µοντέλο του εκπαιδευτικού ως σχεδιαστή και ενισχύεται απο την παράλληλη ανάπτυξη εργαλείων στο διαδίκτυο µε αποτέλεσµα την ανάδυση σχετικών «Κοινοτήτων Πρακτικής», στα πλαίσια των οποίων γίνεται ανταλλαγή σεναρίων µάθησης και εµπειριών [192,159]. Μια τέτοια κατηγορία δηµοφιλών εργαλείων, που υποστηρίζει όλο και περισσότερες κοινότητες να παράγουν συνεργατικά και να ανταλλάξουν γνώσεις, είναι τα wikis [298]. Μάλιστα ο συνδυασµός τεχνολογιών σηµασιολογικού ιστού και wiki θεωρείται ως πολλά υποσχόµενη εναλλακτική λύση προς την κατεύθυνση µιας νέας γενιάς βασισµένων στον ιστό συστηµάτων διαχείρισης περιεχοµένου [299]. Στη συνέχεια γίνεται µια σύντοµη, επι µέρους παρουσίαση των τεχνολογιών και των θεµάτων για τα οποία έγινε νύξη στην εισαγωγική αυτή ενότητα. Πιο συγκεκριµένα γίνεται αναφορά στις οντολογίες, την επαναχρησιµοποίηση της γνώσης µε τη µορφή ΜΑ, το µαθησιακό σχεδιασµό, τα εργαλεία συγγραφής σεναρίων µάθησης και τα wikis Οντολογίες Βασικά στοιχεία Σύµφωνα µε το συχνότερα απαντώµενο ορισµό «η οντολογία είναι ένας τυπικός, σαφής προσδιορισµός µιας διαµοιρασµένης εννοιολογικής αναπαράστασης» [246, 234]. Συντίθεται από ένα σύνολο όρων, που αναπαριστούν τις σηµαντικές έννοιες ενός τοµέα, ιεραρχικά οργανωµένες και µε προσδιορισµό της σηµασίας και των ιδιοτήτων τους [237, 247]. Χωρίς να εµπεριέχει τη συνολική γνώση, παρέχει ένα βασικό σκελετό, που εκφράζει ρητά την υπονοούµενη γνώση [175, 176]. Οι βασικές δοµικές µονάδες, που συνιστούν µια οντολογία, φαίνονται στον Πίνακα 1 [246]. 48 Σενάριο µάθησης: Η περιγραφή, εκ των προτέρων ή εκ των υστέρων, της διεξαγωγής µιας περίπτωσης µάθησης ή µιας ενότητας µάθησης µε σκοπό την απόκτηση ακριβούς σώµατος γνώσης, µέσω του προσδιορισµού ρόλων και δραστηριοτήτων, καθώς και χειρισµού της γνώσης, πόρων, εργαλείων, υπηρεσιών και αποτελεσµάτων, που συνδέονται µε την εφαρµογή των δραστηριοτήτων [192]. Εκφράζει µια πιο δυναµική και σπονδυλωτή, top-down προσέγγιση του παιδαγωγικού σχεδιασµού[168]. 28

44 Πίνακας 1. Βασικές δοµικές µονάδες µιας οντολογίας. Ονοµασία Περιγραφή Κλάσεις 49 Αναπαριστούν έννοιες 50, ενώ σε περιπτώσεις γίνεται διάκριση µεταξύ πρωταρχικών (primitive) και καθορισµένων (defined) εννοιών [242]. Σχέσεις Εκφράζουν ένα είδος αλληλεπίδρασης µεταξύ των εννοιών ενός πεδίου Συναρτήσεις Αντιπροσωπεύουν µια ειδική περίπτωση σχέσης Αξιώµατα Αναπαριστούν προτάσεις που θεωρούνται πάντοτε αληθείς Στιγµιότυπα 51 Εκφράζουν συγκεκριµένα άτοµα των κλάσεων Έχει εφαρµογές σε πολλά πεδία, όπως η διαχείριση της γνώσης, η ανάκτηση και εξαγωγή πληροφοριών από διάσπαρτες βάσεις δεδοµένων, ο σηµασιολογικός ιστός, το ηλεκτρονικό εµπόριο, η επεξεργασία της φυσικής γλώσσας, η ενσωµάτωση πληροφορίας και η εκπαίδευση [237, 256, 273, 248]. Στις εκπαιδευτικές εφαρµογές οι οντολογίες λειτουργούν γενικά σε τρία επίπεδα. Στο πρώτο, ως ταξονοµίες, βοηθούν στην επικοινωνία µεταξύ ανθρώπων παρέχοντας κοινή εννοιολογική αντίληψη και κοινό λεξιλόγιο για ένα τοµέα, στο δεύτερο στην επικοινωνία µεταξύ ανθρώπων υπολογιστών καθώς ενδυναµώνουν την «νοηµοσύνη» των υπολογιστών, παρέχοντας τυπικούς ορισµούς εννοιών, σχέσεων, αξιωµάτων και περιορισµών, ενώ στο τρίτο επίπεδο καθιστούν τη γνώση λειτουργική αφήνοντας τους υπολογιστές να αναλάβουν δράση σε ένα σύστηµα βασισµένο σε αυτές [157, 158]. Σενάρια εφαρµογών στην εκπαίδευση αναφέρονται σε µια σειρά από σχετικά άρθρα [175, 233, 181, 182, 241, 242, 187, 250, 209, 212, 166, 167] και ακολουθούν σε γενικές γραµµές τρεις τύπους, όπως έχουν αυτοί διατυπωθεί στην [158] : (1) ενίσχυση της δυνατότητας επαναχρησιµοποίησης ΜΑ µέσω της σύνδεσής τους µε µια οντολογική περιγραφή του τοµέα ενδιαφέροντος, ή γενικότερα, περιγραφή σχετικής διάστασης της εκπαιδευτικής διαδικασίας σε µια οντολογία. (2) παροχή περιεκτικού συστήµατος συγγραφής για την ανάκτηση και οργάνωση υλικού απο τον ιστό σε µορφή σειράς µαθηµάτων. (3) δόµηση εξελιγµένων στρατηγικών παρουσίασης στο χρήστη σχολιασµένων πόρων, µε τη µορφή υπηρεσιών φυλλοµέτρησης, παραγωγής αφηγήσεων και τελική απόδοση µιας σειράς µαθηµάτων. Όσον αφορά στο θέµα της µεθοδολογίας, που ακολουθείται για την ανάπτυξη µιας οντολογίας, υπάρχουν ποικίλες προσεγγίσεις. Σύµφωνα µε [208] µια τέτοια µεθοδολογία µπορεί να καλύπτει τρία επίπεδα: ανώτερο, µέσο και κατώτερο. Στο ανώτερο επίπεδο προσιδιάζει σε γενικές γραµµές µε τη συµβατική διαδικασία ανάπτυξης ενός λογισµικού και µπορεί να περιλαµβάνει καθορισµό απαιτήσεων, εννοιολογική αναπαράσταση (conceptualization), τυποποίηση, εφαρµογή, απόκτηση γνώσης, αξιολόγηση, τεκµηρίωση και συντήρηση [237]. Για λόγους σύµµετρης ανάπτυξης της παρούσας εργασίας παράθεση περισσότερων στοιχείων και αναλυτικότερη παρουσίαση των οντολογιών γίνεται στο Παράρτηµα Α. 49 Αναφέρονται ως classes, concepts, categories 50 Απόδοση των concepts, που ορίζονται όµως και ευρύτερα ως αντικείµενα, έννοιες ή ιδέες [260]. 51 Αναφέρονται ως instances ή individuals 29

45 Επαναχρησιµοποίηση της γνώσης -Μαθησιακά Αντικείµενα Το θέµα της επαναχρησιµοποίησης στην εκπαίδευση εστιάσθηκε αρχικά στο περιεχόµενο υπό τη µορφή βασικών ανεξάρτητων µονάδων µιας µαθησιακής δραστηριότητας - Mαθησιακών Aντικειµένων (ΜΑ) [158], µε τη λογική της εφαρµογής τους σε διαφορετικά περιβάλλοντα ώστε να υπάρξει ανταλλαγή ιδεών και συνεργιστική προώθηση της γνώσης, και να εξασφαλισθεί ταχύτερη, οικονοµικότερη και ευρύτερης κάλυψης παραγωγή σειρών µαθηµάτων, κεφαλαιοποιώντας την ικανότητα και την εργασία ειδικών ανά τον κόσµο [177, 178]. Τα ΜΑ χρησιµοποιούνται απο τα Συστήµατα ιαχείρισης Μαθησιακού Περιεχοµένου (LCMS) 52 [175] µε πολλά ανοικτά ζητήµατα.ακόµη, όπως ο ορισµός ιδιοτήτων και ο συνδυασµός τους στη διαδικασία της ανάκτησης, η δηµιουργία συνδέσεων µεταξύ των επιλεγόµενων από το σύστηµα ΜΑ και µεταξύ των εναλλακτικών ανακτήσεων, καθώς και η επιλογή, ο συνδυασµός και ο έλεγχος µιας µέτρησης οµοιότητας ΜΑ [186]. Συναντώνται σε διάφορα επίπεδα συσσώρευσης γνώσης, από τα απλούστερα, που περιλαµβάνουν πληροφορίες για ένα αντικείµενο (π.χ. µια φωτογραφία), µέχρι αυτά που συνιστούν ένα µάθηµα, µία ενότητα-σπόνδυλο (module), µία σειρά µαθηµάτων ή και τέλος ένα πρόγραµµα σπουδών. Μέχρι τώρα δεν υπάρχει κοινή ορολογία περιγραφής τους, που καλύπτει ένα φάσµα απο τη χρήση όρων µε µορφή γενική 53, ψηφιακού χαρακτήρα 54, σχετική µε τη µάθηση 55 ή και το µαθησιακό περιβάλλον 56, αλλά ούτε και κοινά αποδεκτός ορισµός [161]. Οι πιό συχνά απαντώµενοι γενικοί ορισµοί είναι: «κάθε οντότητα, ψηφιακή ή µη ψηφιακή, που δύναται να χρησιµοποιηθεί, επαναχρησιµοποιηθεί ή αναφερθεί στη διάρκεια υποστηριζόµενης από την τεχνολογία µάθησης» [197], και «κάθε ψηφιακός πόρος, που µπορεί να επαναχρησιµοποιηθεί για να υποστηρίξει τη µάθηση» [132], ενώ σε µια πιο συγκεκριµένη εκδοχή «είναι ψηφιακός ηλεκτρονικός πόρος, που διευκολύνει ένα απλό µαθησιακό στόχο και µπορεί να επαναχρησιµοποιηθεί σε διαφορετικό περιβάλλον [177]. Καθώς η παραγωγή και χρησιµοποίηση ΜΑ ειναι κατανεµηµένη, πολλές προδιαγραφές έχουν αναπτυχθεί για την τυποποίησή τους και γενικότερα για την ανταλλαγή δεδοµένων και τη διαχείριση διαδικασιών, από οργανισµούς όπως: IMS, ADL, IEEE LTSC, ARIADNE, AICC, DCMI, EdNA, ISO/IEC JTC1, Edutella, CID RIT [155, 177, 158]. Αξιόλογο και ευρέως διαδεµένο πρότυπο για τη σήµανση ΜΑ είναι το Institute of Electrical and Electronics Engineers Learning Object Metadata [IEEE LOM] 57 [197, 199] µε 9 κατηγορίες XML δεδοµένων, τα οποία εστιάζουν στην αναζήτηση, αξιολόγηση, απόκτηση και χρήση ΜΑ [155], ενώ για την πακετοποίηση οµάδων ΜΑ, ώστε να µπορούν να επαναχρησιµοποιηθούν σε διαφορετικά περιβάλλοντα, και για τον έλεγχο της διαλειτουργικότητας υπάρχουν το CPS και το QTI από τον οργανισµό IMS [177, 175]. Ως πλεονεκτήµατα από την υιοθέτηση προδιαγραφών αναφέρονται στην [196] η εκµετάλλευση του πλήρους συντακτικού και της σηµασιολογίας των µεταδεδοµένων ΜΑ, που αναπτύχθηκαν απο εδικούς της µαθησιακής τεχνολογίας, και η δυνατότητα αυτόµατης 52 Συστήµατα, που παρέχουν µια βασισµένη στον ιστό πλατφόρµα για τη διάθεσή τους και αποτελούν εξελιξη της υποστηριζόµενης από υπολογιστές διδασκαλίας (CAI)[ 175] 53 Component, learning resource 54 Content information- knowledge-multimedia object 55 Learning - educational object 56 Unit of learning, Unit of study, Reusable Learning Object. 57 Καθορίζει το ελάχιστο σύνολο ιδιοτήτων, που απαιτούνται γιά να επιτραπεί η διαχείριση, ο εντοπισµός και η αξιολόγηση των ΜΑ[ 197]. 30

46 εισαγωγής και εξαγωγής ΜΑ από και σε εξωτερικά συστήµατα, που υιοθετούν τις ίδιες προδιαγραφές. Τα ΜΑ πρέπει να παρέχουν πλούσια σηµασιολογικά πληροφορία για να διευκολύνουν την ανακάλυψη και την επαναχρησιµοποίησή τους. Η πληρότητα της περιγραφής µε τη χρήση µεταδεδοµένων εξαρτάται από τον αριθµό, την περιεκτικότητα και τη συνάφειά τους µε το περιγραφόµενο αντικείµενο. Αυξηµένος αριθµός µεταδεδοµένων λειτουργεί σε βάρος της χρηστικότητας του µοντέλου, ενώ µικρός αριθµός σε βάρος της εκφραστικότητάς της περιγραφής [162, 158]. Γιά την αύξηση της εκφραστικότητας [158] και της δυνατότητας επαναχρησιµοποίησης µέσω εξασφάλιση πρόσβασης σε πιο λεπτοµερειακή περιγραφή τους (component level) και δυνατότητας χειρισµού ΜΑ διαφορετικού επιπέδου συσώρευσης, προτείνεται χρήση οντολογιών [183, 185], καθώς παρέχουν τη σηµασιολογία και τον απαραίτητο εξοπλισµό παραγωγής ενός συνόλου σχηµάτων γνώσης για δόµηση αποθηκών γνώσεων και ΜΑ [180, 204] και επιτρέπουν σε διαφορετικά συστήµατα να έχουν κοινή αντίληψη της σηµασιολογίας αυτής και της εννοιολογικής αναπαράστασης ενός τοµέα ενδιαφέροντος [208]. Ειδικότερα µπορούν να βοηθήσουν στον ακριβή ορισµό των σχέσεων των ΜΑ µε τις έννοιες ενός τοµέα και τις προσδοκώµενες µαθησιακές εκβάσεις, χωρίς αυτό βέβαια να σηµαίνει οτι αναµένεται να αποφασισθεί από τα ΜΑ και τους πράκτορες αναζήτησης τι αρµόζει σε µια διδακτική περίπτωση, αλλά απλώς θα κερδηθεί χρόνος για το σχεδιαστή µιας σειράς µαθηµάτων, που θα κάνει την τελική λεπτή εργασία της ενσωµάτωσης τους [175, 177]. Έχουν γίνει και προσπάθειες σύνδεσης οντολογιών µε το πρότυπο IEEE LOM, ενώ δύο ακόµη τεχνολογίες, ιδιαίτερα σηµαντικές για το Σηµασιολογικό Ιστό, που συµβάλλουν στην επαναχρησιµοποίηση ΜΑ, είναι η XML, που χρησιµοποιείται για τη σήµανση της δοµής τους µε µηχανικά αναγνώσιµο τρόπο και το RDF, που δευκολύνει την ανακάλυψη και την ανταλλαγή ΜΑ µε περιορισµένη πληροφορία ή µε περισσότερες απο µία προδιαγραφές. Το RDF χρησιµοποιείται απο την IMS για το πρότυπο LRMS (ίδιο ουσιαστικά µε το IEEE LOM) [177]. Σηµαντικά στοιχείο για την αξιοποίηση των ΜΑ είναι και η δυνατότητα αποθήκευσής τους µε τρόπο που να διευκολύνεται η πρόσβαση σε αυτά. Οι αποθήκες ΜΑ 58 είναι συστήµατα, που περιέχουν αποθηκευµένο µαθησιακό υλικό και κατάλληλες περιγραφές του, ώστε να είναι δυνατή η αναζήτηση και ανάκτηση του από τους χρήστες των συστηµάτων αυτών, µέσω εξειδικευµένων ερωτήσεων [77]. Η δόµηση τους έχει προσδιορισθεί ως άµεσης προτεραιότητας [187], και έχουν διαρκώς αυξανόµενη παρουσία στο διαδίκτυο µε πιο γνωστές περιπτώσεις αυτές των TeleCampus [220], CAREO [221], MERLOT [222] Μαθησιακός σχεδιασµός - ιαδικασία Η απλή παροχή κωδικοποιηµένης γνώσης δεν εξασφαλίζει την κατανόηση και τη χρήση της, καθώς η επαναχρησιµοποίηση αποτελεί βασικό πρόβληµα διαχείρισης της γνώσης συνδεδεµένο µε τον προσδιορισµό, την απόκτηση, την ανάπτυξη, τη διανοµή, τη διατήρηση και τη χρήση της γνώσης [159]. Για τον εντοπισµό και τη συναρµολόγηση ΜΑ απαιτείται µια πιο ευέλικτη προσέγγιση από το πρότυπο ΙΕΕΕ LOM, καθώς θα πρέπει να ορίζεται ακριβώς, πώς σχετίζεται το ΜΑ µε µια έννοια του τοµέα 59, ποιό το είδος των πιθανών µαθησιακών εκβάσεων και ποιά η σχέση µεταξύ των ΜΑ [177, 215], ενώ στις 58 Απόδοση του όρου Learning Object Repositories. Απαντώνται και ως «αποθετήρια ΜΑ», «παρακαταθήκες ΜΑ», ή και «µαθησιακές αποθήκες». 59 Βέβαια σύµφωνα µε [196] η σύνδεση µε τις έννοιες του τοµέα µπορεί να γίνει στα πλαίσια του προτύπου αυτού µέσω του στοιχείου «Ιδέα» στην κατηγορία 9.1. σκοπός. 31

47 [201, 158] εκτός της τελευταίας, και του περιεχοµένου προτείνεται και το περιβάλλον (context) ως τρίτη διάσταση ενός πλαισίου εντοπισµού µαθησιακού υλικού. Υπάρχουν ακόµη αναφορές για ανάπτυξη ΜΑ µε προσδιορισµούς όπως «ευφυή», «έξυπνα», «εννοιολογικά», «αντικειµενοστραφή», που ουσιαστικά περιγράφουν ένα τύπο ΜΑ, που παρέχει και ικανή παιδαγωγική πληροφορία για τις γνωστικές δραστηριότητες και τις στρατηγικές διδασκαλίας και µάθησης και για τά περιβάλλοντα εφαρµογής του, ώστε να καταστεί δυνατή η εξατοµίκευση κατά τη διάρκεια της διδακτικής αλληλεπίδρασης [175, 177, 205, 198, 187]. Υπάρχει δηλαδή ουσιαστικά ένα κενό µεταξύ της προσανατολισµένης στο περιεχόµενο και της προσανατολισµένης στο διδακτικό µέρος παρουσίασης ενός µαθησιακού πόρου, που καθιστά απαραίτητο το µαθησιακό σχεδιασµό, και έχει ως συνέπεια µια τάση µετακίνησης απο το περιεχόµενο (documentalist approach) προς τη διαδικασία / δραστηριότητα (activity-oriented) [192, 162], µε τη χρήση προδιαγραφών µαθησιακού σχεδιασµού γλωσσών µοντελοποίησης της µάθησης [159], γενικοποιηµένων µοντέλων, προτύπων (patterns) 60, φορµών (templates) 61, αφηγήσεων (narratives) 62, στοιχειωδών δραστηριοτήτων (primitives) 63, γραφικών µοντέλων, την προσαρµογή/αναθεώρηση υποδειγµάτων [192, 210, 187, 162, 165, 158, 164, 187, 189, 214, 168, 288], και τη χρήση οντολογιών [212, 166, 167, 157, 158, 185]. Το IEEE LOM θεωρείται οτι είναι προσανατολισµένο στο περιεχόµενο και δεν παρέχει την απαραίτητη αναπαράσταση παιδαγωγικών εννοιών ενώ σύµφωνα µε [166] αναµειγνύει τη διδακτική µε την τεχνική πληροφορία. Μια σειρά γλωσσών µοντελοποίησης της µάθησης έχουν προταθεί για το σκοπό αυτό και έχει επικρατήσει ως προδιαγραφή από το 2003 η IMS LD 64 [163]. Ως κύρια ερευνητικά θέµατα, που σχετίζονται µε την προδιαγραφή αυτή και γενικότερα µε το µαθησιακό σχεδιασµό, αναφέρονται η χρήση οντολογιών και σηµασιολογικών αρχών και εργαλείων ιστού, η χρήση προτύπων (patterns) µάθησιακού σχεδιασµού, η ανάπτυξη συστηµάτων συγγραφής σεναρίων µάθησης και διαχείρισης περιεχοµένου, η χρήση ολοκληρωµένων συνόλων εργαλείων µαθησιακού σχεδιασµού σε ποικίλα περιβάλλοντα [211], και η δηµιουργία ή η προσαρµογή αποθηκών για την αποθήκευση σεναρίων µάθησης [187]. Ειδικότερα θέµατα αφορούν στην αναγκαία καθοδήγηση και στη διασάφηση θεµάτων σχετικά µε τη διαχείριση ψηφιακών συγγραφικών δικαιωµάτων, στην καθιέρωση κοινού λεξιλογίου, και στη µετάφραση εµπνευσµένων σεναρίων µάθησης σε πραγµατοποιήσιµες runtime εφαρµογές [179]. 60 Το πρότυπο (course pattern) είναι ένα αφαιρετικό πλαίσιο (abstraction) ενός συνόλου βέλτιστων πρακτικών για την επίλυση ενός επαναλαµβανόµενου σχεδιαστικού προβλήµατος [160, 210]. Σύµφωνα µε [211] ορίζεται ως φόρµα, περίγραµµα ή µοντέλο (ή πιο αφαιρετικά σύνολο κανόνων), που µπορεί να χρησιµοποιηθεί για να κατασκευασθούν ή να παραχθούν αντικείµενα ή τµήµατα αντικειµένου, ιδιαίτερα αν τα παραγόµενα αντικείµενα έχουν αρκετά κοινά στοιχεία ώστε το υποκείµενο πρότυπο να εξαχθεί συµπερασµατικά ή να διακριθεί, στην οποία περίπτωση λέγεται οτι τα αντικείµενα εκθέτουν-επιδεικνύουν το πρότυπο. 61 Οι συγκεκριµένες φόρµες στα πλαίσια του LAMS αναφέρονται σε αφαιρετική περιγραφή ακολουθιών συλλογικών µαθησιακών δραστηριοτήτων, που µπορούν να εφαρµοσθούν σε άλλο µαθησιακό περιβάλλον αυτούσια ή κατόπιν τροποποίησης [165]. 62 Οι «µαθησιακές αφηγήσεις» ορίζονται ως εκπαιδευτικά προσανατολισµένη οµιλία- discourse, που οργανώνει διαφορετικούς πόρους σύµφωνα µε προκατασκευασµένες δοµές [158] 63 Πολύ απλές σαφείς δοµές, που παρέχουν ένα απλό κοινό αλληλεπιδραστικό γεγονός σε ένα χώρο διδασκαλίας ηλεκτρονικό ή όχι.[ 189]. 64 Σχέδιο Μάθησης (Learning Design-LD), είναι η περιγραφή µιας µεθόδου, που δίνει τη δυνατότητα στους εκπαιδευόµενους να επιτύχουν συγκεκριµένους µαθησιακούς στόχους, µέσω της διεξαγωγής συγκεκριµένων µαθησιακών δραστηριοτήτων, µε συγκεκριµένη σειρά, στο πλαίσιο ενός συγκεκριµένου µαθησιακού περιβάλλοντος. Βασίζεται στις παιδαγωγικές αρχές του σχεδιαστή και σε µεταβλητές του συγκεκριµένου τοµέα και του περιβάλλοντος εφαρµογής [163]. 32

48 Η χρήση οντολογιών στα πλαίσια του µαθησιακού σχεδιασµού καλύπτει ένα ευρύ φάσµα ρόλων, όπως σύνδεση µεταξύ θεωριών µάθησης και πραγµατικών σεναρίων µάθησης [167, 217, 218, 206, 195], αναπαράσταση αυτής καθαυτής της σηµασιολογίας της προδιαγραφής IMS LD [208], σύνδεση µεταξύ µαθησιακού περιεχοµένου, σχεδιασµού και περιβάλλοντος µάθησης [212], προσδιορισµός των εννοιών του τοµέα και σύνδεσή τους µε τους µαθησιακούς πόρους [175], σύλληψη της διδακτικής λειτουργίας ενός µαθησιακού πόρου [166] ή και αναπαράσταση της διαδικασίας ελέγχου γνώσεων (τεστ) [216]. Όπως αναφέρεται στην [212], οι οντολογίες δίνουν µια συµπαγή λύση σε µια σειρά ερευνητικών ερωτηµάτων, όπως η χρήση επι µέρους τµηµάτων ενός ΜΑ σε ένα σχέδιο µάθησης, η επαναχρησιµοποίηση του ίδιου σεναρίου µάθησης σε διαφορετικό περιβάλλον και διαφορετικά ΜΑ, η εξατοµίκευση του περιεχοµένου του ίδιου ΜΑ ανάλογα µε τον εκπαιδευόµενο στο ίδιο σχέδιο µάθησης, και η επέκταση και η σύνθεση των υπηρεσιών αναζήτησης και ταξινόµησης ΜΑ και σεναρίων µάθησης. Ειδικότερα για την υποστήριξη της συγγραφής σεναρίων µάθησης παρέχουν ένα σύνολο εννοιών για τη διαπραγµάτευση στρατηγικών διδασκαλίας µε τον πρέποντα βαθµό αφαίρεσης, διευκολύνοντας την επαναχρησιµοποίηση των σεναρίων και επιπλέον µέσω της παροχής λειτουργικού µοντέλου µπορούν να προσφέρουν νύξεις σχετικά µε ελλείψεις διδακτικών αντικειµένων σε µια σειρά µαθηµάτων [166]. Η σύνδεση του µαθησιακού σχεδιασµού µε τις θεωρίες µάθησης και η εξασφάλιση δυνατότητας υποστήριξης διαφοροποιηµένου συνόλου παιδαγωγικών απαιτήσεων είναι σηµαντικό θέµα για την προσαρµοστικότητα µιας εφαρµογής. Ο βαθµός, στον οποίο ένα βασισµένο σε υπολογιστές µαθησιακό περιβάλλον µπορεί να υποστηρίξει τη µαθησιακή διαδικασία, συναρτάται µε τη θεωρία µάθησης, που ακολουθείται, και το επίπεδο πολυπλοκότητας, όπως αυτό θα µπορούσε να περιγραφεί π.χ. µε την ταξονοµία του Bloom 65. Έτσι, σύµφωνα µε [155, 158], οι αρχές του εποικοδοµητισµού απέχουν απο την πρακτική της ηλεκτρονικής µάθησης και απαιτείται πρόσθετη προσπάθεια για την κωδικοποίησή τους στα πλαίσια του διδακτικού σχεδιασµού, ενώ ευκολότερη είναι η υποστήριξη των βηµάτων π.χ. των θεωριών της συναίσθησης/αναγνώρισης (apperception) 66. Λεπτοµερέστερη προσέγγιση του θέµατος γίνεται σε [158, 77], ενώ στην [211] αναφέρεται η ιδέα της ανάπτυξης οντολογιών για την αναπαράσταση της γνώσης µαθησιακού σχεδιασµού για κάθε παιδαγωγικό µοντέλο, καθώς η IMS LD απεικονίζει µόνο το αποτέλεσµα και όχι τη γνώση ενός σχεδιαστή µαθησιακών δραστηριοτήτων. Το πλήθος των διαθέσιµων µαθησιακών πόρων, που µπορούν να χρησιµοποιηθούν για τον εµπλουτισµό της µαθησιακής διαδικασίας και των εµπειριών των µαθητών δηµιουργεί διαρκώς αυξανόµενες απαιτήσεις στους εκπαιδευτικούς, ώστε να δηµιουργήσουν ή να προσαρµόσουν µαθησιακές δραστηριότητες. Η ανάπτυξη προδιαγραφών µοντελοποίησης της γνώσης, όπως το IMS LD, µπορεί να παρέχει ένα γενικό καθοδηγητικό πλαίσιο στη διαδικασία δόµησης σεναρίων µαθηµάτων, παρουσιάζει όµως αυξηµένο βαθµό δυσκολίας χρήσης απο ένα µη ειδικό στο σχεδιασµό. Έτσι προκύπτει η ανάγκη περιορισµού των σχεδιαστικών επιλογών, υπο την έννοια της παροχής συγκεκριµένων πλαισίων, όπως προτύπων (patterns), φορµών (templates), στοιχειωδών δραστηριοτήτων (primitives), επιτυχηµένων πρακτικών, ή και ταξονοµιών κατηγοριοποίησης του συνολικού φάσµατος των επιλογών σχεδιασµού, που µπορούν να χρησιµοποιηθούν απο τους εκπαιδευτικούς για τη γρήγορη και εύκολη αναπαραγωγή σεναρίων µαθηµάτων [187, 213, 162, 189, 169, 288]. 65 1)Γνώση/γεγονότα, 2)αντίληψη/κατανόηση, 3) εφαρµογή, 4)ανάλυση, 5)σύνθεση, 6)αξιολόγηση [155] 66 Περιλαµβάνουν: 1) προετοιµασία (2) παρουσίαση (3) σύνδεση (4) γενίκευση (5) εφαρµογή [155]. Υποστηρίζουν οτι η µάθηση επιτυγχάνεται µε δόµηση συνδέσεων µεταξύ διάφορων ιδεών και εµπειριών. 33

49 Τα ισχυρά σηµεία της χρήσης σχεδιαστικών προτύπων αναδεικνύονται στα πλαίσια «Κοινοτήτων Πρακτικής», όπου συνήθως παρουσιάζονται µε τη µορφή προσχεδίου, διαµοιράζονται, κριτικάρονται και βελτιώνονται µέσω εκτεταµένης συνεργατικής διαδικασίας [288]. Στον παιδαγωγικό τοµέα παρουσιάζουν µια σειρά πλεονεκτηµάτων καθώς ενσωµατώνουν στρατηγικές διδασκαλίας και µάθησης, συλλαµβάνουν αποτελεσµατικά σχέδια µαθήµατος, επιτρέπουν στους νέους εκπαιδευτικούς να µαθαίνουν απο τους πιο έµπειρους, παρέχουν λύσεις εφαρµόσιµες σε πολλές περιστάσεις και τοµείς, λειτουργούν σαν µέσο επικοινωνίας και ενισχύουν τη διαχείριση και τη µεταφορά της γνώσης [160, 187, 210, 214]. Με βάση την ορολογία της IMS LD ένα πρότυπο µπορεί να ανιχνευθεί και να βασισθεί σε µονάδα µάθησης (UoL) είτε επιπέδου µεθόδου, είτε πράξης (act), ενώ θα πρέπει να συµπληρωθεί µε παραδείγµατα και πληροφορίες για την προβλεπόµενη χρήση τους [210]. Για την εξακρίβωση υποκείµενων προτύπων χρησιµοποιείται ο όρος αναγνώριση προτύπου. Παράγονται είτε επαγωγικά µέσω αναγνώρισης σε υπάρχουσες σειρές µαθηµάτων, είτε αναγωγικά, από ειδικούς µε βάση την ερµηνεία της διδακτικής πρακτικής [210, 211]. Στην [189] αναφέρεται µια µεθοδολογία, που περιλαµβάνει ηµιδοµηµένες συνεντεύξεις από εκπαιδευτικούς και η οποία µπορεί να εφαρµοσθεί και αντίστροφα για να εκµαιεύσει τα χαρακτηριστικά των σεναρίων µάθησης, που θα ήθελαν οι εκπαιδευτικοί για την υποστήριξη της εκπαιδευτικής πρακτικής τους. Συγκεκριµένα παιδαγωγικά πρότυπα αναφέρονται στις [188, 214, 77], καθώς και στην ιστοσελίδα του e-len project [223], ενώ η βασική δοµή 67 τους περιγράφεται στην [287]. Σχετικά µε την πιθανή δοµή και τις προσφερόµενες υπηρεσίες αποθηκών σεναρίων µάθησης αναφέρονται κάποιες ιδέες στην [190], που περιλαµβάνουν, µεταξύ άλλων, παροχή µιας οντολογίας της IMS LD µέσω χρήσης φορµών και καλών παραδειγµάτων, δυνατότητα χρήσης τµηµάτων UoLs, αναζήτηση UoLs µε βάση το περιεχόµενο χρήσης τους, αποθήκευση µεταδεδοµένων παρεχοµένων από χρήστες, ιστορικό της χρήσης µαθησιακών πόρων σε άλλες περιπτώσεις UoLs, ή και δυνατότητα µετάφρασης σε άλλη φυσική γλώσσα. Στα πλαίσια ενός project (Reality project) έχει αναπτυχθεί ένα λεξιλόγιο περιγραφής UoLs, ως πρώτο βήµα ανάπτυξης αποθηκών γιά σενάρια µάθησης.. Ένα άλλο ζήτηµα σχετικό µε το µαθησιακό σχεδιασµό αφορά στη µορφή των σεναρίων µάθησης, που µπορεί να είναι είτε γραφική αναπαράσταση είτε τυποποίηση σύµφωνα µε ένα πληροφοριακό µοντέλο. Σύµφωνα µε τα πρώτα αποτελέσµατα σχετικής έρευνας διαφαίνεται προτίµηση των χρηστών στη γραφική αναπαράσταση[212], για την οποία δεν υπάρχει ακόµη καθιερωµένο σχετικό πρότυπο αν και διάφορες προσεγγίσεις εµφανίζονται σε εργαλεία, όπως το LAMS [165] µε χρήση βασισµένη σε UML, ή το MOTPlus [213] µε χρήση θεωρίας αναπαράστασης της γνώσης. Τέλος, για να αποκτήσει πρακτική αξία η προδιαγραφή IMS LD θα πρέπει να αναπτυχθούν µια σειρά εργαλείων (συγγραφής, συστήµατα διαχείρισης περιεχοµένου, περιβάλλοντα εκτέλεσης) [211]. Στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού project UNFOLD[219] έχει αναπτυχθεί µια Κοινότητα Πρακτικής για εκπαιδευτικούς, που εξετάζει θέµατα που αφορούν σχεδιασµό µάθησης και ειδικότερα την εφαρµογή του IMS LD [189]. Επιπλέον στους σκοπούς ενός άλλου project, του TEN Competence [188, 184], περιλαµβάνεται η παροχή ενός πλαισίου υποστήριξης των σχεδιαστών µάθησης και των εκπαιδευτικών καθ 67 (1)εικόνα-αρχέτυπο παράδειγµα (2) το πλαίσιο εφαρµογής-πως βοηθά στην συµπλήρωση κάποιων ευρύτερων προτύπων (3) κύριος τίτλος η ουσία του προβλήµατος (4) το σώµα του προβλήµατος- εµπειρικό υπόβαθρο, εγκυρότητα, παραδείγµατα (5) η λύση- καθορισµένη ως καθοδήγηση δόµησης του προτύπου (6) διαγραµµατική απεικόνιση της λύσης (7) παράγραφος σύνδεσης του προτύπου µε µικρότερα απαιτούµενα για την ολοκλήρωσή του πρότυπα [287, 286]. 34

50 όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής 68 της διαδικασίας συγγραφής εκπαιδευτικών σεναρίων. Στις σχετικές δραστηριότητες στα πλαίσια του project περιλαµβάνεται και ο σχεδιασµός και η ανάπτυξη υψηλού επιπέδου γραφικού IMS LD εργαλείου συγγραφής Εργαλεία συγγραφής - Το ευρύτερο πλαίσιο Η ανάπτυξη τεχνολογιών ανταλλαγής και διαµοιρασµού περιεχοµένου, διαχείρισης εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων, ακουστικής και οπτικής επικοινωνίας, και συγγραφής πολυµεσικού και διαδραστικού περιεχοµένου κατέστησε δυνατή την ανάπτυξη συστηµάτων διαχείρισης της µάθησης (Learning Management Systems-LMS ) 69 [155] και δόθηκε ισχυρή ώθηση στην τυποποίηση του παιδαγωγικού σχεδιασµού οδηγώντας υπό µια έννοια σε εννοιολογικά απλούστερες σχεδιαστικές διαδικασίες [168]. Η ηλεκτρονική εκπαίδευση έχει τις ρίζες της στα πρώιµα ITS των ερευνητικών κοινοτήτων της τεχνητής νοηµοσύνης, µε ανοικτό ακόµη το ζήτηµα του βαθµού στον οποίο οι τεχνικές αυτές υποστηρίζουν αλληλεπιδράσεις αποδοτικές για την εκπαιδευτική διαδικασία, καθώς ο σκοπός της αναπαραγωγής της ανθρώπινης νοηµοσύνης δεν είναι πρωταρχικά σχετικός µε την εκπαίδευση[158, 162]. Αυτό αντανακλάται και στη σχετική βιβλιογραφία καθώς σε πολλές περιπτώσεις χρησιµοποιούνται πολύ απλουστευτικές παιδαγωγικές προσεγγίσεις [194], ενώ για την αυτοµατοποίηση της ανακάλυψης και της πακετοποίησης ΜΑ µε βάση µεταβλητές όπως οι µαθησιακοί στόχοι και οι µαθησιακές εκβάσεις, δεν έχει γίνει ουσιαστική εργασία [177]. Υπάρχει µια εξελικτική πορεία απο τα κλειστά συστήµατα της δεκαετίας του 80, στον καθορισµό ανοικτών προτύπων περιγραφής µαθησιακών υλικών απο τα τέλη του 90 [162], ενώ σταδιακά αναπτύσσονται τάσεις αφ ενός αλλαγής της συγκεντρωτικης δοµής των συστηµάτων διαχείρισης της µάθησης για να καταστούν ικανά να διαχειριστούν την κατανεµηµένη µορφή των µαθησιακών πόρων, και αφ ετέρου χρήσης της τεχνολογίας ως διαµεσολαβητικού εργαλείου για συνεργατικές µεθόδους διδασκαλίας [158, 177]. Γενικά, για το σχεδιασµό ενός εκπαιδευτικού περιβάλλοντος είναι απαραίτητη η γνώση των αρχών και στρατηγικών διδασκαλίας και µάθησης, των απαιτούµενων λειτουργικών τµηµάτων, των παιδαγωγικών δράσεων και της απαιτούµενης αρχιτεκτονικής και στρατηγικής στήριξής τους, του τρόπου ελέγχου του συστήµατος ώστε να υποστηρίξει τη µάθηση, και του τρόπου οργάνωσης της γνώσης του τοµέα ενδιαφέροντος [157], ενώ ενισχύεται η τάση της χρήσης οντολογιών [175, 176, 177, 180, 181, 182, 187, 212, 167, 157, 206, 195] ως βασικού σκελετού ενός τέτοιου συστήµατος, µε στόχο την κωδικοποίηση διαφορετικών επιπέδων κοινής αντίληψης, όπως το λεξιλόγιο, οι σηµασιολογικές διασυνδέσεις, οι κανόνες εξαγωγής συµπερασµάτων, και η παροχή κατάλληλης δοµής για τη σήµανση των διαθέσιµων πόρων [158]. Ειδικότερα ένα σύστηµα εφαρµογής σεναρίων µάθησης περιλαµβάνει τις φάσεις της συγγραφής, της παραγωγής και της διανοµής. Η συγγραφή συνίσταται στη δηµιουργία ή επιλογή κατάλληλων πόρων (ΜΑ ή εργαλεία υποστήριξης), µε πιθανή την καταγραφή ενός συνόλου εννοιών ενός τοµέα [177] και τη δηµιουργία ενός σεναρίου µάθησης, που περιλαµβάνει µαθησιακούς στόχους, προαπαιτούµενα, και περιγραφή δραστηριοτήτων και ρόλων, ενώ συνδέεται µε την ανακάλυψη, καθορισµό, και πακετοποίηση του περιεχοµένου. Η φάση της παραγωγής περιλαµβάνει επικύρωση/ έκδοση του σεναρίου 68 Ο κύκλος αυτός περιλαµβάνει :(1) έκφραση σεναρίων µε κοινά αναγνωρίσιµους όρους (2)αναπαράσταση σε κοινή και διαλειτουργική µορφή(3)συµπλήρωσή του µε εκπαιδευτικούς πόρους ώστε να δηµιουργηθεί µια µονάδα µάθησης (UoL)(4) διαµοιρασµός τους εντός µιας κοινότητας εκπαιδευτικής πρακτικής [188]. 69 Ένα ολοκληρωµένο σύνολο (suite) λειτουργιών, σχεδιασµένων για τη διανοµή, παρακολούθηση, αναφορά και διαχείριση µαθησιακού περιεχοµένου, µαθητικής προόδου και µαθητικών αλληλεπιδράσεων. Αφορά από απλά συστήµατα διαχείρισης σειρών µαθηµάτων µέχρι πολύπλοκα κατανεµηµένα περιβάλλοντα [167]. 35

51 µάθησης, παραγωγή στιγµιοτύπων του και κατανοµή σε χρήστες, είτε µέσω ενός περιβάλλοντος εκτέλεσης (runtime), είτε µέσω ανάπτυξης κοινότητας χρηστών. Τέλος η φάση της διανοµής περιλαµβάνει την πραγµατική εκτέλεση του σεναρίου σε συγκεκριµένες εκπαιδευτικές περιπτώσεις [214]. Ένα µοντέλο του κύκλου ζωής ενός σεναρίου µάθησης αναφέρεται στην [192]. Γιά το σχεδιασµό ενός εργαλείου συγγραφής αναφέρεται στην [188] µια αναλυτική διαδικασία, στα πλαίσια του TENCompetence project, ενώ ένα πλαίσιο δίνεται και στην [190] και ένα µοντέλο αναφοράς (LARM) στην [172]. Το τελευταίο παρέχει µια διαδικασία σχεδιασµού και εφαρµογής µαθησιακών δραστηριοτήτων από τον αρχικό σχεδιασµό, µέσω του καθορισµού των απαιτήσεων, µέχρι την ανάλυση των τεχνολογιών, των προδιαγραφών και των προτύπων, που απαιτούνται για να καλύψουν τις απαιτήσεις αυτές. Σε γενικές γραµµές, προκειµένου να επιτευχθεί ευχρηστία, διαλειτουργικότητα και δυνατότητα διαµοιρασµού, τα εργαλεία συγγραφής σεναρίων µάθησης πρέπει να είναι συµβατά µε τις προδιαγραφές, χωρίς ωστόσο να είναι προσανατολισµένα σε αυτές και την τεχνολογία αλλά στους παιδαγωγικούς στόχους που καλούνται να υποστηρίξουν, και στις κοινές πρακτικές σχεδιασµού παιδαγωγικών σεναρίων [184, 188, 190]. Σε κάθε περίπτωση: «εν φαίνεται πιθανό οτι θα αναπτυχθεί ένα σύστηµα αναπαράστασης και τεκµηρίωσης σεναρίων µάθησης το οποίο θα καλύπτει τα πάντα. Αντίθετα ένα σύνολο αναπαραστάσεων καθεµιά για διαφορετική περίπτωση ή φάση της διαδικασίας εκπαιδευτικού σχεδιασµού φαίνεται ως πιό εύλογη επιλογή». [339, p. 13] Wikis Μια κατηγορία δηµοφιλών εργαλείων, που υποστηρίζουν όλο και περισσότερες κοινότητες να παράγουν συνεργατικά και να ανταλλάξουν γνώσεις, είναι τα wikis [298]. Σύµφωνα µε [301] τα wikis έχουν βοηθήσει στην πραγµατοποίηση της γνήσιας θεώρησης (vision) του Παγκόσµιου Ιστού (WWW), καθώς επιτρέπουν στον καθένα να συµµετέχει και να µοιράζεται ελεύθερα πληροφορίες. Επιτρέπουν τη συνεργατική συλλογή, περιγραφή και συγγραφή πληροφοριών [302], σε ένα κοινό online χώρο εργασίας, χωρίς απαιτήσεις για ειδικές γνώσεις για HTML ή σχετικά εργαλεία [303]. Ουσιαστικά εξασφαλίζουν απλά, αποτελεσµατικά και ευρέως αποδεκτά εργαλεία συγγραφής περιεχοµένου, υποστηρίζοντας αποθήκευση, σήµανση και ανάκτηση περιεχοµένου, καθώς και διαχείριση χρηστών και δικαιωµάτων [304, 305]. Κατά συνέπεια µπορούν να χρησιµοποιηθούν ως πλατφόρµες γνώσης για µια Κοινότητα Πρακτικής, υποστηρίζοντας τα µέλη της να µοιρασθούν τις γνώσεις τους και να συνεργασθούν, επιτρέποντας στα νέα µέλη να µάθουν για την κοινότητα και τις πρακτικές της [300]. Η διεπιφάνεια του wiki µεσολαβεί µεταξύ των εµπειριών συνεργασίας των κατανεµηµένων χρηστών, εξυπηρετώντας ταυτόχρονα και τους δύο ρόλους των τελικών χρηστών, δηλ. τόσο του συγγραφέα όσο και του αναγνώστη [303]. Παρά τη µεταβλητότητα των υπαρχόντων συστηµάτων wiki κάποιες κοινές ιδιότητες περιλαµβάνουν επεξεργασία µέσω φυλλοµετρητή (editing via browser), απλοποιηµένη µορφή σύνταξης (simplified wiki syntax), µηχανισµό ανάκλησης (rollback mechanism), ισχυρή σύνδεση µεταξύ των σελίδων, απεριόριστη πρόσβαση και συνεργατική σύνταξη κειµένου [300]. Τα wikis µπορούν να υποστηρίξουν µαθησιακές διαδικασίες είτε σε άτυπες αυτοκατευθυνόµενες ( self directed -informal) είτε σε τυπικές περιπτώσεις µάθησης. Παρακινούν τους χρήστες να λάβουν υπ όψιν διαφορετικές θεωρήσεις και προοπτικές της γνώσης και κινητοποιούν την κριτική σκέψη. Υποστηρίζουν την εποικοδοµητική διαδικασία µάθησης καθώς επιτρέπουν την ενσωµάτωση του περιεχοµένου σε ένα ευρύτερο πλαίσιο ενώ απλοποιούν την επαναδόµηση του περιεχοµένου. Επιπλέον 36

52 εκφράζουν και προωθούν τη θεώρηση της «δικτυακής σκέψης» (network thinking) των εκπαιδευοµένων [300]. Σε περιπτώσεις τυπικής µάθησης τα wikis µπορούν να χρησιµοποιηθούν σαν αποθήκες (repositories) γνώσης προκειµένου οι εκπαιδευόµενοι να αναζητήσουν πληροφορίες σε αυτές, ή µέσω της παροχής ενός αρχικά «άδειου» Wiki, ως σκελετού που πρέπει να συµπληρωθεί από τους εκπαιδευόµενους [306]. Επιπλέον µπορούν να χρησιµοποιηθούν για οµαδική συγγραφή και συνεργατική ανάλυση, ανάπτυξη βιβλιογραφικών ερευνών, εκπόνηση σύνοψης αναγνωσµάτων, και διεξαχθέντων projects (post project summaries), επικοινωνία µε τους εκπαιδευόµενους και δηµιουργία βάσεων γνώσης (knowledge bases). Προκειµένου να αναιρεθούν κάποιοι περιορισµοί, που σχετίζονται µε την αποθήκευση, ανάκτηση και το χειρισµό της γνώσης στα wikis, έχει αναπτυχθεί όπως προαναφέρθηκε στην εισαγωγή, µια ειδική κατηγορία, τα σηµασιολογικά (semantic) wikis, τα οποία προκύπτουν απο τον συνδυασµό τεχνολογιών σηµασιολογικού ιστού και wiki, και συνιστούν εναλλακτική λύση για την ανάπτυξη µιας νέας γενιάς βασισµένων στον ιστό συστηµάτων διαχείρισης περιεχοµένου [299]. Τα σηµασιολογικά (semantic) wikis επεκτείνουν την ιδέα της συνεργατικής επεξεργασίας περιεχοµένου στην περιοχή των σηµασιολογικά εµπλουτισµένων αναπαραστάσεων και των τυπικών µοντέλων γνώσης [307] επιτρέποντας την ανάπτυξη τυπικών δοµών µε τη µορφή οντολογιών πέραν των ιστοσελίδων[293]. Η κύρια ιδέα είναι να γίνει µηχανικά αναγνώσιµη η ενυπάρχουσα δοµή ενός wiki πέραν της απλής παροχής δυνατότητας πλοήγησης [300]. Τα σηµασιολογικά wikis δοµούνται πάνω σε κοινά wikis, παρέχοντας επιπροσθέτως τη δυνατότητα προσθήκης σηµασιολογικών σχολιασµών του περιεχοµένου [309], επιτρέποντας στους χρήστες να κάνουν τυπικές περιγραφές των πόρων και να αποκοµίζουν πρόσθετα πλεονεκτήµατα όπως βελτιωµένη λειτουργία ανάκτησης πόρων, ανταλλαγή πληροφοριών και επαναχρησιµοποίηση της γνώσης [302]. Σε γενικές γραµµές η λειτουργία ενός σηµασιολογικού wiki µπορεί να διακριθεί σε τρία µέρη, ήτοι τη συγγραφή, την αναπαράσταση της γνώσης και την παρουσίαση [293]. Σύµφωνα µε [302] ένα σηµασιολογικό wiki θα µπορούσε να απαντήσει στα ερωτήµατα του πως κάποιος θα µπορούσε να σχολιάσει, αναπαραστήσει µε τυπικό τρόπο και εξερευνήσει-πλοηγηθεί σε περιεχόµενο. Πιθανά πλεονεκτήµατα των σηµασιολογικών wikis σχετικά µε την πραγµατοποίηση του ΣΙ, αναφερόµενα στην [301], περιλαµβάνουν την µείωση των τεχνικών εµποδίων γιά µη τεχνικά εξειδικευµένους χρήστες, την υποστήριξη της εξέλιξης της γνώσης από άτυπη (informal) σε τυπική, τη συνεργατική δόµηση της γνώσης, την παροχή ελευθερίας στους χρήστες επι της διαδικασίας δόµησης γνώσης, την άµεση πρόσβαση στη γνώση και την χρηστικότητα της γνώσης ακόµη και αν αυτή δεν είναι απόλυτα τυποποιηµένη. Ακόµη αναφέρεται οτι τα σηµασιολογικά wikis µπορούν να παράγουν σηµασιολογική πληροφορία, η οποία θα απαιτούσε µεγάλο χρονικό διάστηµα και πολύ προσπάθεια από ειδικούς για να συλλεγεί [293]. Σύµφωνα µε [300], ένα σηµασιολογικό wiki θα µπορούσε να παρέξει ένα ευφυή τρόπο σχολιασµού µαθησιακού υλικού µε βάση προτυποποιηµένα µοντέλα γνώσης, όπως το IMS LD ή το IEEE LOM, επιτρέποντας στους σχεδιαστές ενός προγράµµατος σπουδών να επαναχρησιµοποιήσουν ευκολότερα και να συνδυάσουν υπάρχον περιεχόµενο για τη δηµιουργία νέου εκπαιδευτικού υλικού. Επιπλέον στα βασισµένα στον ιστό εκπαιδευτικά συστήµατα, προκειµένου να επιτευχθεί προσαρµογή στα διάφορα περιβάλλοντα, ευελιξία και διαλειτουργικότητα, εκτός των τεχνολογιών ΣΙ και των προτύπων προδιαγραφών, απαιτούνται νέες µεθοδοι και τύποι µαθηµάτων συµβατοί µε τη θεώρηση του ΣΙ [308]. 37

53 2.3. ΚΡΑΤΟΥΣΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ίδονται στοιχεία για την κρατούσα κατάσταση στα θεµατικά πεδία της ΕΒΑ, της ενεργειακής εκπαίδευσης για τη ΒΑ, και της ανάπτυξης µοντέλων και εργαλείων συγγραφής σεναρίων µάθησης, δεδοµένου οτι το αντικείµενο της εργασίας συνδυάζει και ενσωµατώνει στοιχεία και από τα τρία αυτά πεδία Πεδίο Εκπαίδευσης για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη Οι αναφορές στο πεδίο αυτό συνδέονται πρακτικά µε το σκοπό της παρούσης εργασίας στο βαθµό που µπορούν να αξιοποιηθούν ως πηγές για την εξαγωγή προτύπων πλαισίων ανάπτυξης προγραµµάτων σπουδών ΕΒΑ. Με την προοπτική αυτή αναφέρονται µια σειρά εργαλείων υποστήριξης της ΕΒΑ, προσπάθειες ενσωµάτωσης στοιχείων ΕΒΑ σε επίσηµα ΠΣ και σχετικές σειρές µαθηµάτων. Ένα σηµαντικό εργαλείο για τον επαναπροσανατολισµό της εκπαίδευσης προς τη ΒΑ είναι αυτό της McKeown [2], το οποίο για τη δηµιουργία προγράµµατος σπουδών ΕΒΑ, προτείνει µια διαδικασία προσδιορισµού θεµάτων, γνώσεων, δεξιοτήτων, προοπτικών και αξιών κεντρικών στη ΒΑ, σε κάθε µια από τις τρεις διαστάσεις της ΒΑ, σε συνάρτηση µε τις ανάγκες και τους στόχους της κοινωνίας καθώς και µια οικονοµικότερη προσέγγιση, το Strengths Model, στην οποία περιλαµβάνεται αξιοποίηση θεµάτων εγγενών της ΕΒΑ, τα οποία είναι ήδη τµήµα του ΠΣ αλλά δεν έχουν προσδιορισθεί ή δεν έχει θεωρηθεί ότι συµβάλλουν στην ευρύτερη έννοια της βιωσιµότητας. Για το δεύτερο αυτό µοντέλο απαιτείται ένας πυρήνας εκπαιδευτών και διαχειριστών καλά ειδικευµένων στις διαθεµατικές εγγενείς στην ΕΒΑ έννοιες, που θα συνδέσει τα τµήµατα του επιστηµονικού πεδίου και της παιδαγωγικής για να σχηµατίσει ένα περιεκτικό πρόγραµµα. Με την ίδια προοπτική, έχει αναπτυχθεί και το ηλεκτρονικής µορφής διαδραστικό εκπαιδευτικό πολυ-εργαλείο (toolbox) της UNESCO, µε δραστηριότητες για την επιµόρφωση εκπαιδευτικών και διαχειριστών, υπό τον τίτλο «ιδασκαλία και Μάθηση για ένα Βιώσιµο Μέλλον» (TLSF). Προτείνεται ενσωµάτωση στοιχείων ΒΑ, µέσω των εκπαιδευτικών στόχων άλλων πτυχών του ΠΣ 70 του σχολείου, µέσω διαθεµατικής διδασκαλίας, και µε διάχυση (infusion) στα διάφορα θεµατικά πεδία, ενώ εξετάζονται ανά µάθηµα οι δυνατότητες ενσωµάτωσης στοιχείων ΕΒΑ [6]. Ένα άλλο προγενέστερο (1998) εκπαιδευτικό εργαλείο είναι αυτό του Τµήµατος Περιβάλλοντος και Υδατικών πόρων της Αυστραλίας και του Πανεπιστηµίου του Griffith, µε τον τίτλο «ιδασκαλία για ένα βιώσιµο κόσµο: διεθνής έκδοση», στο οποίο εµπεριέχεται ένα εργαλείο αξιολόγησης εκπαιδευτικών πόρων και αντίστοιχη λίστα ελέγχου [98]. Ένα σύνολο εκπαιδευτικών εργαλείων (toolbox) έχει αναπτυχθεί και από το Πανεπιστήµιο του Loughborough στον τοµέα εφαρµοσµένης µηχανικής και σχεδιασµού. Κάνει σύντοµη αναφορά σε θεωρίες µάθησης και δίνει έµφαση στην ενεργή βιωµατική µάθηση και τη χρήση προβληµάτων από τον πραγµατικό κόσµο. Κάθε κεφάλαιο αντιστοιχεί σε ένα µαθησιακό στόχο και παρουσιάζει ενδιαφέρον ο τρόπος που 70 Το ΠΣ καθορίζεται ως το άθροισµα όλων των τυπικών και άτυπων εµπειριών διδασκαλίας και µάθησης που παρέχονται από το σχολείο. Πτυχές του είναι οι: γνώσεις- αξίες, µέθοδοι διδασκαλίας, πρόγραµµα δράσης, χρήση πόρων, δηµοκρατικές πρακτικές, τοπικές παραδόσεις, σχολικά εδάφη, σχολικό ηµερολόγιο, οµάδες µαθητών, οµαδικά projects, διαθεµατική διδασκαλία & µάθηση [6] 38

54 προσεγγίζει το ζήτηµα της χρηστικότητας του, µέσω αυτοτελών Μαθησιακών Αντικειµένων (ΜΑ), συντιθεµένων ανάλογα µε τις ανάγκες των χρηστών [64]. Προσπάθειες ενσωµάτωσης αρχών ΒΑ σε εθνικά ΠΣ αναφέρονται για τη Φινλανδία [66], το Ηνωµένο Βασίλειο [18], τον Καναδά, µε δώδεκα θέµατα προτεραιότητας, µεταξύ των οποίων και αυτό της ενέργειας [17], και τη Γερµανία, όπου έχει προταθεί µέσα από εθνικό διάλογο ένα µοντέλο ΕΒΑ δύο στηλών, εκ των οποίων η πρώτη περιλαµβάνει ΠΕ και η άλλη παγκόσµια µάθηση [32]. Στην Ελλάδα, το υπάρχον πλαίσιο µέχρι τη βαθµίδα του Γυµνασίου ( ΕΠΠΣ), διευκολύνει µε τη διαθεµατική του δοµή τον επαναπροσανατολισµό προς την ΕΒΑ. Υπάρχουν κάποια στοιχεία σύνδεσης των γνωστικών αντικειµένων των θεµατικών πεδίων µε κοινωνικές, οικονοµικές, περιβαλλοντικές και τεχνολογικές διαστάσεις, αλλά σε µικρό βαθµό και χωρίς οργανωµένο τρόπο και συγκεκριµένους στόχους. Η έννοια της ενέργειας περιλαµβάνεται σε αυτές, που µπορούν να αξιοποιηθούν για διαθεµατικές προσεγγίσεις. Από τις σχετικές µε σειρές µαθηµάτων καταγραφές η πρώτη, το YMP του Πανεπιστηµίου του Lund (IIIEE), που αφορά στην εκπαίδευση µαθητών ετών σε θέµατα ΒΑ, είναι µια βασισµένη στον ιστό, εξ αποστάσεως διαδραστική σειρά µάθησης, που περιλαµβάνει µελέτη βασικών γνώσεων και προληπτικές περιβαλλοντικές στρατηγικές [44]. Η δεύτερη αφορά σε µια εφαρµογή προσεγγίσεων της θεωρίας Integrativism στην έρευνα δράσης, µέσω χρήσης χαρτών εννοιών και διαγραµµάτων Vee Heuristics σε ένα σχέδιο εργασίας, που περιελάµβανε ανάπτυξη προγράµµατος σπουδών για την εκπαίδευση δασκάλων στο Πανεπιστήµιο Joensuu (Φινλανδία). Πρόκειται ουσιαστικά για διάχυση αρχών ΒΑ στο θεµατικό πεδίο της Οικιακής Οικονοµίας και ενσωµατώνει τις διαδικασίες έρευνας, διδασκαλίας και µάθησης. Η διδακτική προσέγγιση έχει ως επίκεντρο τον διδασκόµενο και βασίζεται στην ενεργή συµµετοχή του. Η ερευνητική διαδικασία προχωρά όχι µέσα από µια αλγοριθµική προσέγγιση συγκεκριµένων βηµάτων εφαρµογής αλλά µέσα από µια ευρετική προσέγγιση διαµόρφωσης ατοµικής δοκιµαστικής (tentative) θεωρίας, η οποία βελτιώνεται µέσα από επαναλαµβανόµενους κύκλους σχεδιαστικών πειραµάτων [45]. Εφαρµογή σχετικής προσέγγισης αναφέρεται σε µια πιλοτική έρευνα διδασκαλίας του φαινοµένου του θερµοκηπίου στα πλαίσια προγράµµατος ΠΕ στην Ελλάδα [108], ενώ µια επέκταση της παραπάνω θεωρητικής προσέγγισης, ώστε να υποστηρίξει ηλεκτρονική µάθηση, εφαρµόσθηκε στο Πανεπιστήµιο του Exeter, όπου χρησιµοποιήθηκε το εικονικό περιβάλλον µάθησης CoCoA [46]. Τέλος αναφέρεται µία διαδικασία ανάπτυξης σειράς µαθηµάτων, που απευθύνονται σε µελλοντικούς δασκάλους, από το Πανεπιστήµιο του Pune (Ινδία). Οι στόχοι της συγκεκριµένης εργασίας αφορούσαν σε επιλογή περιεχοµένου, προετοιµασία ενοτήτων αυτόνοµης µάθησης για κάθε θέµα, πρόταση και προετοιµασία κατάλληλων διδακτικών βοηθηµάτων, κατάρτιση ΠΣ, διεξαγωγή δοκιµασίας πεδίου, και διακρίβωση της αποδοτικότητας της σειράς µε όρους ενηµέρωσης και διαµόρφωσης στάσης [48] Πεδίο Εκπαίδευσης για τη Βιώσιµη Ενέργεια Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί τόσο στη Ευρώπη όσο και στον υπόλοιπο κόσµο πολλές πρωτοβουλίες και εργαλεία σε διάφορα επίπεδα για να ανταποκριθούν στην ανάγκη εκπαίδευσης διάφορων κοινωνικών οµάδων σε θέµατα βιώσιµης ενέργειας. Γίνεται αναφορά στη συνέχεια σε κάποια, που κρίνονται σηµαντικότερα και σχετικότερα µε το αντικείµενο της παρούσας εργασίας. Στα πλαίσια της Ευρωπαϊκής Κοινότητας προωθείται η εκπαίδευση βιώσιµης ενέργειας στο Ευρωπαϊκό σχολικό σύστηµα µέσα απο την υποστήριξη µιας σειράς σχετικών projects, όπως τα τρέχοντα Energy Path [135], Active Learning [136], KITH [137], FEEDU [138] Kids4Future [139], ή και παλαιότερα όπως τα FEE και 39

55 Stjordal [22], που καλύπτουν το χώρο κυρίως της Α/θµιας αλλά και της Β/θµιας Εκπ/σης, ή και άλλα όπως το HFC ETP [21] και το e-tream [82], που σχετίζονται µε συγκεκριµένενς τεχνολογικές πλατφόρµες και έχουν ευρύτερη στόχευση. Το Energy Path ( ), περιλαµβάνει στους στόχους του την ανάπτυξη ενός πακέτου διδακτικών περιεχοµένων σχετικών µε τις ΑΠΕ, την Ορθολογική Χρήση Ενέργειας (ΟΧΕ), τις µεταφορές και την κινητικότητα, ενός ιστοχώρου 71, και µιας ηλεκτρονικής πλατφόρµας µε δυνατότητα on line ενηµέρωσης του διδακτικού υλικού. Απευθύνεται τόσο σε εκπαιδευτικούς και στελέχη της εκπαίδευσης όσο και σε µαθητές της Β/θµιας Εκπ/σης και στο ευρύ κοινό. Έχει δηµιουργήσει, ανά την Ευρώπη, ένα δίκτυο σχολείων και ενεργειακών οργανισµών, στο οποίο συµµετέχει απο πλευράς Ελλάδας και το ΚΑΠΕ. Το υλικό θα είναι διαθέσιµο στην ελληνική γλώσσα [135]. Το Active Learning ( ), προωθεί την ενεργό µάθηση και την ενεργειακή παρακολούθηση σαν εργαλείο ενεργειακής εκπαίδευσης παιδιών απο 6-12 ετών, µε στόχους την ενσωµάτωση γνώσης σχετικής µε την ενεργειακή απόδοση, τις ΑΠΕ και τις βιώσιµες µεταφορές στα εθνικά σχολικά προγράµµατα σπουδών, την ενσωµάτωση της ενέργειας ως µέρους της πολιτικής των µετεχόντων σχολείων και την προσδοκώµενη µείωση κατανάλωσης τόσο στα σχολικά κτίρια όσο και στα σπίτια των µαθητών. Περιλαµβάνει ανάπτυξη βασισµένου στον ιστό toolbox 72 απευθυνόµενου στους εκπαιδευτικούς. Στους µετέχοντες οργανισµούς συµπεριλαµβάνεται το ΚΑΠΕ. [136]. Το KITH-Kyotointhehome ( ) έχει ως στόχο την πληροφόρηση και την εκπαίδευση εκπαιδευτικών, µαθητών και των οικογενειών τους σχετικά µε την αναγκαιότητα και τις δυνατότητες µέτρων βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης και χρήσης ΑΠΕ στο σπίτι. Περιλαµβάνει την ανάπτυξη εγχειριδίου σχετικά µε τη βιώσιµη χρήση της ενέργειας και την ενεργειακή απόδοση στο σπίτι και τις διάφορες ενεργειακές τεχνολογίες, που είναι κατάλληλες για οικιακή αξιοποίηση ΑΠΕ. Στηρίζεται στην συνεργατική ανάπτυξη ικανοτήτων των µετεχόντων για µετάφραση και προσαρµογή του υλικού για τοπική χρήση, ανάπτυξη εκπαιδευτικών µεθοδολογιών και µεθόδων παρακίνησης των µαθητών και των οικογενειών τους [137]. Το FEEDU ( ) αφορά στην Α/θµια εκπαίδευση µε σκοπό την πρόκληση ενδιαφέροντος σχετικά µε τις ΑΠΕ, τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης και την κινητικότητα. Στις δραστηριότητές του περιλαµβάνονται οργάνωση ετήσιου εκπαιδευτικού σχεδίου, βασισµένου σε project, µε παροχή εκπαιδευτικών εργαλείων, καθώς και οργάνωση εργαστηρίων εκπαίδευσης εκπαιδευτικών µε στόχο την ενσωµάτωση ενεργειακής εκπαίδευσης στο σχολικό σύστηµα [138]. Το Kids4Future ( ) στοχεύει στο συντονισµό στρατηγικών και υλικού για την ενέργεια, το βιώσιµο µέλλον, και τις παγκόσµιες ενεργειακές προκλήσεις, µε µια ολοκληρωµένη πλατφόρµα βασισµένη σε 4 άξονες οικείους για τα παιδιά: σχολείο, TV, γεγονότα και ιστός. Σκοπός του είναι να διερευνήσει τα αποτελέσµατα της παροχής µιας κοινής παγκόσµιας ενεργειακής ιστορίας-µιας κοινής πλατφόρµας, ως προς το υλικό, το είδος και το οπτικό προφίλ, στα διαφορετικά περιβάλλοντα των µετεχόντων χωρών [139]. Το FEE Project καταρτίσθηκε από 9 περιφερειακά ενεργειακά συµβουλευτικά κέντρα, στα πλαίσια του προγράµµατος ALTENER σε 8 ευρωπαϊκές χώρες. Προωθεί µια διαδραστική εκπαιδευτική προσέγγιση στα σχολεία για παιδιά ετών, µε στόχο την ανάπτυξη έµπρακτου ενδιαφέροντος για ΑΠΕ και ΟΧΕ η οποία θα διαχυθεί στη συνέχεια στην τοπική κοινότητα, µε απώτερο στόχο την κατάρτιση ενεργειακού σχεδίου για την περιοχή [140] Active Energy Toolbox : 40

56 Το Stjordal Project, που ξεκίνησε από το Stjordal (Νορβηγία) για να επεκταθεί στη συνέχεια σε 200 σχολεία το διάστηµα , συνιστά µια πρωτοβουλία ενεργειακής παρακολούθησης µε κύριο στόχο την αύξηση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων και τη συνακόλουθη µείωση εκποµπών CO 2, ως «µετάφραση» της αναγνωρισµένης ανάγκης για διεθνή αλληλεγγύη σε πρακτικές δραστηριότητες. Συνοδεύεται από ενηµέρωση και προετοιµασία των εκπαιδευτικών σε θέµατα ενέργειας, ενεργειακής χρήσης και συνδεδεµένων περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Απο διδακτικής άποψης υπάρχει περιορισµένο εύρος µαθησιακών αντικειµένων και δραστηριοτήτων αλλά µε παγκόσµια διάσταση [141]. Το HFC ETP αφορά στην εκπαίδευση και κατάρτιση για το υδρογόνο και τις κυψέλες καυσίµου, στα πλαίσια της σχετικής Ευρωπαϊκής Τεχνολογικής Πλατφόρµας. Απευθύνεται σε τέσσερις οµάδες στόχους: Σχολεία Α/βάθµιας Β/θµιας Εκπ/σης, Πανεπιστήµια και Ερευνητικά Κέντρα, Βιοµηχανία Εµπόριο, Κυβερνήσεις Πολιτικούς. Περιλαµβάνει την οργάνωση υποδοµής για ενσωµάτωση γνώσεων για τον τοµέα αυτό στα εθνικά ΠΣ και σχετικών δραστηριοτήτων, µεταξύ των οποίων και δηµιουργία κεντρικής βάσης δεδοµένων και ιστοθέσης για τη διάδοση των γνώσεων και ανταλλαγή πληροφοριών. Για την πανεπιστηµιακή βαθµίδα υπεισέρχεται αναλυτικότερα στο πιθανό περιεχόµενο της διδακτικής ύλης ενός προγράµµατος σπουδών για το θέµα [21]. Το εκπαιδευτικό πρόγραµµα e-tream, έγινε µε στόχο τη συµπλήρωση των δραστηριοτήτων των τριών έργων STEER (COMPETENCE, e-atomium και TREATISE), ενσωµατώνοντας τις εκπαιδευτικές τους ενότητες σε µια πλατφόρµα τηλεκπαίδευσης 73 για εναλλακτικά καύσιµα / οικολογικά οχήµατα και θέµατα διαχείρισης της κινητικότητας [82]. Επιπλέον υπάρχει µια σειρά προγραµµάτων και πρωτοβουλιών, που υποστηρίζουν προσπάθειες ανάπτυξης βιώσιµης ενέργειας και συνδέονται µε την εκπαίδευση, όπως η πρωτοβουλία Managenergy της Γενικής ιεύθυνσης Ενέργειας και Μεταφορών της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, και το πρόγραµµα «Ευφυής Ενέργεια για την Ευρώπη» (IEE) [78], µε µια σειρά projects σε 4 κατηγορίες ( ανανεώσιµοι πόροι, ενεργειακή απόδοση, µεταφορές, άλλα θέµατα βιωσιµότητας). Μεταξύ αυτών ένα ενδιαφέρον project του ΚΑΠΕ για «Παραγωγή Ηλεκτρικής ενέργειας µε ΑΠΕ και Συµπαραγωγή για ιδιοκτήτες κατοικιών» (PERCH) 74, το project Τεχνολογίας Βιώσιµης Ενέργειας στην Εργασία (T@W Sustainable Energy Technology at Work SETA) 75 [103], και µια πλατφόρµα, ως υπηρεσία πληροφόρησης για την εφαρµογή της ντιρεκτίβας για την ενεργειακή συµπεριφορά των κτιρίων (EPBD) 76 [50]. Όσον αφορά στην ενσωµάτωση ενεργειακών θεµάτων στα πλαίσια αναθεώρησης εθνικών ΠΣ, στον Καναδά, η LSF, µια ΜΚΟ, έχει αναπτύξει ένα πλαίσιο συλλογής εκπαιδευτικού και υποστηρικτικού υλικού για το θέµα της ενέργειας. Προσδιόρισε έννοιες σχετικές µε την ενέργεια, που πρέπει να διδαχθούν, και συνέλεξε υλικό κατηγοριοποιηµένο ανά ηλικιακή οµάδα, υποστηρίζοντας µια πολύπλευρη και ολιστική διδακτική προσέγγιση [17]. Στη Φινλανδία στα πλαίσια µιας στρατηγικής εκπαίδευσης και 73 ιαθέσιµη απο 10/2007 σε 74 Εστιάζει σε θέµατα διασύνδεσης µικρής κλίµακας ΑΠΕ και µικροεφαρµογές συµπαραγωγής περιλαµβανοµένων θεµάτων συµβολαίων, τιµολογήσεων, µετρήσεων, προδιαγραφές ποιότητας ισχύος και ασφάλειας, τα οποία θα πρέπει να ρυθµισθούν πριν τη σύνδεση στο δίκτυο [103]. 75 Βασικός στόχος του είναι να διευκολύνει την είσοδο του ευρωπαϊκού know-how για τις Βιώσιµες Ενεργειακές Τεχνολογίες (SET) στις αναδυόµενες αγορές «Κλίµατος». 76 Εστιάζει σε 5 θέµατα : υπολογισµός διεργασιών, ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής αποτελεσµατικότητας, πιστοποίηση κτιρίων, επιθεώρηση λεβήτων και κλιµατιστικών και απαιτήσεις για ειδικούς και επιθεωρητές. 41

57 κατάρτισης για τη ΒΑ για το διάστηµα , γίνεται ενσωµάτωση ενεργειακών θεµάτων στο ΠΣ της βασικής εκπαίδευσης (Κ1-Κ9). Στην [56] αναφέρονται παραδείγµατα ενσωµάτωσης ενεργειακής εκπαίδευσης σε διαδιδακτικές ενότητες καθώς και στα διάφορα µαθήµατα, µε έµφαση στις φυσικές επιστήµες. Η διδασκαλία ακολουθεί ως βασικές κατευθύνσεις την προώθηση της Β.Α., την υποστήριξη του ενδιαφέροντος για την οικονοµία και την τεχνολογία, την προσφορά εµπειριών για διάφορες πτυχές της τεχνολογίας, την ανάπτυξη χειρωνακτικών δεξιοτήτων και δηµιουργικότητας και τη συµφωνία µε το αναπτυξιακό επίπεδο των µαθητών. Ακόµη υπάρχουν µια σειρά εκπαιδευτικών πόρων διαθέσιµων στο διαδίκτυο, που προσεγγίζουν διάφορες πλευρές ζητηµάτων βιώσιµης ενέργειας και απευθύνονται σε διάφορους πληθυσµούς- στόχους. Έτσι µια σειρά πολυεργαλείων αναφέρονται στους ενεργειακούς πόρους και τις συνδεδεµένες µε τη χρήση τους επιπτώσεις, εκ των οποίων το [94] αφορά στο φαινόµενο του θερµοκηπίου και τα [86, 88, 92,] συνδέονται µε τον πανεπιστηµιακό χώρο. Άλλα αναφέρονται σε διαχειριστικά ζητήµατα προγραµµάτων βελτίωσης ενεργειακής απόδοσης και ΑΠΕ, που αφορούν κυρίως σε τοπικές αρχές και κυβερνήσεις [91, 90, 83, 84, 89], άλλα στην ανάπτυξη συναφούς επιχειρηµατικότητας [23, 93] ή και στην κοινωνική διάσταση της ενέργειας [87]. Σηµαντικό είναι το RETScreen :Energy Efficiency & RES, ένα διεθνές λογισµικό ανάλυσης έργων καθαρής ενέργειας για την αξιολόγηση της ενεργειακής παραγωγής, των δαπανών κύκλου ζωής και των µειώσεων των εκποµπών αερίων του θερµοκηπίου για διάφορους τύπους ΑΠΕ και τεχνολογιών. Χρησιµοποιεί κλιµατικά στοιχεία από όλο τον κόσµο διαθέτοντας επίγειους σταθµούς. Περιλαµβάνει και µια διαδικασία απλουστευµένης ανάλυσης, για υπολογισµό της δυνατότητας οικονοµικής ανταπόδοσης και διαθέτει µια καθαρά εκπαιδευτική διάσταση, για χρήση από εκπαιδευτικά κέντρα και οργανισµούς, καθώς επίσης και για εξ αποστάσεως αυτοδίδακτη µάθηση [96]. Τέλος υπάρχει πλήθος ιστοσελίδων, οδηγών, σεναρίων µαθηµάτων, κατασκευών και εν γένει διδακτικών βοηθηµάτων για ενεργειακά θέµατα για όλες τις εκπαιδευτικές βαθµίδες. Ένα σύνολο εκπαιδευτικού υλικού, που αφορά στην Α/θµια και Β/θµια Εκπ/ση, έχει εντοπισθεί και µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως πηγή για την ανάπτυξη σεναρίων µάθησης. Όσον αφορά στην Ελλάδα από την ποικίλη συνεισφορά του ΚΑΠΕ στο συγκεκριµένο θεµατικό πεδίο, καταγράφουµε ένα «ιαδικτυακό Οδηγό Εξοικονόµησης Ενέργειας» για τους τοµείς της βιοµηχανίας, των κτιρίων και των µεταφορών, που περιλαµβάνει βασικές γνώσεις και συµβουλές εξοικονόµησης ενέργειας, ιδίως για τη χρήση ηλεκτρικών συσκευών [95], µια µεθοδολογία υπολογισµού εκµεταλλεύσιµου (τεχνικά και οικονοµικά) δυναµικού ΑΠΕ για τις περιοχές της Ελλάδας [24], και µια σειρά CDs για τις ΑΠΕ (Αιολική Ενέργεια, Βιοαέριο). Έχουν εκδοθεί οδηγοί από το.ι.π.ε. για τη χρήση των φυσικών πόρων και της ενέργειας, µε τίτλο «Η ενέργεια και εµείς»[143], από το ΚΠΕ Καστοριάς µε τίτλο «Ενέργεια και Περιβάλλον»[144], από το Παν/µιο Αιγαίου, για τους εκπαιδευτικούς, µε βασικές γνώσεις για την ενέργεια [142], ενώ σχετικό εκπαιδευτικό υλικό για το επίπεδο Α/θµιας και Β/θµιας Εκπ/σης περιλαµβάνεται και στις [145, 106, 229, 230]. Ακόµη στην [228] περιγράφεται ένα πακέτο έξι λογισµικών ενεργειακής εκπαίδευσης, που µπορούν να αξιοποιηθούν και στο επίπεδο του Λυκείου. 42

58 Πεδίο ανάπτυξης µοντέλων και εργαλείων συγγραφής σεναρίων µάθησης Γλώσσες µοντελοποίησης της µάθησης - Μοντέλα µαθησιακού σχεδιασµού Απο τις υπάρχουσες γλώσσες µοντελοποίησης της µάθησης (2002), σύµφωνα µε τα αποτελέσµατα µιας συγκριτικής µελέτης της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Προτυποποίησης 77, κατεδείχθη η υπεροχή της OUNL-EML έναντι των CDF, LMML, Targeteam, TML, που αγνοούν την παιδαγωγική συνιστώσα, περιοριζόµενες στην περιγραφή του µαθησιακού περιεχοµένου και της δοµής [217], και της PALO 78, που δεν περιγράφει το περιβάλλον εφαρµογής και µειονεκτεί εκφραστικά [159, 217]. Η OUNL-EML απετέλεσε τη βάση γιά την ανάπτυξη της προδιαγραφής IMS LD, το 2003 [167]. Η προδιαγραφή αυτή περιλαµβάνει ένα εννοιολογικό µοντέλο περιγραφής των διαδικασιών διδασκαλίας και µάθησης και αποτελείται απο τρία επίπεδα 79 (A,B,C). Στοχεύει στην αναπαράσταση του µαθησιακού σχεδιασµού µονάδων µάθησης 80 (UoLs) µε ένα σηµασιολογικό, τυπικό και µηχανικά ερµηνεύσιµο τρόπο[211]. Μπορεί να χρησιµοποιηθεί σε συνεργασία µε το IEEE LOM. Καθορίζει µια συλλογή επαναχρησιµοποιήσιµων τµηµάτων, που µπορούν να αναλυθούν ή να συναθροισθούν για να σχηµατίσουν νέες ενότητες µάθησης. Έχει τη δυνατότητα περιγραφής σεναρίων µάθησης συνδεδεµένων µε διάφορες θεωρίες µάθησης, εστιάζοντας σε µαθησιακές δραστηριότητες, στους µαθησιακούς στόχους και στη συνεργατική επίλυση προβληµάτων και όχι στο περιεχόµενο[162], αν και σύµφωνα µε [198] κλίνει προς το µέρος του διδακτικού σχεδιασµού. Αναφερόµενα προβλήµατα και ελλείψεις της αφορούν στην άκαµπτη, πολύ µηχανιστική και πιθανώς πολύ περιοριστική για δηµιουργικούς εκπαιδευτικούς µορφή του 81 [162, 288], στην έλλειψη τρόπου περιγραφής εργαλείων µάθησης [288], στην ανάγκη στήριξης των εκπαιδευτικών στη φάση της ανάλυσης και της δηµιουργίας διδακτικού σεναρίου, στη δυσκολία χειρισµού της UML απο µη εξειδικευµένους χρήστες, στη µη συµµετοχή των χρηστών σε όλα τα στάδια της ανάπτυξης [167, 189], στον περιορισµένο αριθµό υπηρεσιών, που υποστηρίζονται ρητά, στις φλύαρες δοµές, που απαιτείται να εκφρασθούν σε XML [288], στην ανάγκη προεκτάσεων και βελτιώσεων στο θέµα του εκπαιδευτικού περιβάλλοντος, της εµπειρίας [159], της ανάλυσης του σεναρίου µάθησης σε λογικές φάσεις και της επεξήγηση των διαδικασιών χρήσης, αξιολόγησης και ανάπτυξης [192]. Τα παραπάνω σχετίζονται µε την προέλευση της προδιαγραφής, που έλκει τις ρίζες από το περιβάλλον της εξ αποστάσεως εκπαίδευσης, όπου η συµµετοχή των εκπαιδευτικών περιορίζονταν στην παροχή αφηγηµατικής περιγραφής, χωρίς περαιτέρω εµπλοκή στην διαδικασία της ανάπτυξης [189]. Γενικά σύµφωνα µε [288] αν και όσοι επενδύουν στην περιγραφή µαθησιακών δραστηριοτήτων στα πλαίσια της προδιαγραφής IMS LD µπορούν να προσδοκούν βελτιωµένη υποστήριξη στη διαδικασία µεταφοράς των σεναρίων αυτών στους µαθητές σε εκτελέσιµη µορφή, εν τούτοις η χρήση εργαλείων αναπαράστασης της µαθησιακής διαδικασίας µε τρόπο συµβατό µε την IMS LD έχει µέχρι τώρα αποδειχθεί δύσκολη. 77 European Committee for Standardization - CEN/ISSS 78 Περιλαµβάνει πέντε επίπεδα :διαχείριση, σειροθέτηση, δοµή, δραστηριότητα, περιεχόµενο [159] 79 (A) περιλαµβάνει τα µέσα µε τα οποία προστίθενται και συντονίζονται άνθρωποι, δραστηριότητες και πόροι χρησιµοποιεί ρόλους, πράξεις και το περιβάλλον, (Β) επιτρέπει πιο σύνθετα σχέδια µέσω της χρήσης ιδιοτήτων και συνθηκών (C) χρήση δηλώσεων για την αυτόµατη πρόκληση νέων συµπληρωµατικών δραστηριοτήτων [163, 174, 286]. 80 Μια µονάδα µάθησης (UoL) είναι ένα πακέτο περιεχοµένου, που περιλαµβάνει ένα Σχέδιο Μάθησης και ένα σύνολο φυσικών πόρων (περιεχόµενο ή εργαλεία) ή την τοποθεσία τους [163]. 81 Τα βήµατα δόµησης περιλαµβάνουν: αφήγηση περίπτωσης χρήσης, απεικόνιση δραστηριοτήτων σε UML, παραγωγή XML στιγµιοτύπου µε χρήση IMS LD Schema. Το τελευταίο βήµα απαιτεί προσδιορισµό τίτλου, µαθησιακών στόχων, συστατικών (ρόλων, ιδιοτήτων, δραστηριοτήτων και περιβάλλοντος) και µεθόδου (έργο, πράξεις, ρόλοι) [163, 286]. 43

59 Εναλλακτικές προσεγγίσεις του εννοιολογικού µοντέλου της IMS LD παρουσιάζονται στις [212] και [208] µε αλλαγή της XML-schema µε OWL και στην [159] για βελτιώσεις κυρίως στο θέµα του εκπαιδευτικού περιβάλλοντος και της εµπειρίας. Στην πρώτη περίπτωση χρησιµοποιείται ένα µοντέλο αποτελούµενο απο τρία µέρη: µια οντολογία για το µαθησιακό σχεδιασµό (LOCO), µία για τα ΜΑ (ALOCoM)[ 185] και µία για ενδιάµεσο επίπεδο, το περιβάλλον των ΜΑ (LOCO-cite). Στη δεύτερη περίπτωση αναπτύσσεται µια οντολογία µαθησιακού σχεδιασµού βασισµένη στην IMS LD [208]. Στην τρίτη περίπτωση προτείνεται απο το Γερµανικό φορέα τυποποίησης DIN το Didactical Object Model, που έχει κύρια έννοιά του το διδακτικό αντικείµενο, και υποστηρίζει δραστηριότητες ως το κεντρικό παράδειγµα µοντελοποίησης, επαναχρησιµοποίηση σεναρίων, διαχείριση γνώσης και διαµοιρασµό εµπειριών, και παροχή εργαλείων και προτύπων (patterns) για τη βελτίωση των διαδικασιών ανάπτυξης. Μια άλλη προσέγγιση µοντελοποίησης της διαδικασίας της µάθησης προτείνεται στην [166] και αφορά στη δόµηση οντολογίας διδακτικών αντικειµένων, µε σκοπό την αναπαράσταση της εκπαιδευτικής διάστασης ενός µαθησιακού πόρου. εν περιγράφει το πλαίσιο εφαρµογής και δεν ενσωµατώνει µαθησιακούς στόχους. Περιλαµβάνει µαθησιακές δραστηριότητες ακολουθώντας κατά βάση την ταξονοµία του Bloom. Άλλες προσεγγίσεις αφορούν σε ευρείας εφαρµογής µοντέλα, όπως το SCORM, ή και µικρότερου εύρους εφαρµογών, όπως είναι τα DialogPlus [107], 8 LEM [193], MOT [213], ELM, IMDL [159]. Το SCORM είναι βασισµένο στον ιστό µοντέλο της ADL, πού στοχεύει στην περιγραφή ενός κοινού πλαισίου για συστήµατα µάθησης και στη διάδοση της δηµιουργίας επαναχρησιµοποιήσιµου µαθησιακού περιεχοµένου. Παρέχει ένα σύνολο οδηγιών, προδιαγραφών, και προτύπων βασισµένων στην εργασία διάφορων σχετικών οργανισµών και ένα πλαίσο κριτηρίων 82 [167]. Έχει περιορισµένη προσαρµοστικότητα στο χρήστη, καθώς ενσωµατώνει µηχανισµό σειροθέτησης βασισµένο στην προδιαγραφή IMS SS χωρίς µοντέλο χρήστη [162], και αδυναµία στήριξης εκπαιδευτικών προσεγγίσεων, όπως ο εποικοδοµητισµός και η συνεργατική µάθηση, καθώς εστιάζει µόνο στην διαλειτουργικότητα του περιεχοµένου [202]. Το DialogPlus [107] περιλαµβάνει µια ταξονοµία ως υποκείµενο µοντέλο ενός online εργαλείου (editor) υποστήριξης εκπαιδευτικών, στην επιλογή κατάλληλων µεθόδων, εργαλείων, µαθησιακών δραστηριοτήτων και αξιολογήσεων για την επίτευξη των µαθησιακών στόχων µε παράλληλη δυνατότητα αποθήκευσης, συµβάλλοντας στη δηµιουργία µιας Κοινότητας Πρακτικής. Χρησιµοποιειται ο όρος learning nugget για να υποδηλώσει µαθησιακές δραστηριότητες, που ποικίλουν σε µέγεθος και πεδίο και περιλαµβάνουν (ως µεταδεδοµένα) Ονοµα, Θέµα, Επίπεδο δυσκολίας, Προαπαιτήσεις, Προσέγγιση µάθησης και Περιβάλλον εφαρµογής, ενω δοµούνται απο ένα σύνολο Μαθησιακών Εκβάσεων που εξυπηρετούν κάποιο Σκοπό και αποτελούνται απο Εργασίες, κάθε µία απο τις οποίες περιγράφεται µε βάση τον Τύπο, την Τεχνική, τον Τρόπο αλληλεπίδρασης και τον απαιτούµενο Χρόνο. Τα µεταδεδοµένα επελέγησαν µε σκοπό να εξυπηρετούν τη χρήση του µοντέλου απο τους εκπαιδευτικούς, γεγονός που καθιστά λιγότερο σηµαντική τη χρήση της εκφραστικής δυνατότητας ενός προτύπου όπως το IMS LD. Για να χρησιµοποιηθεί το συγκεκριµένο µοντέλο σε πιο γενικές µαθησιακές δραστηριότητες (module, course) απαιτείται υψηλότερο επίπεδο οργανωτικών δοµών [162]. 82 Προσβασιµότητα, προσαρµοστικότητα, οικονοµική ανεκτικότητα, αντοχή στο χρόνο, διαλειτουργικότητα, δυνατότητα επαναχρησιµοποίησης [167] 44

60 Το 8 LEM προτείνει 8 βασικούς τρόπους µάθησης / διδασκαλίας 83. εν καθορίζει διαδοχή µαθησιακών γεγονότων, αλλά παρέχει µια ταξονοµία πιθανών µαθησιακών διαδικασιών, ως οδηγό για τη δηµιουργία σεναρίων µάθησης, µια σειρά αρχών για το σχεδιασµό και την αξιολόγηση µαθησιακών περιβαλλόντων και µια σειρά µεταδεδοµένων, που περιγράφουν τα µαθησιακά γεγονότα σχετικά µε την εσωτερική τους ποιότητα, τις θεωρίες µάθησης, στις οποίες στηρίζονται, και το βαθµό καταλληλότητάς τους για συγκεκριµένους µαθητές και περιστάσεις. Ως µαθησιακό συµβάν (event) ορίζει την περιγραφή παραδειγµάτων µιας δραστηριότητας ενός µαθητή και ενός εκπαιδευτικού ως συµπληρωµατικών και διασυνδεδεµένων σε µια µαθησιακή περίπτωση [193]. Σύµφωνα µε [189] το συγκεκριµένο µοντέλο παρέχει τη βάση για τη δηµιουργία δοµών δραστηριοτήτων, που θα µπορούσαν να συνθέσουν ενότητες αξιοποιήσιµες ώς φόρµες και χρησιµοποιείται απο τον editor ASK-LDT για το σκοπό αυτό. Το MOT είναι µια γενικής χρήσης γραφική γλώσσα µοντελοποίησης που εξυπηρετεί ως βασικός σκελετός σε συγκεκριµένη µεθοδολογία διδακτικού σχεδιασµού. Τα µοντέλα ΜΟΤ συντίθενται απο 6 τύπους πρωταρχικών αντικειµένων: Έννοιες (concepts), ιεργασίες, Αρχές και 3 στιγµιότυπά τους, δηλαδή Παραδείγµατα, Ίχνη και ηλώσεις [213]. Αναφέρονται ακόµη στην [159] η IMDL, που αναπαριστάνει οµή, Περιεχόµενο, Αποτιµήσεις, Μεταδεδοµένα και Προφίλ εκπαιδευόµενου, και ακολουθεί αυστηρά προσέγγιση διδακτικού σχεδιασµού και το Essen Learning Model, που χρησιµοποιεί µια προσέγγιση µεταδεδοµένων τριών κατηγοριών: Περιβάλλον εφαρµογής (Context), Περιεχόµενο και ιδακτικές Έννοιες/Μέθοδοι. Ακόµη µια σειρά άρθρων παρουσιάζουν διαφορετικές προσεγγίσεις αναπαράστασης της γνώσης µε τη χρήση οντολογιών χωρίς σαφείς παιδαγωγικές αναφορές για την οργάνωση µιας διαδοχής µαθησιακών πόρων [173, 175, 181, 182, 196]. Η πιο συναφής προσέγγιση αναφορικά µε τον τοµέα ενδιαφέροντος, αυτόν της ΕΒΑ, παρουσιάζεται στην [181], όπου προτείνεται ένα µοντέλο βασισµένο σε µια ανώτερου βαθµού (upper level) οντολογία και µια σειρά συναρτωµένων επί µέρους εννοιολογικών µοντέλων, πάνω στα οποία δοµούνται απο ειδικούς παιδαγωγικά σενάρια εν είδει δικτύων. Γενικά στα υπάρχοντα µοντέλα µαθησιακού σχεδιασµού είτε γίνεται προσπάθεια παροχής ενός ουδέτερου όσον αφορά στις θεωρίες µάθησης πλαισίου (IMS LD, 8 LEM, DialogPlus [166]), ή προσπαθούν να δώσουν µια ποικιλία επιλογών, που να καλύπτει µεγάλο εύρος των θεωριών µάθησης, π.χ. Learning Design Palette (LDP) [167], ή και καλύπτουν µόνο ένα µαθησιακό µοντέλο, π.χ συνεργατική µάθηση (LAMS, COLLAGE) [165, 214] Εργαλεία συγγραφής σεναρίων µάθησης Βασικό κριτήριο διαφοροποίησης των εργαλείων συγγραφής σεναρίων µάθησης, είναι η συµµόρφωση ή όχι µε την προδιαγραφή IMS LD [163]. Αλλά και σε αυτά, που ακολουθούν την προδιαγραφή, υπάρχει ένα φάσµα επιλογών σχεδιασµού ανάλογα µε τη χρήση και το κοινό στο οποίο απευθύνονται. Ένα πλαίσιο κατηγοριοποίησης τους, που αναφέρεται στην [190], κινείται σε δύο άξονες. Ο πρώτος αφορά στο βαθµό εγγύτητας των εργαλείων στην προδιαγραφή, που τα διαφοροποιεί σε χαµηλού επιπέδου (ή προδιαγραφών) και υψηλού επιπέδου, µε µεγαλύτερο βαθµό δυσκολίας από τεχνικής άποψης. Τα πρώτα παρουσιάζονται µε όρους και δοµές κοντινές στην προδιαγραφή και απευθύνονται σε εξειδικευµένους χρήστες, ενώ τα δεύτερα παρουσιάζονται µε µη 83 Μίµηση/ Μοντελοποίηση, Αποδοχή/Μεταβίβαση, Εξάσκηση/Καθοδήγηση, Εξερεύνηση /Τεκµηρίωση, Πειραµατισµός / Ανταπόκριση, ηµιουργία/ Υποστήριξη, Αυτο-εξέταση/ Συν-εξέταση, ηµόσια αντιπαράθεση/ Εµψύχωση [193]. 45

61 τυπικούς όρους, χρησιµοποιώντας κρυµµένη αντιστοίχιση, και απευθύνονται σε µη ειδικούς χρήστες. Η επιλογή στον άξονα αυτό συνδέεται και µε το ερώτηµα αν ενδείκνυται να γίνει ο µαθησιακός σχεδιασµός από κάποιους ειδικούς στη συγγραφή ή απαιτείται η µαζική συµµετοχή των εκπαιδευτικών, οι οποίοι γνωρίζουν την πραγµατικότητα του εκπαιδευτικού περιβάλλοντος [211, 214]. Ο δεύτερος άξονας κατηγοριοποίησης αφορά στο βαθµό εξειδίκευσης των εργαλείων, καθώς µπορεί να παρέχονται µόνο λειτουργίες, που σχείζονται µε µια συγκεκριµένη εφαρµογή και οχι µε το σύνολο των δυνατοτήτων της προδιαγραφής. Έτσι σε πολλές περιπτώσεις µειώνεται το εύρος των παιδαγωγικών επιλογών και συνακολούθως η πολυπλοκότητα της συγγραφής [214, 189, 190]. Η πρώτη γενιά των συµµορφώσιµων µε την IMS LD εργαλείων συγγραφής αφορά σε εργαλεία προδιαγραφών, γενικού σκοπού, που παρέχουν βασισµένες σε φόρµες διεπαφές. Παραδείγµατα τέτοιων εργαλείων αποτελούν τα RELOAD (2005), CopperAuthor(2005), Alfanet LD (2005) και COSMOS (2005) [190, 188, 202]. Η δεύτερη γενιά αφορά σε εργαλεία υψηλού επιπέδου µε βασισµένες σε γραφικά drag- and -drop διεπαφές, που καλύπτουν µόνο το Α ή και το Β επίπεδό της προδιαγραφής, ενώ υποστηρίζουν συνήθως µόνο µετατροπές απο τη γραφική αναπαράσταση σε IMS LD manifest και όχι το αντίστροφο. Παραδείγµατα τέτοιων εργαλείων είναι τα MOT Plus [213], LAMS[165], ASK [202], COLLAGE [214]. Από αυτά το ASK βρίσκεται πλησιέστερα απο τα άλλα στην προδιαγραφή αλλά ταυτόχρονα ενσωµατώνει τα µειονεκτήµατα και των δύο γενιών [188]. Το LAMS είναι το πιο εξελιγµένο αναφορικά µε την απόλυτη εξάλειψη των φορµών, χαρακτηριστικό που επιδιώκεται στα αναµενόµενα τρίτης γενιάς εργαλεία. Εκτός της συγγραφής υποστηρίζει τη διαχείριση του περιεχοµένου, την παρακολούθηση των µαθητών από τον εκπαιδευτικό, και την παροχή χώρου στους µαθητές για ατοµικές και συνεργατικές δραστηριότητες [165]. Παρέχει µια σειρά εργαλείων 84, τα οποία αντιστοιχούν σε κάποια δραστηριότητα, και µέσω µιας drag & drop διαδικασίας µπορούν να εναλλαγούν εύκολα και γρήγορα για τη δόµηση µιας ακολουθίας δραστηριοτήτων. Αν και δεν υποστήριζε εξ αρχής την προδιαγραφή τελευταία αναφέρεται εφαρµογή επιπέδου Α [188]. Το MOT Plus είναι γενικού σκοπού και παρέχει µια ισχυρή γραφική γλώσσα [190]. Το COLLAGE [214] είναι ειδικού σκοπού, βασίζεται στο RELOAD για ανάπτυξη διεπαφής µε wizard style φόρµες, και υποστηρίζει συνεργατική µάθηση µέσω επαναχρησιµοποίησης και προσαρµογής προτύπων (patterns) για τη δόµηση της ροής µαθησιακών δραστηριοτήτων. Στα µεταδεδοµένα των προτύπων περιλαµβάνονται Στόχοι µάθησης, Τύποι προβληµάτων, που εξυπηρετούνται καλύτερα, και Πολυπλοκότητα. Περιορίζεται µόνο σε ένα τµήµα του κυκλου ζωής ενός σεναρίου µάθησης αυτό της συγγραφής και εξετάζεται δυνατότητα ενσωµάτωσης σε ένα σύστηµα, που θα επιτρέπει δηµιουργία, τροποποίηση, προσαρµογή, εκτέλεση και δοκιµή. Στο RELOAD επίσης βασίζονται και οι πρώτες εκδόσεις του ReCourse, που τοποθετείται µεταξύ του RELOAD και των υψηλού επιπέδου εργαλείων [184]. Ένα άλλο, συµµορφούµενο µε την IMS LD καθώς και µε τα πρότυπα LOM, SCORM, JTC1 L2L, and JTC1 CW, σύστηµα συγγραφής είναι το LDP (Learning Design Palette) [167], που δίνει τη δυνατότητα περιγραφής µαθησιακού σχεδιασµού µε σταδιακά εφαρµοζόµενες (phased) προδιαγραφές. Υποστηρίζει την αναζήτηση, επαναχρησιµοποίηση και πρόταση µαθησιακών πόρων στο συγγραφέα, αλλά όχι την επεξεργασία µεταδεδοµένων και τη δηµιουργία µαθησιακών πόρων. Χρησιµοποιεί 84 Συγκρότηση οµάδων, ερώτηση-απάντηση, σύγχρονη συζήτηση (chat), ασύγχρονη συζήτηση (forum), ανάγνωση πίνακα ανακοινώσεων, ψηφοφορία, υποβολή αναφοράς, συζήτηση&καταγραφή, διαµοιρασµός πόρων, πόροι και συζήτηση, ενηµέρωση ηµερολογίου, στοχασµός επί της ψηφοφορίας, στοχασµός επί των ερωταπαντήσεων, στοχασµός επί της συζήτησης & καταγραφής, βαθµολόγηση [165, 286]. 46

62 οντολογία για τη σύνδεση των θεωριών µάθησης µε τα σενάρια µάθησης. Περιλαµβάνει µια βάση σαφώς ορισµένων εννοιών εν είδει γλωσσαρίου (Concept DB) και τρείς ψηφιακές αποθήκες: α) προτύπων σεναρίων µάθησης, που αποτελούν τη µερική εννοιολογική δοµή ενός Σχεδίου Μάθησης 85.Υπάρχουν δύο τύποι ψηφιακών αποθηκών, εκ των οποίων ο ένας αφορά πρότυπα εµπνευσµένα απο θεωρίες µάθησης και ο άλλος πρότυπα εξηγµένα απο επιτυχείς πρακτικές και τρείς τύποι προτύπων (οµάδα µάθησης, δραστηριότητα µάθησης, περιβάλλον µάθησης). β) µαθησιακών πόρων, που αναφέρονται σε υλικά και εργαλεία γ) περιπτώσεων, που αφορά σε Σχέδια Μάθησης και περιγραφή των εκπαιδευτικών και τεχνικών πλαισίων τους. Κάθε Σχέδιο Μάθησης αναπαριστάνεται ως σύνολο Μαθησιακών ιεργασιών και Στόχων της µονάδας µάθησης. Μια Μαθησιακή ιεργασία ορίζεται απο το Μαθησιακό στύλ, µια ακολουθία Μαθησιακών ραστηριοτήτων και το Μαθησιακό Περιβάλλον. Ένα άλλο εργαλείο, το πρώτο που υποστήριζε τη χρήση φορµών, είναι το EduploneLearningSequence, ένα open source, ειδικού σκοπού, εργαλείο συγγραφής και εκτέλεσης διαθέσιµο µέσω διεπαφής ιστού. Βασίζεται στο Webdidactics ένα µοντέλο που συνδυάζει θεωρητικές προσεγγίσεις εκπαιδευτικής θεωρίας, θεωρίας µέσων και οργάνωσης της γνώσης µε χρήση οντολογίας. Παρόµοια εφαρµογή είναι το elive LD- Suite ένα ολοκληρωµένο περιβάλλον Σχεδίων Μάθησης [190], ενώ καταγράφονται ακόµη τα, NETFORM2 [168], REMATH [227], Web-based Objectives Builder Tool [224], Media Adviser Toolkit [225], και Plan2Teach [226]. Το NETFORM2, αποτελείται απο ένα βασισµένο σε java περιβάλλον συγγραφής, µε περιορισµό δικαιώµατος πρόσβασης για δηµιουργία, επεξεργασία και δηµοσίευση σεναρίων µάθησης και µια ανοικτή παρακαταθήκη δηµοσιευµένων σεναρίων µάθησης, και αναπτύχθηκε ως µέρος ενός project, που περιελάµβανε την καθιέρωση αυτο-συντηρούµενου on-line δικτύου εκπαιδευτικών. Το REMATH [227] σε σχέση µε το NETFORM2 εµπλουτίζει την εκπαιδευτική διαδικασία µε την εισαγωγή του παιδαγωγικού σεναρίου, όπως αυτό ορίζεται στην [192], µε αναφορά στο περιβάλλον εφαρµογής και τους ρόλους των µετεχόντων στη διαδικασία [ 168]. υνατότητες υποστήριξης συγγραφής σεναρίων µάθησης προσφέρουν και πιο γενικά συστήµατα όπως είναι η πλατφόρµα του Moodle µε αυξανόµενο αριθµό παραδειγµάτων χρήσης της [211]. Επίσης υπάρχουν και εργαλεία, όπως το DialogPlus Toolkit, τα οποία τοποθετούται ενδιάµεσα µεταξύ σχεδιασµού (editors) και εκτέλεσης (players) [179]. Υπάρχει ακόµη µια σειρά παλαιότερων εργαλείων απο το χώρο των ITS, που παρουσιάζουν ενδιαφέρουσες προσεγγίσεις του τρόπου οργάνωσης των ΜΑ, όπως είναι το SITS [178], και τα προγενέστερα ELM-ART[171], Interbook [170], και AHA [200]. Το SITS χρησιµοποιεί µια bottom - up προσέγγιση δόµησης οντολογίας όπου κάθε ΜΑ µιας σειράς µαθηµάτων σηµαίνεται µε έννοιες, που αυτό διδάσκει, προύποθέτει ή χρησιµοποιεί [178]. Το ELM-ART [171], που χρησιµοποιεί ένα φάσµα εννοιών, που «εισάγονται», «παρουσιάζονται», «συνοψίζονται» ή αποτελούν «προϋπόθεση» για τη διδασκαλία ενός ΜΑ, το Interbook [170], και το AHA [200], µε δύο µόνο ρόλους για τις έννοιες, έκβασης προϋπόθεσης ή γνωστές και προϋποτιθέµενες αντίστοιχα, δεν χρησιµοποιούν τις συνδέσεις των εννοιών για να εξάγουν µια οντολογία, καθώς υπάρχει προκαθορισµένο εννοιολογικό δίκτυο. Και στο SITS το σύνολο των εννοιών καθορίζεται πριν προστεθούν τα ΜΑ στο περιβάλλον αλλά µπορεί να επεκτείνεται διαρκώς. 85 Η χρήση κεφαλαίων αναφέρεται σε σχέδιο-σενάριο µάθησης σύµφωνα µε την προδιαγραφή IMS LD. 47

63 Βέβαια τα συστήµατα αυτά, όπως και τα ActiveMath, MetaLinks, NetCoach, DCG, υποστηρίζουν διάφορες, αλλά συγεκριµένη το καθένα, παιδαγωγικές προσεγγίσεις χωρίς δυνατότητα διαφοροποίησης και µε κύριο µειονέκτηµα το οτι είναι κλειστά, ανεξάρτητα (self contained) µη ολοκληρωµένα συστήµατα χωρίς υποστήριξη επαναχρησιµοποίησης [202]. 48

64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο : ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΜΑΘΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ ΤΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 49

65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο : ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΜΑΘΗΣΙΑΚΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ ΤΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 3.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΛΟΓΙΚΗ ΤΗΣ ΠΡΟΤΑΣΗΣ Η εκπαίδευση για τη βιώσιµη ενεργειακή ανάπτυξη προσδοκάται οτι θα συµβάλλει στην επίλυση µιας σειράς προκλήσεων-προβληµάτων σχετιζοµένων µε τα κυρίαρχα αναπτυξιακά µοντέλα, λαµβάνοντας υπ όψιν οτι η ενεργειακή παραγωγή και χρήση θα πρέπει να παρέχει «επαρκείς ενεργειακές υπηρεσίες για την ικανοποίηση των βασικών ανθρώπινων αναγκών», ενώ ταυτόχρονα «δεν θα πρέπει να θέτει σε κίνδυνο την ποιότητα ζωής της παρούσης και των µελλοντικών γενεών, και δεν θα υπερβαίνει τη φέρουσα ικανότητα των οικοσυστηµάτων» [295, p. 31]. Σε επίπεδο ΕΕ, ενώ υπάρχει εκπεφρασµένη συγκεκριµένη ενεργειακή πολιτική για την αντιµετώπιση των προκλήσεων αυτών [28, 29, 37, 50, 68, 71] και προσανατολισµός της έρευνας στον ενεργειακό τοµέα σε συγκεκριµένους άξονες µε βάση το 7ο Πρόγραµµα Πλαίσιο ( ) [74], στα κράτη µέλη δεν υπάρχει ενεργειακή εκπαίδευση ως αυτόνοµο µάθηµα των προγραµµάτων σπουδών Α & Β/βάθµιας Εκπαίδευσης. Η προβολή των γνώσεων, που αποκοµίζονται από την ερευνητική διαδικασία, στις βαθµίδες αυτές θα διευκόλυνε την εφαρµογή της ενεργειακής πολιτικής της ΕΕ και θα προσανατόλιζε τους πολίτες προς µια λογική βιώσιµης αντιµετώπισης των συγκεκριµένων προβληµάτων, συµβάλλοντας εν δυνάµει και στην ανατροφοδότηση της ερευνητικής διαδικασίας. Σχετικά µε τα χαρακτηριστικά, τα οποία θα έπρεπε να έχει µια εκπαιδευτική προσέγγιση στο πεδίο της βιώσιµης ενέργειας, θα πρέπει να ληφθούν υπ όψιν τα εξής: α) Η ανάγκη για πρακτικό και ρητό ορισµό της βιωσιµότητας λόγω της ασάφειας και της πολυσηµίας του όρου [79]. β) Η αναγκαιότητα επιµόρφωσης των εκπαιδευτικών, η οποία καθίσταται πιό επιτακτική σε µερικές Ευρωπαϊκές χώρες (π.χ. Ελλάδα), καθώς σχετικές αναφορές, καταδεικνύουν την έλλειψη εκ µέρους των εκπαιδευτικών ακόµη και βασικών γνώσεων σχετικών µε τη βιώσιµη ενέργεια [42, 47, 54]. γ) Η διαθεσιµότητα πληθώρας εκπαιδευτικού υλικού σε διάφορες γλώσσες και ποικίλες µορφές για θέµατα εκπαίδευσης βιώσιµης ενέργειας, που απαιτεί όµως ιδιαίτερη προσπάθεια για την επιλογή, συλλογή, προσαρµογή και διάδοσή του. δ) Η απέραντη και διαρκώς αυξανόµενη βιβλιογραφία για θεωρίες, ιδέες και προσεγγίσεις µάθησης, µε πολλαπλά ανταγωνιστικά επιχειρήµατα, που συνιστούν ιδιαίτερα δυσνόητο περιβάλλον για εκπαιδευτικούς της πράξης, εκτός και συµµετέχουν αποκλειστικά σε εξειδικευµένη έρευνα [46]. ε) Η αναφερόµενη βελτίωση της ποιότητας και της αποδοτικότητας της εκπαιδευτικής διαδικασίας, όταν οι εκπαιδευτικοί επεξεργάζονται και προσαρµόζουν οι ίδιοι τα υλικά που χρησιµοποιούν, αντί αυτά να τους παρέχονται έτοιµα 100 % [27]. στ) Η µη ενδεικνυόµενη ανάπτυξη συνόλου εργαλείων κοινής χρήσης από όλα τα σχολεία της Ευρώπης, καθώς πρέπει να ληφθεί υπόψη η πολιτιστική, κοινωνική και διδακτική διαφοροποίηση κάθε χώρας [22]. θ) Η ανάγκη µετατόπισης της εστίασης από το µαθησιακό περιεχόµενο στη µαθησιακή διαδικασία/δραστηριότητα, καθώς η απλή παροχή κωδικοποιηµένης γνώσης δεν εξασφαλίζει την κατανόηση και τη χρήση της, γεγονός που ευνοεί ενα µοντέλο του εκπαιδευτικού ως σχεδιαστή και µετόχου σχετικών «Κοινοτήτων Πρακτικής» για ανταλλαγή σεναρίων µάθησης και εµπειριών [159, 162, 192, 210]. Κατά συνέπεια θα ήταν εύλογη η ανάπτυξη ενός εργαλείου συγγραφής σεναρίων µάθησης για την υποστήριξη των εκπαιδευτικών, ώστε να µπορέσουν να προσαρµόσουν το υπάρχον εκπαιδευτικό υλικό ή και να παράγουν νέο ανάλογα µε τις ανάγκες και το επίπεδο των µαθητών τους. 50

66 Τα πρώτα ερωτήµατα που πρέπει να απαντηθούν στην περίπτωση αυτή είναι : 1. Πως θα ορισθεί µε απτό τρόπο η έννοια της βιώσιµης ενέργειας; 2. Πως θα κωδικοποιηθεί το διαθέσιµο προς αξιοποίηση εκπαιδευτικό υλικό ώστε να δίνει πληροφορία για το περιεχόµενό του, αλλά και το προσαρµοσµένο στο τοπικό εκπαιδευτικό περιβάλλον ώστε να µπορεί να επαναχρησιµοποιηθεί; 3. Πως θα υποστηριχθούν οι εκπαιδευτικοί στον εντοπισµό, την επιλογή και την αξιοποίηση του υπάρχοντος εκπαιδευτικού υλικού, µε τρόπο, που θα εκµεταλλεύεται την υπάρχουσα θεωρητική και εµπειρική παιδαγωγική γνώση και θα είναι ταυτόχρονα ελκυστικός ως προς τον απαιτούµενο απο τους εκπαιδευτικούς χρόνο; 4. Ποιά θεωρία ή µοντέλο µάθησης θα ακολουθείται; 5. Πως θα εξασφαλισθεί η πρόσβαση των εκπαιδευτικών σε µια ενδεχόµενη τέτοια εφαρµογή ; Ως συµβολή στο ζήτηµα της ανάπτυξης ενός εργαλείου συγγραφής όπως αυτό οριοθετείται από τα συγκεκριµένα ερωτήµατα προτείνεται στο παρόν κεφάλαιο ένα πλαίσιο µαθησιακού σχεδιασµού βασισµένο σε οντολογίες. Η δοµή του κεφαλαίου, ακολουθεί τη ροή της ερευνητικής προσπάθειας, που περιελάµβανε τη δόµηση ενός αρχικού πλαισίου µαθησιακού σχεδιασµού στο πεδίο της βιώσιµης ενέργειας, και σε δεύτερο χρόνο τον εµπλουτισµό του µε ένα µοντέλο ικανοτήτων (competency model), ως ανατροφοδότησης συνδεδεµένης µε διενεργηθείσα αξιολόγηση του πλαισίου ΑΡΧΙΚΗ ΠΡΟΤΑΣΗ ΟΜΗ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ Μετά από σχετική βιβλιογραφική ανασκόπηση προτείνεται ένα πλαίσιο µαθησιακού σχεδιασµού, το οποίο µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως βάση για την ανάπτυξη ενός πρωτοτύπου εργαλείου συγγραφής σεναρίων µάθησης στο πεδίο της βιώσιµης ενέργειας, καθώς και για την υποστήριξη µιας διαδικασίας διαρκών βελτιώσεων µε τη συµµετοχή εκπαιδευτικών, οι οποίοι αποτελούν και τον πληθυσµό-στόχο ενός τέτοιου εργαλείου. Τα βασικά συνιστώντα µέρη του πλαισίου είναι το µοντέλο του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας (domain model) και το εκπαιδευτικό µοντέλο, το οποίο µε τη σειρά του συνίσταται από το µοντέλο του περιεχοµένου (content model) και το µοντέλο του µαθησιακού σχεδιασµού (learning design model) (Σχήµα 1). Όλα τα µοντέλα βασίζονται σε οντολογίες. Όπως αναφέρεται στην [310], προκειµένου να δοµηθεί ένας τοµέας γνώσης σε εφαρµογές ηλεκτρονικής µάθησης (e-learning) ή διαχείρισης γνώσης, απαιτείται µια µορφή οντολογίας, επειδή οι εναλλακτικές λύσεις (π.χ.δενδρική δοµή) αν και πιθανώς µειώνουν σηµαντικά την απαιτούµενη επεξεργασία των δεδοµένων, είναι εν τούτοις ανεπαρκείς για να εκφράσουν τις αλληλοσυσχετίσεις που συνέχουν τις εννοιολογικές δοµές. Στην προκειµένη περίπτωση η οντολογία του τοµέα καθορίζει τις βασικές έννοιες της βιώσιµης ενέργειας και τις αλληλοσυσχετίσεις τους. Στηρίζεται στο βασισµένο σε δείκτες DPSIR (Driving forces-pressure- State- Impact-Response action) πλαίσιο [311]. 51

67 Αναζήτηση ΜΑ Μοντέλο Τοµέα Μοντέλο Περιεχοµένου Μοντέλο Μαθησιακού Σχεδιασµού Εννοιολογικό Μοντέλο Καταγραφή ιαµεσολαβητικών Τεχνουργηµάτων Επεξεργασία ΜΑ Αποθήκη ιαµεσολαβητικών Τεχνουργηµάτων Αποθήκη ΜΑ Επιλογή ΜΑ ιαδικασία Μαθησιακού Σχεδιασµού είσοδοι έξοδοι υποστηριζόµενες λειτουργίες Σχήµα 3.1. οµή του πλαισίου εργαλείων συγγραφής σεναρίων µάθησης Το πλαίσιο DPSIR µπορεί να απεικονίσει ουσιαστικά την όλη διαδικασία παραγωγής-κατανάλωσης ενέργειας, επιτρέποντας τον εντοπισµό του σταδίου στο οποίο υπάρχει πρόβληµα βιωσιµότητας, και συνδέοντας το πρόβληµα αυτό µε µια πιθανή απάντηση-λύση εκ µέρους της κοινωνίας. Μπορεί να περιγράψει την κατάσταση και την εξέλιξη ενός ενεργειακού µοντέλου απο µια προοπτική βιώσιµης ανάπτυξης, αρχίζοντας απο τις απαιτήσεις της κοινωνίας απο τον ενεργειακό τοµέα, αναπαριστώµενες ως Κινητήριες υνάµεις (D: Driving Forces). Οι Πιέσεις (P: Pressures) είναι οι µετρήσεις των επιδράσεων της ενεργειακής παραγωγής και κατανάλωσης στο περιβάλλον, την κοινωνία και την οικονοµία, οι οποίες(επιδράσεις) συµβάλλουν στη µεταβολή της Κατάστασής τους (S: State) και προκαλούν Επιπτώσεις (I: Impact). Τα τέσσερα αυτά βήµατα της ανάλυσης της βιωσιµότητας του ενεργειακού τοµέα ακολουθούνται απο Αντιδράσεις -Απαντήσεις (R: Responses) εκ µέρους της κοινωνίας, που ανατροφοδοτούν τα (D), (P), (S), (I), τροποποιούν τις αλληλοσυσχετίσεις της συνολικής διαδικασίας παραγωγής-κατανάλωσης ενέργειας, εξαλείφουν ή µετριάζουν τις Επιπτώσεις (I) και επιτυγχάνουν ένα πιο βιώσιµο ενεργειακό σύστηµα [313]. Ιδιαίτερη σηµασία αποδίδεται στις συνδέσεις µεταξύ των φάσεων του πλαισίου DPSIR, καθώς προσδιορίζουν δυναµικές σχέσεις µεταξύ των αιτίων και των συνεπειών 52

68 των προβληµάτων βιωσιµότητας. Οι σχέσεις αυτές καταδεικνύουν οτι το DPSIR δεν αναπαριστά ένα απλό σειριακό ή κυκλικό σχήµα αλλά ένα πολυσύνθετο ιστό απο αλληλοεπιδρώντες παράγοντες [312]. Όσον αφορά στο µοντέλο του µαθησιακού σχεδιασµού, επιδιώκεται ενοποίηση διαφορετικών προσέγγισεων για την αναπαράσταση του συγκεκριµένου τοµέα. Αυτό θεωρείται εύλογο δεδοµένου οτι, σύµφωνα µε [297] οι περισσότεροι εκπαιδευτικοί δεν αναµένεται να ασχοληθούν µε αυτή καθ εαυτή την επικρατούσα σχετική προδιαγραφή (δηλ. την IMS LD), παρά µόνο στο βαθµό της προσαρµογής υπαρχόντων µονάδων µάθησης (Units Of Learning), ή της ανάµειξης και της συναρµογής τµηµάτων τους. Επίσης, όπως αναφέρεται στην [340], οι εκπαιδευτικοί χρησιµοποιούν ποικιλία εργαλείων προκειµένου να υποστηριχθούν και να καθοδηγηθούν στο σχεδιασµό µαθησιακών δραστηριοτήτων, ενώ στην [322] επισηµαίνεται οτι η χρήση πολλαπλών αναπαραστάσεων είναι απαραίτητη, δεδοµένου οτι δίδεται έτσι η δυνατότητα θεώρησης των σεναρίων µάθησης απο διαφορετικές οπτικές γωνίες. Κοµβικό σηµείο στην προσέγγιση αυτή είναι η έννοια των «διαµεσολαβητικών τεχνουργηµάτων» (mediating artefacts) [323], τα οποία χρησιµοποιούν οι εκπαιδευτικοί όταν σχεδιάζουν µαθησιακές δραστηριότητες, προκειµένου, σύµφωνα µε τη Θεωρία της ραστηριότητας, να γεφυρωθεί το χάσµα µεταξύ της τρέχουσας επιστηµονικής γνώσης στο πεδίο του µαθησιακού σχεδιασµού και του δικού τους αναπτυξιακού επιπέδου. Το µοντέλο µαθησιακού σχεδιασµού προορίζεται τόσο για την υποστήριξη των εκπαιδευτικών στη δόµηση σεναρίων µάθησης, όσο και για την παροχή τρόπων αναπαράστασης των σεναρίων αυτών. Επιπλέον, το µοντέλο παρέχει ποικίλες εναλλακτικές λύσεις για τη δοµή του εργαλείου συγγραφής σεναρίων µάθησης, αυτού καθαυτού, επιτρέποντας την επιλογή των καταλληλότερων στοιχείων για ένα συγκεκριµένο περιβάλλον. Πρακτικά ένα µοντέλο µε τα χαρακτηριστικά αυτά θα µπορούσε να λειτουργήσει ως αποθήκη σχετικών (µε τον τοµέα του µαθησιακού σχεδιασµού) υπαρχόντων τεχνουργηµάτων ποικίλης χρησιµότητας και βαθµού αφαίρεσης, όπως παιδαγωγικά µοντέλα, σχεδιαστικά πρότυπα (design patterns), γενικευµένα σενάρια µάθησης (generic learning designs), µελέτες περιπτώσεων (case studies), αλλά και διαδικασίες µαθησιακού σχεδιασµού, εννοιολογικά µοντέλα µαθησιακού σχεδιασµού ή και µορφές αναπαράστασης χρησιµοποιούµενες απο υπάρχοντα εργαλεία συγγραφής σεναρίων µάθησης. Όσον αφορά στο µοντέλο µαθησιακού περιεχοµένου, αυτό βασίζεται στο πρότυπο IEEE LOM, ώστε να αξιοποιηθεί η εµπειρία ειδικών στη σύνταξη και τη σηµασιολογία µεταδεδοµένων ΜΑ και να εξασφαλισθεί συµβατότητα µε συστήµατα, που υιοθετούν τις ίδιες προδιαγραφές [196]. Σχέσεις µεταξύ εννοιών των ανωτέρω τριών µοντέλων τα συνέχουν ως µια ενιαία οντότητα. Έτσι για παράδειγµα µαθησιακοί στόχοι συνδέονται µε κάθε έννοια του τοµέα, εγκαθιστώντας συνδέσεις µεταξύ του µοντέλου µαθησιακού σχεδιασµού και του µοντέλου του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας. Κλείνοντας θα µπορούσαµε να πούµε οτι ο καθορισµός βρόγχων σχέσεων αιτίουαιτιατού (causal loops) σχετικών µε προβλήµατα βιωσιµότητας και βασισµένων στο πλαίσιο DPSIR [311], είναι ιδιαίτερα σηµαντικός για την συνοχή της προσέγγισης. Οι βρόγχοι αυτοί συνδέουν το µοντέλο του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας µε το εκπαιδευτικό µοντέλο καθώς µπορούν να λειτουργήσουν ως βασικός «σκελετός» για τη δόµηση µιας σειράς µαθηµάτων ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΩΝ Για την ανάπτυξη των οντολογιών στο ανώτερο, σύµφωνα µε [208], επίπεδο της διαδικασίας δόµησης οντολογιών, ακολουθούνται τα στάδια του Καθορισµού των 53

69 απαιτήσεων (Specification), της Εννοιολογικής αναπαράστασης (Conceptualization), της Τυποποίησης (Formalization) και της Εφαρµογής (Implementation). Οι δραστηριότητες της Αξιολόγησης (Evaluation), της Τεκµηρίωσης (Documentation), της Απόκτησης γνώσης (Knowledge Acquisition) και της Συντήρησης (Maintenance) παρεµβάλλονται και διαπλέκονται µε τα παραπάνω στάδια του κύκλου ζωής της ανάπτυξης των οντολογιών. Τα στάδια αυτά προσεγγίζονται µε τη λογική του µοντέλου του εξελισσόµενου πρωτοτύπου (evolving prototyping model), καθώς έχει επικρατήσει ως καταλληλότερο για τη δόµηση οντολογιών [237], αλλά και γιά ένα επιπλέον λόγω, αυτόν της ρευστότητας και της ασάφειας του πεδίου της βιώσιµης ανάπτυξης. Για την ανάπτυξη των οντολογιών χρησιµοποιοείται το σχετικό εργαλείο Protégé 3.4 beta [85] Προσδιορισµός των απαιτήσεων Στη φάση αυτή προσδιορίζονται ο σκοπός και το πεδίο, που καλούνται να καλύψουν οι οντολογίες. Θα πρέπει πρώτα από όλα να ληφθεί υπ όψιν, οτι η σχεδιαζόµενη εφαρµογή στο σύνολό της απευθύνεται σε εκπαιδευτικούς και προορίζεται για την υποστήριξη εκπαιδευτικών στόχων στο επίπεδο Α/θµιας και Β/θµιας Εκπ/σης. Η οντολογία του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας θα πρέπει να παρέχει ένα σύνολο κοινά χρησιµοποιούµενων όρων στον τοµέα, µε σαφή αποτύπωση των σχέσεών τους, ώστε να µπορεί να αξιοποιηθεί ως βάση κοινής κατανόησης των εννοιών, αναζήτησης και πρόσβασης σε σχετικό πληροφοριακό και εκπαιδευτικό υλικό. Λόγω του χαρακτήρα αυτού της προσδοκώµενης χρήσης της θα πρέπει να έχει µεγάλο εύρος κάλυψης εννοιών και µικρό βάθος ανάλυσης των θεµάτων, καθώς ο ρόλος αυτός θα καλυφθεί από µαθησιακό υλικό. Βασικός στόχος είναι η σύνδεση της ενέργειας, από την παραγωγή της µέχρι την τελική χρήση, µε την κοινωνία, την οικονοµία, το περιβάλλον και την τεχνολογία. Η περιγραφή του µαθησιακού υλικού πρέπει να διευκολύνει τον εντοπισµό, την αξιολόγηση και τη διαχείριση ΜΑ και σεναρίων µάθησης, σχετικών µε τις έννοιες του τοµέα, περιλαµβάνοντας ταυτόχρονα τα λιγότερα δυνατά µεταδεδοµένα και ακολουθώντας κοινά αποδεκτές διεθνείς προδιαγραφές, ώστε να εξασφαλισθεί αντίστοιχα ευχρηστία και διαλειτουργικότητα. Στη φάση αυτή αν και µπορούν να διατυπωθούν ερωτήσεις επάρκειας (competency questions) υπό την έννοια των θεµάτων, στα οποία καλείται η οντολογία να απαντήσει, αυτές έχουν σχετικά γενικό και άτυπο χαρακτήρα [261], ενώ ίσως ουσιαστικά να µην είναι δυνατή ή χρήσιµη η διατύπωσή τους, στο βαθµό που δεν έχει αναπτυχθεί η κύρια δοµή και το περιεχόµενο της οντολογίας [238]. Στη βάση αυτή διατυπώνονται κάποιες ενδεικτικές ερωτήσεις επάρκειας, οι οποίες θα εµπλουτισθούν στη φάση της εννοιολογικής αναπαράστασης µέσα από µια διαδικασία, που περιγράφεται στην [233], ως bottom up κυκλική επανάληψη, κατά την οποία οι ερωτήσεις επάρκειας «στρέφονται» γύρω από βασικές έννοιες και αναδύονται σταδιακά νέες έννοιες, κ.ο.κ. µέχρι να σταθεροποιηθεί η οντολογία και να αποσαφηνισθούν οι απαντήσεις Ερωτήσεις επάρκειας Σχετικές µε την οντολογία του τοµέα βιώσιµης ενέργειας: Ποιές είναι οι µορφές της ενέργειας; Ποιές είναι οι διαθέσιµες πηγές ενέργειας (παγκόσµια-περιφερειακά-τοπικά); Ποιές από αυτές είναι ανανεώσιµες και ποιές όχι; Ποιές είναι οι βασικές τεχνολογίες εκµετάλλευσης ΑΠΕ; Ποιό είναι το δυναµικό παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ (παγκόσµια-περιφερειακά-τοπικά); Πόσο είναι τεχνολογικά και οικονοµικά εκµεταλλεύσιµο; Σε τι ποσοστό αξιοποιείται; 54

70 Ποιός είναι ο ετήσιος ρυθµός κατανάλωσης ενέργειας (παγκόσµια-περιφερειακά-τοπικά); Ποιός είναι ο εκτιµώµενος χρόνος εξάντλησης των ενεργειακών αποθεµάτων (παγκόσµια); Πόση είναι η κατα κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας; Πόση είναι η κατανάλωση ενέργειας ανά τοµέα της οικονοµίας Καταναλώνεται η ενέργεια µε παραγωγικό τρόπο; Ποιές είναι χρήσεις στον οικιακό τοµέα; Πόση είναι η κατανάλωση ενέργειας ανά χρήση; Προσφέρονται εναλλακτικές προτάσεις για τη µείωση της χρήσης πόρων; είχνονται οι κρατούσες κοινωνικές ανισότητες στη χρήση πόρων; Πόση είναι η κατανάλωση ενέργειας ανά µέσο µεταφοράς; Ποιά είναι τα κύρια απόβλητα διαδικασιών, που σχετίζονται µε την παραγωγή, µεταφορά και χρήση ενέργειας ; Ποιές είναι οι περιβαλλοντικές, οικονοµικές και κοινωνικές επιπτώσεις της χρήσης της ενέργειας (παγκόσµια-περιφερειακά-τοπικά); Σχετικές µε την οντολογία του εκπαιδευτικού µοντέλου Ποια είναι τα βασικά στοιχεία περιγραφής ενός σεναρίου µάθησης; Απο ποιά στοιχεία συντίθεται ένα εργαλείο συγγραφής σεναρίων µάθησης; Απο ποιά στοιχεία συντίθεται µια διαδικασία δόµησης ενός σεναρίου µάθησης; Ποιά στοιχεία χρησιµοποιούνται για την περιγραφή ενός µαθησιακού αντικειµένουπεριεχοµένου; Ποιά ΜΑ σχετίζονται µε µια συγκεκριµένη έννοια του τοµέα; Ποιά σενάρια µάθησης καλύπτουν έν συγκεκριµένο εκπαιδευτικό σκοπό; Εννοιολογική αναπαράσταση (Conceptualization) Για τη δόµηση της οντολογίας του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας ακολουθείται η διαδικασία, που περιγράφεται στην [240], ως σύνολο οδηγιών µέσου και κατώτερου επιπέδου µε βάση την κατηγοριοποίηση, που ορίζεται στην [208]. Ορίζονται ως κλάσεις της οντολογίας οι έννοιες του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας και καθορίζονται οι σχέσεις µεταξύ τους, έχοντας υπόψιν οτι η οντολογία δεν µπορεί να περιέχει όλη τη σχετική µε τον τοµέα πληροφορία και οτι είναι πρακτικό να δοµηθεί πρώτα µια ηµιτελής µικρή οντολογία, η οποία θα αναπτυχθεί στη συνέχεια µέσα από διαρκείς επαναλήψεις [180], µε τη συνεργασία ειδικών του τοµέα και µηχανικών γνώσης (knowledge engineers) [290]. Ακολουθείται µια µεικτή προσέγγιση τόσο απο την κορυφή προς τη βάση όσο και αντίστροφα, καθώς θεωρείται ο αποδοτικότερος τρόπος [236, 238, 240, 260]. Οι βασικές έννοιες του τοµέα και οι σχέσεις τους, αποτυπώνονται µε αναδροµή στη σχετική βιβλιογραφία, και πρόκειται ουσιαστικά για εξ αρχής δόµηση (from scratch) Τυποποίηση και εφαρµογή Οι φάσεις αυτές διεκπεραιώνονται ταυτόχρονα µε τη βοήθεια του λογισµικού Protégé 3.4.beta. Για κάθε κλάση προστίθενται υπο-κλάσεις, οι ιδιότητες τους (properties,slots), το πεδίο ορισµού (domain) και το εύρος τιµών (range) των ιδιοτήτων, οι περιορισµοί σε επίπεδο κλάσης ή ιδιότητας (facets, restrictions), πιθανά σχόλια και αξιώµατα και τέλος προσδιορίζονται στιγµιότυπα (instances-individuals) των κλάσεων [240] Αξιολόγηση Η προβλεπόµενη τεχνική αξιολόγηση γίνεται στις φάσεις της εννοιολογικής αναπαράστασης και της τυποποίησης και περιλαµβάνει επαλήθευση (verification), έλεγχο 55

71 δηλαδή της συντακτικής ορθότητας του περιεχοµένου, που υποστηρίζεται απο το Protégé, και επικύρωση (validation), που εξασφαλίζει την ορθή µοντελοποίηση του πραγµατικού κόσµου και διεξάγεται µε συνεργατικό και επιχειρηµατολογικό (argumentative) τρόπο, µε τη βοήθεια ειδικών του τοµέα [290]. Τα κριτήρια που έχουν ληφθεί υπ όψιν για το σχεδιασµό των οντολογιών είναι τα αναφερόµενα στην [264], τα οποία περιλαµβάνουν διαύγεια, συνέπεια, επεκτασιµότητα, ελάχιστοποίηση απόκλισης κωδικοποίησης, και ελάχιστη οντολογική δέσµευση υπό την έννοια της εξασφάλισης δυνατότητας εξειδίκευσης και υποστασιοποίησης της οντολογίας επαρκώς. Προβλέπεται επιπλέον αποτίµηση από το χρήστη Τεκµηρίωση Η τεκµηρίωση υποστηρίζεται απο το Protégé στο βαθµό, που για κάθε κλάση φαίνονται οι υπο-κλάσεις και υπερ-κλάσεις καθώς και οι ιδιότητές τους, ενώ υπάρχει κατάσταση ιδιοτήτων µε µια σειρά ενδείξεων όπως το όνοµα, ο τύπος, ο τοµέας, το πεδίο τιµών και περιορισµοί καθώς και κατάσταση στιγµιοτύπων µε αντίστοιχα χαρακτηριστικά. Για κάθε προαναφερόµενο στοιχείο υπάρχει δυνατότητα προσθήκης σχολίων, όπου αναφέρονται οι πηγές που χρησιµοποιήθηκαν και οι επιλογές που ακολουθήθηκαν Απόκτηση γνώσης Λαµβάνει χώρα καθ όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής µιας οντολογίας αλλά ιδιαίτερα στο στάδιο της εννοιολογικής αναπαράστασης και κατά τη διάρκεια της ανάγνωσης και σήµανσης ΜΑ για καταχώρηση στη σχετική ψηφιακή αποθήκη Συντήρηση Αφορά σε ενηµέρωση και συµπλήρωση και λαµβάνει χώρα καθ όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής µιας οντολογίας ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Οι οντολογίες βασίσθηκαν αρχικά σε πλαίσια (frames) αλλά στη συνέχεια αναπτύχθηκαν σε γλώσσα OWL 86 (Web Ontology Language), για λόγους διαλειτουργικότητας και φορητότητας µεταφερσιµότητας τους, δεδοµένου οτι η OWL έχει προταθεί από το 2004 ως πρότυπο από την Κοινοπραξία του Παγκόσµιου Ιστού (W3C) [338]. Ένας άλλος λόγος, που συνέτεινε στη συγκεκριµένη επιλογή, ήταν η αυξηµένη εκφραστικότητα της OWL, επιλέγοντας µάλιστα την χρήση της πλέον εκφραστικής υπογλώσσας OWL 87, ήτοι της OWL Full, αν και η τελευταία µειονεκτεί σε σχέση µε την OWL DL, ως προς την υπολογιστική αξιοπιστία και τη δυνατότητα εξαγωγής συµπερασµάτων. Η ανάγκη έκφρασης σχέσεων µέσω ιδιοτήτων (object properties) όπως π.χ. µεταξύ ΜΑ και εννοιών- κλάσεων της οντολογίας του τοµέα, που απαιτεί την επιλογή κλάσεων (αντί στιγµιοτύπων) ως πεδίων τιµών (ranges) των ιδιοτήτων αυτών, καθόρισε τη βαρύτητα των κριτηρίων επιλογής γλώσσας και προσέδωσε χαρακτηριστικά OWL Full στην οντολογία. Η όλη διαδικασία ανάπτυξης των οντολογιών στηρίχθηκε στο εργαλείο ανάπτυξης οντολογιών Protégé 3.4 beta [85], το οποίο είναι ολoκληρωµένο περιβάλλον [275, 279], και το πλέον διαδεδοµένο στο χώρο [130, 269], ενώ δεν επιλέχθηκε η πιό πρόσφατη 86 Η OWL αποτελεί ουσιαστικά αναθεωρηµένη έκδοση της γλώσσας DAML+OIL, που προέκυψε από τη συγχώνευση της DAML (DARPA Agent Markup Language) και της OIL (Ontology Inference Language) [338] 87 Υπάρχουν τρεις υπο-γλώσσες OWL σταδιακά αυξανόµενης εκφραστικότητας: OWL Lite, OWL DL και OWL Full [338]. 56

72 έκδοσή του, Protégé 4.0 alpha, για λόγους µείωσης της πιθανότητας ύπαρξης σφαλµάτων (bugs). Το Protégé θεωρείται αξιόπιστο, είναι ανοιχτού κώδικα, βασίζεται σε java, και παρέχει µια ευρεία αρχιτεκτονική για την κατασκευή άλλων εργαλείων βάσεων γνώσης [269]. Μπορεί εύκολα να επεκταθεί ή να χρησιµοποιηθεί από άλλες εφαρµογές για πρόσβαση σε δεδοµένα, ενώ είναι διαθέσιµες συνδέσεις µε µηχανές εξαγωγής συµπερασµάτων όπως τα PELLET (2005) και RACER (2005). Υπάρχει µια σειρά διαθέσιµων επεκτάσεων (plug-ins), που αφορούν στη σχηµατική αναπαράσταση, στη χρήση λειτουργιών βάσης δεδοµένων στην οντολογία, στην αυτόµατη εισαγωγή γνώσης στη βάση από ήδη υπάρχουσες οντολογίες, ή ακόµα και άλλες µορφές δεδοµένων, ενώ υπάρχουν plug-ins, που επιτρέπουν την εισαγωγή πολυµέσων σε µια οντολογία. Μπορεί να κάνει έλεγχο συνέπειας αυτόµατα µέσω PAL και FaCT plug-ins, συγχώνευση µέσω Anchor-PROMPT plug-in, αποθήκευση οντολογιών ως file και DBMS(JDBC), ενώ παρέχει πλήρη υποστήριξη για απόκτηση και µοντελοποίηση της γνώσης. Υποστηρίζει εισαγωγή αρχείων σε µορφή XML, RDF(S), OWL και XML Schema, και εξαγωγή σε XML, RDF(S), XML Schema, FLogic, CLIPS and Java HTML [85, 247, 130, 269, 233] ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΟΝΤΟΛΟΓΙΩΝ - ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ Στην ενότητα αυτή σκιαγραφούνται η δοµή των οντολογιών και η λογική της ανάπτυξής τους. Πρέπει να σηµειωθεί ότι χρησιµοποιούνται εισαγωγικά για να υποδηλώσουν κατηγορίες µιάς οντολογίας και γραµµατοσειρά courier new στην περίπτωση ιδιοτήτων (properties or slots) των κατηγοριών αυτών Μοντέλο µαθησιακού σχεδιασµού (Learning design model) Η οντολογία του µαθησιακού σχεδιασµού προσεγγίσθηκε τόσο ως µέσον υποστήριξης της συγγραφής σεναρίων µάθησης όσο και µε όρους παροχής ενός πεδίου συζήτησης σχετικά µε την καταλληλότερη µορφή ενός εργαλείου συγγραφής σεναρίων για ένα συγκεκριµένο εκπαιδευτικό περιβάλλον. Υπό την έννοια αυτή έγινε προσπάθεια να ορισθούν τα βασικά στοιχεία, που απαρτίζουν ένα εργαλείο µαθησιακού σχεδιασµού. Θεωρείται οτι ένα τέτοιο εργαλείο στηρίζεται σε ένα εννοιολογικό µοντέλο ( Learning design conceptual model ), και µπορεί ενδεχοµένως να παρέχει µια διαδικασία σχεδιασµού σεναρίων ( Learning design process ), επιπρόσθετα πλαίσια στήριξης (Scaffolds) µε τη µορφή οδηγιών, συνήθων ερωτήσεων ή συµβουλών και νύξεων ( Guideline, FAQ, Tips & hints ), και άλλα αποθηκευµένα τεχνουργήµατα, όπως µοντέλα και σενάρια µάθησης ( Learning Models, Learning designs ). Σχετικά µε την τελευταία αυτή κατηγορία υπάρχει, σύµφωνα µε [288], µια ιεραρχία αναπαραστάσεων ενός σεναρίου µάθησης κυµαινόµενη απο τις πλέον αφαιρετικές µορφές έως τις ενταγµένες σε ένα συγκεκριµένο περιβάλλον. Περιλαµβάνει µοντέλα ληφθέντα απο τη θεωρία, τη βιβλιογραφία ή την πρακτική, σχεδιαστικά πρότυπα εξαχθέντα από γενικευµένα σενάρια µάθησης, σενάρια µάθησης που συνταιριάζουν αφαιρετικά σενάρια µε µαθησιακούς πόρους και εργαλεία, και τέλος τυπικές αναπαραστάσεις που είναι µηχανικά αναγνώσιµες και µπορούν να τρέξουν σε µια εφαρµογή (run-time player). 57

73 Σχήµα 3.2. Κλάσεις του Εκπαιδευτικού Μοντέλου Σε γενικές γραµµές, προκειµένου να αναπτυχθεί µια δοµή για την αποθήκευση της υπάρχουσας πρακτικής στον τοµέα του µαθησιακού σχεδιασµού, χρησιµοποιήθηκε ως βάση µια προσέγγιση της Conole [323], σύµφωνα µε την οποία τα εργαλεία και οι πόροι, που χρησιµοποιούνται απο τους εκπαιδευτικούς για να στηρίξουν τη δόµηση σεναρίων µάθησης, κατηγοριοποιούνται ως διαµεσολαβητικά τεχνουργήµατα ( Mediating artefact ), και τα προκύπτοντα από τη συσσώρευσή τους ως Μετα-διαµεσολαβητικά ( Metamediating artefact ) (Σχήµα 3.2). Το εννοιολογικό µοντέλο ( Learning design conceptual model ), καθορίζει τα στοιχεία που χρησιµοποιούνται για την περιγραφή ενός σεναρίου µάθησης ( Learning design element ) και τις αλληλοσυσχετίσεις τους, όντας επίσης συνδεδεµένο µε την κλάση Representation format, η οποία καθορίζει τον τρόπο µε τον οποίο αναπαρίσταται ένα σενάριο µάθησης ( Learning design ). Η κλάση Learning design element είναι η έννοια κλειδί για την εξασφάλιση µιας τυπικής δοµής για την περιγραφή ή τη δόµηση ενός σεναρίου µάθησης. Οι υποκατηγορίες του Learning Objective, Learning Environment, Act, Activity, Role, Activity 58

74 Type, Learning Context, Assessment και οι µεταξύ τους σχέσεις ακολουθούν το λεξιλόγιο και τις βασικές κατευθύνσεις της προδιαγραφής IMS LD. Η υποστασιοποίηση (instantiation) της κλάσης Learning design element, υποστηρίζεται απο την ύπαρξη τυποποιηµένων λεξιλογίων ( Controlled vocabularies ) παρέχοντας τη δυνατότητα επιλογής µεταξύ ενός φάσµατος λύσεων. Σχήµα 3.3. Στιγµιότυπο της κλάσης Abstract learning design solution Για τις υποκλάσεις της Learning design element µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως προεπιλεγµένο πεδίο τιµών στις περισσότερες των περιπτώσεων η ταξονοµία Dialog Plus [107], προκειµένου να διευκολυνθεί η συµπλήρωση ενός σεναρίου µάθησης, καθώς σύµφωνα µε [189], η ταξονοµία αυτή συµπιέζει τον ορισµό της αφήγησης, της αναπαράστασης και σταδίων κωδικοποίησης της προδιαγραφής IMS LD [163]. Ειδικά για την κλάση Activity type θα µπορούσε εναλλακτικά να χρησιµοποιηθεί το Eight Learning Event Model-8LEM [193]. Πρακτικά χρησιµοποιούνται δύο επίπεδα περιγραφής τεχνουργηµάτων. Το πρώτο αφορά στο τεχνούργηµα αυτό καθ αυτό, ενώ το άλλο παρουσιάζει πληροφορίες χρήσιµες για τον εντοπισµό, την επιλογή και τη χρήση του για µια συγκεκριµένη περίπτωση. Για παράδειγµα οι κλάσεις Learning design και Learning design solution αναφέρονται στην ίδια έννοια αλλά το πρώτο ορίζεται ως στιγµιότυπο (instance, individual) της κλάσης Learning design element, που καθορίζει ένα τοπικό τρόπο τυποποίησης, ενώ η Learning design solution περιγράφεται µέσω µιας φόρµας τύπου σχεδιαστικού προτύπου (pattern), η οποία χρησιµοποείται για να προκύψει µια ενιαία περιγραφή για όλο το φάσµα των διαφορετικών προσεγγίσεων που υπάρχουν στο χώρο του µαθησιακού σχεδιασµού (Σχήµα 3.3). Η φόρµα αυτή περιλαµβάνει τίτλο, περιβάλλον/κοινό (context/audience), βαθµό κατάτµησης (granularity), σκοπό/ πρόκληση (purpose/challenge), λύση (solution),παράδειγµα/ 59

75 γενικού τύπου (example/generic), εστίαση/προσέγγιση(focus/approach, δηµιουργό (creator), αναφορές (references), επιστηµονικό πεδίο (discipline) και σχετικές γενικού τύπου λύσεις(related generic solutions), επιτρέποντας µεταξύ άλλων και τη σύνδεση µεταξύ αφαιρετικών σεναρίων µάθησης και στιγµιοτύπων/ εφαρµογών τους µέσω της ιδιότητας example/generic Μοντέλο περιεχοµένου Για την περιγραφή της κλάσης Content model χρησιµοποιούνται ως ιδιότητες (properties), µεταδεδοµένα µε βάση το πρότυπο IEEE LOM [197], ώστε να αξιοποιηθεί η εµπειρία ειδικών στη σύνταξη και τη σηµασιολογία µεταδεδοµένων ΜΑ και να εξασφαλισθεί συµβατότητα µε συστήµατα, που υιοθετούν τις ίδιες προδιαγραφές[196]. Ένα στιγµιότυπο (instance) της κλάσης απεικονίζεται στο σχήµα 3.4. Σχήµα 3.4. Στιγµιότυπο της κλάσης Content model Το επιλεγέν για την περιγραφή της συγκεκριµένης κλάσης υποσύνολο των στοιχείων του προτύπου IEEE LOM συγκροτήθηκε µε βάση την απλότητα και τη χρησιµότητά του στον εντοπισµό και το διαµοιρασµό µαθησιακών πόρων. Έχουν προστεθεί κάποια στοιχεία, όπως η σύνδεση µε έννοιες του τοµέα, και µε µαθήµατα ενός Προγράµµατος Σπουδών, που δεν αναφέρονται ρητά στο πρότυπο, αν και αφήνεται ανοικτό τέτοιο ενδεχόµενο µεσω πρόβλεψης σύνδεσης µε όποιοδήποτε σύστηµα ταξινόµησης. Άλλες προσθήκες αφορούν στο στοιχείο -ιδιότητα learning resource 60

76 type, όπου σύµφωνα µε [166] υπάρχει ανάγκη βελτιώσεων, καθώς αναµειγνύεται η διδακτική µε την τεχνική πληροφορία. Επιπλέον κατόπιν βιβλιογραφικής έρευνας έχουν εντοπισθεί τυποποιηµένα λεξιλόγια ως εναλλακτικά πεδία τιµών για την ιδιότητα αυτή (learning resource type), προκειµένου να επιτευχθεί τόσο διαλειτουργικότητα όσο και προσαρµογή στις τοπικές συνθήκες Μοντέλο τοµέα βιώσιµης ενέργειας Σύµφωνα µε [148], προκειµένου να αποσαφηνισθεί ο όρος Bιώσιµη ενεργειακή ανάπτυξη µπορεί να αναλυθεί σε επί µέρους χαρακτηριστικά και ει δυνατόν να ποσοτικοποιηθεί µε τη βοήθεια δεικτών. Οι δείκτες µπορούν να χρησιµοποιηθούν για µια σειρά γενικώτερων 88 ή και ειδικότερων 89, σε σχέση µε την ενέργεια, σκοπών, αλλά αυτός, που σχετίζεται περισσότερο µε την εκπαιδευτική προσέγγιση και το χαρακτήρα της συγκεκριµένης εργασίας, είναι οτι δίνουν τη δυνατότητα «µετάφρασης» του όρου βιωσιµότητα σε κάτι πιο χειροπιαστό και πρακτικό [147], παρέχοντας βαθύτερη κατανόηση των κυρίων θεµάτων και αναδεικνύοντας σηµαντικές σχέσεις, που δεν είναι εµφανείς µέσω της βασικής στατιστικής [149]. Ένα σύνολο δεικτών εκφράζει πτυχές και συνέπειες της παραγωγής και χρήσης ενέργειας δίνοντας µια καθαρή εικόνα του όλου συστήµατος, περιλαµβανοµένων διασυνδέσεων και ανταλλαγών µεταξύ των ποικίλων διαστάσεων της ΒΑ., καθώς και µακροπρόθεσµες επιπτώσεις αποφάσεων και συµπεριφορών [149]. Τα βασικά χαρακτηριστικά, που έχουν άµεση σχέση, σύµφωνα µε [12], µε τη µέτρηση της βιώσιµης ενέργειας, είναι γενικά οι φυσικοί πόροι, η φέρουσα ικανότητα του περιβάλλοντος και η πληθυσµιακή αύξηση. Με τη χρήση µιας σειράς άλλων πηγών το παραπάνω σχήµα προεκτείνεται και καταγράφονται βασικές έννοιες του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, έχοντας ως βάση το πλαίσιο DPSIR, το οποίο χρησιµοποιήθηκε στην [311] για τη σύνδεση ενέργειας και περιβάλλοντος ενώ επεκτάθηκε στην [313] προκειµένου να ενσωµατώσει επιπτώσεις της ενεργειακής παραγωγής και κατανάλωσης όχι µόνο στο περιβάλλον αλλά και στην κοινωνία και την οικονοµία. Η προσέγγιση αυτή επεκτάθηκε και εµπλουτίσθηκε µε περισσότερους δείκτες επιλεγµένους από άλλα σύνολα ενεργειακών δεικτών βιωσιµότητας [149, 150, 152], καθώς ο σκοπός δεν είναι η παροχή ενός εργαλείου για δηµιουργία πολιτικής σε συγκεκριµένο περιβάλλον αλλά ανάπτυξη µιας ευρείας βάσης γνώσεων για το µαθησιακό σχεδιασµό, περιλαµβάνοντας όσο γίνεται περισσότερες έννοιες σχετικές µε τη βιώσιµη ενέργεια. 88 Προσδιορισµός προτεραιοτήτων, διευκόλυνση σύνταξης εκθέσεων, προετοιµασία και παρακολούθηση σχεδίων, κατανόηση τάσεων, σύγκριση µε άλλους τοµείς και χώρες, αποτίµηση πολιτικών, αναθεώρηση στόχων, ή και για ανάδειξη/τονισµό συγκεκριµένων προβληµάτων, διαµόρφωση πολιτικής ατζέντας και προώθηση εθνικού διαλόγου, εστίαση διαθέσιµου οικονοµικού προύπολογισµού [147]. 89 Ενσωµάτωση ενέργειας σε κοινωνικοοικονοµικά προγράµµατα, συνδυασµός περισσότερων ΑΠΕ, βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης και εξελιγµένων ενεργειακών τεχνολογιών για την κάλυψη των αυξανόµενων αναγκών, αύξηση του µεριδίου των ΑΠΕ, µείωση ενεργειακών απωλειών φυσικού αερίου, καθιέρωση οικιακών προγραµµάτων βελτίωσης ενεργειακής απόδοσης, βελτίωση της λειτουργίας και της διαφάνειας της πληροφόρησης στις ενεργειακές αγορές, µείωση των στρεβλώσεων της αγοράς, υποστήριξη των αναπτυσσοµένων χωρών για την παροχή ενεργειακών υπηρεσιών σε όλους τους τοµείς των πληθυσµών τους [149]. 61

77 Σχήµα 3.5. Η κλάση DrivingForceOfEnergyDevelopment Εκτός του ποσού της τελικής ενεργειακής ζήτησης που είναι ο κύριος οδηγός της ενεργειακής ανάπτυξης, και άλλοι δείκτες µπορούν να συµπεριληφθούν που επιρρεάζουν το ποσό αυτό και τις επιδράσεις του στο περιβάλλον την κοινωνία και την οικονοµία (Σχήµα 3.5). Σχήµα 3.6. Η κλάση PressureOfEnergyDevelopment Όσον αφορά στις κλάσεις PressureOfEnergyDevelopment, StateChangeOfEnergyDevelopment, και ImpactOfEnergyDevelopment, αυτές απεικονίζονται στα Σχήµατα 3.6, 3.7 και 3.8 αντιστοίχως. 62

78 Σχήµα 3.7. Η κλάση StateChangeOfEnergyDevelopment Θα πρέπει να σηµειωθεί οτι αν και κάθε δείκτης αντιστοιχίζεται µε µια συγκεκριµένη φάση-στάδιο του DPSIR, στην παραγµατικότητα κάθε δείκτης µπορεί να αναπαριστά περισσότερες της µιας φάσεις του DPSIR, ανάλογα µε το πλαίσιο της ανάλυσης. Σχήµα 3.8. Η κλάση ImpactOfEnergyDevelopment Ιδιαίτερης σηµασία είναι η κλάση Response for sustainable energy development (R) καθώς αναπαριστά τη λύση ή το µετριασµό ενός προβλήµατος βιωσιµότητας. Μερικές απαντήσεις θεωρούνται ως αρνητικά (D), ενώ άλλες στοχεύουν στην άνοδο της οικοαπόδοσης µέσω της ανάπτυξης και της διείσδυσης καθαρών τεχνολογιών [312]. Για την 63

79 περιγραφή της κλάσης αυτής υιοθετείται και προσαρµόζεται µια προσέγγιση που εφαρµόσθηκε στην [150]. Έτσι η κλάση (R) καθορίζεται σε σχέση µε το ποιά (D), (P), (S), ή (I) στοχεύει (targets)ή επιρρεάζει θετικά (positively affects) (Σχήµα 3.9). Σχήµα 3.9. Στιγµιότυπο της κλάσης Response for sustainable energy development. Επιπλέον ιδιότητες της κλάσης είναι οι: response type, µε τιµές βασισµένες στο είκτη Περιβαλλοντικής Βιωσιµότητας (Environmental Sustainability Index) [314], response actor, µε τιµές βασισµένες σε µια προσέγγιση των Zhang & Fujiwara [315], που διακρίνει τρεις κατηγορίες δρώντων (κυβέρνηση, κοινωνία πολιτών, οικος-εταιρεία), response level µε πεδίο τιµών (παγκόσµιο, εθνικό, περιφερειακό, πόλη, νοικοκυριό, προσωπικό), και source, που ορίζει την προέλευση της πληροφορίας. Μια γενικότερη άποψη της οντολογίας, δίνεται στo Σχήµα 3.10, ενώ ακολούθως στο Σχήµα 3.11 δίνεται ένα πιό λεπτοµερές στιγµιότυπο της οντολογίας όπου αποτυπώνονται κάποιες καθοριστικές σχέσεις µεταξύ βασικών εννοιών του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας. 64

80 Σχήµα Κλάσεις της οντολογίας του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας. 65

81 Σχήµα 3.11 Στιγµιότυπο της οντολογίας της βιώσιµης ενέργειας Θα πρέπει να σηµειωθεί οτι υπάρχει δυσκολία στον σαφή ορισµό και την κατηγοριοποίηση αρκετών εννοιών καθώς σε πολλές περιπτώσεις δεν υπάρχουν κοινώς αποδεκτοί όροι και σαφείς σχέσεις µεταξύ των εννοιών. Ως ενδεικτικό παράδειγµα αναφέρεται αυτό της πρωτογενούς και δευτερογενούς ενέργειας όπου χρησιµοποιούνται διάφοροι όροι (π.χ. sources, resources, commodities) για να περιγράψουν ένα ενεργειακό πόρο, ενώ υπάρχουν ερωτηµατικά για το αν π.χ. τα απορρίµµατα είναι πρωτογενής ή δευτερογενής ενεργειακός πόρος. Ακόµη η οργάνωση των υποκλάσεων των τύπων του DPSIR δεν είναι εξαντλητική. Περισσότερες έννοιες πρέπει να ενσωµατωθούν, ειδικά σε επίπεδο πόλης ή και νοικοκυριών έτσι ώστε η έννοια της βιώσιµης ενέργειας να καταστεί πιό συγκεκριµένη και οικεία για το κοινό προς το οποίο στοχεύει η παρούσα εργασία (δηλ. εκπαιδευτικούς και µαθητές). 66

82 3.6. ΣΧΕΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ εδοµένου οτι υπάρχουν πολλές προσεγγίσεις στη σχετική βιβλιογραφία, που παρουσιάζουν οµοιότητες µε διάφορα τµήµατα της προταθείσας προσέγγισης, είναι αρκετά δύσκολο να περιγραφεί αναλυτικά το σηµερινό επίπεδο της γνώσης (state of the art) στη συγκεκριµένη περιοχή. Οι Kumazawa, Saito, Kozaki, Matsui, και Mizoguchi [316] στηρίζονται, επίσης, σε µια προσέγγιση επίλυσης προβλήµατος προκειµένου να µοντελοποιήσουν τον τοµέα της βιωσιµότητας, και να υποστηρίξουν την εξαγωγή εννοιολογικών αλυσίδων σχέσεων αιτίου-αιτιατού (causal conceptual chains). Αναπαριστούν όµως εννοιολογικά τον τοµέα µε διαφορετικό τρόπο και δεν εστιάζουν στην έννοια της ενέργειας. Όσον αφορά στην οντολογική αναπαράσταση της IMS LD, σκοπός της παρούσας προσέγγισης, δεν είναι να καλυφθεί κάθε πτυχή της προδιαγραφής, όπως έγινε στην [209]. Έτσι δεν ορίζεται η σηµασιολογία της IMS LD, όσον αφορά στο µοντέλο συµπεριφοράς (behavioral model), καθώς σκοπός δεν είναι να δοθεί προτεραιότητα στον καθορισµό των περιορισµών, που επιβάλλονται σε ένα περιβάλλον κατά τη διάρκεια της φάσης της εκτέλεσης (runtime), αλλά µάλλον να εµπνευσθούν και να διευκολυνθούν οι εκπαιδευτικοί προκειµένου να σχεδιάσουν και να αναπαραστήσουν/απεικονίσουν µια µονάδα µάθησης (unit of learning), µέσω του ορισµού του εννοιολογικού µοντέλου της IMS LD. Μια άλλη σχετική προσέγγιση είναι το Ontoolcole [317], µια οντολογία, που περιγράφει ένα εργαλείο σε σχέση µε τις ενέργειες, που εκτελούνται απο ένα συγκεκριµένου τύπου χρήστη και τον τύπο του τεχνουργήµατος (artefact), που συνιστά την είσοδο και την έξοδο των ενεργειών αυτών (task). Το Ontoolcole, στηρίζεται στη Θεωρία της ραστηριότητητας (Activity Theory), όπως και η παρούσα προσέγγιση, αλλά δεν είναι προσανατολισµένo στην αναπαράσταση/απεικόνιση των στοιχείων των τεχνουργηµάτων για λόγους αποθήκευσης, αλλά µάλλον στην παροχή των απαραίτητων χαρακτηριστικών για αναζήτηση εργαλείων για συνεργατική µάθηση υποστηριζόµενη απο Η/Υ (Computer Supported Collaborative Learning ). Τέλος, σχετικά µε το περιγραφικό επίπεδο, που λειτουργεί ως χειροκίνητα επιβεβληµένος «προσαρµογέας» (wrapper) προκειµένου να ενσωµατωθούν µε ενιαίο τρόπο, πληροφορίες προσαρτηµένες σε διαµεσολαβητικά τεχνουργήµατα ποικίλης προέλευσης, υπάρχουν κάποιες οµοιότητες µε projects όπως το Edutella [318]. Το Edutella χρησιµοποιεί RDF (Resource Description Framework) για το σχολιασµό υλικού προερχοµένου από ετερογενείς ως προς τα µεταδεδοµένα των πόρων αποθήκες, αν και στο συγκεκριµένο project αυτοί οι σχολιασµοί RDF χρησιµοποιούνται στη συνέχεια για τη δόµηση ερωτήσεων για διαφορετικές «γλώσσες ερωταπαντήσεων» (query languages). 3.7.ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΠΡΟΤΑΘΕΝΤΟΣ ΠΛΑΙΣΙΟΥ- Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΣΤΟ ΜΑΘΗΣΙΑΚΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΣΤΟ ΠΕ ΙΟ ΤΗΣ ΒΙΩΣΙΜΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Στην ενότητα αυτή συνδέονται τα επιµέρους στοιχεία του προταθέντος πλαισίουοντολογίας υπό το πρίσµα της χρησιµότητάς του και της ενδεχόµενης συµβολής του στο µαθησιακό σχεδιασµό στο πεδίο της βιώσιµης ενέργειας. Ο σκοπός της συγκεκριµένης πρότασης είναι να τεθούν οι βάσεις για την ανάπτυξη ενός προγράµµατος σπουδών για την ενέργεια και το περιβάλλον, το οποίο θα δώσει τη δυνατότητα σε εκπαιδευτικούς και µαθητές να εξοικειωθούν µε τα τρέχοντα επιτεύγµατα στον τοµέα της βιώσιµης ενέργειας και στο πλαίσιο αυτό να χρησιµοποιηθεί για: 1. ανακάλυψη-εντοπισµό ΜΑ. 2. συµβουλευτική υποστήριξη για την επιλογή σεναρίων µάθησης 3. δόµηση σεναρίων µάθησης µε επαναχρησιµοποίηση ΜΑ. 67

83 Παράλληλα η προτεινόµενη οντολογία έχει ως στόχο να αποτελέσει κατάλληλο περιβάλλον για πειραµατισµό, µέσω της παροχής εναλλακτικών λύσεων για τη δόµηση ενός εργαλείου µαθησιακού σχεδιασµού, προκειµένου να διευκολύνει την προσαρµογή του σε διαφορετικά εκπαιδευτικά περιβάλλοντα. Η κλάση «ιαδικασία µαθησιακού σχεδιασµού» είναι το κοµβικό στοιχείο για µια τέτοια λειτουργία. Κάθε «ιαδικασία µαθησιακού σχεδιασµού» έχει βήµα (has step) και κάθε «Βήµα µαθησιακού σχεδιασµού», έχει αριθµό βήµατος (step number), σχετίζεται µε ένα «Στοιχείο µαθησιακού σχεδιασµού» και µπορεί να διαµεσολαβηθεί από ένα «ιαµεσολαβητικό τεχνούργηµα» ( Mediating artefact ). Η τελευταία αυτή ιδιότητα (property) µπορεί να δώσει γρήγορη πρόσβαση σε πιθανές σχετικές λύσεις για µια περίπτωση µαθησιακού σχεδιασµού. Ένα παράδειγµα δίδεται στο σχήµα 3.12, όπου επιλέγεται-επισηµαίνεται το βήµα <arrange activities> µιας πειραµατικής διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού. είχνεται οτι µπορεί να διαµεσολαβηθεί από έναν αριθµό τεχνουργηµάτων (στιγµιοτύπων της κλάσης Mediating artefact ). Στη συνέχεια αναφέρονται κάποια σενάρια / παραδείγµατα των χρήσεων του πλαισίου, οι οποίες αναφέρθηκαν παραπάνω. Στην πρώτη περίπτωση ένας χρήστης επιλέγει τιµές για µία ή περισσότερες ιδιότητες (properties, slots) της κλάσης Content Model, ως κριτήρια αναζήτησης ΜΑ σε µια τοπική ψηφιακή αποθήκη και ανακτά ΜΑ στιγµιότυπα της κλάσης αυτής. Ακόµη µπορεί, ξεκινώντας από µια έννοια-κλάση να περιηγηθεί σε µια γραφική απεικόνιση της οντολογίας του τοµέα και να οδηγηθεί έµµεσα στην αναζήτηση, τοπικά ή µέσω του διδικτύου, ΜΑ συνδεδεµένων µε µια περιοχή εννοιών σχετικών µε την αρχική. Η προστιθέµενη αξία της παρούσας προσέγγισης στο σηµασιολογικό σχολιασµό (semantic annotation) και αναζήτηση ενός ΜΑ είναι η υιοθέτηση ιδιοτήτων αντικειµένου (object properties), όπως related domain concept, που διευκολύνει µια βασισµένη στην οντολογία του τοµέα περιγραφή ενός ΜΑ. Για παράδειγµα στη διαδικασία-πείραµα αξιολόγησης που διεξήχθη ένας εκπαιδευτικός προκειµένου να αναζητήσει ένα ΜΑ, το περιέγραψε ως, ένα κείµενο, στα Γαλλικά, το οποίο να πληροφορεί µαθητές ηλικίας ετών, σχετικά µε το πως µπορούν να συµβάλλουν, σε προσωπικό επίπεδο, στη µείωση της ατµοσφαιρικής ρύπανσης». Αυτό µεταφράσθηκε σε ερώτηµα προκειµένου να υποβληθεί στην οντολογία µέσω του Protégé. Το ερώτηµα εκφράσθηκε µέσω των ιδιοτήτων τύπου δεδοµένων (data type properties) learning resource type, language, typical age range, αποδίδοντας σε αυτές τις ιδιότητες τις τιµές <narrative text>, <fr> and <12-14> αντιστοίχως, και της ιδιότητας αντικειµένου (object property) related domain concept, δίδοντας της ως τιµή στιγµιότυπο (instance) της κλάσης Response action µε την ιδιότητα actor να λαµβάνει την τιµή <citizen> and και τις ιδιότητες targets ή affects positively να λαµβάνουν την τιµή Air pollutant emission. Όσον αφορά στην αναφερόµενη ως δεύτερη περίπτωση χρήσης σχετικά µε την επιλογή ενός σεναρίου µάθησης, πιθανώς η πιο κρίσιµη ιδιότητα είναι ο σκοπός/πρόκληση (purpose/challenge),που καλύπτει-αντιµετωπίζει αυτό το σενάριο µάθησης, και υπονοεί-συνεπάγεται οτι ένας κατάλογος πιθανών τιµών πρέπει να δοθεί στο χρήστη (π.χ. Πίνακας 2). 68

84 Σχήµα Μία πειραµατική διαδικασία µαθησιακού σχεδιασµού 69

85 Ένα παράδειγµα ερωτήµατος βασισµένο στην τιµή που λαµβάνει µια τέτοια ιδιότητα (π.χ. «Θέλεις οι µαθητές σου να εµπεδώσουν και να συσχετίσουν έννοιες µεταξύ τους;») απεικονίζεται στο Σχήµα Το ερώτηµα µπορεί να εξειδικευθεί περισσότερο µε άλλες ιδιότητες όπως π.χ. η εστίαση/προσέγγιση (focus/approach), που ακολουθείται. Το αποτέλεσµα ενός τέτοιου ερωτήµατος είναι ένα στιγµιότυπο της αντίστοιχης κλάσης της οντολογίας στο οποίο περιλαµβάνεται σύνδεση µε το τεχνούργηµα αυτό. Σχήµα Υποβολή ερωτήµατος (query) µέσω του Protégé για τον εντοπισµό αφαιρετικών σεναρίων µάθησης, µε βάση ένα σκοπό-πρόκληση που καλύπτουν Η τρίτη περίπτωση αφορά σε µια γενικού τύπου διαδικασία µαθησιακού σχεδιασµού, η οποία περιλαµβάνει τα βήµατα που απεικονίζονται στο Σχήµα 12. Στα πρώτα δύο βήµατα ένας χρήστης επιλέγει ένα θέµα/πρόβληµα βιωσιµότητας όπως για παράδειγµα «ατµοσφαιρική ρύπανση» και εξάγει µια αλυσίδα σχέσεων αιτίου-αιτιατού (causal chain). Έτσι ένας αριθµός από κινούσες αιτίες όπως Population, Residuals Intensity, Abatement technology status και Energy pricing, ή πιθανές αποκρίσεις/λύσεις του προβλήµατος (Σχήµα 3.14) θα µπορούσαν να προσδιορισθούν και να βοηθήσουν τον εκπαιδευτικό να αναθέσει για παράδειγµα ερωτήσεις/θέµατα και να καθορίσει δραστηριότητες για τους µαθητές του. Στο σηµείο αυτό πρέπει να σηµειωθεί οτι αν και αλυσίδες σχέσεων αιτίου-αιτιατού/ (causal chains) µπορούν να προσδιορισθούν µέσω ερωτήσεων βασισµένων σε ιδιότητες, όπως, «προκαλείται από», «προκαλεί», «επηρεάζει θετικά», «στοχεύει σε» (caused by, causes, affects positively ή targets) η ανάπτυξη ενός εργαλείου, που διευκολύνει την εξερεύνηση της οπτικής αναπαράστασης της οντολογίας και την εξαγωγή ενός εννοιολογικού χάρτη βασισµένου στο µοντέλο DPSIR, θα ήταν απόλυτα αναγκαία για την αξιοποίηση-εκµετάλλευση της οντολογίας. Το τρίτο βήµα συνδέεται µε την επιλογή και προσαρµογή είτε ενός απλού προτύπου (template), που αντιστοιχεί σε ένα διαµεσολαβητικό τεχνούργηµα ( Mediating artefact ) ή και ένα συνδυασµό προτύπων. Έτσι για παράδειγµα σε συµφωνία µε το προηγούµενο βήµα ένας χρήστης επιλέγει να διδάξει ένα πρόβληµα βιωσιµότητας και ανακτά µέσω ερωτήµατος βασισµένου στην ιδιότητα purpose/challenge ένα πλαίσιο προτεινόµενο απο τους McKeown & Dendinger [2, σ.19]. 70

86 Σχήµα Υποβολή ερωτήµατος µέσω του Protégé για τον προσδιορισµό απαντήσεων (R) που επηρεάζουν θετικά τις εκποµπές αερίων ρύπων από ενεργειακά συστήµατα. Έπειτα ο χρήστης επιλέγει να εµπλακούν οι µαθητές του σε έρευνα δράσης που περιλαµβάνει δόµηση χαρτών εννοιών, και ανακτά µια έκδοση του βελτιωµένου Vee Heuristic [296]. Το πρώτο πλαίσιο περιλαµβάνει ένα σύνολο 11 ερωτήσεων, η κάθε µια απο τις οποίες µπορεί να θεωρηθεί ως βασικό ερώτηµα (focus question) για το βελτιωµένο Vee Heuristic. Μια άλλη επιλογή προκειµένου να γίνει διαχείριση των επι µέρους προβληµάτων που προσδιορίζονται από το πλαίσιο αυτό µε τρόπο τέτοιο που όλοι οι µαθητές να συνεισφέρουν το µερίδιό τους στην επίλυση ενός σύνθετου προβλήµατος, θα µπορούσε να είναι η ανάκτηση του προτύπου συνεργατικής µάθησης Jigsaw. Κάθε µοντέλο µάθησης εκφράζεται µέσω µιας ιδιότητας has task ως ένα template (πρότυπο) βασισµένο στο Learning design element. Αυτό πρακτικά σηµαίνει οτι κάθε δραστηριότητα (task) του µοντέλου µάθησης είναι ένα στιγµιότυπο (instance) των κλάσεων Act, Activity structure or Learning activity. Μαθησιακοί στόχοι, τύποι µαθησιακών και υποστηριτικών δραστηριοτήτων, ρόλοι και στρατηγικές αξιολόγησης µπορούν να προκαθορισθούν για κάθε δραστηριότητα(task) του µοντέλου. Ένα παράδειγµα που αφορά στο βελτιωµένο Vee Heuristic [296] απεικονίζεται στο Σχήµα 3.15, όπου η επιλέγεται και αναδεικνύεται η δραστηριότητα (task) <Construct a second concept map>. Με τον τρόπο αυτό διευκολύνονται τα επόµενα τρία βήµατα της διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού, ήτοι αυτών του προσδιορισµού των µαθησιακών στόχων, της κατάταξης των δραστηριοτήτων και της επιλογής στρατηγικών αξιολόγησης. Η ανάκτηση και επιλογή κατάλληλων πόρων διευκολύνεται µέσω αντιστοίχισης εννοιών του τοµέα µε ΜΑ και µαθησιακούς στόχους, όπως προαναφέρθηκε. 71

87 Σχήµα Ένα πλαίσιο (template) ενός Vee Heuristic Model 72

88 Σχήµα Στιγµιότυπα της κλάσης Representation format που µπορούν να διαµεσολαβήσουν για τη συµπλήρωση του βήµατος <Represent Ld> µιας διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού. 73

89 Τέλος ένας αριθµός τεχνουργηµάτων, στιγµιοτύπων (instances) της κλάσης Representation format, τα οποία θα µπορούσαν ενδεχοµένως να διαµεσολαβήσουν το τελευταίο βήµα, αυτό της αναπαράστασης ένος σεναρίου µάθησης, µε το όνοµα <represent Ld>, απεικονίζονται στο Σχήµα Οι ιδιότητες που θα µπορούσαν να χρησιµοποιηθούν ως κριτήρια για τη λήψη µιας τέτοιας απόφασης είναι: ο γενικός τύπος- general type (text, text/pattern, matrix, visual sequence, xml file), ο αριθµός και ο τύπος των αναπαριστώµενων στοιχείων, η περιγραφή (description),όπου παρέχονται νύξεις για την ενδεικνυόµενη χρήση κάθε µορφής αναπαράστασης, ή και ο βαθµός καταλληλότητας για διαφορετικές εφαρµογές ενός σεναρίου µάθησης, όπως είναι η φυλλοµέτρηση (browsing), η επιλογή-αξιολόγηση (choosing/evaluating), η ανάπτυξη (developing) και η εφαρµογή (implementing) [322]. 3.8.ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ Η τεχνική αξιολόγηση µιας οντολογίας περιλαµβάνει, όπως προαναφέρθηκε, επαλήθευση, που υποστηρίζεται απο το Protégé, και επικύρωση, που διεξάγεται µε τη βοήθεια ειδικών του αναπαριστώµενου τοµέα. Επιπλέον, για να εξακριβωθεί ο βαθµός στον οποίο η οντολογία παρέχει επαρκή εκφραστικότητα στους εκπαιδευτικούς προκειµένου να υποβάλλουν ερωτήµατα και να λάβουν απαντήσεις, που τους βοηθούν στο σχεδιασµό µαθησιακών δραστηριοτήτων για µια συγκεκριµένη περίπτωση µάθησης, οργανώθηκε µια διαδικασία αξιολόγησης. Μια οµάδα δεκατεσσάρων (14) εκπαιδευτικών πρωτοβάθµιας και δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης στην Ελλάδα, συµµετείχαν στη διαδικασία αυτή και συνέβαλλαν στην αξιολόγηση του προτεινοµένου πλαισίου µε τις πολύτιµες παρατηρήσεις τους. Οκτώ απο αυτούς είχαν εµπειρία στο πεδίο της περιβαλλοντικής εκπαίδευσης ενώ οι υπόλοιποι ενδιαφέρονταν να εισάγουν θέµατα βιώσιµης ενέργειας στη διδακτική τους πρακτική. Εφαρµόσθηκε η τεχνική Wizard of Oz [319] προκειµένου να αποτιµηθούν οι δυνατότητες του πλαισίου, όσον αφορά στη διευκόλυνση των εκπαιδευτικών να αναζητήσουν και να επιλέξουν τεχνουργήµατα, όπως ΜΑ και αφαιρετικές αναπαραστάσεις σεναρίων µάθησης, όπως µοντέλα µάθησης, γενικευµένα σενάρια µάθησης ή σχεδιαστικά πρότυπα (design patterns), κατάλληλα για την οργάνωση µαθησιακών δραστηριοτήτων στο επαιδευτικό τους περιβάλλον. Στην τεχνική αυτή ένα άτοµο παίζει το ρόλο του Wizard, έτσι ώστε να επιτρέψει στους χρήστες να αλληλεπιδράσουν µε ένα σύστηµα στο οποίο λείπουν κάποιες λειτουργίες. Με τον τρόπο αυτό κατέστη δυνατή η προσοµοίωση ενός συστήµατος (υπηρεσίας) αναζήτησης υποστηριζόµενου απο την οντολογία. Επιπλέον δόθηκε η δυνατότητα διερεύνησης των προσδοκιών των εκπαιδευτικών απο µια τέτοια προσέγγιση και της συµπεριφοράς/αντίδρασης σε σχέση µε την αρχικώς αναπτυχθείσα πειραµατική αποθήκη σχετικών τεχνουργηµάτων. Ζητήθηκε απο τους εκπαιδευτικούς να διατυπώσουν µια έως τρεις ερωτήσεις ανά κατηγορία για την αναζήτηση τέτοιων τεχνουργηµάτων σε µια ψηφιακή αποθήκη, που ουσιαστικά περιελάµβανε στιγµιότυπα (instances) των αντιστοίχων κλάσεων της οντολογίας. Οι ερωτήσεις αυτές «µεταφράσθηκαν» απο τον Wizard σε ερωτήσεις απευθυνόµενες στην οντολογία µέσω της λειτουργίας υποβολής ερωτήσεων του Protégé, του εργαλείου ανάπτυξης της οντολογίας. 74

90 Οι «µεταφρασµένες» ερωτήσεις µαζί µε τα ανακτηθέντα τεχνουργήµατα επεστράφηκαν στους εκπαιδευτικούς, απο τους οποίους ζητήθηκε: 1. να αξιολογήσουν την ποιότητα της «µετάφρασης» 2. να απαντήσουν αν τα ανακτηθέντα τεχνουργήµατα ήταν συνεπή µε την ερώτησή τους και χρήσιµα για το σκοπό που τα ήθελαν. Προκειµένου να διατυπώσουν οι εκπαιδευτικοί τις ερωτήσεις αναζήτησης αφαιρετικών αναπαραστάσεων σεναρίων µάθησης, είχαν τη δυνατότητα να τις επιλέξουν ή όχι από µιά λίστα προτάσεων, που περιέγραφε τα τεχνουργήµατα αυτά µε βάση το σκοπό/πρόκληση, που αυτά κάλυπταν/αντιµετώπιζαν (Πίνακας 2). Αυτό είχε ως σκοπό τη συλλογή των προσδοκιών των εκπαιδευτικών για αναπαραστάσεις που δεν συµπεριλαµβάνονται στην τρέχουσα λίστα. Πίνακας 2. Περιγραφή ενός δείγµατος αφαιρετικών αναπαραστάσεων σεναρίων µάθησης µε βάση το σκοπό/πρόκληση που καλύπτουν. 1.*Θέλεις να εµπλέξεις τους µαθητές σου στην επίλυση σύνθετων ανοικτών προβληµάτων. 2.*Θέλεις να εµπλέξεις τους µαθητές σου σε έρευνα δράσης, που συµπεριλαµβάνει εννοιολογική χαρτογράφηση 3.*Θέλεις να διδάξεις ένα πρόβληµα βιωσιµότητας 4.*Θέλεις οι µαθητές σου να επιλύσουν ένα πρόβληµα που έχει τεθεί από αυτούς 5.Θέλεις να εστιάσεις στην γενική εικόνα ενός θέµατος 6.Θέλεις οι µαθητές σου να συνεισφέρουν το µερίδιο που τους αναλογεί στην επίλυση ενός προβλήµατος 7.Θέλεις να µεγιστοποιήσεις τη µάθηση µέσω της συµµετοχής των µαθητών σου 8.Θέλεις να λάβεις υπ όψιν σου τα διαφορετικά ενδιαφέροντα και επίπεδα δεξιότητας 9.Θέλεις οι µαθητές σου να αποκτήσουν πρακτικές ή εξειδικευµένες σε έναν τοµέα δεξιότητες 10.Θέλεις οι µαθητές σου να εκτεθούν στην ιδέα οτι ένα πρόβληµα µπορεί να έχει πολλές λύσεις 11.Θέλεις να γεφυρώσεις το χάσµα µεταξύ του εκπαιδευτικού και του πραγµατικού κόσµου 12.Θέλεις οι µαθητές σου να εµπεδώσουν και να συσχετίσουν έννοιες 13.Θέλεις να παρέξεις στους µαθητές σου ένα περιβάλλον προσοµοίωσης για εµπειρική µάθηση 14.Θέλεις οι µαθητές να σκεφθούν για το παρελθόν και να συζητήσουν για το µέλλον 15.Θέλεις οι µαθητές να αναπτύξουν εργαλεία που θα χρησιµοποιήσουν στη συνέχεια 16.Οι µαθητές συνθλίβονται απο τη θεωρία 17.Οι µαθητές δεν γνωρίζουν πως να µαθαίνουν εκτός του τυπικού µαθησιακού περιβάλλοντος 18.Ελάχιστοι µαθητές συµµετέχουν, οι υπόλοιποι είναι ήσυχοι 19.Οι µαθητές ξεχνούν το περιεχόµενο της διδασκαλίας 20.Θέλεις οι µαθητές να οργανώσουν πρότερη γνώση και να αφοµοιώσουν νέες πληροφορίες. * Οι πρώτες τέσσερις προτάσεις αναφέρονται σε µοντέλα µάθησης ενώ οι υπόλοιπες σε γενικευµένα σενάρια µάθησης και σχεδιαστικά πρότυπα. Στην αρχική αυτή λίστα συµπεριλαβάνονται µοντέλα κατάλληλα για τον τοµέα της βιωσιµότητας, και είναι τα παρακάτω: 75

91 α) Ένας τρόπος ανάλυσης και διδασκαλίας ενός προβλήµατος βιωσιµότητας προτεινόµενος απο τους McKeown & Dendinger [2, p.19], ικανός να συνδεθεί µε την εξαγωγή µιας αλυσίδας σχέσεων αιτίου-αιτιατού (causal chain) βασισµένης στο πλαίσιο DPSIR. εδοµένου οτι κάθε ένα από τα βήµατα ανάλυσης που καθορίζει µπορεί να δεχθεί σαν είσοδο οποιοδήποτε µοντέλο µάθησης, το πλαίσιο αυτό ουσιαστικά συνδέει το µοντέλο του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας µε το µοντέλο µαθησιακού σχεδιασµού. β) Βασισµένη στο πρόβληµα µάθηση. γ) Βασισµένη στο Project µάθηση. δ) Ένα βασισµένο στην έρευνα δράσης µοντέλο, το οποίο συνδυάζει τη χρήση βελτιωµένων Vee Heuristics και εννοιολογικής χαρτογράφησης. Το µοντέλο αυτό έχει δοκιµασθεί και χρησιµοποιηθεί στην εκπαίδευση για τη βιώσιµη ανάπτυξη [45, 296]. Όσον αφορά στις αφαιρετικές λύσεις µαθησιακού σχεδιασµού, λαµβάνονται κυρίως απο τα Pedagogic Pattern Project [320], Learning Designs Project [321], Mod4L και LADIE projects [322]. Τα αποτελέσµατα της µελέτης συνοψίζονται στον Πίνακα 3. Ενδεικνύουν σε γενικές γραµµές µια θετική απόκριση εκ µέρους των εκπαιδευτικών. Αν και ο αριθµός των συµµετεχόντων είναι µικρός για να εξαχθούν ασφαλή συµπεράσµατα, υπάρχει διαφοροποίηση στις επιδόσεις µεταξύ ΜΑ και αφαιρετικών αναπαραστάσεων σεναρίων µάθησης. Αυτό πιθανώς αντανακλά το µεγαλύτερο βαθµό δυσκολίας στην περιγραφή ενός αφαιρετικού σεναρίου µάθησης συγκριτικά µε την περιγραφή του ΜΑ- περιεχοµένου. Επίσης µια µείωση της επίδοσης καταγράφηκε καθώς οδεύουµε απο την ποιότητα της µετάφρασης στη συνέπεια και τη χρησιµότητα. Αυτό µπορεί εν µέρει να καταλογισθεί στο σχετικά µικρό αριθµό αποθηκευµένων τεχνουργηµάτων στην πειραµατική ψηφιακή αποθήκη. Πίνακας 3. Συνοπτικά ποσοτικά αποτελέσµατα αξιολόγησης των δυνατοτήτων αναζήτησης και ανάκτησης της οντολογίας εκπεφρασµένα βάσει 5βάθµιας κλίµακας. Υποβληθείσες Ερωτήσεις Μετάφραση Ανάκτηση Κατηγορία Αριθµός Ποιότητα Συνέπεια Χρησιµότητα ΜΑ Αφαιρετικά Σενάρια Μάθησης a Σύνολο Σηµείωση. Η βαθµολόγηση αναφέρεται σε µέσες τιµές βασισµένες σε 5-βάθµια κλίµακα (1=ανεπαρκής, 5=πολύ καλή). a Ως Αφαιρετικά Σενάρια Μάθησης ορίζονται µοντέλα µάθησης, πρότυπα σεναρίων µάθησης (patterns) και γενικευµένα σενάρια µάθησης. Επιπροσθέτως, πριν τη διαδικασία που περιγράφηκε προηγουµένως, δόθηκαν στους εκπαιδευτικούς κατάλογοι πιθανών κριτηρίων αναζήτησης και επιλογής ΜΑ και αφαιρετικών αναπαραστάσεων σεναρίων µάθησης. Ζητήθηκε από τους εκπαιδευτικούς να επιλέξουν τα πλέον κατάλληλα µεταξύ αυτών, έχοντας επίσης την ευκαιρία να προτείνουν στοιχεία εκτός καταλόγου. Σκοπός της έρευνας ήταν να προσδιορισθούν ένα υποσύνολο των περιλαβανοµένων στο πρότυπο ΙΕΕΕ LOM περιγραφικών στοιχείων (LO Metadata profile), και ένα σύνολο περιγραφικών στοιχείων για αφαιρετικές αναπαραστάσεις σεναρίων µάθησης µε βάση τις προτιµήσεις των εκπαιδευτικών, προκειµένου να τις συγκρίνουµε µε τα αντίστοιχα τµήµατα της προτεινόµενης οντολογίας. 76

92 Πίνακας 4. Ποσοτικά αποτελέσµατα επισκόπησης για τον προσδιορισµό ενός υποσυνόλου του IEEE LOM (LOM application profile) Κριτήρια Υποσύνολο αναζήτησης (%) Υποσύνολο επιλογής(%) Αριθµός*** και τίτλος Κατάταξη** Απ a Ε b Ασ c 9.1.Σχετική έννοια τοµέα* Λέξη-κλειδί Εκπαιδευτικός τύπος* Τυπικό εύρος ηλικίας* Γνωστικό αντικείµενο * Τίτλος* Γλώσσα* Μαθησιακοί στόχοι * Τελικός χρήστης* Εκπαιδευτική βαθµίδα* Τυπική διάρκεια µάθησης * Βαθµός δυσκολίας Απαιτούµενη τεχνολογία Κάλυψη Επίπεδο διαδραστικότητας* Σηµασιολογική πυκνότητα ηµιουργός* Κόστος* Επίπεδο συσσώρευσης* Τύπος διαδραστικότητας Μορφή* Σχέση µε άλλο ΜΑ Μέγεθος* Ηµεροµηνία* Πνευµατικά δικαιώµατα * *Περιλαµβάνεται στο Μοντέλο Περιεχοµένου. ** Εκφρασµένο ως ποσοστό % της µέγιστης δυνατής βαθµολογίας. Βαθµολογούνται (από 15 έως 1) µόνο οι πρώτες 15 επιλογές των µετεχόντων. *** Εκφράζει την κατηγοριοποίηση του προτύπου IEEE LOM. a. Απαραίτητο. b. Επιθυµητό. c. Ασήµαντο. Απο τους εκπαιδευτικούς ζητήθηκε τόσο να κατατάξουν τα κριτήρια αναζήτησης µαθησιακών πόρων, όσο και να αποτιµήσουν κριτήρια επιλογής πόρων, ως απαραίτητα, επιθυµητά ή αδιάφορα, προκειµένου να προσδιορισθεί ένα υποσύνολο του IEEE LOM για αναζήτηση ΜΑ και ένα για επιλογή-αξιολόγηση των ΜΑ. Κάποια ποσοτικά αποτελέσµατα της επισκόπησης απεικονίζονται στους Πίνακες 4 και 5. Σε γενικές γραµµές τα αποτελέσµατα συµφωνούν µε τις επιλογές, που έχουν γίνει για τη δόµηση της οντολογίας. Κάποιες εξαιρέσεις αφορούν κυρίως το κριτήριο λέξηκλειδί (keyword) όσον αφορά στο µοντέλο περιεχοµένου, και η θεµατική περιοχή(subject area), η γλώσσα (language) και η απαιτούµενη τεχνολογία (required technology), σχετικά µε το σύνολο των περιγραφικών στοιχείων για αφαιρετικές αναπαραστάσεις σεναρίων µάθησης. 77

93 Πίνακας 5. Ποσοτικά αποτελέσµατα επισκόπησης µε σκοπό τον προσδιορισµό ενός συνόλου στοιχείων για την περιγραφή αφαιρετικών αναπαραστάσεων σεναρίων µάθησης Κριτήρια Υποσύνολο αναζήτησης (%) Υποσύνολο επιλογής(%) Κατάταξη ** Απ a Ε b Ασ c Σκοπός/Πρόκληση * Περιβάλλον/Κοινό* Εστίαση/Προσέγγιση* Βαθµός κατάτµησης* Θεµατική περιοχή Γλώσσα Γνωστικό αντικείµενο* Εφαρµογές/Παραδείγµατα * Τύπος αλληλεπίδρασης Αριθµός µαθητών Τίτλος* Τρόπος διανοµής Απαιτούµενη τεχνολογία Σχετικά τεχνουργήµατα * ηµιουργός* Κόστος Ηµεροµηνία Πνευµατικά δικαιώµατα Λύση* Αναφορές* Σχόλιο * Περιλαµβάνεται στο Μοντέλο σχεδιασµού ( Learning Design Model ). ** Εκφρασµένο ως ποσοστό % της µέγιστης δυνατής βαθµολογίας. Βαθµολογούνται (από 15 έως 1) µόνο οι πρώτες 15 επιλογές των µετεχόντων. a. Απαραίτητο. b. Επιθυµητό. c. Ασήµαντο. Ένα άλλο ζήτηµα, το οποίο προέκυψε από την αξιολόγηση των αποτελεσµάτων του συγκεκριµένου πειράµατος, σχετίζεται µε τα κριτήρια περιγραφικά στοιχεία, που χρησιµοποίησαν στην πράξη οι εκπαιδευτικοί προκειµένου να υποβάλλουν ερωτήσεις για τον εντοπισµό ΜΑ (Πίνακας 6). Όπως φαίνεται στον Πίνακα 6 κανείς εκπαιδευτικός δεν περιέγραψε το µαθησιακό υλικό µε βάση τους µαθησιακούς στόχους, τους οποίους αυτό εξυπηρετεί. Ωστόσο οι εκπαιδευτικοί κατέταξαν το σχετικό περιγραφικό στοιχείο (related learning objective), ως το 8 ο πιό σηµαντικό, ενώ σε ποσοστό 71.4% θεώρησαν το κριτήριο αυτό ως απαραίτητο, 21.4% ως επιθυµητό και µόνο 7.1% ως αδιάφορο για την επιλογή ΜΑ. Αυτό µπορεί να αποδοθεί στην εγγενή δυσκολία του εντοπισµού ΜΑ µέσω της χρήσης µαθησιακών στόχων, οι οποίοι δεν περιγράφονται µε µια δοµηµένη και κοινά αποδεκτή τυπική µορφή. Η δυσκολία αυτή αναδεικνύει τα πλεονεκτήµατα που υπάρχουν σε περιπτώσεις κατά τις οποίες «Κοινότητες Πρακτικής» χρησιµοποιούν µαθησιακούς στόχους, που έχουν περιγραφεί µε κοινά αποδεκτό σχήµα κατηγοριοποίησης και τυποποιηµένο λεξιλόγιο για την καταχώρηση και τον εντοπισµό µαθησιακών πόρων. 78

94 Πίνακας 6. Ποσοτικά αποτελέσµατα επισκόπησης για τον προσδιορισµό των κριτηρίων, που χρησιµοποιούν οι εκπαιδευτικοί για την αναζήτηση ΜΑ στο πεδίο της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενεργειακή ανάπτυξη, σε σχέση µε τα στοιχεία που περιλαµβάνονται ως ιδότητες στο Μοντέλο Περιεχοµένου ( Content Model ). Περιγραφικά στοιχεία ΜΑ στο Μοντέλο Περιεχοµένου Αριθµός** Τίτλος Αριθµός παρατηρήσεων Περιγραφικά στοιχεία ΜΑ χρησιµοποιούµενα από τους εκπαιδευτικούς Ποσοστό % του µέγιστου δυνατού σκόρ 9.1 Σχετική έννοια τοµέα* Εκπαιδευτικός τύπος* Τελικός χρήστης* Γλώσσα* Τυπικό ηλικιακό εύρος* Εκπαιδευτική βαθµίδα* Γνωστικό αντικείµενο * Βαθµός δυσκολίας Τίτλος* Επίπεδο συσσώρευσης* ηµιουργός* Ηµεροµηνία* Μορφή* Μέγεθος* Επίπεδο ιαδραστικότητας * Κόστος* Πνευµατικά δικαιώµατα* Σχετικός µαθησιακός στόχος* *Περιλαµβάνεται στο Μοντέλο Περιεχοµένου ( Content Model ). ** Εκφράζει την κατηγοριοποίηση του προτύπου IEEE LOM ΑΝΑΤΡΟΦΟ ΟΤΗΣΗ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΕΝΟΣ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΙΚΑΝΟΤΗΤΩΝ (COMPETENCY MODEL) ΣΤΟ ΠΡΟΤΑΘΕΝ ΠΛΑΙΣΙΟ. Στο σηµείο αυτό θεωρήθηκε εύλογο να διερευνηθεί η δυνατότητα έκφρασης των µαθησιακών στόχων µε ένα δοµηµένο τρόπο, ο οποίος στην πορεία πήρε τη µορφή ενός µοντέλου ικανοτήτων (competency model). Η προσπάθεια αυτή συνδυάσθηκε µε ένα επιπλέον ζήτηµα, αυτό της ενσωµάτωσης στο προταθέν πλαίσιο συνόλων ερωτήσεων που υποβοηθούν τη µάθηση στο πεδίο της βιώσιµης ενέργειας. Στην ενότητα αυτή συµπεριλαµβάνονται, ο προσδιορισµός των απαιτήσεων ενός τέτοιου µοντέλου, η σχετική βιβλιογραφία, το προτεινόµενο µοντέλο, πιθανές χρήσειςπεριπτώσεις εφαρµογής και κάποια συµπεράσµατα Προσδιορισµός απαιτήσεων ενός µοντέλου ικανοτήτων Προκειµένου να τεθεί µε σαφήνεια ο σκοπός µιας τέτοιας διερεύνησης, προσδιορίσθηκαν oi απαιτήσεις που θάπρεπε να εκπληρώνει το συγκεκριµένο µοντέλο : -Περιγραφή των µαθησιακών στόχων µε ρητό και δοµηµένο τρόπο, ο οποίος θα είναι ταυτόχρονα µηχανικά κατανοητός και επεξεργάσιµος.. Μια τέτοιου είδους περιγραφή στοχεύει στην ενίσχυση της δυνατότητας για σηµασιολογικό σχολιασµό, 79

95 εντοπισµό και επαναχρησιµοποίηση µαθησιακών πόρων. Όσον αφορά στο θέµα της επαναχρησιµοποίησης µαθησιακών πόρων, είναι ιδιαίτερα κρίσιµος ο ρητός ορισµός των εκπαιδευτικών στόχων, ανεξάρτητα από το βαθµό κατάτµησης (granularity) των πόρων ή από το αν πρόκειται να αποτιµηθούν µε τυπικό τρόπο ή όχι, αν και η αξιολόγηση παρέχει επιπροσθέτως τη δυνατότητα καταγραφής των ικανοτήτων του εκπαιδευοµένου (learner s competency)[324]. Επιπλέον, στην [310] υποστηρίζεται ότι απαιτείται ένα δοµικό (structural) µοντέλο ικανοτήτων (competency model). Σύµφωνα µε [325], η περιγραφή των µαθησιακών στόχων µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την ανάκτηση σχετικών ΜΑ, ενώ σχέσεις προαπαίτησης µπορούν να χρησιµοποιηθούν ως έναυσµα για την αναζήτηση περισσοτέρων ΜΑ που µπορεί τελικά να απαιτούνται για συγκεκριµένους µαθητές.. - Ευθυγράµµιση (Alignment) µε το υπάρχον, βασισµένο σε οντολογίες, πλαίσιο για το µαθησιακό σχεδιασµό στο πεδίο της εκπαίδευσης βιώσιµης ενέργειας. Αυτό πρακτικά συνεπάγεται οτι το µοντέλο θα πρέπει να έχει µια βασισµένη σε οντολογία δοµή και να είναι συµβατό σε γενικές γραµµές µε το εννοιολογικό µοντέλο της προδιαγραφής IMS LD [163]. Μια βασισµένη σε οντολογία δοµή συνιστάται ακόµη για να εκφρασθούν περίπλοκες λεπτοµέρειες σε σχήµατα αναπαράστασης ικανοτήτων-µαθησιακών στόχων (competency schemas) ειδικά στις περιπτώσεις κατα τις οποίες οι ικανότητες -µαθησιακοί στόχοι πρόκειται να συνδεθούν µε µαθησιακά υλικά και δραστηριότητες[325]. Όσον αφορά στη συµβατότητα µε την προδιαγραφή IMS LD [163], ο Paquette [310, p.9] υποστηρίζει οτι «ο µόνος τρόπος να περιγραφεί η γνώση που εµπεριέχεται σε ένα σχέδιο µάθησης, είναι ο προσδιορισµός προαιρετικών εκπαιδευτικών στόχων και προαπαιτήσεων για κάθε µονάδα µάθησης (Unit of learning) ως σύνολο και/ή για κάποιες µαθησιακές δραστηριότητες». Τονίζει επίσης οτι η σύνδεση µεταξύ κειµένων (documents), εργαλείων, µετεχόντων (actors) και δραστηριοτήτων µέσα σε µια µονάδα µάθησης (Unit of learning), και των γνώσεων και των ικανοτήτων που αυτά κατέχουν, περιέχουν ή επεξεργάζονται είναι βασικό στοιχείο για εφαρµογές σηµασιολογικού ιστού.. -Εκµετάλλευση προυπάρχουσας εργασίας στην περιοχή του µαθησιακού σχεδιασµού. Αυτό εκφράζει τη γενική κατεύθυνση του προταθέντος πλαισίου όσον αφορά στη στήριξη στην ιδέα-έννοια των «διαµεσολαβητικών τεχνουργηµάτων» (mediating artefacts), σύµφωνα µε την οποία αξιοποιείται η εργασία που έχει γίνει έως τώρα από εξειδικευµένους εκπαιδευτικούς, για να διαµεσολαβήση και να διευκολύνει τη διαδικασία µαθησιακού σχεδιασµού. -Κάλυψη της ανάγκης για ενσωµάτωση υπαρχόντων πλαισίων/συνόλων ερωτήσεων, που θα µπορούσαν να υποστηρίξουν την ανάλυση θεµάτων βωσιµότητας. Η ενσωµάτωση αυτή θα µπορούσε να ενισχύσει την οργάνωση της γνώσης και να διευκολύνει τη δόµηση σεναρίων µάθησης στον τοµέα της βιώσιµης ενέργειας. - υνατότητα εντοπισµού και έκφρασης µαθησιακών κενών- ελλείψεων όσον αφορά στην απόκτηση ικανοτήτων- κάλυψη µαθησιακών στόχων(competency gaps). Σύµφωνα µε το [326], κατά τη διάρκεια της µαθησιακής διαδικασίας απαιτείται εκτίµηση των κενών όσον αφορά στην απόκτηση ικανοτήτων - κάλυψη µαθησιακών στόχων (competency gaps) προκειµένου να προταθούν σε έναν εκπαιδευόµενο κατάλληλες µαθησιακές δραστηριότητες, επιτρέποντας έτσι την εξατοµίκευση της µάθησης. - υνατότητα υπαγωγής µαθησιακών στόχων-ικανοτήτων και ερωτήσεων σε αντίστοιχες γενικότερες(competencies subsumption). Αυτό θα µπορούσε να βοηθήσει τη δόµηση µαθησιακών διαδροµών (learning paths) σε συµφωνία µε τις ικανότητες µαθησιακούς στόχους που πρέπει να αποκτηθούν-επιτευχθούν από τους εκπαιδευοµένους [326]. 80

96 Σχετική βιβλιογραφία Οι υπάρχουσες σχετικές προσεγγίσεις κατηγοριοποιούνται, προκειµένου να παρατεθούν στη συγκεκριµένη ενότητα, σε προσπάθειες προτυποποίησης (standardization efforts) και σε προτάσεις βασισµένων σε οντολογίες µοντέλων ικανοτήτων -µαθησιακών στόχων. Οι σχετικές προσπάθειες προτυποποίησης µε σκοπό την κάλυψη της ανάγκης για κοινή αντίληψη-κατανόηση, ενιαία µορφή αναφοράς και καταχώρησης ικανοτήτων- µαθησιακών στόχων (competencies), όπως η προδιαγραφή IMS Reusable Definition of Competency or Educational Objective [RDCEO] [324] ή το πρότυπο HR-XML [328], έχουν ωστόσο υψηλό βαθµό αφαίρεσης και δεν αντιµετωπίζουν-καλύπτουν το θέµα της κατηγοριοποίησης των ικανοτήτων-µαθησιακών στόχων (competencies). Αν και στην προδιαγραφή IMS LD [163] δηλώνεται οτι µοντέλα ικανοτήτων, όπως το IMS RCDEO, µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την περιγραφή µαθησιακών στόχων, εν τούτοις τέτοια µοντέλα υστερούν ως προς τη σηµασιολογική περιγραφή, που θα επέτρεπε την επεξεργασία απο υπολογιστές [325]. Η βασική τους πληροφορία είναι ένας µη δοµηµένος, βασισµένος σε κείµενο ορισµός της ικανότητας-µαθησιακού στόχου (competency), ο οποίος θα πρέπει να γίνει ακριβέστερος µέσω ενός καθορισµένου απο το χρήστη µοντέλου της δοµής µιας ικανότητας-µαθησιακού στόχου (competency). Η συνένωση ικανοτήτων στόχων σε γενικότερους δεν καλύπτεται, ενώ δεν καθορίζεται το πως θα αποτιµηθεί η επίτευξή τους ή το πως θα χρησιµοποιηθούν ως τµήµα µιας διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού [324]. Σύµφωνα µε [327, p.42] τα HR-XML[328] και IMS RDCEO [324] «δεν δύνανται να εξυπηρετήσουν την αναπαράσταση περίπλοκων ικανοτήτων-µαθησακών στόχων (competencies), να συνδέσουν ικανότητεςστόχους επαρκώς, να υποστηρίξουν συγκρίσεις δεδοµένων ικανοτήτων-στόχων µεταξύ διαφορετικών κοινοτήτων, ή να υποστηρίξουν καταγραφή του επιπέδου γνώσεων του εκπαιδευοµένου». Όσον αφορά στις βασισµένες σε οντολογίες προτάσεις µοντελοποίησης των ικανοτήτων µαθησιακών στόχων, µια σειρά απο αυτές περιγράφεται σύντοµα στη συνέχεια. Ως πρώτη περίπτωση καταγράφεται αυτή του LUISA framework [329], το οποίο αξιοποιεί ένα βασισµένο σε οντολογίες µοντέλο ικανοτήτων στόχων για σχολιασµό, αναζήτηση και ανάκτηση µαθησιακών πόρων. Απαρτίζεται απο δύο οντολογίες, µία για την περιγραφή µαθησιακών πόρων, βασισµένη στο πρότυπο IEEE LOM, και µία για την περιγραφή υπαρχόντων και επιδιωκωµένων στόχων-ικανοτήτων για µαθητές και πόρους, βασισµένη σε Human Resources competencies. Η δεύτερη περίπτωση αφορά σε µια προσέγγιση του Paquete [310] µε πολλές οµοιότητες µε την ακολουθούµενη στην παρούσα εργασία, ωστόσο εκεί χρησιµοποιείται µια υπο-οντολογία γενικών δεξιοτήτων αντι της ταξονοµίας του Bloom [333], και δεν υπάρχει ρητή αναφορά σε µια οντότητα αποτίµησης (assessment entity). Στην [327] επίσης, προτάθηκε ένα µοντέλο ικανοτήτων (competency model) συνοδευόµενο απο ένα σύστηµα αυτόµατης παραγωγής ερωτήσεων βασισµένο σε πρότυπα (templates). Η προσέγγιση αυτή περιλαµβάνει µια οντολογική βάση δεδοµένων, που αναπαριστά την προς αξιολόγηση επιδιωκόµενη µαθησιακή έκβαση, µε µια σειρά µεγεθών, µεταξύ των οποίων το επίπεδο της γνωστικής ικανότητας και το µελετώµενο θέµα, βασισµένα σε εκπαιδευτικές ταξονοµίες. Ακόµη, στην [331] προτείνεται µια µέθοδο διαχωρισµού των εκπαιδευτικών προσδοκιών µέσω αποδόµησής τους σε έννοιες (concepts) και δεξιότητες (skills), και ανάπτυξη δύο αντιστοίχων οντολογιών. Στην προσέγγιση αυτή περιλαµβάνονται οντότητες αποτίµησης, υπο τον όρο assessment objects, χωρίς να αναλύονται λεπτοµερέστερα σχέσεις που τις αφορούν. Επιπλέον γίνεται αναφορά γενικώς σε γνωστικές δεξιότητες χωρίς διαχωρισµό σε τοµείς εκπαιδευτικών στόχων. 81

97 Τέλος µια προσπάθεια ενσωµάτωσης οντολογιών, διαχείρισης της απόκτησης ικανοτήτων και ηλεκτρονικής µάθησης (e-learning) αναλήφθηκε στην [330] Προτεινόµενο µοντέλο ικανοτήτων Λαµβανοµένου υπ όψιν του µεγάλου βαθµού αφαίρεσης των σχετικών προτύπων και προδιαγραφών, τα οποία απαιτούν την ύπαρξη ενός καθορισµένου απο το χρήστη δοµικού µοντέλου, και σε ανταπόκριση των σχετικών τρεχουσών προσεγγίσεων της επιστηµονικής κοινότητας, προτείνεται-εισάγεται ένα βασισµένο σε οντολογίες µοντέλο κανοτήτων- µαθησιακών στόχων. Σκοπός του συγκεκριµένου µοντέλου είναι ο καθορισµός σχέσεων µεταξύ ΜΑ, εκπαιδευοµένων, δραστηριοτήτων, µαθησιακών στόχων/ικανοτήτων και γνώσεων στον τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, και η κάλυψη εν γένει των καθορισθεισών στην ενότητα (3.8.1) απαιτήσεων. Οι βασικές έννοιες του µοντέλου απεικονίζονται στο Σχήµα Σχήµα Η top level οντολογία του µοντέλου ικανοτήτων Η οντολογία αναπτύχθηκε µε το σχετικό εργαλείο Protégé 3.4 beta, ενώ για τις οπτικές αναπαραστάσεις χρησιµοποιήθηκε το Ontoviz, ένα plug-in ενσωµατωµένο στο συγκεκριµένο ontology editor. Η ικανότητα ( Competency ) ορίσθηκε στη βάση ενός γενικού τύπου ικανότητας ( Competency Type ), µιας οντότητας γνώσης ( Knowledge Entity) και µιας κλίµακας προόδου ( Proficiency ), συνδυασµένων και εκπεφρασµένων υπο τη µορφή µιας δήλωσης ( Definition Statement ). Θα πρέπει να σηµειωθεί ότι ο όρος competency, σε συµφωνία µε 82

98 τη προδιαγραφή IMS RDCEO [324], περιλαµβάνει τόσο τους µαθησιακούς στόχους (εκείνα τα οποία επιδιώκονται) όσο και τις ικανότητες (εκείνα τα οποία κατορθώνονται). Όπως φαίνεται στο Σχήµα 3.17, ο όρος competency µπορεί να εκφρασθεί ως προαπαίτηση (HasPrerequisite), τρέχουσα ικανότητα (HasActualCompetency), ή επιδιωκόµενη ικανότητα- µαθησιακός στόχος (HasObjective), µέσω ιδιοτήτων τύπου αντικειµένου (object properties), που σχολιάζουν ρόλους (π.χ. µαθητής, εκπαιδευτικός), µαθησιακές δραστηριότητες και ΜΑ. Ο ορισµός ικανοτήτων γενικού τύπου ( Competency Type ) και του επιπέδου κατοχής γνώσης (mastery level) στον τοµέα της βιώσιµης ενέργειας βασίσθηκαν στην κατηγοριοποίηση σε τρεις τοµείς της ταξονοµίας µαθησιακών στόχων του Bloom [333]. Η συγκεκριµένη ταξονοµία συνιστά ένα δοκιµασµένο και ευρέως διαδεδοµένο τεχνούργηµα το οποίο ευνοεί τη διαλειτουργικότητα και τη δυνατότητητα αξιοποίησης της σχετικής εργασίας, που έχει επενδυθεί σε αυτό µέχρι τώρα απο ειδικούς του εκπαιδευτικού χώρου. Το θέµα της αξιοποίησης αφορά κυρίως, στη συγκεκριµένη περίπτωση, ενδεχόµενη αντιστοίχιση σύνδεση µεταξύ των επιπέδων της ταξονοµίας και τεχνουργηµάτων, όπως ρηµάτων που περιγράφουν τύπους δραστηριότητας, τύπους ερωτήσεων, ή τύπους αξιολόγησης, που θα µπορούσαν να ενσωµατωθούν στο προτεινόµενο µοντέλο ικανοτήτων. Έτσι για παράδειγµα αντιστοιχίσεις µεταξύ επιπέδων γνωστικής πολυπλοκότητας και τύπους ερωτήσεων ή τύπους αξιολόγησης ενσωµατωµένους στην οντολογία θα µπορούσαν να παρέχουν νύξεις σχετικά µε την επιλογή κατάλληλων τύπων αξιολόγησης για µια περίπτωση µάθησης, στο βαθµό που έχουν καθορισθεί οι µαθησιακοί στόχοι. Στο Σχήµα 3.18 ο τύπος Attributing που ανήκει στο τέταρτο επίπεδο γνωστικής πολυπλοκότητας (δηλ. Analyze ) προβάλλεται µαζί µε τους τρείς τοµείς της ταξονοµίας του Bloom [333] (δηλ. γνωστικός, συναισθηµατικός και ψυχοκινητικός). Οι τρείς αυτοί τοµείς της ταξονοµίας βασίζονται στην αναθεωρηµένη ταξονοµία του Bloom [332], στην ταξονοµία των Krathwohl, Bloom & Masia [334] και στην ταξονοµία του Dave [335] αντιστοίχως. Η διάσταση της γνώσης (knowledge dimension) της αναθεωρηµένης ταξονοµίας του Bloom [332] διαχωρίζεται αρχικά από αυτή της γνωστικής λειτουργίας (cognitive dimension) και αφού συνδυασθεί µε τον τοµέα (αφορά στη βιώσιµη ενέργεια) µέσω της ιδιότητας related domain concept ορίζειαναπαριστά µια οντότητα γνώσης ( Knowledge Entity ) η οποία χρησιµοποιείται ως τµήµα της δήλωσης ικανότητας - επάρκειας ( Competency Statement ). Καθορίσθηκε επίσης µια κλίµακα προόδου (proficiency scale) ως ανώτατου, ανώτερου, µέσου και οριακού επιπέδου κατοχής-κτήσης ικανοτήτων (expert, superior, average and marginal) εκφρασµένη επίσης σε µια δεκαβάθµια αριθµητική κλίµακα (από1-10) [330]. Οι κλάσεις Competency Question και Product είναι υποκλάσεις της κλάσης Αssessment entity, η οποία αναπαριστά την απόδειξη κτήσης κάποιας ικανότητας επίτευξης µαθησιακού στόχου. Σύµφωνα µε [325] απαιτείται περαιτέρω έρευνα σχετικά µε την αξιολόγηση επάρκειας-κτήσης ικανοτήτων και τη σύνθεση µαθησιακών δραστηριοτήτων που θα πληρούν πολύπλοκες απαιτήσεις επάρκειας. Οι ερωτήσεις επάρκειας µιας οντολογίας (Competency questions) ορίζονται στη σχετική βιβλιογραφία [261], ως ερωτήσεις, στις οποίες θα είναι ικανή να απαντήσει µια βάση γνώσης που στηρίζεται στην οντολογία αυτή. Στην προκειµένη περίπτωση ο όρος επεκτείνεται προκειµένου να συµπεριλάβει επιπλέον ερωτήσεις που αξιολογούν την κατοχή κάποιας ικανότητας απο ένα µαθητή. 83

99 Σχήµα Τύποι γνωστικών δεξιοτήτων: προβάλλεται ο τύπος attributing 84

100 Σχήµα Απεικόνιση σχέσεων που αφορούν σε ένα στιγµιότυπο της κλάσης Competency question 85

101 Πιθανές χρήσεις- Περιπτώσεις εφαρµογής Η δοµή του συγκεκριµένου µοντέλου επιτρέπει ακριβέστερη (µέσω προσθήκης µιας παραµέτρου µαθησιακού στόχου-ικανότητας), βασισµένη σε έννοιες του τοµέα αναζήτηση µαθησιακών πόρων, καθώς κάθε ορισµός µαθησιακού στόχου-ικανότητας συνδέεται µε µία ή περισσότερες έννοιες του τοµέα. Επιπλέον παρέχει τη δυνατότητα αποθήκευσης και ανάκτησης ερωτήσεων σχετικών µε µια έννοια του τοµέα, που αποτιµούν την κατοχή κάποιας ικανότητας, και/ή τη δυνατότητα υπόδειξης ερωτήσεων ή τύπων ερωτήσεων κατάλληλων για µια περίπτωση µάθησης. Τέτοια δυνατότητα είναι ιδιαίτερα ελκυστική, δεδοµένου οτι οι ερωτήσεις αποτελούν απτό στοιχείο για να αρχίσει κανείς να οργανώνει ένα σενάριο µάθησης. Οι ερωτήσεις µπορεί να είναι είτε ανεξάρτητες, αντιστοιχιζόµενες από ειδικούς σε έννοιες της οντολογίας του τοµέα, είτε να απαρτίζουν ένιαίο σύνολο και να λειτουργούν ως πλαίσιο διερεύνησης ενός θέµατος του τοµέα. Σχέσεις µεταξύ ερωτήσεων µπορούν να προσδιορισθούν µέσω ιδιοτήτων αντικειµένου (object properties) όπως HasPart και IsPartOf. Μια περίπτωση που αφορά στη δηµιουργία στιγµιοτύπων της κλάσης Competency question είναι ένα πλαίσιο προτεινόµενο απο τους Mckeown και Dendinger [2, σ.19] για την ανάλυση και τη διδασκαλία περιβαλλοντικών θεµάτων. Το πλαίσιο αυτό µπορεί να αντιστοιχηθεί (Πίνακας 7) µε το πλαίσιο DPSIR [311]. εδοµένου οτι η οντολογία του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας (αντιστοιχεί στο Domain concept ) βασίζεται στο πλαίσιο DPSIR, η αντιστοιχία αυτή µπορεί εύκολα να ενσωµατωθεί στην οντολογία. Μια άλλη περίπτωση αφορά σε ένα σύνολο έξι ερωτήσεων αποτίµησης της προόδου της βιώσιµης ενεργειακής ανάπτυξης σε µια κοινωνία. Οι ερωτήσεις αυτές, σε µιά αναφορά του EEA [311, p.22] αντιστοιχίζονται µε συγκεκριµένους ενεργειακούς δείκτες οργανωµένους µε βάση το πλαίσιο DPSIR. Παραδείγµατος χάριν, ένας αριθµός από ενεργειακούς δείκτες που αντιπροσωπεύουν υποκλάσεις της κλάσης Pressure της οντολογίας του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, όπως greenhouse gas emission, air pollutant emission, contaminant discharges, generation of radioactive wastes, land area taken by energy facilities, και poorest income to energy prices, σχετίζονται µε την ερώτηση Is the use of energy having less impact on the environment, the economy and the society? (η ερώτηση έχει ελαφρώς τροποποιηθεί προκειµένου να συµπεριληφθεί εκτός του περιβάλλοντος, η οικονοµία και η κοινωνία). Κάθε µια από τις ερωτήσεις αυτές θα µπορούσαν εκ των προτέρων να αναλυθούν και να συνδεθούν µε ικανότητες (competencies), που αντιστοιχούνται σε εκπαιδευόµενους, ΜΑ και µαθησιακές δραστηριότητες, προκειµένου να διαµορφωθεί ουσιαστικά ένα ηµιτελές προκαθορισµένο σχεδιαστικό πρότυπο (template 90 ). Το πρότυπο αυτό θα µπορούσε να λειτουργήσει ως σκελετός-πλαίσιο για τη δόµηση σχετικών µαθησιακών δραστηριοτήτων. Ένα στιγµιότυπο τέτοιων σχέσεων, όσον αφορά στην προαναφερθείσα ερώτηση, απεικονίζεται στο Σχήµα Κάθε εκπαιδευόµενος θα µπορούσε επίσης να αντιστοιχηθεί-συνδεθεί µε το επίπεδο γνωστικής πολυπλοκότητας (cognitive complexity) και το επίπεδο επάρκειας (proficiency level) κατά την είσοδό του σε µια µαθησιακή διαδικασία και τα προσδοκώµενα επίπεδα-στόχους (target levels), σε συνδυασµό µε µια οντότητα γνώσης ( Knowledge Entity ). 90 Template : αχνάρι (κν. πατρόν), οδηγός, στάµπο, (Η/Υ) πρότυπο- (το ορίζουµε ουσιαστικά ως objectoriented design pattern)[ 86

102 Πίνακας 7. Αντιστοίχιση µεταξύ των πλαισίων Mckeown & Dendinger και DPSIR. Πλαισιο διαπραγµάτευσης ενός θέµατος βιώσιµης ανάπτυξης, Αντίστοιχο των Mckeown & Dendinger στοιχείο του πλαισίου DPSIR 1.Ποιές είναι οι κύριες ιστορικές και τρέχουσες αιτίες του D προβλήµατος; 2.Ποιά είναι η γεωγραφική κλίµακα, η χωρική κατανοµή και η διάρκεια του προβλήµατος; 3.Ποιοί είναι οι κύριοι κίνδυνοι και οι συνέπειες για το φυσικό περιβάλλον; 4.Ποιοί είναι οι κύριοι κίνδυνοι και οι συνέπειες για τα ανθρώπινα συστήµατα; 5.Ποιές είναι οι οικονοµικές συνέπειες; 6.Ποιές είναι οι κύριες επι του παρόντος εφαρµοζόµενες ή προτεινόµενες λύσεις; 7.Ποιά είναι τα εµπόδια στις λύσεις αυτές; 8.Ποιές κύριες κοινωνικές αξίες εµπλέκονται ή καταστρατηγούνται από τις λύσεις αυτές; 9.Ποιές κοινωνικές οµάδες θα επηρεασθούν αρνητικά από ή θα επιβαρυνθούν το κόστος των λύσεων αυτών; 10.Ποιά είναι η τρέχουσα πολιτική κατάσταση του προβλήµατος; 11.Πως συνδέεται το ζήτηµα αυτό µε άλλα περιβαλλοντικά ζητήµατα; Σύνδεση µεταξύ D & P, πρότυπα κατανοµής I I I R Σύνδεση µεταξύ R & D Σύνδεση µεταξύ R&S Σύνδεση µεταξύ R&I Σύνδεση µεταξύ R&I I Συµπεράσµατα Τα αποτελέσµατα του πειράµατος αξιολόγησης σχετικά µε τα περιγραφικά στοιχεία που χρησιµοποιούν οι εκπαιδευτικοί προκειµένου να αναζητήσουν ΜΑ σε µια ψηφιακή αποθήκη, έδειξαν οτι το πλαίσιο, που αναπτύχθηκε για την υποστήριξη του µαθησιακού σχεδιασµού στον τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, είναι σε γενικές γραµµές σε συµφωνία µε την πρακτική των εκπαιδευτικών και υποστηρίζει το σηµασιολογικό σχολιασµό και την ανάκτηση ΜΑ. Ωστόσο ταυτόχρονα αναδύθηκε η ανάγκη για ορισµό των µαθησιακών στόχων µε δοµηµένο και τυπικό τρόπο, ενώ στην πορεία κατά τη βιβλιογραφική διερεύνηση διαφάνηκε και υπογραµµίσθηκε ο ρόλος των µαθησιακών στόχων ως κεντρικού ενοποιητικού στοιχείου των διαφορετικών συνιστωσών ενός σεναρίου µάθησης. Επιπλέον προκειµένου να καλυφθούν µε το βέλτιστο τρόπο οι συγκεκριµένες απαιτήσεις ορισµού των µαθησιακών στόχων προκρίθηκε η λύση της δόµησης ενός βασισµένου σε οντολογίες µοντέλου ικανοτήτων (competency model). Το προτεινόµενο µοντέλο ενσωµατώθηκε στο υπάρχον πλαίσιο και ουσιαστικά διασυνδέει τα άλλα τρία µοντέλα- οντολογίες (δηλ. του περιεχοµένου, του µαθησιακού σχεδιασµού και του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας). Το µοντέλο καθιστά δυνατή την περιγραφή, αναζήτηση και ανάκτηση µαθησιακών πόρων καθώς και την υποστήριξη εξαγωγής συµπερασµάτων (reasoning) µε βάση παραµέτρους µαθησιακών στόχων, 87

103 προκειµένου να καλυφθούν ελλείψεις σχετικά µε την εκπλήρωση των στόχων αυτών (competency gaps). Με τον τρόπο αυτό θα µπορούσε να υποστηριχθεί εξατοµίκευση της µάθησης, αυξάνοντας το επίπεδο των αποκτωµένων απο τους µαθητές ικανοτήτων. Η αποτελεσµατικότητα της λειτουργίας αυτής εξαρτάται βεβαίως απο την ακριβή αντιστοίχιση µεταξύ επιπέδου ικανοτήτων των εκπαιδευοµένων και κατάλληλων ΜΑ. 88

104 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ WIKI-SEEDWIKI 89

105 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ: ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ WIKI-SEEDWIKI 4.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ H φάση της συγγραφής αποτελεί ένα µόνο τµήµα του κύκλου ζωής ενός σεναρίου µάθησης. Τα άλλα τµήµατα είναι η παραγωγή και η διανοµή. Η παραγωγή προϋποθέτει είτε την ύπαρξη λογισµικού εκτέλεσης των σεναρίων µάθησης είτε την ανάπτυξη Κοινότητας Πρακτικής, και η διανοµή την εφαρµογή των σεναρίων σε πραγµατικές συνθήκες [214]. Η ανάπτυξη µιας Κοινότητας Πρακτικής για την ανταλλαγή σεναρίων µάθησης και εµπειριών συνδέεται µε την παράλληλη ανάπτυξη σχετικών εργαλείων στον Παγκόσµιο Ιστό (WWW) [192]. Μια τέτοια κατηγορία δηµοφιλών εργαλείων, που υποστηρίζει όλο και περισσότερες κοινότητες να παράγουν συνεργατικά και να ανταλλάξουν γνώσεις είναι τα Wikis [298]. Επιπλέον η ανάπτυξη µιάς Κοινότητας Πρακτικής είναι απαραίτητη και για το λόγο της πρακτικής λειτουργίας ενός τέτοιου εργαλείου, ώστε να παρέχεται συλλογική υποστήριξη των λειτουργιών, που απαιτούνται για την συλλογή και καταχώρηση µαθησιακών πόρων, την συντήρησή του (ενηµέρωση και επέκταση), και τη σχέση κόστους ωφέλους, υπό την έννοια της αξιοποίησης του χρόνου και του κόπου, που αναλώνεται για τη δόµηση ενός σεναρίου µάθησης. Ακόµη, όπως προαναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 2, τεχνολογίες σηµασιολογικού ιστού µπορούν να συνδυασθούν µε τεχνολογίες wiki για την ανάπτυξη σηµασιολογικών (semantic) wikis. Τα σηµασιολογικά wikis συνδυάζουν τη φιλικότητα προς το χρήστη των wikis, ως Κοινωνικών Μέσων (Social Software), που παρέχουν στους χρήστες την ελευθερία να επιλέξουν διαδικασίες σύµφωνα µε τις προτιµήσεις τους και υποστηρίζουν την παραγωγή περιεχοµένου και τη συνεργασία όποτε και οπουδήποτε, µε τη δυνατότητα δόµησης πληροφοριών για εύκολη ανάκτηση, επαναχρησιµοποίηση και ανταλλαγή µεταξύ διαφορετικών συστηµάτων και εργαλείων, που παρέχουν οι τεχνολογίες σηµασιολογικού ιστού. Επιπλέον µοντέλα µάθησης όπως συνεργατική µάθηση και µάθηση σε οµάδες, που ταιριάζουν εγγενώς µε περιβάλλοντα wiki, καθίστανται όλο και σηµαντικότερα καθώς τα προβλήµατα συνήθως λύνονται µέσω στα πλαίσια µιας οµάδας και όχι από µεµονωµένα άτοµα. [299, 300]. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα στην περίπτωση της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ανάπτυξη, δεδοµένου οτι η βιώσιµη ανάπτυξη είναι µάλλον αποτέλεσµα συναίνεσης µεταξύ ατόµων µε διαφορετικά συµφέροντα-ενδιαφέροντα, παρά µια άκαµπτη λύση προτεινόµενη από ένα ειδικό. Τέλος ο συνδυασµός wiki και τεχνολογιών σηµασιολογικού ιστού ευθυγραµµίζεται µε τις απαιτήσεις για δια βίου µάθηση και ευέλικτα µαθησιακά περιβάλλοντα [300] SEED WIKI: ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ SEMANTIC MEDIAWIKI Λαµβάνοντας υπ όψιν τα παραπάνω έγινε µια προσπάθεια ενσωµάτωσης του προτεινοµένου στην παρούσα διατριβή πλαισίου µε την πλατφόρµα Semantic MediaWiki (SMW) [336], η οποία θεωρήθηκε οτι αποτελεί κατάλληλο περιβάλλον, όσον αφορά στην χρηστικότητα και την εκφραστικότητα της, για την ανάπτυξη και την υποστήριξη µιας Κοινότητας Πρακτικής στην περιοχή της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενέργεια. Έτσι προέκυψε το SEEDWiki (Sustainable Energy Education Wiki), ένα βασισµένο στον ιστό (web based) εργαλείο, που υποστηρίζει τη συνεργατική δόµηση, βελτίωση και ανταλλαγή/διάδοση σεναρίων µάθησης στο πεδίο της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη 90

106 ενέργεια. Οι δραστηριότητες αυτές θεωρούνται ως συνεργατικές διαδικασίες διδασκαλίας και µάθησης. Το SMW είναι µια προέκταση του MediaWiki, µιας πλατφόρµας που χρησιµοποιείται απο το δηµοφιλές Wikipedia. Το γεγονός αυτό συνεπάγεται ένα πλεονέκτηµα ευχρηστίας για την πλατφόρµα αυτή, η οποία σύµφωνα µε τους δηµιουργούς της αντιµετωπίζει τα βασικά προβλήµατα των σηµερινών wikis, όπως η συνέπεια του περιεχοµένου, η πρόσβαση στη γνώση και η επαναχρησιµοποίησή της γνώσης [336]. Το SMW είναι ίσως η πιο διαδεδοµένη και πιο ώριµη πλατφόρµα wiki [337], µε µεγάλη ποικιλία διαθέσιµων επεκτάσεων (plug-ins) όπως SMWHalo, SemanticForms, SemanticGardening, SWMOntologyEditor, SemanticResultFormats, SemanticCompoundQueries, SemanticGraph, and RichMedia, οι οποίες υποστηρίζουν και ενισχύουν τις λειτουργίες της προσθήκης, επεξεργασίας, σχολιασµού, φυλλοµέτρησης, επίδειξης, εισαγωγής και εξαγωγής δεδοµένων και τις αλληλοσυσχετίσεις τους. Η επιλογή µιας πλατφόρµας σηµασιολογικού wiki δικαιολογείται από διάφορους λόγους. Πρώτα απ όλα µπορεί να εξασφαλίσει ένα βασισµένο στον ιστό εργαλείο και διεπιφάνεια χρήστη για την αναπαράσταση των διαφόρων συστατικών του βασισµένου σε οντολογίες πλαισίου (δηλαδή των µοντέλων τοµέα, περιεχοµένου, µαθησιακού σχεδιασµού, και ικανοτήτων). Κατά δεύτερο λόγο ένα wiki συνιστά ένα προσβάσιµο περιβάλλον για συνεργατική δόµηση της γνώσης σε έναν τοµέα, όντας αρκετά οικεία εφαρµογή για τυπικούς χρήστες και απαιτώντας µόνο ένα φυλλοµετρητή ιστού (web-browser) από αυτούς προκειµένου να τον χρησιµοποιήσουν. Επιπλέον ένα σηµασιολογικό wiki υποστηρίζει το σηµασιολογικό σχολιασµό και ανάκτηση σελίδων. Ακόµη µια τέτοια πλατφόρµα θα µπορούσε να υποστηρίξει τη συνεργατική δόµηση και βελτίωση όχι µόνο σεναρίων µάθησης αλλά και της υποκείµενης οντολογίας. Αυτό πρακτικά θα µπορούσε να διευκολυνθεί µε τη χρήση προκαθορισµένων προτύπων (templates) επιτρέποντας την τυποποίηση άτυπων περιγραφών προστιθεµένων στο wiki. Μια σηµασιολογική φόρµα που πραγµατοποιεί ένα τέτοιο πρότυπο (template) είναι το κοµβικό στοιχείο για τη φιλικότητα της εφαρµογής προς το χρήστη. Έτσι ο χρήστης δεν χρειάζεται να γνωρίζει κανένα ιδιαίτερο συντακτικό ή γλώσσα για να συµµετέχει σε µια διαδικασία µαθησιακού σχεδιασµού. Μέσω της ενσωµάτωσης του βασισµένου σε οντολογίες πλαισίου στην πλατφόρµα SMW, πρακτικά εισάγεται µια δοµή-σκελετός για τη συµπλήρωση του wiki. Μια άλλη πτυχή που λήφθηκε υπ όψιν ήταν η δυνατότητα για βασισµένη στο περιβάλλον πλοήγηση (context-based navigation). Οι σχέσεις µεταξύ των ιστοσελίδων του, οι οποίες προσδιορίζονται απο την οντολογία της βιώσιµης ενέργειας, µπορούν να υποστηρίξουν πλοήγηση µεταξύ µαθησιακών πόρων, µε βάση ένα αιτιολογικό βρόγχο DPSIR, βοηθώντας το χρήστη να αποκτήση µια συνολική εικόνα για ένα θέµα βιώσιµης ενέργειας. Μια τέτοια προοπτική θα µπορούσε να υλοποιηθεί µε οπτική απεικόνιση τέτοιων βρόγχων, σε συνδυασµό µε σχετικά inline ερωτήµατα (queries). 4.3.ΣΕΝΑΡΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ SEED WIKI Κάποια σενάρια εφαρµογής του SEEDWiki, που εµπλέκουν εκπαιδευτικούς ανταλλάσσοντες γνώσεις σχετικά µε θέµατα βιώσιµης ενέργειας, περιλαµβάνουν την υποστήριξη και καθοδήγηση χρηστών ώστε να συνεισφέρουν µαθησιακό περιεχόµενο ή αλλο υλικό όπως µοντέλα µάθησης ή γενικευµένα σενάρια µάθησης και σχεδιαστικά πρότυπα (design patterns), εµπλουτισµένα µε σηµασιολογικούς σχολιασµούς. 91

107 Σχήµα 4.1. Φόρµα συνεισφοράς περιεχοµένου Έτσι µια κοινότητα εκπαιδευτικών ενδιαφεροµένων για θέµατα βιώσιµης ενέργειας θα µπορούσε να «ανεβάσει» (upload) ή να σχολιάσει τέτοιο υλικό, συσχετίζοντάς το µε άλλες έννοιες, που αναφέρονται στο wiki. Μια προκαθορισµένη φόρµα είναι το βασικό στοιχείο για την υποστήριξη ενός τέτοιου έργου, µε όρους ενός εργαλείου σχολιασµού περιεχοµένου (content annotating tool). Μια τέτοια φόρµα που αφορά σε ΜΑ (Learning Objects) απεικονίζεται στο Σχήµα 4.1. Στη συνέχεια τέτοιοι πόροι µπορούν εύκολα να προσπελασθούν και να ανακτηθούν µέσω βασισµένου σε φόρµα ερωτήµατος (Σχήµα 4.2), ή και να παρουσιασθούν δυναµικά µε τη βοήθεια inline queries. Τα inline queries βασίζονται στη συνάρτηση µεταγλώττισης (parser function) #ask και µπορούν να δηµιουργηθούν από λίγους εξειδικευµένους χρήστες (editors) παρέχοντας δυναµικά απαντήσεις (query results), που πληροφορούν τους απλούς χρήστες χωρίς να απαιτείται απο αυτούς να µάθουν το συντακτικό διατύπωσης ερωτηµάτων (query syntax). Αυτό δίνει τη δυνατότητα παρουσίασης/ανάδειξης µιας κατηγοριοποίησης των σελίδων µε τρόπο, που να βοηθάει στη λήψη αποφάσεων απο το χρήστη. 92

108 Σχήµα 4.2. Φόρµα ανάκτησης µαθησιακών πόρων Ένα σχετικό µε την τελευταία αυτή περίπτωση παράδειγµα απεικονίζεται στο σχήµα 4.3. Αφορά στην κατηγοριοποίηση προτύπων (templates) αντιστοιχούντων σε αφαιρετικές αναπαραστάσεις σεναρίων µάθησης (δηλ. µοντέλα µάθησης, γενικευµένα σενάρια µάθησης και σχεδιαστικά πρότυπα), µε βάση το σκοπό/πρόκληση (purpose/challenge), που καλύπτουν/αντιµετωπίζουν. 93

109 Σχήµα 4.3. Κατηγοριοποίηση αφαιρετικών σεναρίων µάθησης ως προς το σκοπό/προκληση που καλύπτουν µε τη βοήθεια ενός inline query. Σχήµα 4.4. Πλοήγηση στις σελίδες του wiki µέσω του Ontology Browser 94

110 Πρόσθετα (plug-ins), όπως τα ontology browser (Σχήµα 4.4) και semantic drilldown επιτρέπουν την επιθυµητή επιλογή, µέσω της φυλλοµέτρησης εννοιών, που παρατίθενται σε λίστα ή οργανώνονται σε δενδρική δοµή αντιστοίχως. Επακολούθως είναι δυνατός ο εντοπισµός εκπαιδευτικού υλικού σχετιζοµένου µε τις συγκεκριµένες έννοιες, δεδοµένου οτι κάθε έννοια του τοµέα µπορεί να συνδεθεί µε σχετικά ΜΑ. Ένα τέτοιο παράδειγµα, δείχνεται στο Σχήµα 4.5, όπου µέσω ενσωµάτωσης inline query, εµφανίζονται δυναµικά στη σελίδα, ΜΑ σχετικά µε µιά έννοια (HydroEnergy). Σχήµα 4.5. Εµφάνιση σχετικών ΜΑ στη σελίδα HydroEnergy Εκτός των ανωτέρω περιπτώσεων, στις οποίες οι χρήστες έχουν πρόσβαση σε ή υποστηρίζονται για να συνεισφέρουν εκπαιδευτικό υλικό, υπάρχει και η γενική περίπτωση κατά την οποία οι χρήστες ακολουθούν τα βήµατα µιας προτεινόµενης διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού (π.χ. Select Theme, Extract a DPSIR Model, Select & Adapt Templates, Identify Objectives, Arrange Activities, Resources & Assessment, Represent Ld) (Σχήµατα 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14, 4.15, 4.16, 4.17). Σε κάθε βήµα της διαδικασίας αυτής περιλαµβάνονται οδηγίες για τους χρήστες καθώς και βοηθητικές υπερσυνδέσεις, κυρίως µέσω της ιδιότητας can be mediated by. Έτσι στο πρώτο βήµα (Select theme) συστήνεται φυλλοµέτρηση της οντολογίας του τοµέα, αρχίζοντας από την υπερκλάση SustainableEnergyConcept. (Σχήµα 4.8). Το δεύτερο βήµα αφορά στην εξαγωγή µιας σειράς εννοιών προς µάθηση, συνδεδεµένων µε το επιλεγέν θέµα, οι οποίες συνδέονται µε ένα βρόγχο σχέσεων αιτίουαιτιατού, µε βάση το µοντέλο DPSIR (Σχήµα 4.9). Η υποστήριξη για την διεκπεραίωση του συγκεκριµένου βήµατος περιλαµβάνει οπτική αναπαράσταση των σχέσεων µεταξύ των εννοιών της οντολογίας του τοµέα, καθώς και τα αποτελέσµατα ενσωµατωµένων στις σχετικές σελίδες inline queries, που καθορίζουν ειδικότερα τις σχέσεις αυτές. Ένα σχετικό παράδειγµα, που αφορά στη σελίδα AirPollutantEmissionGr04, απεικονίζεται στο Σχήµα

111 Σχήµα 4.6. Καθοδήγηση µαθησιακού σχεδιασµού Σχήµα 4.7. Η σελίδα µιας διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού 96

112 Σχήµα 4.8.Πρώτο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Select theme Σχήµα 4.9. εύτερο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Extract a DPSIR model 97

113 Σχήµα Οπτική αναπαράσταση και αποτελέσµατα από inline queries περιλαµβανόµενα στη σελίδα AirPollutantsEmissionGr04. 98

114 Σχήµα Τρίτο βήµα της διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Select & Adapt templates. Το τρίτο βήµα αφορά στην επιλογή και προσαρµογή προτύπων/templates, που αντιστοιχούν σε αναπαραστάσεις σεναρίων µάθησης (Σχήµα 4.11). Παρεχόµενη υποστήριξη περιλαµβάνει υπερσυνδέσεις, µέσω της ιδιότητας can be mediated by, µε αποθηκευµένες τέτοιες αναπαραστάσεις µε τη µορφή στιγµιοτύπων των σχετικών κλάσεων της οντολογίας, καθώς και δυνατότητα αναζήτησης µέσω σχετικής λειτουργίας περιλαµβανόµενης στο Sidebar Menu. Πληροφοριακά στοιχεία περιλαµβανόµενα στις αναπαραστάσεις αυτές όπως τύποι µαθησιακών στόχων, τύποι µαθησιακών και υποστηρικτικών δραστηριοτήτων, ρόλοι µετεχόντων και στρατηγικές αξιολόγησης, βοηθούν στην διεκπεραίωση των εποµένων βηµάτων. Επιπλέον για το τέταρτο βήµα, υπάρχει υπερσύνδεση µε την κλάση Competency, για την καθοδήγηση ορισµού των στόχων µε βάση τη συγκεκριµένη δοµή όπως ορίζεται στην οντολογία, καθώς και υπερσυνδέσεις µε µια σειρά άλλων σχετικών τεχνουργηµάτων, που πιθανόν κριθούν ελκυστικότερα από το χρήστη και θα µπορούσαν να χρησιµοποιηθούν εναλλακτικά (Σχήµα 4.12). 99

115 Σχήµα Τέταρτο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού Identify Objectives Το πέµπτο βήµα αφορά στην κατάταξη των µαθησιακών δραστηριοτήτων. Εκτός της δοµής, που προσδιορίζεται από την κλάση Activity, παρέχεται σύνδεση µε µια σειρά τεχνουργηµάτων, που θα µπορούσαν να αξιοποιηθούν εναλλακτικά για την οργάνωση µαθησιακών δραστηριοτήτων (Σχήµα 4.13). Όσον αφορά στο έκτο βήµα, αυτό συνδέεται µε τις επιλογές, που έγιναν κατά το τρίτο βήµα. Παρέχονται βοηθητικά µια σειρά τεχνουργηµάτων µέσω της ιδιότητας CanBeMediatedBy. (Σχήµα 4.14) Τέλος η διαδικασία σχεδιασµού κλείνει µε το βήµα RepresentLD (Σχήµα 4.15), όπου δίνεται πρόσβαση σε µια σειρά τρόπων αναπαράστασης ενός σεναρίου µάθησης. ύο περιπτώσεις, που αφορούν στο LDVS (Learning Design Visual Sequence) format [322] και το LAMS (Learning Activity Management System) format [165], απεικονίζονται στα Σχήµατα 4.16 και 4.17 αντιστοίχως. 100

116 Σχήµα Πέµπτο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού-arrange Activities Σχήµα Έκτο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού- Resources & Assessment 101

117 Σχήµα Έβδοµο βήµα διαδικασίας µαθησιακού σχεδιασµού-representld Σχήµα Mορφή αναπαράστασης LDVS 102

118 Σχήµα Μορφή αναπαράστασης LΑΜS 4.4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στο κεφάλαιο αυτό προυσιάσθηκε ένα πρωτότυπο εργαλείο ονοµαζόµενο SEEDwiki, το οποίο προέκυψε από την ενσωµάτωση ενός βασισµένου σε οντολογίες πλαισίου µαθησιακού σχεδιασµού στο πεδίο τη βιώσιµης ενέργειας µε την πλατφόρµα SemanticMediaWiki. Έγινε αιτιολόγηση των επιλογών, που έγιναν σχετικά µε τη δοµή του, καθώς και παρουσίαση σεναρίων εφαρµογής του, που περιελάµβαναν τη χρήση σηµασιολογικών φορµών (semantic forms), οπτικών αναπαραστάσεων και inline queries. Σκοπός του εγχειρήµατος αυτού είναι η διευκόλυνση της απόκτησης και της αναπαράστασης της γνώσης σχετικά µε το µαθησιακό σχεδιασµό στο πεδίο τη βιώσιµης ενέργειας για χρήστες χωρίς εµπειρία σε τεχνολογίες µηχανικής της γνώσης (knowledge engineering) και διαχείρισης της γνώσης (knowledge management). Οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα πρόσβασης σε σχετικές γνώσεις ή και προσθήκης εκ µέρους τους σχετικών στοιχείων διευκολυνόµενοι στη διαδικασία αυτή από υπάρχουσες σηµασιολογικές φόρµες και οπτικές αναπαραστάσεις των σχέσεων µεταξύ των σελίδων του wiki. Μέσω των ιδιαιτέρων χαρακτηριστικών της τεχνολογίας wiki επιδιώκεται µεταξύ άλλων και η υποστήριξη της ανάδυσης και της µορφοποίησης σχεδιαστικών προτύπων σεναρίων µάθησης (design patterns) κατάλληλων για τον τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, δεδοµένου οτι εξ ορισµού τα σχεδιαστικά πρότυπα αναδεικνύονται στα πλαίσια 103

119 «Κοινοτήτων Πρακτικής», όπου συνήθως παρουσιάζονται µε τη µορφή προσχεδίου, διαµοιράζονται, κριτικάρονται και βελτιώνονται µέσω εκτεταµένης συνεργατικής διαδικασίας [288]. Βεβαίως η ενσωµάτωση των οντολογιών, που απαρτίζουν το προτεινόµενο στην παρούσα διατριβή πλαίσιο µαθησιακού σχεδιασµού, υπόκειται σε περιορισµούς, που οφείλονται στα χαρακτηριστικά και τις δυνατότητες της συγκεκριµένης πλατφόρµας Semantic MediaWiki, δεδοµένου οτι υποστηρίζει την ενσωµάτωση µόνο lightweight οντολογιών και δεν δίνει τη δυνατότητα µεταφοράς του εκφραστικού πλούτου οντολογιών δοµηµένων σε γλώσσα OWL. 104

120 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο : ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ 105

121 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο : ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Η εκπαίδευση για τη βιώσιµη ενέργεια προσδοκάται οτι θα συµβάλλει στην επίλυση µιας σειράς προβληµάτων σχετιζοµένων µε τα κυρίαρχα αναπτυξιακά µοντέλα και ειδικότερα µε την παραγωγή και την κατανάλωση ενέργειας. Στα πλαίσια της συµβολής αυτή κινείται και η παρούσα εργασία, η οποία διαπραγµατεύεται το ζήτηµα του σχεδιασµού ενός πλαισίου µαθησιακού σχεδιασµού στο πεδίο της εκπαίδευσης για τη βιώσιµη ενέργεια. Το όλο εγχείρηµα εντάχθηκε σταδιακά σε µια προοπτική συµβολής στη συζήτηση για την επίτευξη του οράµατος του Σηµασιολογικού Ιστού. Συνδυάσθηκαν η χρήση µεταδεδοµένων και οντολογιών για τη συγκρότηση του πλαισίου, το οποίο στη συνέχεια αξιολογήθηκε µε τη συµµετοχή εκπαιδευτικών, και εµπλουτίσθηκε για να δοθεί τελικά ένα παράδειγµα εφαρµογής του µε τη µορφή ενός σηµασιολογικού wiki (SemanticWiki). Κατά την συγκρότηση του πλαισίου έγινε προσπάθεια να ενσωµατωθούν όλα τα ενδεικνυόµενα χαρακτηριστικά, όπως αυτά προσδιορίσθηκαν µέσω βιβλιογραφικής έρευνας, και να καλυφθούν τα βασικά ερωτήµατα, που διατυπώθηκαν και προσδιόρισαν τις απαιτήσεις, που θα έπρεπε να καλύπτει ένα πλαίσιο αυτού του είδους σε σχέση µε τις ιδιαιτερότητες του συγκεκριµένου τοµέα της εκπαίδευσης βιώσιµης ενέργειας, αλλά και µε γενικότερα ζητήµατα που αφορόυν στο µαθησιακό σχεδιασµό και στην επαναχρησιµοποίηση της γνώσης. Το προταθέν πλαίσιο βασίσθηκε αρχικά σε τρείς οντολογίες µοντέλα, ήτοι µιας οντολογίας του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, µιας οντολογίας περιεχοµένου µαθησιακών πόρων, και µιας οντολογίας µαθησιακού σχεδιασµού. Στη συνέχεια και κατόπιν αξιολόγησης µε τη συµµετοχή εκπαιδευτικών, το πλαίσιο διευρύνθηκε µε την προσθήκη µιας ακόµη οντολογίας, αυτής του µοντέλου ικανοτήτων (competency model). Το µοντέλο αυτό ουσιαστικά διασυνδέει τα άλλα τρία µοντέλα, και καθιστά δυνατή την περιγραφή, αναζήτηση και ανάκτηση µαθησιακών πόρων καθώς και την υποστήριξη εξαγωγής συµπερασµάτων (reasoning) µε βάση παραµέτρους µαθησιακών στόχων-ικανοτήτων, προκειµένου να καλυφθούν ελλείψεις σχετικά µε την εκπλήρωση µαθησιακών στόχων απόκτηση ικανοτήτων (competency gaps). Έτσι επιτρέπει ακριβέστερη αναζήτηση µαθησιακών πόρων, ενώ επιπλέον παρέχει τη δυνατότητα αποθήκευσης και ανάκτησης ερωτήσεων σχετικών µε µια έννοια του τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, που αποτιµούν την κατοχή κάποιας ικανότητας, και/ή τη δυνατότητα υπόδειξης ερωτήσεων ή τύπων ερωτήσεων κατάλληλων για µια περίπτωση µάθησης. Η ανάπτυξή του πλαισίου βασίσθηκε σε ευρέως διαδεδοµένα πρότυπα για λόγους διαλειτουργικότητας και ενίσχυσης της δυνατότητας επαναχρησιµοποίησης του µαθησιακού υλικού. Η βασισµένη σε οντολογίες δοµή του πλαισίου δίνει τη δυνατότητα ανάγνωσης και επεξεργασίας πληροφοριών εκ µέρους πρακτόρων αναζήτησης (agents). Το ζητούµενο βέβαια στην προκειµένη περίπτωση δεν ήταν να δοθεί η δυνατότητα σε ένα λογισµικό να αποφασίσει τι αρµόζει σε κάθε περίπτωση µάθησης αλλά να κερδηθεί χρόνος για τον εκπαιδευτικό, που θα χρησιµοποιήσει και θα συνδυάσει προϋπάρχοντα τεχνουργήµατα για να σχεδιάσει µια σειρά µαθηµάτων. Βασικός σκοπός του προτεινοµένου πλαισίου ήταν να τεθούν οι βάσεις για την ανάπτυξη ενός προγράµµατος σπουδών για την ενέργεια και το περιβάλλον, που θα δώσει τη δυνατότητα σε εκπαιδευτικούς και µαθητές να εξοικειωθούν µε τα τρέχοντα επιτεύγµατα στον τοµέα της βιώσιµης ανάπτυξης και εντός των πλαισίων αυτών να χρησιµοποιηθεί για: 1. ανακάλυψη-εντοπισµό ΜΑ. 2. συµβουλευτική υποστήριξη για την επιλογή σεναρίων µάθησης 3. δόµηση σεναρίων µάθησης µε επαναχρησιµοποίηση ΜΑ. 106

122 Κατ αυτόν τον τρόπο επιδιώκεται να υποστηριχθούν οι εκπαιδευτικοί στον εντοπισµό, τη συλλογή και την προσαρµογή υπάρχοντος ή και την παραγωγή νέου εκπαιδευτικού υλικού για θέµατα βιώσιµης ενέργειας, ώστε να µπορέσουν µε τη σειρά τους να εκπαιδεύσουν τους µαθητές τους και να συµβάλλουν στη σταδιακή αλλαγή ενεργειακής συµπεριφοράς των µελών της κοινωνίας. Μέσω της δυνατότητας σήµανσης, αποθήκευσης και ανάκτησης ΜΑ µε τη βοήθεια µεταδεδοµένων διευκολύνεται η ανεύρεση εκπαιδευτικού υλικού για τη βιώσιµη ενέργεια, σχετιζοµένου π.χ. µε συγκεκριµένο γνωστικό αντικείµενο, εκπαιδευτική βαθµίδα και ηλικία µαθητών, το οποίο θα µπορούσε να χρησιµοποιηθεί στα πλαίσια της διδασκαλίας συγκεκριµένων µαθηµάτων των επισήµων προγραµµάτων σπουδών της Α/θµιας και της Β/θµιας Εκπαίδευσης. Το καινοφανές στοιχείο της πρότασης εντοπίζεται, κατά κύριο λόγο, στη συνδυαστική αξιοποίηση τεχνολογιών σηµασιολογικού ιστού τόσο για την οργάνωση της γνώσης στον τοµέα της βιώσιµης ενέργειας όσο και για τη διάδοση και προαγωγή της. Επιπλέον εφαρµόσθηκε µια προσέγγιση µαθησιακού σχεδιασµού βασισµένη τόσο στην προδιαγραφή IMS LD όσο και στην αποθήκευση και αξιοποίηση της υπάρχουσας επιστηµονικής γνώσης στον τοµέα του µαθησιακού σχεδιασµού, µε τη µορφή «ιαµεσολαβητικών Τεχνουργηµάτων» (Mediating Artefacts). Για την ενοποίηση της περιγραφής εκπαιδευτικών σεναρίων προερχοµένων από ανοµοιογενείς πηγές χρησιµοποιήθηκε ένα περιγραφικό επίπεδο, όπου ο σχεδιαστής-καταχωρητής δίνει σε κάθε πόρο µια περιγραφή µε δοµηµένη µορφή σε µια σειρά πεδίων καθιστώντας τον µηχανικά προσπελάσιµο το σταδιο αυτό ισοδυναµεί µε ένα «προσαρµογέα» (wrapper), που απαιτεί την προσωπική κρίση και µεσολάβηση του ανθρώπου-καταχωρητή. Μέσω της ποικιλίας επιλογών για την υποστήριξη του µαθησιακού σχεδιασµού, εκτεινοµένων από την παροχή άτυπων λύσεων, όπως είναι τα σχεδιαστικά πρότυπα, µέχρι πιό αυστηρές- περιοριστικές δοµές, όπως είναι µια τυπική αναπαράσταση βασισµένη στο εννοιολογικό µοντέλο της προδιαγραφής IMS LD, επιδιώκεται να δοθεί η δυνατότητα σε πιθανούς χρήστες εκπαιδευτικούς να κάνουν τις δικές τους επιλογές σχετικά µε το βαθµό τυπικότητας, που θα επιθυµούσαν να υιοθετήσουν σε ένα σενάριο µάθησης. Παράλληλα µέσω της παροχής εναλλακτικών λύσεων για τη δόµηση ενός εργαλείου µαθησιακού σχεδιασµού, επιδιώκεται η εξασφάλιση επαρκούς ευελιξίας για σχεδιασµό πειραµάτων µε τη συµµετοχή εκπαιδευτικών, µε σκοπό την επιλογή των καταλληλότερων στοιχείων για ένα συγκεκριµένο εκπαιδευτικό περιβάλλον. Επιπλέον, η δοµή της οντολογίας του τοµέα βιώσιµης ενέργειας, η οποία στηρίζεται στο πλαίσιο DPSIR, παρέχει µια βάση για συστηµική προσέγγιση της βιωσιµότητας και µπορεί να συµβάλλει στο σηµασιολογικό σχολιασµό και την ανάκτηση κατάλληλων ανά περίπτωση ΜΑ, λειτουργώντας παράλληλα σαν «σκελετός» γαι τη δόµηση σειρών µαθηµάτων. Τα αποτελέσµατα του πειράµατος αξιολόγησης σχετικά µε τα περιγραφικά στοιχεία, που χρησιµοποιούν οι εκπαιδευτικοί προκειµένου να αναζητήσουν ΜΑ σε µια ψηφιακή αποθήκη, έδειξαν οτι το πλαίσιο, που αναπτύχθηκε για την υποστήριξη του µαθησιακού σχεδιασµού στον τοµέα της βιώσιµης ενέργειας, είναι σε συµφωνία µε την πρακτική των εκπαιδευτικών και υποστηρίζει γενικώς το σηµασιολογικό σχολιασµό και την ανάκτηση ΜΑ. Αν και ο αρχικός πληθυσµός-στόχος της συγκεκριµένης προσπάθειας εντοπίζεται κατά πρώτο λόγο στους εκπαιδευτικούς της Β/θµιας και Α/θµιας Εκπαίδευσης και κατά δεύτερο λόγο στους µαθητές τους, εν τούτοις τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της προσέγγισης που ακολουθήθηκε, προσδίδουν επαρκή ευελιξία για διεύρυνση του και στο χώρο της τριτοβάθµιας εκπαίδευσης. 107

123 Ακόµη, η βασισµένη σε οντολογίες σύνολη δοµή του πλαισίου δίνει την ευελιξία διαρκών τροποποιήσεων και τη δυνατότητα ύπαρξης πολλών εναλλακτικών λύσεων για κάθε περίπτωση εφαρµογής, επιτρέποντας επιπλέον τη σχετικά εύκολη προσαρµογή και χρήση για οποιονδήποτε τοµέα γνώσης πέραν αυτού της βιώσιµης ενέργειας, µε αντικατάσταση βεβαίως της οντολογίας του συγκεκριµένου τοµέα µε αντίστοιχη του πιθανού τοµέα ενδιαφέροντος. Πολυ σηµαντικό θέµα για την αξιοποίηση του προταθέντος πλαισίου είναι η οπτική εξερεύνηση της οντολογίας του τοµέα και η εξαγωγή εννοιολογικών αλυσίδων βρόγχων βασισµένων σε σχέσεις αιτίου-αιτιατού. Ένα βήµα προς την κατεύθυνση αυτή συντελέσθηκε µε την ανάπτυξη του SEEDwiki µέσω της ενσωµάτωσης του πλαισίου στην πλατφόρµα Semantic MediaWiki.. Σκοπός του εγχειρήµατος αυτού είναι η διευκόλυνση της απόκτησης και της αναπαράστασης της γνώσης σχετικά µε το µαθησιακό σχεδιασµό στο πεδίο τη βιώσιµης ενέργειας για χρήστες χωρίς εµπειρία σε τεχνολογίες µηχανικής της γνώσης (knowledge engineering) και διαχείρισης της γνώσης (knowledge management). Οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα πρόσβασης σε σχετικές γνώσεις ή και προσθήκης εκ µέρους τους σχετικών στοιχείων, διευκολυνόµενοι στη διαδικασία αυτή από υπάρχουσες σηµασιολογικές φόρµες και οπτικές αναπαραστάσεις των σχέσεων µεταξύ των σελίδων του wiki. Μέσω των ιδιαιτέρων χαρακτηριστικών της τεχνολογίας wiki επιδιώκεται µεταξύ άλλων και η υποστήριξη της ανάδυσης και της µορφοποίησης σχεδιαστικών προτύπων σεναρίων µάθησης, ενώ επιπλέον σκοπός είναι να καταδειχθεί η δυνατότητα εφαρµογής του προταθέντος πλαισίου σε µια απτή συγκεκριµένη περίπτωση ανάπτυξης ενός εργαλείου υποστήριξης του µαθησιακού σχεδιασµού στο χώρο της εκπαίδευσης βιώσιµης ενέργειας. Το πρωτότυπο SEEDWiki, είναι σε φάση ενεργού ανάπτυξης. Μελλοντικές εργασίες αφορούν σε βελτιώσεις της διεπιφάνειας του χρήστη και στην πιο αποδοτική αναπαράσταση και διαδικασία εξαγωγής DPSIR βρόγχων σχέσεων αιτίου-αιτιατού (causal loops), σχετικών µε θέµατα βιώσιµης ενέργειας και λειτουργούντων ως πλασίων-σκελετών για τη δόµηση σεναρίων µάθησης. Σηµαντική παράµετρος στην προοπτική αυτή είναι η λήψη ανατροφοδότησης εκ µέρους των δυνητικών τελικών χρηστών µέσω πειραµάτων αξιολόγησης µε τη συµµετοχή εκπαιδευτκών, προκειµένου να εξακριβωθεί, αν το wiki εξασφαλίζει την απαραίτητη εκφραστικότητα και λειτουργικότητα, ώστε να υποστηρίξει τους χρήστες στη δόµηση σεναρίων µάθησης κατάλληλων για το συγκεκριµένο εκπαιδευτικό τους περιβάλλον. 108

124 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 109

125 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Goldenberg J, Johansson T, Reddy A, Williams R. Energy for Sustainable World. N.Delhi :Wiley Eastern Limited; [2] McKeown R. Education for Sustainable Development Toolkit. Knoxville, TN:University of Tennessee, Energy, Environment and Resources Center; [3] World Commission on Environment and Development. Our common future. Oxford: Oxford University Press; [4] UNESCO. Education for a Sustainable Future: A Transdisciplinary Vision for Concerted Action. [5] UNCED. Agenda 21: κεφάλαιο / µετ. Αγγελική Τρικαλίτη. Αθήνα: Π.Ε.ΕΚ.Π.Ε; [6] UNESCO. Toolbox- Teaching and Learning for Sustainable Future. Paris: UNESCO; [7] SDEP. Education for Sustainable Development in the Schools Sector: a Report to DfEE/QCA [8] United Nations (UN). Draft UNECE Strategy for Education for Sustainable Development. CEP/AC.13/2004/8/Rev.1. Ceneva: UNECE; [9] UN. Draft UNECE Strategy for Education for Sustainable Development. CEP/AC.13/2004/8/Add.2. Rome: UNECE; [10] Scott W. Sustainability and learning: what role for the curriculum?- Lecture at the University of Bath. Retrieved from [11] Goldemberg J. The promise of clean energy. Energy Policy 2006; 34: [12] Afgan N, Al Gobaisi D, Carvalho M, & Cumo M. Sustainable energy development. Renewable and Sustainable energy Reviews 1998; 2: [13] Rauch F. The Potential of Education for Sustainable Development for Reform in Schools. Environmental Education Research 2002; 8 (1): [14] Stables A, & Scott W. The Quest for Holism in Education for Sustainable Development. Environmental Education Research 2002; 8 (1): [15] Dincer I, & Rosen M. Exergy as a Driver for Achieving Sustainability. International Journal of Green Energy 2004;1 (1): [16] Παπαδηµητρίου Β. Η επίτευξη της ΒΑ ως εκπαιδευτικός στόχος. Πρακτικά Συνεδρίου της ΠΕΕ «Ελληνική Παιδεία και Παγκοσµιοποίηση», Ναύπλιο [17] CSCRI. Benchmarks for Curriculum Review and Development : Energy and its use [18] QCA. ESD in QCA/DfES schemes of work [19] QCA. What is Sustainable Development. [20] QCA. Education for Sustainable Development: Key elements and characteristics of effective ESD [21] The European Hydrogen and Fuel Cells Technology Platform. Hydrogen and Fuel Cells Education and Training Programme (Final Version). Programme_06SEP2005.pdf [22] European Commission Directorate General for Energy & Transport (EC DG TREN). Managenergy Reflection Document on a EU- wide Co- operation of Local Actors on Sustainable Energy Education. Brussels: European Communities; [23] World Bank. Renewable Energy Toolkit

126 [24] Τίγκας Κ, Καµάρας Γ, & Χαβιαρόπουλος Π. Η κατάσταση των ΑΠΕ στην Ελλάδα και το νέο θεσµικό πλαίσιο. 3 ο Εθνικό Συνέδριο «Εφαρµογές των ΑΠΕ : Προοπτικές και Προτεραιότητες προς το στόχο του 2010». Αθήνα, Φεβρουαρίου [25] Αµπελιώτης Κ. ιερεύνηση της στάσης κατοίκων της Άνδρου έναντι των Αιολικών πάρκων. 3 ο Εθνικό Συνέδριο «Εφαρµογές των ΑΠΕ : Προοπτικές και Προτεραιότητες προς το στόχο του 2010». Αθήνα, Φεβρουαρίου [26] Κονιδάρη Π. Οι µηχανισµοί του πρωτοκόλλου του Κιότο ως µέσα προώθησης των ΑΠΕ. 3 ο Εθνικό Συνέδριο «Εφαρµογές των ΑΠΕ : Προοπτικές και Προτεραιότητες προς το στόχο του 2010». Αθήνα, Φεβρουαρίου [27] European Commission Directorate General for Energy & Transport (EC DG TREN). Education on energy: Teaching tomorrow s energy consumers. Luxembourg: European Communities; [28] COM (2007) 1. An Energy Policy For Europe [29] COM(2006) 105. Green paper - A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy [30] De Haan G. The BLK 21 programme in Germany: a Gestaltungskompetenz - based model for Education for Sustainable Development. Environmental Education Research 2006; 12( 1): [31] Law B. Education for Sustainable Development in New Zealand. Applied Environmental Education and Communication 2005; 4: [32] Bolscho D, Hauenschild Κ. From environmental education to Education for Sustainable Development in Germany. Environmental Education Research 2006; 12(1): [33] Marechal F, Favrat D, Jochem E. Energy in the perspective of the sustainable development: The 2000 W society challenge. Resources, Conservation and Recycling 2005; 44: [34] Wei Y.M, Liu L.C, Fan Y, Wu G. The impacts of lifestyle on energy use and CO2 emission: An empirical analysis of China s residents. Energy Policy 2007; 35(1): [35] Jennings P, & Lund C. Renewable energy education for sustainable development. Renewable Energy 2001; 22: [36] Agostinho, S. Learning design representations to document, model, and share teaching practice. In Lockyer L, Bennet S, Agostinho S, & Harper B. ( Eds.). Handbook of research on learning design and learning objects: Issues, applications and technologies (pp. 1-19). Hersey PA: IGI Global; [37] COM(2006) 848. Renewable Energy Roadmap: Renewable Energies in the 21st century; building a sustainable future [38] Αρβαντά Α. ιερεύνηση επιµορφωτικών αναγκών εκπαιδευτικών ευτεροβάθµιας Εκπαίδευσης Ν. Σερρών όσον αφορά την αναγκαιότητα απόκτησης γνώσεων και ικανοτήτων στην Π.Ε. Πρακτικά 2ου ΣΠΠΕ, Αθήνα εκεµβρίου [39] Καραµέρης Α, Ράγκου Π, & Παπανικολάου Α. ιερεύνηση των αντιλήψεων των εκπαιδευτικών Α/θµιας και Β/θµιας Εκπαίδευσης σχετικά µε την έννοια της αειφόρου ανάπτυξης. Πρακτικά 2ου ΣΠΠΕ, Αθήνα, εκεµβρίου [40] Ahlberg M. Educating for wisdom, creativity and itelligence as a main part of Education for Sustainable Development. Paper presented at 5 th Conference of ESEPA, Barcelona, August 28- September 1, [41] UNESCO. Guidelines and Recommendations for Teacher Education to Address Sustainability- Education for Sustainable Development in Action. Paris : UNESCO; [42] Papadimitriou V. Prospective primary teachers understanding of climate change, greenhouse effect, and ozone layer depletion. Journal of Science Education and Technology 2004; 13(2) :

127 [43] UN. The Energy Challenge for Achieving the Millennium Development Goals [44] ΙΙΙΕΕ -Lund University. Young Masters Programme [45] Ahlberg M, Aanisma P, & Dillon P. Education for sustainable living: Ιntegrating theory, practice, design, and development.scandinavian Journal of Educational Research 2005; 49 (2): [46] Dillon P, & Ahlberg M. Integrativism as a theoretical and organisational framework for e-learning and practitioner research. Technology, Pedagogy and Education 2006; 15 (1): doi: / [47] Spiropoulou D, Antonakaki T, Kontaxaki S, & Bouras S. Primary teachers literacy and attitudes on education for sustainable development. Journal of Science Education and Technology 2007; 16: [48] Parasnis H, & Bahulikar J. Development of a course in environmental education for would-be teachers. Paper presented at International Conference on Education for Sustainable Future, Ahmedabad, India January, [49] EC Directorate General for Research. Energy Technologies : Knowledge-Perception Measures. Luxembourg: European Communities; [50] COM (2006) 545. Action Plan for Energy Efficiency: Realising the Potential [51] Roca A.V-Q. Working Document on energy efficiency or doing more with less- Green Paper. European Parliament, Committee on Industry, Research and Energy [52] Μοδινός Μ. Παγκοσµιοποίηση, βιωσιµότητα και εκσυγχρονισµός της τοπικότητας. 2ο Συνέδριο της ΠΕΕΚΠΕ «Βιώσιµη Ανάπτυξη- Περιβαλλοντική Εκπαίδευση- Τοπικές Κοινωνίες», [53] EC. Special Eurobarometer - Attitudes towards Energy. Brussels:European Comission; [54] Skanavis C, Petreniti V, & Giannopoulou K. Educators and environmental education in Greece. Paper presented at the International Conference for the Protection and Restoration of the Environment VII, Mykonos [55] Dias R.A, Mattos C.R, & Balestieri J.A.P. The limits of human development and the use of energy and natural resources. Energy Policy 2006; 34: [56] Montonen M. Integration of energy issues in the core curriculum: The Finnish implementation. Paper presented at the Conference for Education on Energy - Teaching tomorrow's energy consumers, Brussels, 30 Jan [57] Rajakorpi A,& Rajakorpi H. Sustainable Development in Schools and Educational Institutions. Finnish National Board of Education [58] California Department of Education & California Energy Commission. Compendium for Energy Resources. Sacramento, CA: California Department of Education; [59] BP. Putting energy in the spotlight: BP Statistical Review of World Energy [60] UNDP. World Energy Assessment - Overview 2004 Update. New York: UNDP ; [61] UNDP. World Energy Assessment - Energy and the challenge of Sustainability. New York: UNDP; [62] World Energy Council Survey of Energy Resources. Oxford: Elsevier Ltd; 2004 [63] UNDP. Energy for Sustainable Development - A Policy Agenda. New York: UNDP; [64] Loughborough University. Toolbox for Sustainable Design Education. 112

128 [65] UN. Draft UNECE Strategy for Education for Sustainable Development. CEP/AC.13/2004/8/Add.1. Ceneva: UNECE; [66] FNCSD. Strategy for Education and Training for Sustainable Development and Implementation Plan [67] Τσαµπούκου Σκαναβή Κ. Περιβάλλον και Κοινωνία - Μια σχέση σε αδιάκοπη εξέλιξη. Αθήνα :Εκδόσεις Καλειδοσκόπιο; [68] EC Directorate General for Research. Energy Futures: The role of research and technological development. Luxembourg: European Communities; [69] WSSD. Plan of Implementation of the World Summit on Sustainable Development [70] Dias R.A, Mattos C.R, & Balestieri J.A.P. Energy education: breaking up the rational energy use barriers.energy Policy 2004; 32: [71] European Commission (EC). The European Research Area- For a Sustainable Energy Future. Luxembourg: European Communities; 2005 [72] Πάγκαλος Σ. Η διδασκαλία της ενέργειας ως διαδικασία προώθησης της περιβαλλοντικής συνείδησης. Πρακτικά 2ου Συνεδρίου της Π.Ε.ΕΚ.Π.Ε «Βιώσιµη Ανάπτυξη- Περιβαλλοντική Εκπαίδευση- Τοπικές Κοινωνίες», Ουρανούπολη Οκτωβρίου [73] EC Directorate-General for Research. ExternE, Externalities of Energy - Methodology 2005 Update. Luxembourg: European Communities; 2005 [74] European Parliament. Decision No 1982/2006/EC of the European Parliament and of the Council of 18 December 2006, concerning the Seventh Framework Programme of the European Community for research, technological development and demonstration activities ( ). Official Journal of the European Union [75] Οργανισµός Επιµόρφωσης Εκπαιδευτικών (ΟΕΠΕΚ). Σύγχρονες ιδακτικές Προσεγγίσεις για την Ανάπτυξη Κριτικής- ηµιουργικής Σκέψης: Για τη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση. Αθήνα: ΟΕΠΕΚ; [76] EC Directorate-General for Education and Culture. Progress Report of Working group D for Increasing Participation in Maths, Sciences and Technology. Brussels: EC;2004. [77] Α.Σ.ΠΑΙ.ΤΕ. Ε 2 / Παιδαγωγικά : Μεταπτυχιακό εκπαιδευτικό υλικό για επιµορφωτές ΤΠΕ στην Τεχνική Επαγγελµατική Εκπαίδευση. Αθήνα: Πανεπιστήµιο Πειραιά, ΥΠΕΠΘ; [78] European Commission (EC). Intelligent Energy Europe Programme. [79] Robinson J. Squaring the circle? Some thoughts on the idea of sustainable development. Ecological Economics 2004; 48: [80] Throne-Holst H, Stø E, & Strandbakken P. The role of consumption and consumers in zero emission strategies. Journal of Cleaner Production 2007; 15(13-14): [81] Clay S, Gibson D, & Ward J. Sustainability Victoria: influencing resource use, towards zero waste and sustainable production and consumption. Journal of Cleaner Production 2007; 15(8-9): E-learning for Training Energy Agencies in Mobility Management and Alternative Fuels (E-TREAM). [83] US DOE. A Toolkit Of Sustainable Development Decision Support Tools [84] NYSERDA. Wind Energy Toolkit

129 [85] Stanford Center for Biomedical Informatics Research. The Protégé Ontology Editor. [86] UNH. Energy at New Hamsair [87] UNDP. Gender and Energy for Sustainable Development: A Toolkit and Resource Guide. New York : UNDP; [88] Australian Student Environment Network (ASEN). Clean Energy Revolution Uni Clean Energy Toolkit. [89] Association of Idaho Cities (AIC). Energy Efficiency in Idaho Toolkit. BAA9-975A8FEFFEA [90] Beacon Council. Tackling fuel poverty: A Beacon council toolkit for Local Authorities. _beacon_toolkit [91] United States Environmental Protection Agency (US EPA). A Toolkit for States:Using Supplemental Environmental Projects (SEPs) to Promote Energy Efficiency and Renewable Energy [92] Clean Air-Cool Planet. Campus Climate Action Toolkit [93] African Rural Energy Enterprise Development (AREED). Renewable Energy Toolkit for Youth. Bloomfield, NJ : AREED and Education Development Center, Inc ; 2002 [94]Australian Greenhouse Office (AGO). Toolkit. [95] ΚΑΠΕ. Οδηγός Εξοικονόµησης Ενέργειας [96] CANMET. RETScreen Version 4 : Energy Efficiency & Renewable Energy Sources [97] Baltic 21E. Agenda 21 for the Baltic Sea Region: Sector Report Education. Baltic 21 Series No 1/ [98] Department of the Environment and Water Resources - Australian Government. Teaching for a sustainable world: international edition [99] Baltic 21 Energy network. Sustainable energy development in the Baltic Sea Region. no._3_98 english.pd f [100] Kinrade P. Toward a sustainable energy future in Australia. Futures 2007; 39(2-3): [101] El-Ashry M.T. Energy For Sustainable Development. [102] Chen C-C. Development of a framework for sustainable uses of resources: More paper and less plastics? Environment International 2006; 32(4): SETAWORK project. [104] Cédric P. Barriers to Technology Diffusion: The Case of Solar Thermal Technologies. Paris : OECD/ΙEA; [105] COM (2000) 769. Green Paper - Towards a European strategy for the security of energy supply [106] Φλογαϊτη Ε, & Βασάλα, Π. Το Ενεργειακό Ζήτηµα. Εκπαιδευτικό υλικό για το Γυµνάσιο και το Λύκειο. Αθήνα: Ελληνικά Γράµµατα;

130 [107] DialogPlus Project. Taxonomy of Learning Activities. Retrieved 10 August 2008 from [108] Ταµουτσέλη Κ. Αυτοαξιολόγηση µε τη µέθοδο Vee Heuristic:Ένα σύγχρονο εποικοδοµητικό µοντέλο αξιολόγησης στην εκπαίδευση για την αειφορία. Πρακτικά 1ου Συνεδρίου Προγραµµάτων Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης, Ισθµός Κορίνθου, Σεπτεµβρίου [109]. Αθανασάκης Α. Οι αειφορικές προΰποθέσεις, δράσεις και προοπτικές στα σχολικά προγράµµατα Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης. Πρακτικά 2ου Συνεδρίου Προγραµµάτων ΠΕ, Αθήνα εκεµβρίου [110] Clarke S, Adams M, & Thomas R. Developing graduate capabilities through PBL. Paper presented at the 3rd Asia Pacific Conference on Problem Based Learning, Rockhampton, Qld, Australia, [111] Φαραγγιτάκης Γ. Περιβαλλοντική Εκπαίδευση: η σηµερινή πραγµατικότητα και η σχέση της Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης µε την Εκπαίδευση για την Αειφορία. Πρακτικά 3ου Πανελληνίου Συνεδρίου της Π.Ε.ΕΚ.Π.Ε. «Εκπαίδευση για την Αειφορία και Περιβαλλοντική Εκπαίδευση: Κοινωνία-Οικονοµία-Περιβάλλον-Πολιτισµός», Αθήνα, 9-11 Νοεµβρίου [112] COM(2008) 16. Proposal for a Directive so as to improve and extend the greenhouse gas emission allowance trading system of the Community [113] Glasby G.P. Concept of sustainable development: a meaningful goal? The Science of the Total Environment 1995;159: [114] Das A, Rossetti di Valdalbero D, & Virdis M.R. ACROPOLIS: An example of international collaboration in the field of energy modelling to support greenhouse gases mitigation policies. Energy Policy 2006; 35(2): doi: /j.enpol [115] Mebratu D. Sustainability and sustainable development: historical and conceptual review. Environmental Impact Assessment Review1998; 18: [116] Bloom B S, Engelhart M D, Furst E J, Hill W H, & Krathwohl D R. (Eds.). Taxonomy of Educational Objectives. The Classification of Educational Goals, Handbook I: Cognitive Domain. New York: David McKay Company Inc; [117] Αβούρης Ν. Εισαγωγή στην επικοινωνία ανθρώπου - υπολογιστή. Αθήνα : ίαυλος; [118] IPCC. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. New York: Cambridge University Press; [119] Rosen M. Energy Considerations in design for environment: appropriate energy selection and energy efficiency. International Journal of Green Energy 2004;1(1): [120] Krysiak F.C. Entropy, limits to growth, and the prospects for weak sustainability. Ecological Economics 2006; 58: [121] BP. BP Statistical Review of World Energy [122] Huesemann M. H, & Huesemann J. A. Will progress in science and technology avert or accelerate global collapse? A critical analysis and policy recommendations. Environment, Development and Sustainability 2008; 10 (6): [123] Roberts, P. The End of Oil: On the Edge of a Perilous New World. New York: Hougton Miffin; [124] Black P.E. Ecological sustainability: A new look at an old paradigm. Journal of Ecological Anthropology 2005; 9: [125] Rees W.E. Revisiting carrying capacity: Area-based indicators of sustainability. Population and Environment 1996;17(3):

131 [126] Rees W.E. Ecological footprints and the pathology of consumption. In:Woollard R. & Ostry A. (Eds.) Fatal Consumption: Rethinking Sustainable Development. Vancouver: UBC Press; [127] InterAcademy Concil. Lighting the Way: Towards a Sustainable Energy Future. Amsterdam: InterAcademy Concil; [128] Daly H. Sustainable Development and OPEC. Invited paper for the conference, OPEC and the Global Energy Balance: Towards a Sustainable Energy Future. Vienna; September [129] Catton W. The world's most polymorphic species: Carrying capacity transgressed two ways. BioScience 1987; 37 (6): [130] Mizoguchi R, & Bourdeau J. Ontology-aware systems in AI-ED research. AI Technical Report 99-04, I.S.I.R., Osaka University, March, [131] Rees W.E. Economics and sustainability: Conflict or convergence? Paper presented at StatsCan Economic Conference, Ottawa; 5 June [132] Wiley D. Learning object design and sequencing theory. Education 2000; (June): [133] Price D. Energy and Human Evolution. Population and Environment 1995; 16( 4): [134] Huesemann M.H. The limits of technological solutions to sustainable development. Clean Technology Environmental Policy 2003; 5: [135] ΙΕΕ. E-learning platform for education of the new generations in the sustainable energy field (ENERGY PATH) [136] ΙΕΕ. Integration of Active Learning and Energy Monitoring with School Curriculum (ACTIVE LEARNING). [137] ΙΕΕ. Realising the potential for small scale renewable energy sources in the home [138] ΙΕΕ. Persuasive force of children through education (FEEDU) [139] ΙΕΕ. Creating Actions among Energy Conscious Children (Kids4Future) [140] Brussels Energy Agency. The FEE-project:The persuasive power of children towards energy consumption in the local community [141] SURBAN. Stjordal:"Practical Solidarity" - A programme turning pupils into energy saving pioneers [142] Χαραλαµπόπουλος. Ενέργεια : Οδηγός Εκπαιδευτικών. Αθήνα: /νση Σπουδών Β/θµιας Εκπ/σης ΥΠ.Ε.Π.Θ; [143] ΙΠΕ (CD-ROM). Η ενέργεια κι εµείς: Σχολικό πρόγραµµα για τη χρήση των φυσικών πόρων και της ενέργειας. Αθήνα: ΥΠΕΠΘ;1999. [144] ΚΠΕ Καστοριας (CD-ROM). Ενέργεια και Περιβάλλον. Αθήνα:ΥΠΕΠΘ; [145] Ίδρυµα Μελετών Λαµπράκη ( CD-ROM). SOS Ενέργεια. Αθήνα; [146] Najam A, Cleveland C.J. World Environment Summits: The role of Energy. Encyclopedia of Energy 2004; 6: [147] Boonekamp P.G.M. Energy αnd Emission Indicators: International inventory and assessment. Monitoring International project (ECN-C ) [148] United Nations Department of Economic and Social Affairs (UNDESA). Indicators of Sustainable Development: Guidelines and Methodologies (Third Edition). New York: United Nations;

132 [149] International Atomic Energy Agency (IAEA), United Nations Department of Economic and Social Affairs (UNDESA), International Energy Agency (IEA), Eurostat & European Environment Agency (EEA). Energy Indicators for Sustainable Development: Guidelines and Methodologies. Vienna: IAEA; [150] ΙΑΕΑ, IEA. Indicators for Sustainable Energy Development. Presented at the 9th Session of the CSD. New York:United Nations; [151] Štreimikienė D, Čiegis R. Framework of indicators for monitoring implementation of interrelated targets of the EU Sustainable Development Strategy. Ekologija 2007; 53: [152] European Environment Agency (EEA). Indicators [153] International Energy Agency (IEA). About the IEA. [154] Mizoguchi R. IT Revolution in Learning Technology. Paper presented at the SchoolNet2000, Pusan, Korea, August 4-5, [155] Fedulov V. Educational Evaluation of an Interactive Multimedia Learning Platform: Computerized Educational Platform in Heat and Power Technology. Licentiate Thesis. Royal Institute of Technology; [156] Naeve A. The human Semantic Web: Shifting from knowledge push to knowledge pull. International Journal on Semantic Web and Information Systems (IJSWIS) 2005; 1(3): [157] Bourdeau J, & Mizoguchi R. Ontological engineering of instruction: A perspective. Proceedings of AIED'99, 1999 : [158] Pasin M. Semantic Learning Narratives. An Investigation of the Usage of Semantic Web Technologies to Support Learning. Technical Report KMI UK: The Open University, Knowledge Media Institute; [159] Pawlowski J.M, Bick M. Managing & re-using didactical expertise: The Didactical Object Model. Educational Technology & Society 2006; 9 (1) : [160] Alexander C. The Timeless Way of Building. New York: Oxford University Press; [161] Mc Greal. Learning objects: a practical definition. International Journal of Instructional Technology and Distance Learning 2004;1( 9): [162] Bailey C, Zalfan M.T, Davis H.C, Fill K, & Conole G. Panning for gold: designing pedagogically inspired learning nuggets. Educational Technology & Society 2006; 9 (1) : [163] IMS Global Learning Consortium (IMS GLC). IMS Learning Design Specification ver.1.0. Lake Mary, USA: IMS GLC; [164] Sancho P, Fernández-Manjón B. Using dynamic learning design patterns to construct powerful learning environments. Paper presented at "VIII Simposio Internacional de Informática Educativa" (SIIE 2006), León; [165] Dalziel J. Implementing learning design: The learning activity management system (LAMS). In: Crisp G, Thiele D, Scholten I, Barker S, & Baron J. (Eds). Interact, Integrate, Impact: Proceedings of the 20th Annual Conference of the Australasian Society for Computers in Learning in Tertiary Education. Adelaide, 7-10 December 2003: [166] Ullrich, C. Description of an instructional ontology and its application in web services for education. Paper presented at the Workshop on Applications of Semantic Web Technologies for E-learning, Hiroshima, Japan, 2004: [167] Inaba A, Mizoguchi R. Learning design palette: An ontology-aware authoring system for learning design. Paper presented at the International Conference on Computers in Education (ICCE2004), Melbourne, Australia, Nov. 30-Dec. 3,

133 [168] Earp J, Pozzi F. Fostering reflection in ICT-based pedagogical planning. Proceedings of The First International LAMS Conference Designing the Future of Learning, 2006: [169] Stutt A, Motta E. Semantic Webs for Learning: A Vision and its Realization Computer Science 2004; 3257 : [170] Brusilovsky P, Eklund J, Schwarz E. Web-based education for all: A tool for development adaptive courseware. Computer Networks and ISDN Systems 1998; 30 (1-7) : [171] Brusilovsky P, Schwarz E, Weber G. ELM-ART: An intelligent tutoring system on World Wide Web. In: Frasson C, Gauthier G, & Lesgold A.(Eds.). Intelligent Tutoring Systems (LNCS 1086) 1996: [172] Falconer I, Conole G, Jeffery A, & Douglas P. Learning Activity Reference Model Pedagogy doc [173] Karampiperis P, & Sampson D. Adaptive learning resources sequencing in educational hypermedia systems. Educational Technology & Society 2005; 8 (4): [174] Joint Information Systems Committee (JISC). LADIE: Learning Activity Design in Education spx [175] Mohan P, Greer J, & McCalla G. Instructional planning with learning objects. In: Baumgartner P, Cairns P.A, Kohlhase M., & Melis E. (Eds.). Knowledge Representation and Automated Reasoning for E-Learning Systems 2003; 16: [176] Mizoguchi R, & Bourdeau J. Using Ontological engineering to overcome common AI-ED problems. International Journal of Artificial Intelligence in Education 2000; 11: [177] Mohan P, & Brooks C. Learning objects on the semantic web. Proceedings of the 3rd IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT 03) ( pp ). IEEE Computer Society; doi: /icalt [178] Kay J, & Holden S. Automatic extraction of ontologies from teaching document metadata. Proceedings of the International Conference on Computers in Education (ICCE 02), Workshop on Concepts and Ontologies in Web-based Educational Systems, Auckland, New Zealand, 3-6 December 2002: [179] Kew C, Macneill S, Corley L, Liber O, & Hollins P. Learning Activity [180] Mitrovic A, & Devedzic V. A model of multitutor ontology-based learning environments. Proceedings of International Conference on Computers in Education- ICCE 2002 Workshop on Concepts and Ontologies in Web-based Educational Systems, Auckland, New Zealand, 3-6 December 2002: [181] Macris A, & Georgakellos D. A new teaching tool in education for sustainable development: ontology-based knowledge networks for environmental training. Journal of Cleaner Production 2006;14: [182] Karampiperis P, & Sampson D. Adaptive instructional planning using ontologies. In Proceedings of the 4th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT 04), Joensuu, Finland, IEEE Computer Society, Αύγουστος 2004 : [183] Qin J, & Hernandez N. Ontological representation of learning objects: Building interoperable vocabulary and structure. In Proceedings of the thirteenth international conference on World Wide Web, New York, USA, ACM, May 17-22, 2004:

134 [184] WP6 IMS LD Authoring Working Group of TENCompetence Project. D6.1 Annex 1- IMS LD Authoring [185] Verbert K, & Duval E. Towards a global architecture for learning objects: a comparative analysis of learning object content models. In Proceedings of the ED-MEDIA 2004 World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications, AACE, 2004: [186] Guarino N, & Giaretta P. Ontologies and knowledge bases: towards a terminological clarification. In: N, Mars (Ed). Towards Very Large Knowledge Bases: Knowledge Building and Knowledge Sharing. Amsterdam: IOS Press;1995. [187] Paquette G, Marino O, Lundgren-Cayrol K, Léonard M, & De la Teja I. Learning design repositories structure ontology and processes. Paper presented at the International Workshop in Learning Networks for Lifelong Competence Development, TENCompetence Conference, Sofia, Bulgaria, March 30-31, [188] TenCompetence Project. M6.1 Templates of the pedagogical models to be used in authoring environment; model that combines classical and new forms of assessment [189] Griffiths D, & Blat J. The role of teachers in editing and authoring units of learning using IMS Learning Design. Advanced Technology for Learning 2005;2(4):1-9. doi: /Journal [190] Griffiths D, Blat J, García R, Vogten H, & Kwong K.L. Learning Design tools. In: Koper, R.& Tattersall, C. (Eds.). Learning Design, a handbook on modelling and delivering networked education and training. Heidelberg: Springer-Verlag; [191] Mizoguchi R, & Ikeda M. Towards ontology engineering. Proceedings of the Joint 1997 Pacific Asian Conference on Expert systems / Singapore International Conference on Intelligent Systems 1997: ,. [192] Pernin J.P, Lejeune A. Models for the re-use of learning scenarios. Paper presented at the IFIP Conference, Alesund, Norway, June 26-30, [193] Leclerc D, & Poumay M. The 8 learning events model. LabSET, University of Liege; [194] Ulrich C. Course generation based on HTN planning. Proceedings of the 13th Workshop of the SIG Adaptivity and User Modeling in Interactive Systems, 2005: [195] Bourdeau J, & Mizoguchi R. Collaborative ontological engineering of instructional design knowledge for an ITS authoring environment. Proceedings of the 6th International Conference, ITS Biarritz, France: IOS Press;2002. [196] Capuano N, De Santo M, Marsella M, Molinara M, & Salerno S. A multi-agent architecture for intelligent tutoring. Paper presented at the International Conference on Advances in Infrastructure for Electronic Business, Science, and Education on the Internet, L'Aquila, Italy, July 31-August 06, [197] Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. Draft Standard for Learning Object Metadata (IEEE P /D6.1) [198] Downes S. Design and reusability of learning objects in an academic context: a new economy of education? Journal of The United States Distance Learning Association, January 2003: [199] Van Heijst G, Schreiber A T, & Wielinga B J. Using explicit ontologies for KBS development. International Journal of Human-Computer Studies 1997; 46(2-3): [200] De Bra P, & Calvi L. AHA: a generic adaptive hypermedia system.. Paper presented at the Workshop on Adaptive Hypertext and Hypermedia at HYPERTEXT 98. Pittsburgh, USA, June 20-24, [201] Stojanović L, Staab S, & Studer R. elearning in the Semantic Web. Paper presented at the WWWNet Conference, Orlando, USA,

135 [202] Karampiperis P, & Sampson D. Designing learning services: From content-based to activity- based learning systems. Paper presented at the 14 th International World Wide Web Conference WWW2005, Chiba, Japan, doi: / [203] Berners-Lee T, Hendler J, & Lassila O. The Semantic Web. Scientific American, 2001; 284(4): [204] Stojanovic N, Stojanovic L, & Handschuh S. Evolution in the ontology-based knowledge management systems. Paper presented at the ECIS 2002, Gdańsk, Poland, June 6 8, [205] Downes S. Smart Learning Objects. [206] Inaba A, Ikeda M, Mizoguchi R, & Toyoda J. The Learning Goal Ontology for Collaborative Learning [207] Mizoguchi R. Tutorial on ontological engineering - Part 1: Introduction to Ontological Engineering. New Generation Computing 2003; 21(4): [208] Mizoguchi R. Tutorial on ontological engineering - Part 2: Ontology development, tools and languages. New Generation Computing 2004; 22(1): [209] Amorim R, Lama M, Sánchez E, Riera A, & Vila X A. A learning design ontology based on the IMS Specification. Educational Technology & Society 2005; 9 (1): [210] Brouns F, Koper R, Manderveld J, Van Bruggen J, Sloep P, Van Rosmalen P, Tattersall C, & Vogten H. A first exploration of an inductive analysis approach for detecting learning design patterns. Journal of Interactive Media in Education 2005; 3: [211] Koper R. Current research in learning design. Educational Technology & Society 2006; 9 (1): [212] Knight C, Gašević D, & Richards G. An ontology-based framework for bridging learning design and learning content. Educational Technology & Society 2006; 9 (1): [213] Paquette G, Léonard M, Ludgren-Cayrol K, Mihaila S, & Gareau D. Learning design based on graphical modelling. Educational Technology & Societyn2006; 9 (1): [214] Hernández-Leo D, Villasclaras-Fernández E.D, Asensio-Pérez J. I, Dimitriadis Y, Jorrín-Abellán I.M, Ruiz-Requies I, & Rubia-Avi B. COLLAGE, a collaborative learning design editor based on patterns. Educational Technology & Society 2006; 9 (1): [215] Steinmetz R, & Seeberg C. Meta-information for multimedia elearning. In Klein R. et al. (Eds.). Computer Science in Perspective (Ottmann Festschrift) 2003: [216] Soldatova L, & Mizoguchi R. Ontology of tests. In Proceedings of Computers and Advanced Technology in Education, 2003: [217] Psyche V, Bourdeau J, Nkambou R, Mizoguchi R. Making learning design standards work with an ontology of educational theories. In Proceedings of the 12th Artificial Intelligence in Education, Amsterdam, The Netherlands, July 18-22, 2005: [218] Zouaq A, Nkambou R, Frasson C. Α Framework for the Capitalization of e- Learning Resources. Version.pdf Burgos D & Griffiths D (Eds.). The UNFOLD Project. Understanding and Using Learning Design. Heerlen: Open University of The Netherlands; Telecampus. Available at Mattson M, D'Arcy N, & Purdy R. CAREO: Campus Alberta Repository of Educational Objects. Calgary: University of Calgary Learning Commons; MERLOT: Multimedia Educational Resources for Learning and Online Teaching. Available at 120

136 223. E-LEN: A network of e-learning centres. Available at Online Objectives Builder Tool Learning Technology Research Institute. Media Adviser Toolkit Teacher Traning Software. Available at The ReMath Project. Available at [228] Axaopoulos P, Pitsilis G. Energy software programs for educational use. Renewable Energy 2007; 32: [229] Πατσέας Κ. Ενέργεια Ανάπτυξη Περιβάλλον. Αθήνα :Ελληνικά Γράµµατα; [230] Κωστάκος Α. Η ενέργεια στη ζωή µας. ιαθεµατικό εκπαιδευτικό υλικό για την ευέλικτη ζώνη, τεύχος Α. Αθήνα: ΥΠΕΠΘ- ΠΙ; [231] Bernaras A, Laresgoiti I, & Corera J. Building and reusing ontologies for electrical network applications. In Proceedings of the 12th European Conference on Artificial Intelligence 1996: [232] Guarino N. Some ontological principles for designing upper level lexical resources. Paper presented at the 1 st International Conference on Language Resources and Evaluation. Granada, Spain, May 28-30, [233] Annamalai Μ, & Sterling L. Guidelines for constructing reusable domain ontologies. In Cranefield S, Finin T, Tamma V & Willmott S (Eds.), Proceedings of the 3rd Workshop on Ontologies in Agent Systems (W11 OAS 2003), Melbourne, Victoria Australia, July 2003: [234] Borst P. Construction of Engineering Ontologies for Knowledge Sharing and Reuse. PhD Thesis, Tweente University, [235] Jones D, Bench-Capon T, & Visser P. Methodologies for ontology development. Paper presented at the IT&KNOWS Conference Information Technology and Knowledge Systems of the 15th IFIP World Computer Congress, Vienna and Budapest [236] Cristani M, & Cuel R. A comprehensive guideline for building a domain ontology from scratch. Paper presented at the International Conference on Knowledge Management (IKNOW '04), Graz, Austria [237] Pinto H S, & Martins J P. Ontologies: How can they be built? Knowledge and Information Systems 2004; 6: [238] Uschold M, & King M. Towards a methodology for building ontologies. Paper presented at the Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing, held in conjunction with IJCAI-95, Montreal, Canada, [239] Wand Y, & Weber R. Information Systems and Conceptual Modelling: A Research Agenda. Information Systems Research 2002; 13(4): [240] Noy N F, & McGuinness D L. Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology. Stanford Medical Informatics Technical Report SMI , March [241] Fernandez M, Gomez-Perez A, Pazos J, & Pazos A. Building a chemical ontology using methontology and the ontology design environment. IEEE Intelligent Systems 1999; (January / February): [242] Stevens R, Goble C, Horrocks I, and Bechhofer S. Building a Bioinformatics Ontology Using OIL. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine 2002; 6(2): [243] Gangemi A. Ontology design patterns for semantic web content. In Gil Y.et al (Eds.), Proceedings of the International Semantic Web Conference 2005 (ISWC 2005):

137 [244] Ding Y, & Foo S. Ontology research and development. Part 1 a review of ontology generation. Journal of Information Science 2002; 28 (2): [245] Gomez - Perez A. Evaluation of ontologies. International Journal of Intelligent Systems 2001;16: [246] Gruber T. A translation approach to portable ontology specifications. Knowledge acquisition 1993; 5 (2): [247] Youn S, Arora A, Chandrasekhar P, Jayanty P, Mestry A, & Sethi S. Survey about Ontology Development Tools for Ontology-based Knowledge Management. Retrieved from www-scf.usc.edu/~csci586/projects/ontology-survey.doc [248] Corcho O, Fernández-López M, & Gómez-Pérez A. OntoWeb. D1.1. Technical Roadmap. Technical report, Universidad Politecnia de Madrid [249] Horrocks I, Pater-Schneider P, Boley H, Tabet S, Grosof B, & Dean M. SWRL: A Semantic Web Rule Language Combining OWL and RuleML [250] King R, Durbha S, & Younan N. Shared ontologies to facilitate semantic interoperability in earth observation archives. Paper presented at the PV 2007 International Conference: Ensuring the Long-Term Preservation and Value Adding to Scientific and Technical Data, DLR, Oberpfaffenhofen, Germany, October 9-11, [251] Studer R, Benjamins V R., & Fensel D. Knowledge engineering principles and methods. Data and Knowledge Engineering 1998; 25(1-2): [252] Γαϊτάνου Π, & Γεωργατσούλης M. ιαχείριση οντολογιών: µελέτη και εµβάθυνση στα βασικά προβλήµατα που την αφορούν και παρουσίαση υπαρχουσών βιβλιοθηκών οντολογιών. 15 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Ακαδηµαϊκών Βιβλιοθηκών, Πάτρα 1-3 Νοεµβρίου [253] Βαλαράκος Α. Αναπαράσταση Γνώσης και Αναζήτηση στο Σηµασιολογικό Ιστό [254] Ντιούδης. Οντολογίες. DERN - Digital Enterprise Research Network [255] Γεργατσούλης Μ. Εισαγωγή στο Σηµασιολογικό Παγκόσµιο Ιστό και τις Οντολογίες. Τµήµα Αρχειονοµίας & Βιβλιοθηκονοµίας, Ιόνιο Πανεπιστήµιο. [256] Μαρκαντωνάτου Σ, Βασιλείου Μ, & Γιαννούτσου Ό. Ontologies and Thesauri. Paper presented at the 7th Hellenic European Conference on Computer Mathematics & its Applications, Athens, Greece, Sept , [257] Ikeda M, Hope U, & Mizoguchi R. Ontological issues of CSCL Systems design. Paper presented at the 7th Conference on Atrificial Intelligence in Education(AI-ED 95). Washington DC, August 16-19, [258] Klein M. Combining and relating ontologies: an analyses of problems and solutions. Paper presented at theworkshop on Ontologies and Information Sharing (IJCAI'01), Seattle, USA, [259] Κώτης Κ. Ontology Engineering: Methodologies & Tools. Ai-Lab, ICSEng. Dept. University of the Aegean [260] Uschold Μ, & Gruninger M. Ontologies: Principles, Methods and Applications. Knowledge Engineering Review 1996; 11( 2): [261] Gruninger M, & Fox M. Methodology for the design and evaluation of ontologies. In Skuce D. (Ed.), Proceedings of the IJCAI'95 s Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing (pp ). Montreal, Canada: AAAI Press; [262] Guarino N, Welty C. Evaluating ontological decisions with OntoClean. Commun ACM 2002; 45(2):

138 [263] Hwang C H. Incompletely and imprecisely speaking: using dynamic ontologies for representing and retrieving information. Paper presented at the 6th International Workshop on Knowledge Representation meets Databases (KRDB 99), Linköping, Sweden, July 29 30, [264] Gruber T. Toward principles for the design of ontologies used for knowledge sharing. International Journal Human Computer Studies 1993;43: [265] Gangemi A, Steve G, & Giacomelli F. ONIONS: An ontological methodology for taxonomic knowledge integration.paper presented at the ECAI-96 Workshop on Ontological Engineering, Budapest, August 13, [266] Royce W. Managing the development of large software systems: concepts and techniques. In Proceedings of the IEEE WESTCON Conference, 1970: 1 9. [267] Basili V, & Turner A. Iterative enhancement, a practical technique for software development. IEEE Transactions on Software Engineering 1975; 1(4): [268] Boehm B. A spiral model of software development and enhancement. IEEE Comput er 1988; 21(5): [269] Κάβουρας Μ, & Καλογρίδης. Η οντολογία του Ελληνικού κτηµατολογίου: Μελέτη υλοποίησης στο protégé ΕΜΠ, Σχολή Αγρονόµων Τοπογράφων Μηχανικών, Εργαστήριο Χαρτογραφίας [270] Farquhar A, Fikes R, & Rice J. The Ontolingua server: A tool for collaborative ontology construction. Technical report, Stanford KSL [271] Noy N F, & Musen M A. PROMPT: algorithm and tool for automated ontology merging and alignment. In Proceedings of the 17th National Conference on Artificial Intelligence (AAAI2000) (pp ). Menlo Park, CA:AAAI Press; [272] Kabel S C, Wielinga B J, & De Hoog R. Ontologies for indexing technical manual for instruction. Paper presented at the Workshop on Ontologies for Intelligent Educational Systems (AI-ED 99), Le Mans, France, July 18-19, [273] Pâslaru-Bontaş E. A contextual approach to ontology reuse: Methodology, methods and tools for the Semantic Web. PhD Thesis. Fachbereich Mathematik u. Informatik, Freie Universität Berlin [274] Jasper R, & Uschold Μ. A framework for understanding and classifying ontology applications. Paper presented at the Twelfth Workshop on Knowledge Acquisition Modeling and Management(KAW'99), Banff, Alberta, Canada, October 16-21, [275] Corcho O, Gomez-Perez A, & Fernandez-Lopez M. Methodologies, tools and languages for building ontologies. Where is their meeting point? Data & Knowledge Engineering 2003; 46: [276] Mahesh K. Ontology Development for Machine Translation: Ideology and Methodology. Technical Report MCCS , Computing Research Laboratory, New Mexico State University, Las Cruces, NM, [277] Bouaud J, Bachimont B, Charlet J, & Zweigenbaum P. Methodological principles for structuring an Ontology. Paper presented at the Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing (IJCAI '95, Montreal, Canada, August 19, [278] Staab S, Schnurr H P, Studer R, & Sure Y. Knowledge processes and ontologies. IEEE Intelligent Systems 2001; 16 (1): [279] Arpírez J C, Corcho O, Fernández-López M, & Gómez-Pérez A. WebODE: a scalable workbench for ontological engineering. Paper presented at the the First International Conference on Knowledge Capture (K-CAP 01), Victoria, British Columbia, Canada, October 22-23,

139 [280] Blomqvist E. Semi-automatic ontology engineering using patterns. The Semantic Web 2007; 4825: [281] Blomqvist E, & Sandkuhl K. Patterns in ontology engineering: Classification of ontology patterns. In Chen C S, Filipe J, Seruca I, & Cordeiro J. (Eds.), Proceedings of ICEIS 2005 Miami Beach 2005: [282] Albertsen T, & Blomqvist E. Describing Ontology Applications. Paper presented at the 4th European Semantic Web Conference (ESWC07), Innsbruck, Austria, June [283] Inaba A, Ikeda M, & Mizoguchi R. What learning patterns are effective for a learner's growth? - An ontological support for designing collaborative learning. In Proceedings of the International Conference on Artificial Intelligence in Education (AIED2003) ( pp ), Sydney, Australia, July 20-24, [284] Kasai T, Yamaguchi H, Nagano K, & Mizoguchi R. Building an ontology of IT education goals. International Journal of Continuing Engineering Education and Lifelong Learning 2006; 16 (1/2): [285] Houwing M, Heijnen P, & Bouwmans I. Socio-technical complexity in sustainable energy infrastructures: The impact of domestic level generation - an agent-based modelling approach. Paper presented at the IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. Taipei, Taiwan, October 8-11, [286] McAndrew P, Goodyear P, & Dalziel J. Patterns, designs and activities: Unifying descriptions of learning structures. International Journal of Learning Technology 2006; 2(2/3): [287] Avgeriou P, Papasalouros A, Retalis S, & Skordalakis E. Towards a pattern language for learning management systems. Educational Technology & Society 2003; 6(2): [288] McAndrew P, & Goodyear P. Representing practitioner experiences through learning design and patterns. In Beetham H, & Sharpe R. (Eds.), Rethinking pedagogy for a digital age (pp ). Oxon, UK: Routledge; [289] Gomez-Perez A, Juristo N, Pazos J. Evaluation and assessment of the knowledge sharing technology. In Mars N. (Ed.), Towards very large knowledge bases. Amsterdam: IOS Press; [290] Kotis K, & Vouros G. Human-centered ontology engineering: The HCOME methodology. International Journal of Knowledge and Information Systems (KAIS) 2006; 10(1): doi: /s [291] Antoniou, G. & Van Harmelen, F. A Semantic Web Primer. Cambridge, Massachusetts:The MIT Press; [292] Anderson T, & Whitelock D. (Eds). The educational Semantic Web: Visioning and practicing the future of education. Journal of Interactive Media in Education, Special Issue on the Educational Semantics 2007; 7(1):1-15. [293] Kousetti C, Millard D.E, & Howard Y. A study of ontology convergence in a Semantic Wiki. Paper presented at the 4th International Symposium on Wikis and Open Collaboration (WikiSym '08), Porto, Portugual, September 8-10, [294] Bittencourt I.I, Isotani S, Costa E, & Mizoguchi R. Research directions on Semantic Web and education. Interdisciplinary Studies in Computer Science 2008;19(1): [295] Rogner H.H, & Popescu A. An introduction to energy. In United Nations Development Programme [UNDP] (Eds.). World Energy Assessment: Energy and the Challenge of Sustainability (pp ). New York: UNDP;2000. [296] Ahlberg M, & Ahoranta V. Two improved educational theory based tools to monitor and promote quality of geographical education and learning. International Research in 124

140 Geographical and Environmental Education 2002; 11(2): doi: / [297] Griffiths D. From primitives to patterns: a discussion paper. UNFOLD Project [298] Nixon J.L.B, & Simperl E. Makna and MultiMakna: Towards semantic and multimedia capability in wikis for the emerging web. In Schaffert S, & Sure Y, (Eds.), Proceedings of the Conference on Semantics: From Visions to Applications (SEMANTICS-2006) (pp ). Vienna: Austrian Computer Society; [299] Dello K, Simperl E, & Tolksdorf R. Creating and using Semantic Web information with Makna. In Volkel M. (Ed.), Proceedings of the 1st Workshop on Semantic Wikis From Wiki to Semantics at the ESWC 2006 (pp ). Budva, Montenegro; [300] Schaffert S, Bischof D, Burger T, Gruber A, Hilzensauer W, & Schaffert S. Learning with Semantic Wikis. In Volkel M. (Ed.), Proceedings of the 1st Workshop on Semantic Wikis From Wiki to Semantics at the ESWC 2006 (pp ). Budva, Montenegro; [301] Schaffert S, Gruber A, & Westenthaler R. A semantic wiki for collaborative knowledge formation. Paper presented at the SEMANTICS 2005 Conference. Vienna, Austria, November 23-25, [302] Oren E, Delbru R, Moller K, Volkel M, & Handschuh S. Annotation and navigation in semantic wikis. In Volkel M. (Ed.), Proceedings of the 1st Workshop on Semantic Wikis From Wiki to Semantics at the ESWC 2006 (pp ). Budva, Montenegro; [303] Wei C, Maust B, Barrick J, Cuddihy E, & Spyridakis J.H. Wikis for supporting distributed collaborative writing. Paper presented at the 52nd Annual Conference of Society for Technical Communication, Seattle, Washington, May 8-11, [304] Millard I, Jaffri A, Glaser H, & Rodriguez B. Using a semantic MediaWiki to interact with a knowledge based infrastructure. Paper presented at the 15th International Conference for Knowledge Engineering and Knowledge Management. Podebrady, Czech Republic; [305] Zinn C. Bootstrapping a semantic wiki application for learning mathematics. In Schaffert S, & Sure Y, (Eds.), Proceedings of the Conference on Semantics: From Visions to Applications (SEMANTICS-2006) (pp ). Vienna: Austrian Computer Society; [306] Frydenberg M. Wikis as a tool for collaborative course management. MERLOT Journal for Online Learning and Teaching 2008; 4(2): [307] Bao J, Smart P.R, Braines D, & Shadbolt N.R. A controlled natural language interface for Semantic MediaWiki. In Tetherless World Constellation Technical Report, TW [308] Aroyo L, & Dicheva D. The new challenges for e-learning: The educational semantic web. Educational Technology & Society 2004; 7(4): [309] Siles A, López-Cima A, Corcho O, & Gómez-Pérez A. ODEWiki: A semantic wiki that interoperates with the ODESeW semantic portal. In Bechhofer S, Hauswirth M, Hoffmann J, & Koubarakis M. (Eds.), Proceedings of the 5th European Semantic Web Conference on The Semantic Web: Research and Applications. Lecture Notes in Computer Science, 2008; 5021: , DOI: / _73. [310] Paquette G. An ontology and a software framework for competency modelling and management. Educational Technology and Society: Special Issue on Advanced Technologies for Life-long Learning 2007; 10(3):

141 [311] European Environment Agency (EEA). Energy and environment in the European Union (Environmental issue Report No. 31). Copenhagen, Denmark:EEA; [312] European Environment Agency (EEA). Environmental indicators:typology and overview (Technical Report No. 25). Copenhagen, Denmark: EEA ;1999. [313] Hierro I,. & Pérez-Arriaga I.J. Indicator-based methodology to analyze progress toward a sustainable energy system in a country: Application to the Spanish energy context. Paper presented at the Madrid Sustainable Energy Specific Support Action (SESSA) Conference on Investment for Sustainability. Madrid, Spain:SESSA;2005. [314] World Economic Forum, Global Leaders for Tomorrow Environment Task Force, Yale Center for Environmental Law and Policy, Yale University, Center for International Earth Science Information Network, Columbia University Environmental Sustainability Index. New Haven, CT: Yale Center; [315] Zhang J, & Fujiwara A. Development of the DPSIR+C framework for measuring the social capacity of environmental management. EASTS-Japan Working Paper Series No [316] Kumazawa T, Saito O, Kozaki K, Matsui T, & Mizoguchi R. Knowledge structuring tool for sustainability science based on ontology engineering. Paper presented at the International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems- Intelligent Systems for Engineering Environmental Knowledge (i-seek 2009). Fukuoka, Japan, March 16-19, doi: [317] Vega-Gorgojo G, Bote-Lorenzo M.L, Gómez-Sánchez E, Asensio-Pérez J.I, Dimitriadis Y, & Jorrín-Abellán I.M.. Ontoolcole: Supporting educators in the semantic search of CSCL tools. Journal of Universal Computer Science 2008; 14(1): [318] Nejdl W, Wolf B, Qu C, Decker S, Sintek M, & Naeve A., et al. EDUTELLA: a P2P networking infrastructure based on RDF. Paper presented at the 11th International Conference on World Wide Web, Honolulu, HI, USA, May 07-11, doi: / [319] Kelley J.F. An iterative design methodology for user-friendly natural language information applications. ACM Transactions on Office Information Systems 1984; 2(1): [320] Sharp H, Manns M.L, & Eckstein J. The Pedagogical Patterns Project. In Addendum to the Proceedings of the Conference on Object-oriented Programming, Systems, Languages, and Applications (pp ) [321] Australian Universities Teaching Committee (AUTC) Learning Designs Project. Information and Communication Technologies and Their Role in Flexible Learning. Available at [322] Falconer I, Beetham H, Oliver R, Lockyer L, & Littlejohn A. Mod4L final report: Representing learning designs. [323] Conole G. Capturing practice, the role of mediating artefacts in learning design. In Lockyer L, Bennet S, Agostinho S, & Harper B. ( Eds.), Handbook of research on learning design and learning objects: Issues, applications and technologies (pp ). Hersey PA: IGI Global; [324] IMS Global Learning Consortium (IMS GLC). IMS Reusable Definition of Competency or Educational Objective Information Model. Version 1.0 Final Specification. IMS GLC;

142 [325] Sicilia M.A. Ontology based competency management: Infrastructures for knowledge intensive learning organization. In Lytras M.D, & Naeve A. (Eds.), Intelligent learning infrastructure for knowledge intensive organizations: A semantic Web Perspective (pp ). Hershey, PA: Idea Group pub; [326] Schmidt A.. Context-steered learning: The learning in process approach. In Kinshuk C-K, Looi E, Sutinen D, Sampson G, Aedo I., Uden L,& Kähkönen E, (Eds.), Proceedings of IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (pp ). Joensuu, Finland: IEEE Computer Society; [327] Sitthisak O. A competency model for semi-automatic question generation in adaptive assessment. Doctoral dissertation. UK: University of Southampton, School of Electronic and Computer Science;2009. [328] HR-XML Consortium. Competencies 1.0 (Measurable characteristics). Recommendation [329] Grandbastien M. A competency-based learning resource retrieval process: The LUISA-UHP case-study. Computer Science 2009; 302: doi: / _33. [330] Draganidis F, & Mentzas G. Ontology- based competency management for corporate e-learning. In Sicilia M-A. (Ed), Competencies in Organizational e-learning: Concepts and Tools (pp ). Hershey, PA: IGI Global;2007. doi: / ch015. [331] Askar P, & Altun A. CogSkillnet: An ontology-based representation of cognitive skills. Educational Technology & Society 2009;12 (2): [332] Anderson L.W, & Krathwohl D. R. (Eds.). A taxonomy for learning, teaching and assessing: A revision of Bloom's Taxonomy of educational outcomes, Complete edition. New York : Longman; [333] Bloom B.S, & Krathwohl D.R. Taxonomy of educational objectives: The classification of educational goals by a committee of college and university examiners. New York, Longman; [334] Krathwohl D.R, Bloom B.S, & Masia B.B. Taxonomy of educational objectives: The classification of educational goals. Handbook II: The affective domain. New York: David McKay; [335] Dave R.H. Psychomotor levels. In Armstrong R.J. (Ed.), Developing and writing educational objectives (pp ). Tucson, AZ: Educational Innovators Press; [336] Krötzsch M, Vrandecic D, & Völkel M. Semantic MediaWiki. In Cruz I. F, Decker S, Allemang D, Preist C, Schwabe D, Mika P, Uschold M, & Aroyo L. (Eds.), Proceedings of the 5th International Semantic Web Conference, Lecture Notes in Computer Science 4273 (pp ). Heidelberg: Springer; DOI: / _68. [337] Kuhn T. AceWiki: A natural and expressive semantic wiki. Paper presenetd at the Wokshop on Semantic Web User Interaction at CHI 2008: Exploring HCI Challenges. Florence, Italy, April [338] McGuinness D, & van Harmelen F. (Εds.). OWL Web Ontology Language Overview. World Wide Web Consortium (W3C) Recommendation. February 10, Available at [339] Wenger E. Communities of practice, a brief introduction [340] Conole G. Describing learning activities: Tools and resources to guide practice. In Beetham H, & Sharpe R. (Eds.), Rethinking pedagogy for a digital age (pp ). Oxford, UK: Routledge Falmer;

143 128

144 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α: ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ Περιλαµβάνονται: Α1.Ορισµός Α2.Βασικά συστατικά Α3.Τύποι οντολογιών Α4. Εφαρµογές οντολογιών Α4.1.Τυπολογία εφαρµογών Α4.2. Πεδία Σκοποί Α4.3. Σενάρια εφαρµογών στην εκπαίδευση Α5.Μεθοδολογίες Α6.Μοντέλα κύκλου ζωής οντολογιών Α7.Γλώσσες αναπαράστασης οντολογιών Α8.Εργαλεία Οντολογιών Α9.Εφαρµοσµένη πληροφορική και οντολογίες Π-1

145 Α.ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ Οι καταβολές των οντολογιών βρίσκονται στις ταξινοµίες που χρησιµοποιεί η λογική και οι φυσικές επιστήµες [256]. Προέρχονται απο το χώρο της αρχαιοελληνικής φιλοσοφίας 91 για να περάσουν πρόσφατα στο πεδίο της τεχνητής νοηµοσύνης [255], καθώς αναγνωρίσθηκε η σηµασία τους για το διαµοιρασµό (sharing) της γνώσης στις αρχές της δεκαετίας του 90 [237]. Α1.Ορισµός Ενώ στο πεδίο της Φιλοσοφίας αφορά στη συστηµατική µελέτη της ύπαρξης [246], στο χώρο της Πληροφορικής υπάρχουν πολλοί ορισµοί της οντολογίας µε συµπληρωµατικά χαρακτηριστικά ανάλογα µε την οπτική θεώρησής της. Ο ορισµός που έχει επικρατήσει είναι: «Η οντολογία είναι ένας τυπικός, σαφής προσδιορισµός µιας διαµοιρασµένης εννοιολογικής αναπαράστασης», και διατυπώθηκε 92 στην [246], τροποποιήθηκε 93 στην [234], και αναλύθηκε 94 στην [251] κατόπιν συγχώνευσης των προηγουµένων δύο διατυπώσεων. Στους υπόλοιπους ορισµούς διακρίνονται σύµφωνα µε [275, 273] µια θεώρηση µε επίκεντρο τη λογική θεωρία 95 [186], και µια οµάδα ορισµών βασισµένων στη διαδικασία δόµησης της οντολογίας. Στην τελευταία ανήκουν ορισµοί όπως, «παρέχει τα µέσα για τη ρητή περιγραφή της κοινής αντίληψης 96 πίσω απο την αναπαριστώµενη γνώση σε µια γνωσιακή βάση» [231], «καθορίζει ένα λεξιλόγιο όρων ενός τοµέα και περιορίζει τη σηµασία τους ενδεικνύοντας το πώς οι κατονοµαζόµενες από τους όρους αυτούς έννοιες της οντολογίας ορίζονται και είναι αλληλοσυσχετισµένες µέσα στη δοµή ενός συγκεκριµένου τοµέα» [274], «η κατηγοροποίηση της γνώσης» [247], «µια περιγραφή ενός συνόλου εννοιών και των σχέσεων που µπορεί να υπάρχουν µεταξύ των εννοιών αυτών» [175], «συγκεκριµένες δοµές, που ορίζουν αφηρηµένες έννοιες και σχέσεις µεταξύ αυτών σε κάποια περιοχή εφαρµογών» [257], ή και «εννοιολογική αναπαράσταση αντικειµένων σε µηχανικά αναγνώσιµη µορφή» [258, 130]. Μια οντολογία δεν εµπεριέχει τη συνολική γνώση σε ένα τοµέα, αλλά παρέχει ένα βασικό σκελετό, που εκφράζει ρητά την υπονοούµενη γνώση [175, 176]. ίνει έτσι τη δυνατότητα µιας σαφούς εννοιολογικής σύλληψης οποιουδήποτε υλικού, το οποίο ενδεχοµένως να είναι ψηφιοποιηµένο ή/και πολυµεσικό [258, 256]. Ως σύνθετο και πολυθεµατικό πεδίο, απαιτεί γνώσεις σχετικά µε την εξαγωγή και την οργάνωση των πληροφοριών, την επεξεργασία της φυσικής γλώσσας, την τεχνητή νοηµοσύνη, την απόκτηση και την αναπαράσταση της γνώσης [244]. 91 Ορισµός: Η µεταφυσική µελέτη της φύσης της ζωής και της ύπαρξης», και πρώτο παράδειγµα οντολογίας αφορών σε αυτά, που µπορούµε να µάθουµε: Ουσία, Ποσότητα, Ποιότητα, Σχέση, Θέση, Χρόνος, Κατάσταση, Όρος, ράση, Αγάπη. (Αριστοτέλης, π.χ.) 92 explicit specification of a conceptualization 93 formal explicit specification of a shared conceptualization. 94 Ο όρος conceptualization αποδίδεται ως «µια αφηρηµένη, απλοποιηµένη θεώρηση του κόσµου, που θέλουµε να αναπαραστήσουµε για κάποιο σκοπό» [246], ή ως αφηρηµένο µοντέλο κάποιου φαινοµένου στον κόσµο, που προσδιορίζει τις σχετικές µε το φαινόµενο αυτό έννοιες [251, 244]. Στα ελληνικά αποδίδεται ως «εννοιολογική αναπαράσταση»[252], «εννοιολογική µορφοποίηση»[259], ή «αντίληψη για τον κόσµο[254] ή και κάποιας θεµατικής περιοχής» [253]. «Σαφής» σηµαίνει οτι ο τύπος των χρησιµοποιούµενων εννοιών και οι περιορισµοί στη χρήση τους είναι σαφώς καθορισµένα, «τυπικός» οτι η οντολογία πρέπει να είναι µηχανικά αναγνώσιµη, «διαµοιρασµένη» οτι καλύπτει κοινά αποδεκτή γνώση στα πλαίσια µιας κοινότητας [251, 244]. 95 «µια λογική θεωρία, που δίνει µια ρητή τµηµατική θεώρηση της εννοιολογικής αναπαράστασης» 96 Εδώ ο όρος conceptualization αποδίδεται ως κοινή αντίληψη γιατί η απόδοση ως «εννοιολογική αναπαράσταση» δηµιουργεί ταυτολογία. Π-2

146 Α2.Βασικά συστατικά Τυπικά οι οντολογίες συντίθενται από ένα σύνολο όρων, που αναπαριστούν τις σηµαντικές έννοιες ενός τοµέα, ιεραρχικά οργανωµένες και µε προσδιορισµό της σηµασίας και των ιδιοτήτων τους [237, 247], ορίζοντας έτσι ένα αντιπροσωπευτικό λεξιλόγιο, µε το οποίο µπορούν να ανταλλαγούν ερωτήσεις και δηλώσεις µεταξύ πρακτόρων δρώντων 97 (agents) [246]. Οι βασικές δοµικές µονάδες που συγκροτούν µια οντολογία είναι οι; κλάσεις, σχέσεις, συναρτήσεις, αξιώµατα και στιγµιότυπα[246]. Α3.Τύποι οντολογιών Αναφέρονται πολλοί τύποι οντολογιών µε επικαλύψεις όρων και διαφοροποιήσεις ως προς τη θεώρηση. Ένα πλαίσιο κατηγοριοποίησης ανά εξεταζόµενη διάσταση περιλαµβάνει[273, 199]: 1) Τυπικότητα Στην [260] ορίζονται τέσσερις διαβαθµίσεις (άτυπη, ηµι-άτυπη, ηµι-τυπική, αυστηρά τυπική) µιας κλίµακας, που εκτείνεται απο την απόδοση σε φυσική γλώσσα µέχρι τη διατύπωση σχολαστικά καθορισµένων όρων µε αυστηρή σηµασιολογία, θεωρήµατα και αποδείξεις ιδιοτήτων, όπως η ορθότητα (soundness) και η πληρότητα. Σε πιο πρόσφατες πηγές αναφέρονται τρεις διαβαθµίσεις [239] ή και µια συνεχής κλίµακα ontological continuum [202]. Αναφέρεται ακόµη η διαφοροποίηση µεταξύ lightweight και heavyweight οντολογιών [207], που θα µπορούσαν να ενταχθούν στη διάσταση της τυπικότητας. Οι πρώτες εκφράζουν µια ιεραρχία χωρίς αυστηρούς ορισµούς εννοιών και αρχών και χρησιµοποιούνται συνήθως στις µηχανές αναζήτησης ενώ στις δεύτερες δίνεται ιδιαίτερη βαρύτητα στον ορισµό των εννοιών και των µεταξύ τους σχέσεων (π.χ. upper ontologies). 2) υνατότητα διαµοιρασµού (Shareability) Με διάκριση τεσσάρων επιπέδων : Προσωπικές, εφαρµογής, ανοικτές (openly developed), προτύπων. 3) Πεδίο (Scope) Συνήθως οι αναφερόµενες στη βιβλιογραφία κατηγοριοποιήσεις αφορούν σε αυτή τη διάσταση. Αναφέρονται οντολογίες αναπαράστασης 98 ή µετα-οντολογίες [246, 273], περιεχοµένου 99 [246], γενικές ή ανώτερου βαθµού 100 (Upper level) [237,181,207, 273], κατώτερου βαθµού (Lower level) [181], πεδίου ή τοµέα 101 [237, 207, 273], όπου διακρινονται πρωτογενείς και δευτερογενείς, θεωρίας 102 [235], σκοπού 103 [233], δοµικές 104 [187], µεταδεδοµένων, µεθοδολογίας ή έργου (task) 105 [252, 207, 273, 191], εφαρµογής 106 [273], εγκατεστηµένη 107 (situated) [276], χώρου εργασίας [191]. 98 Παρέχουν ένα πλαίσιο, χωρίς καθοδήγηση όµως, για το πως θα αναπαρασταθεί ο κόσµος.[246]. 99 Με αναφορές για το πως θα µπορούσε να περιγραφεί ο κόσµος [246] 100 Ορίζουν πολύ γενικές έννοιες επαναχρησιµοποιήσιµες σε πολλούς τοµείς και εφαρµογές[237] 101 Παρέχει σύνολο όρων περιγραφής κάποιου τοµέα. 102 Παρέχει σύνολο εννοιών για αναπαράσταση κάποιας πτυχής του κόσµου (χρόνος, διάστηµα, αιτιότητα κλπ) 103 Προσδιορίζουν ρητά τους όρους υποστήριξης συγκεκριµένου σκοπού ή χρήσης συνθέτοντας ποικίλες επαναχρησιµοποιήσιµες οντολογίες τοµέα [233]. 104 Σχετικές µε τη δοµή µας διαδικασίας. 105 Σύστηµα ενός λεξιλογίου για την περιγραφή µιας δοµής επίλυσης προβλήµατος όλων των υπαρχόντων έργων ανεξάρτητα απο τον τοµέα [191] 106 Αναφέρονται σε συγκεκριµένη εφαρµογή [273]. Π-3

147 4) Σκοπούµενη χρήση Τρία επίπεδα οντολογιών προοδευτικά αυξανόµενης πολυπλοκότητας: Ορολογίας, Πληροφορίας, Μοντελοποίησης της γνώσης [199] 5) υνατότητα επαναχρησιµοποίησης Aναφέρεται σχετικό διάγραµµα το οποίο αντανακλά τη θεώρηση οτι η ευχρηστία είναι αντίρροπη µε τη δυνατότητα επαναχρησιµοποίησης [273] 6) Παράδειγµα αναπαράστασης Η κατηγοριοποίηση αυτή αφορά στη γλώσσα και το παράδειγµα αναπαράστασης Τυπολογία οντολογιών αναφέρεται και στην [191]. Α4. Εφαρµογές οντολογιών Α4.1.Τυπολογία εφαρµογών Στην [274] αναφέρεται µια µεθοδολογία κατηγοριοποίησης των εφαρµογών, όπου ορίζονται τέσσερις τύποι εφαρµογών 108, σενάρια εφαρµογής και ένα πλαίσιο για αυτά, που περιλαµβάνει τον επιδιωκόµενο σκοπό και τα ωφέλη, το ρόλο της οντολογίας, τις τεχνολογίες υποστήριξης, τους µετέχοντες στη διαδικασία και τους ρόλους τους και το βαθµό ωριµότητας της εφαρµογής. Αντίστοιχη διαδικασία τυποποίησης των εφαρµογών ακολουθείται στην [208], µε ορισµό οκτώ εν δυνάµει ρόλων 109 µιας οντολογίας [207] και πέντε τύπων εφαρµογών 110, ενώ στην [282] ορίζεται ένα πρότυπο εφαρµογής οντολογιών, που καθορίζει και περιγράφει την ένταξη µιας οντολογίας σε ένα λογισµικό και περιλαµβάνει σκοπό, πεδίο, χρήση και περιβάλλον της οντολογίας µαζι µε διεπαφή και σχέσεις µε άλλα συστήµατα. Α4.2. Πεδία - Σκοποί Οι οντολογίες έχουν εφαρµογές σε πολλά πεδία, όπως η διαχείριση της γνώσης, η ανάκτηση και εξαγωγή πληροφοριών από διάσπαρτες βάσεις δεδοµένων, ο σηµασιολογικός ιστός, το ηλεκτρονικό εµπόριο, η επεξεργασία της φυσικής γλώσσας, η ενσωµάτωση πληροφορίας και η εκπαίδευση [237, 256, 273, 248], καθώς υποστηρίζουν σκοπούς όπως: την επικοινωνία µεταξύ ανθρώπων [274], ανθρώπων και οργανισµών [260], πρακτόρων (agents) [237,274], ανθρώπων και ετερογενών ευρείας διασποράς συστηµάτων εφαρµογών [237, 202], την επίτευξη δια-λειτουργικότητας µεταξύ συστηµάτων [260, 237, 274], τη βελτίωση της διαδικασίας ή και της ποιότητας του σχεδιασµού των προγραµατιστικών συστηµάτων σε θέµατα προδιαγραφών, αξιοπιστίας, επαναχρησιµοποίησης τµηµάτων, αναζήτησης, συντήρησης, και απόκτησης γνώσης [260, 274], την επαναχρησιµοποίηση της γνώσης ενός τοµέα [ 240], τη ρητή διατύπωση των υποθέσεων για κάθε γνωστικό τοµέα [240], το διαχωρισµό της γνώσης κάθε τοµέα από τη λειτουργική γνώση[240], την ανάλυση της γνώσης κάθε τοµέα [240]. 107 Μοντέλου του κόσµου που χρησιµοποιείται ως υπολογιστικός πόρος για την επίλυση συνόλου προβληµάτων[276]. 108 (1)Ουδέτερη συγγραφή, (2)η οντολογία ως προδιαγραφή (3) κοινή πρόσβαση στην πληροφορία, (4)βασισµένη σε οντολογία αναζήτηση. 109 Κοινό λεξιλόγιο, δοµή δεδοµένων, ρητή έκφραση αυτών που υπονοούνται, εξασφάλιση σηµασιολογικής διαλειτουργικότητας, έκφραση της λογικής σχεδιασµού, συστηµατοποίηση της γνώσης, λειτουργία ως µετα- µοντέλου, παροχή θεωρίας περιεχοµένου[207]. 110 (1) Ως κοινό λεξιλόγιο,(2) για πρόσβαση στην πληροφορία, (3) ως µέσον για κοινή κατανόηση, (4)ως προδιαγραφή (5) ως βάση για συστηµατοποίηση της γνώσης. Π-4

148 Αντίστοιχες αναφορές που περιλαµβάνουν ρόλους µιας οντολογίας η σκοπούς, που εξυπηρετεί, γίνονται στις [180, 233, 154, 272, 247, 235, 236, 183, 204, 175, 177, 187, 250]. Α4.3. Σενάρια εφαρµογών στην εκπαίδευση Σενάρια εφαρµογών στην εκπαίδευση αναφέρονται σε µια σειρά από σχετικά άρθρα [175, 233, 181, 182, 241, 242, 187, 250, 209, 212, 166, 167] και ακολουθούν σε γενικές γραµµές τρεις τύπους, όπως έχουν αυτοί διατυπωθεί στην [158] : (1) ενίσχυση της δυνατότητας επαναχρησιµοποίησης ΜΑ µέσω της σύνδεσής τους µε µια οντολογική περιγραφή του τοµέα, ή γενικότερα, περιγραφή σχετικής διάστασης της εκπαιδευτικής διαδικασίας σε µια οντολογία. (2) παροχή περιεκτικού συστήµατος συγγραφής για την ανάκτηση και οργάνωση υλικού απο τον ιστό σε µορφή σειράς µαθηµάτων. (3) δόµηση εξελιγµένων στρατηγικών παρουσίασης στο χρήστη σχολιασµένων πόρων, µε τη µορφή υπηρεσιών φυλλοµέτρησης, παραγωγής αφηγήσεων και τελική απόδοση µιας σειράς µαθηµάτων. Α5. Μεθοδολογίες Παραδοσιακά η δόµηση οντολογιών είναι χρονοβόρα και κοπιώδης διαδικασία, που αναλαµβάνεται απο ειδικούς στη διαχείριση της γνώσης µηχανικούς (knowledge engineers) µε τη βοήθεια ειδικών του τοµέα ενδιαφέροντος [247]. Πάντως αν και για το συγκεκριµένο πεδίο χρησιµοποιούνται οι όροι «οντολογική µηχανική 111» (ontology engineering) και «µηχανικός οντολογιών» (ontology engineer) επί του παρόντος η δόµηση οντολογιών έχει χαρακτήρα περισσότερο τέχνης παρά εφαρµοσµένης µηχανικής [235, 237 ]. Καµµιά απο τις µέχρι τούδε µεθοδολογίες δεν έχει καθιερωθεί ως πρότυπο παγκοσµίως, ούτε υποστηρίζει όλο το φάσµα των διαδικασιών, που σχετίζονται µε τη δόµηση µιας οντολογίας [236, 237]. Υπάρχουν βασικά τρείς κατηγορίες προσεγγίσεων δόµησης οντολογιών: από την κορυφή προς τη βάση 112 (top-down), απο τη βάση προς την κορυφή 113 (bottomup) και µια µικτή προσέγγιση 114 ( middle- out). Για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της επιλογής µιας των ανωτέρω προσεγγίσεων αναφέρονται πέντε χαρακτηριστικά εν είδει κριτηρίων: βαθµός λεπτοµέρειας, σταθερότητα, σύλληψη οµοιότητας (capture commonality), συνέπεια και ακρίβεια, προσπάθεια και επανεπεξεργασία [260]. Χωρίς να αποτελεί αυτό κανόνα, συχνά η τρίτη προσέγγιση προτείνεται ως ο πλέον πρόσφορος τρόπος, καθώς οι έννοιες στο µέσον µιάς ιεραρχίας θεωρούνται οι πιό περιγραφικές σε ένα τοµέα, ενώ φαίνεται να υπερέχει και µε βάση τα παραπάνω κριτήρια.[ 236, 238, 240, 260]. Ανάλογα µε το βαθµό αυτοµατοποίησής τους µε τη βοήθεια λογισµικών εφαρµογών, οι µεθοδολογίες µπορούν να διακριθούν σε αυτόµατης, ηµιαυτόµατης ή /και «χειροκίνητης» δόµησης (manual). Οι τρέχουσες µεθοδολογίες βασίζονται σε µιά απο τις δύο τελευταίες καθώς τα αποτελέσµατα της αυτόµατης δόµησης είναι επι του παρόντος µάλλον απογοητευτικά [236]. Οι οντολογίες µπορούν να δοµηθούν είτε εξ αρχής (from scratch), είτε µε επαναχρησιµοποίηση ήδη δοµηµένων οντολογιών. 111 Αφορά στην ανάπτυξη, αξιολόγηση, και αξιοποίηση προσωπικών ή και κοινά συµφωνηµένων οντολογιών [259]. Μπορεί να µεσολαβήσει για την εύρεση µιας µίνιµουµ συναίνεσης µεταξύ ανθρώπων, ενώ τους δίνει τη δυνατότητα να µοιρασθούν θεωρίες µε τους Η/Υ[176]. 112 Ορισµός των γενικότερων εννοιών και µετά ανάπτυξή τους 113 Ορισµός των ειδικότερων εννοιών και µετά οργάνωσή τους σε γενικότερες 114 Ορισµός των πιό πιο χαρακτηριστικών εννοιών και ακολουθεί ανάλογα γενίκευση -ειδίκευση. Π-5

149 Σύµφωνα µε [208] µια µεθοδολογία δόµησης οντολογίας µπορεί να συντεθεί απο οδηγίες που καλύπτουν ένα φάσµα τριών επιπέδων: (1) Ανώτερο το πιο γενικό επίπεδο που καθορίζει την όλη διαδικασία δόµησης σε συµφωνία µε τη συµβατική διαδικασία ανάπτυξης ενός λογισµικού. (2) Μέσο- γενικοί περιορισµοί και οδηγίες που καθορίζουν τα βασικά βήµατα καθώς και τη διάταξή τους. (3) Κατώτερο- οι πιο λεπτοµερειακές οδηγίες, όπως ο προσδιορισµός κλάσεων, υποκλάσεων, ιδιοτήτων και στιγµιοτύπων. Μια σειρά άρθρων [235, 236, 237, 244, 260, 273, 275] περιλαµβάνουν επισκοπήσεις των προτεινόµενων µεθοδολογιών για την ανάπτυξη µιας οντολογίας διακρίνοντας δύο βασικές κατηγορίες, τις βασισµένες σε στάδια (stage based ) και αυτές του εξελισσοµένου πρωτοτύπου (evolving prototype), χωρίς η διάκριση αυτή να είναι απόλυτα καθαρή και µε πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα και για τις δύο κατηγορίες. Αν ο σκοπός και οι απαιτήσεις είναι σαφείς η πρώτη προσέγγιση φαίνεται καταλληλότερη, ενώ αν το περιβάλλον είναι δυναµικό και δυσνόητο προτιµάται η δεύτερη [235, 236], ενώ υπάρχουν και περιπτώσεις µείξης των παραπάνω προσεγγίσεων [242]. Πάντως στην [237] αναφέρεται οτι το εξελικτικό µοντέλο έχει πλέον αναγνωρισθεί ως το καταλληλότερο για την ανάπτυξη οντολογιών. Οι πιο αντιπροσωπευτικές µεθοδολογίες για τη δόµηση οντολογιών εξ αρχής (from scratch) είναι οι πρώτης γενιάς, βασισµένες σε στάδια (stage-based) TOVE, [261, 260], ENTERPRISE [238, 260], και η METHONTOLOGY [241], που είναι η δεύτερης γενιάς, και η µόνη εξελισσοµένου πρωτοτύπου. Ο κύκλος ζωής µιας οντολογίας σε γενικές γραµµές περιλαµβάνει τα στάδια: Καθορισµός απαιτήσεων: προσδιορισµός σκοπού και πεδίου, Εννοιολογική αναπαράσταση (Conceptualization) : περιγραφή της οντολογίας µέσω ενός ενοιολογικού µοντέλου, που καλύπτει τις προδιαγραφές του πρώτου σταδίου, Τυποποίηση: µετατροπή σε ένα πιο τυπικό µοντέλο µε συνήθως ιεραρχική δοµή και σαφή ορισµό των εννοιών, Εφαρµογή: µετατροπή του τυποποιηµένου µοντέλου σε µια γλώσσα αναπαράστασης γνώσης, Συντήρηση: ενηµέρωση και συµπλήρωση, ενώ περιλαµβάνονται επιπλέον δραστηριότητες, όπως απόκτηση γνώσης, αξιολόγηση 115, τεκµηρίωση 116 [237]. Σε περιπτώσεις άτυπων οντολογιών τα στάδια της τυποποίησης και της εφαρµογής παραλείπονται, στο ENTERPRISE ενοποιούνται (κωδικοποίηση), ενώ στο TOVE δεν διαχωρίζονται σαφώς, συµπεριλαµβανοµένου και του σταδίου της εννοιολογικής αναπαράστασης. Στο METHONTOLOGY για το τελευταίο αυτό στάδιο προτείνεται ένα σύνολο βοηθητικών πινάκων ενδιάµεσων αναπαραστάσεων. Για τη φάση του καθορισµού των απαιτήσεων ως βοήθηµα αναφέρεται [TOVE] η «σύλληψη» σεναρίων δηµιουργίας κινήτρων (motivating scenarios) υπο την έννοια των προβλεπόµενων χρήσεων της οντολογίας. Η γνώση για ένα τοµέα αποκτάται είτε µέσω ειδικών, είτε µε αναδροµή στη σχετική βιβλιογραφία, και τεχνικές όπως καταιγισµός ιδεών, συνεντεύξεις, ερωτηµατολόγια, ανάλυση κειµένου, µονάδων µέτρησης, πινάκων, γραφηµάτων τοµέα, και επαγωγικές 115 ιεξαγωγή τεχνικής κρίσης των οντολογιών, του προγραµµατιστικού τους περιβάλλοντος και των κειµένων τεκµηρίωσης σε σχέση µε ένα πλαίσιο αναφοράς. Το πλαίσιο αναφοράς µπορεί να είναι προδιαγραφές απαιτήσεων, ερωτήσεις επάρκειας, ή/και ο πραγµατικός κόσµος [289, 238 ]. 116 Αναφορά σχετικά µε τι, πως και γιατί έχει γίνει. Π-6

150 µέθοδοι [237, 241]. Συνήθως η απόκτηση της γνώσης διαπλέκεται µε τη φάση της διαµόρφωσης του εννοιολογικού µοντέλου ή µπορεί και να διατρέχει ολο τον κύκλο ζωής µιας οντολογίας. Σηµαντικό ρόλο στη φάση αυτή διαδραµατίζει η διατύπωση ερωτήσεων επάρκειας 117 (competency questions) [261, 260, 238, 236, 237, 233], που ουσιαστικά αποτελούν τµήµα των προδιαγραφών απαιτήσεων και χρησιµοποιούνται για την αξιολόγηση της οντολογίας. Σύµφωνα µε [238] ίσως να µην είναι δυνατή ή χρήσιµη η διατύπωση ερωτήσεων επάρκειας πριν αναπτυχθούν η κύρια δοµή και το περιεχόµενο της οντολογίας, ενώ στο TOVE [261] γίνεται ρητός διαχωρισµός τους σε άτυπες (πρώτο στάδιο) και τυπικές (δεύτερο στάδιο). Στο METHONTOLOGY η δόµηση της οντολογίας γίνεται στο γνωστικό επίπεδο (αναπαράσταση της γνώσης) και όχι στο συµβολικό (τυποποίηση) ή στο επίπεδο της εφαρµογής ώστε να εξοικονοµηθεί χρόνος και κόπος, αν και στην [237] θεωρείται οτι αυτό δεν υποστηρίζεται απο δεδοµένα επί του παρόντος, ενώ το ίδιο προτείνεται και στην [264] για µείωση σφάλµατος κωδικοποίησης. Τόσο το METHONTOLOGY όσο και το ENTERPRISE ακολουθουν middle-out προσέγγιση. Άλλες µεθοδολογίες ανάπτυξης οντολογιών που αναφέρονται στη βιβλιογραφία είναι οι: Formal Ontology [232], KBSI IDEF5, Ontolingua, ONIONS, PLINIUS, CommonKADS, KACTUS, Mikrokosmos, MENELAS, PHYSSYS, SENSUS [235], και οι νεότερης γενιάς OTK (On-to-Knowledge) [278, 275] και HCOME [290], ενώ υπάρχουν και µεµονωµένες προτάσεις, όπως [233, 240, 236] καθώς και µεθοδολογίες, που συνδέονται µε συγκεκριµένες εφαρµογές [181, 178]. Μια άλλη προσέγγιση που κινείται προς την κατεύθυνση της αυτοµατοποίησης των διάφορων φάσεων του κύκλου ζωής µιας οντολογίας, είναι η χρήση προτύπων. ιαπραγµάτευσή της γίνεται σε [280, 243], ενώ στην [281] αναφέρεται κατηγοριοποίηση των προτύπων σε: σηµασιολογικά, συντακτικά, σχεδιασµού και αρχιτεκτονικής, εφαρµογής. Για τον σχεδιασµό οντολογιών αναφέρονται διάφοροι γενικοί εµπειρικοί κανόνες: εν υπάρχει µόνο ένας σωστός τρόπος για να µοντελοποιήσεις ένα τοµέα. πάντα υπάρχουν βιώσιµες εναλακτικές λύσεις [240] Οι έννοιες πρέπει να είναι κοντινές µε τα αντικείµενα και τις σχέσεις στον τοµέα.[240]. Επέλεξε την καταλληλότερη λύση για το συγκεκριµένο έργο, την πιο επεκτάσιµη, την πιό συντηρήσιµη και την πιο διαισθητικά ελκυστική (intuitive) [240]. Η οντολογία δεν µπορεί να περιέχει όλη τη σχετική µε τον τοµέα πληροφορία: εν χρειάζεται περισσότερη γενίκευση ή ειδίκευση απο την απαιτούµενη από την σχεδιαζόµενη εφαρµογή [180, 240]. Η ανάπτυξη µιας οντολογίας είναι απαραίτητα µια επαναλαµβανόµενη (iterated) διαδικασία [240, 180]. Άρχισε κτίζοντας µικρές, ηµιτελείς οντολογίες και άφησέ τις να αναπτυχθούν µέσα απο διαρκείς επαναληψεις [180]. οκίµασε την αρχική οντολογία χρησιµοποιώντας τη στη δόµηση µιας βάσης γνώσης ή σε µεθόδους επίλυσης προβληµάτων ή συζητώντας τη µε ειδικούς στον τοµέα ή και συνδυάζοντας τις εναλλακτικές αυτές λύσεις [180, 240]. Γενικές αρχές και κανόνες 118 αναφέρονται και στις [263, 264], ενώ για την υποστήριξη σχεδιαστικών επιλογών σε πιο εξειδικευµένα θέµατα, που προκύπτουν στο 117 Όρος που περιγράφει ουσιαστικά τις αναφερόµενες σε εκπαιδευτικές εφαρµογές «µαθησιακές εκβάσεις». 118 Μια οντολογία πρέπει να είναι: ανοικτή και δυναµική (αλγοριθµικά και δοµικά), επεκτάσιµη και διαλειτουργική, εύκολα συστηρήσιµη (απλή, καθαρή και σπονδυλωτή δοµή), ανεξάρτητη απο το περιβάλλον Π-7

151 γνωστικό επίπεδο και αφορούν στη δοµή του εννοιολογικού µοντέλου στις [232, 276, 277, 235]. Ο τρόπος και ο χρόνος αξιολόγησης διαφέρουν ανάλογα µε την εφαρµογή και είτε αποτελεί ξεχωριστό στάδιο, είτε παρεµβάλλεται σε διάφορα σηµεία του κύκλου ζωής µιας οντολογίας. Η αξιολόγηση συνίσταται σε τεχνική αξιολόγηση και αποτίµηση απο το χρήστη. Η πρώτη περιλαµβάνει επαλήθευση 119 (verification) και επικύρωση 120 (validation) [245, 237]. Προτάσεις αξιολόγησης έχουν γίνει στις [262] και [245], οι οποίες λειτουργούν συµπληρωµατικά καθώς στην πρώτη περίπτωση βεβαιώνεται η κατάλληλη και συνεπής ιεραρχική δοµή ενώ στη δεύτερη εξετάζεται, µε διάφορα κριτήρια επιβεβαίωσης, η ποιότητα αναπαράστασης της γνώσης 121, και η αποτίµηση απο το χρήστη 122, ενώ αναφέρονται και πιθανοί τύποι σφαλµάτων [237]. Από το φάσµα των διαδικασιών επαναχρησιµοποίησης οντολογιών γίνεται στην [237] διάκριση των δύο ακραίων διαδικασιών, της σύντηξης /συγχώνευσης (fusion/merging) 123 και της σύνθεσης/ ενσωµάτωσης (composition/integration) 124. Άλλες διεργασίες στα πλαίσια της επαναχρησιµοποίησης είναι η εναρµόνιση (matching) 125, η 126 αντιστοίχιση /ευθυγράµµιση (mapping /alignment) και η προσαρµογή (customization) 127. Στις τρείς προαναφερόµενες βασικές µεθοδολογίες η επαναχρησιµοποίηση λαµβάνει χώρα καθ όλο τον κύκλο ζωής της δόµησης, χωρίς να αντιµετωπίζεται ρητά. Συγκεκριµένη µεθοδολογία επαναχρησιµοποίησης αποτελεί η ONIONS [265, 237], ενώ προτάσεις έχουν γίνει και στις [273, 271, 237, 233]. Επίσης αναφέρεται ένα πλαίσιο διάκρισης πιθανών διεργασιών 128 επαναχρησιµοποίησης, χωρίς να είναι σαφές αν προσδιορίζουν εξαντλητικά τις σχέσεις µεταξύ των οντολογιών[270, 235]. Υπάρχει η άποψη, οτι γιά να εξυπηρετηθεί ο σκοπός της επαναχρησιµοποίησης οι οντολογίες πρέπει να παρουσιάζουν µεγάλο βαθµό αφαίρεσης, πλην όµως, όπως αναφέρεται σε [235], συνήθως η δόµηση οντολογιών σχετίζεται µε κάποιο συγκεκριµένο έργο, οπότε ακολουθεί συγκεκριµένη ορολογία, και επιπλέον δεν είναι δυνατον να προβλεφθούν όλες οι εφαρµογές ενός τοµέα, ούτε είναι πρακτικό να περιγραφεί όλη η σχετική γνώση. Ως απάντηση στο πρόβληµα αυτό περιγράφεται στην [233] µια bottom-up µεθοδολογία, κατά την οποία, µέσω οµαδοποίησης οµογενών εννοιών (clustering), διαµορφώνονται υπο-οντολογίες επαναχρησιµοποιήσιµης γνώσης µιας περιοχής ενός τοµέα. εφαρµογής [263]. Συστήνεται διαύγεια, συνέπεια, επεκτασιµότητα, ελάχιστοποίηση απόκλισης κωδικοποίησης, ελάχιστη οντολογική δέσµευση [264]. 119 σχετίζεται µε την ορθότητα του περιεχοµένου 120 σχετίζεται µε τις προδιαγραφές απαιτήσεων. 121 συνέπεια, πληρότητα, επεκτασιµότητα, περιεκτικότητα και ευαισθησία [245] 122 κατανοησιµότητα, ευχρηστία, χρησιµότητα, αφαίρεση, το επίπεδο λεπτοµέρειας (granularity), η τεχνική ποιότητα και η φορητότητα.[245] 123 ενοποίηση διαφορετικών οντολογιών για το ίδιο αντικείµενο 124 συναρµολόγηση οντολογιών διαφορετικών αντικειµένων. 125 η διαδικασία εύρεσης οµοιοτήτων µεταξύ οντολογικών στοιχείων σε µια οντολογία ή οµάδα οντολογιών [273]. 126 η διαδικασία καθορισµού σχέσεων µεταξύ εναρµονισµένων στοιχείων οντολογιών [273]. 127 Το σνολο των απαιτούµενων δράσεων για την προσαρµογή µιας οντολογίας σε ένα συγκεκριµένο πλαίσιο εφαρµογής [273]. 128 Συνίσταται σε: συµπερίληψη (inclusion), πολυµορφική τελειοποίηση (polymorphic refinement), περιορισµό (restriction), κυκλική συµπερίληψη [ 270]. Π-8

152 Α6.Μοντέλα κύκλου ζωής οντολογιών Ως µοντέλα του κύκλου ζωής µιας οντολογίας αναφέρονται αυτά της δηµιουργίας εξελισσοµένου πρωτοτύπου (evolving prototyping) ή εξελικτικό, του καταρράκτη (waterfall) [266], το επαναληπτικό (iterative) [267], ενώ ένα τέταρτο είναι το σπειροειδές 129 (spiral) [268], στου οποίου την κάθε σπείρα αντιστοιχεί µια φάση, όπου κάθε µοντέλο από τα παραπάνω µπορεί να υιοθετηθεί. Η τρέχουσα τάση είναι η ανάπτυξη µεθοδολογιών βασισµένων στη δηµιουργία εξελισσοµένων πρωτοτύπων, ακολουθώντας κύκλους ζωής του τύπου: κτίσε, αξιολόγησε, αναθεώρησε, και όπου από κάθε δραστηριότητα της αναπτυξιακής διαδικασίας υπάρχει δυνατότητα µετάβασης σε οποιαδήποτε προηγούµενη, έως ότου καλυφθούν τα κριτήρια αξιολόγησης [237]. Α7.Γλώσσες αναπαράστασης οντολογιών Για την ανάπτυξη οντολογιών, που µπορούν να διαµοιρασθούν, είναι ουσιαστική η χρησιµοποίηση ευρείας αποδοχής γλώσσας αναπαράστασης [175, 177]. Οι οντολογίες µπορούν να αναπαρασταθούν ως γράφηµα, ως λογική, ως πρότυπα ιστού (XML), η ως µια απλή ιεραρχία [244]. Οι γλώσσες αναπαράστασης µπορούν να κατηγοριοποιηθούν ως εξής: Α.Παραδοσιακές Λογική πρώτης τάξης (π.χ. KIF, Prolog) Συνδυασµού πλαισίων και λογικής πρώτης τάξης (π.χ.ontolingua, OCML, Flogic) Περιγραφική λογική (π.χ.loom) Β. Βασισµένες στον ιστό SHOE -Simple HTML ontology extensions SHOE (µε χρήση XML) XOL OML RDF και RDF(S) OIL - βασισµένο σε πλαίσιο σύστηµα σε συνδυασµό µε περιγραφική λογική. Χρησιµοποιεί RDF Schema σαν σηµείο εκκίνησης [242, 175, 177] DAML DAML+OIL OWL :βασίζεται σε (DAML+OIL) και RDF(S). SWRL: Συνδυασµός OWL και RuleML Γ. Άλλες γλώσσες, για συγκεκριµένες εφαρµογές CycL, GRAIL, NKRL [248, 275, 249] Υπάρχει µια διαδοχή από την HTML, που εξυπηρετεί την επικοινωνία µεταξύ ανθρώπων, στην XML, που προσφέρει επικοινωνία µεταξύ µηχανών [155], στο RDF που είναι κατάλληλο για την περιγραφή των αληλοσυσχετίσεων των πόρων [247], µέχρι την OWL, που αποτελεί επίσηµο πρότυπο του οργανισµού προτυποποίησης W3C από τον Φεβρουάριο 2004 [338]. Η SWRL έχει προταθεί στον W3C για βελτίωση της OWL [249]. 129 Σε κάθε φάση αντιστοιχούν 4 βήµατα: (1) καθορισµός στόχων, εναλλακτικών λύσεων, περιορισµών; (2) αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων, προσδιορισµός και επίλυση συγκρούσεων (3) ανάπτυξη και επιβεβαίωση προϊόντος επόµενου επιπέδου (4) σχεδιασµός επόµενης φάσης [237] Π-9

153 Α8.Εργαλεία Οντολογιών Τα εργαλεία οντολογιών µπορεί να είναι εφαρµόσιµα σε όλα τα στάδια του κύκλου ζωής µιας οντολογίας ή να περιορίζονται σε λιγότερες εφαρµογές [247]. Ανάλογα µε το είδος και το εύρος των εφαρµογών τους διακρίνονται σε : 1. Ολοκληρωµένα περιβάλλοντα suites(δόµησης, συγχώνευσης & σύγκρισης, αξιολόγησης, σχολιασµού 130, µάθησης 131, διαχείρισης εκδόσεων, αποθήκευσης, υποβολής ερωτήσεων) 2. όµησης build (σύνταξη,εξερεύνηση, γραφική αναπαράσταση, µετάφραση, βιβλιοθήκη ) 3. Συγχώνευσης & Σύγκρισης -merge/compare 4. Αξιολόγησης 5. Σχολιασµού 6. Μάθησης 7. ιαχείρισης Εκδόσεων (versioning) 8. Αποθήκευσης και υποβολής ερωτήσεων [259] Στην [275] προτείνεται ένα πλαίσιο ανάπτυξης ενός περιβάλλοντος ανάπτυξης και διαχείρισης οντολογιών, που περιλαµβάνει: έκδοση, απόκτηση γνώσης, συγχώνευση, µετάφραση, αντιστοίχιση, τεκµηρίωση, αξιολόγηση, διαχείριση σύνθεσης(configuration), εξέλιξη και συνοδεύεται απο middleware υπηρεσίες (υποβολή ερωτήσεων, πρόσβασηεπιλογή οντολογιών, διαχείριση υπηρεσιών), που υποστηρίζουν τη χρήση των οντολογιών σε άλλα συστήµατα (εφαρµογές όπως : διαχείρισης γνώσης, σηµασιολογικά portals, µεσίτες brokers ). Εργαλεία όπως τα Protégé 2000, OntoEdit, WebODE αποτελούν ολοκληρωµένα περιβάλλοντα ανάπτυξης οντολογιών [275, 279]. Επισκόπηση των εργαλείων οντολογιών γίνεται στην [247]. Στα σηµαντικότερα εργαλεία ανάπτυξης οντολογιών περιλαµβάνονται: Protege2000, OilEd, Apollo, RDFedt, OntoLingua, OntoEdit, WebODE, KAON, ICOM, DOE, WebOnto. Τα Medius Visual Ontology Modeller, LinKFactory Workbench and K- Infinity είναι εµπορικής χρήσης, ενώ τα Chimaera, FCA-merge and PROMPT είναι εργαλεία συγχώνευσης και ενσωµάτωσης, τα AeroDAML, COHSE, MnM και OntoAnnotate σχολιασµού, και τα Sesame, Inkling, rdfdb, Redland, jena, cerebra αποθήκευσης και υποβολής ερωτήσεων [247]. Αν και τα εργαλεία αυτά έχουν αναπτυχθεί για την εφαρµογή µεταδεδοµένων µε τη χρήση γλωσσών αναπαράστασης παρουσιάζουν προβλήµατα όσον αφορά στη διαλειτουργικότητα και τη συλλογική εργασία [247], γεγονός ουσιώδες καθώς µια οντολογία είναι µια κοινή διαµοιρασµένη συµφωνία για τη σηµασία των χρησιµοποιουµενων οντοτήτων ενος τοµέα [204]. Το πιο διαδεδοµένο εργαλείο είναι το Protege2000 [130, 269], το οποίο παρουσιάσθηκε για πρώτη φορά το 1988, ως µέσο δηµιουργίας εργαλείων ανάκτησης γνώσης, από το Τµήµα των Ιατρικών Πληροφοριών του Πανεπιστηµίου του Stanford (SMI) [269]. Α9.Εφαρµοσµένη πληροφορική και οντολογίες Αν και η ορολογία, που χρησιµοποιείται στο πεδίο της δόµησης οντολογιών, πηγάζει απο την εφαρµοσµένη πληροφορική [237], υπάρχουν διαφορές, καθώς η απόκτηση της γνώσης σπάνια αναφέρεται στην τελευταία, ενώ οι σχεδιαστικές δραστηριότητες δεν διαιρούνται σε εννοιολογική αναπαράσταση και τυποποίηση. Επίσης παρά τις σχεδιαστικές οµοιότητες 130 Σηµασιολογικός σχολιασµός: Η υποκείµενη διαδικασία στην περιγραφή γνωστικών πόρων µέσω τυποποιηµένου λεξιλογίου, περιοριζόµενου απο ένα σύνολο υποθέσεων σχετικά µε τη σηµασία των χρησιµοποιούµενων όρων [204]. 131 Ontology learning: αφορά στην ηµι-αυτόµατη δόµηση οντολογιών Π-10

154 µεταξύ του αντικειµενοστραφούς προγραµµατισµού και της ανάπτυξης οντολογιών, οι δοµές, που προκύπτουν για τον ίδιο τοµέα, είναι διαφορετικές καθώς στην πρώτη περίπτωση ενδιαφέρουν οι λειτουργικές ιδιότητες µιας κλάσης, ενώ στη δεύτερη οι δοµικές [240], και επιπλέον και σηµαντικότερο σύµφωνα µε [207] σε µια οντολογία υπάρχει έκδηλη αναπαράσταση των εννοιών και των σχέσεών τους ενώ στο αντικειµενοστραφές παράδειγµα ενσωµατώνονται και υπονοούνται. Ακόµη, αν και οι οντολογίες µοιάζουν µε βάσεις δεδοµένων, µια οντολογία περιέχει συντακτικά και σηµασιολογικά πλουσιότερη πληροφορία, η οποία περιγράφεται σε φυσική γλώσσα µε τη µορφή ηµι-δοµηµένου κείµενου και όχι µέσω ενός σχεσιακού πίνακα [252]. Επιπλέον η οντολογία δίνει ένα σύστηµα εννοιών, που υπόκειται της γνωσιακής βάσης και ως εκ τούτου η οντολογία µπορεί να είναι µια προδιαγραφή της εννοιολογικής αντίληψης (conceptualization) για τον κόσµο, του κατασκευαστή της βάσης και είναι ένα µετα-αντικείµενο µιας συµβατικής γνωσιακής βάσης[207]. Αναφορά σε µια σειρά κριτηρίων διαφοροποίησής τους γίνεται στην [207]. Π-11

155 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β: ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Περιλαµβάνονται: Β1. Αρχές Βιώσιµης Ανάπτυξης Β2. ιεθνείς προσπάθειες προς την κατεύθυνση της Βιώσιµης Ανάπτυξης Β3. Πλαίσια κατηγοριοποίησης δεικτών Βιώσιµης Ανάπτυξης Π-12

156 Β1. Αρχές Βιώσιµης Ανάπτυξης 1.Αλληλεξάρτηση κοινωνίας, οικονοµίας και φυσικού περιβάλλοντος, τοπικά και παγκόσµια. [20] 2. Κάλυψη βασικών ανθρώπινων αναγκών [1] 3. Ισότητα µεταξύ των γενεών [6, 20] 4. ηµοκρατία δικαιώµατα και ευθύνες, συµµετοχή και συνεργασία, µη βία και ειρήνη [6, 20] 5. Ποικιλότητα, πολιτιστική, κοινωνική, οικονοµική και βιολογική [20] 6. Ολιγάρκεια- Λιτότητα. [6, 122]. 7.Ποιότητα ζωής, ισότητα και δικαιοσύνη( οικονοµική και κοινωνική) [20, 6] 8. Βιώσιµη αλλαγή και φέρουσα ικανότητα [20] 9.Ισότητα µεταξύ των ειδών ( υπό την έννοια της γενναιόδωρης συµπεριφοράς προς όλα τα δηµιουργήµατα) [6] 10.Αβεβαιότητα και πρόληψη [20]. Σχετικά µε την τελευταία αρχή αναφέρεται ότι «το βάρος της απόδειξης οφείλει να περάσει σ' αυτούς που παράγουν την καταστροφή, όχι σε εκείνους που την υφίστανται ή την καταγγέλλουν» [52]. Β2. ιεθνείς προσπάθειες προς την κατεύθυνση της Βιώσιµης Ανάπτυξης Σε παγκόσµιο επίπεδο έχουν γίνει µια σειρά προσπαθειών, µε στόχο την πρόοδο προς την κατεύθυνση ενός πιο βιώσιµου τρόπου ζωής. Σύνοδος της Γης (Earth Summit) στο Ρίο Προέκυψε η Ατζέντα 21, ένα παγκόσµιο σχέδιο για την πρόοδο προς τη ΒΑ. [44] Πλαίσιο Σύµβασης των Ηνωµένων Εθνών για την Κλιµατική Αλλαγή, 1992 (UN- Framework Convention on Climate Change FCCC). ιεθνής συµφωνία µε σκοπό τη σταθεροποίηση των συγκεντρώσεων των εκποµπών των αερίων του θερµοκηπίου, λαµβανοµένου υπόψη τόσο του χρονικού πλαισίου προσαρµογής των οικοσυστηµάτων, όσο και της εξασφάλισης ότι δεν απειλείται η παραγωγή τροφής και η δυνατότητα οικονοµικής ανάπτυξης µε ένα βιώσιµο τρόπο. Το πρωτόκολλο του Κιότο, εκέµβριος του Αποτελεί προσθήκη του FCCC. ιεθνής συµφωνία µεταξύ βιοµηχανικών κρατών για µείωση των συλλογικών εκποµπών των αερίων του θερµοκηπίου κατά 5,2% σε σχέση µε τα επίπεδα του 1990 κατά την περίοδο από το Τέθηκε σε ισχύ στις 16 Φεβρουαρίου 2005 µετά την προσθήκη και της Ρωσίας στις 141 χώρες που το επεκύρωσαν. Καθορίσθηκαν στόχοι µείωσης για κάθε χώρα και δυνατότητα συµµετοχής σε µηχανισµούς ενσωµάτωσης του εξωτερικού κόστους στην παραγωγή και τη χρήση ενέργειας, όπως Ε Ε - ιεθνής Εµπορία ικαιωµάτων Εκποµπών (International Emission Trading, IET), ΑΚΕ - Από Κοινού Εφαρµογή (Joint Implementation), ΜΚΑ- Μηχανισµός Καθαρής Ανάπτυξης ( Clean Development Mechanism, CDM) και ΣΕ Ε (EU ETS- European Union Emission Trading Scheme). Αφορούν σε σχεδιασµό και υλοποίηση έργων µειώσεων εκποµπών µε ΑΠΕ, αναδασώσεις, αλλαγή καυσίµου, συνδυασµό κύκλου παραγωγής ισχύος και θερµότητας, αποθήκευση CO2, επεξεργασία απορριµµάτων και βελτίωση ενεργειακής απόδοσης [44, 26, 112]. Σύνοδος της Χιλιετίας των Ηνωµένων Εθνών (UN Milennium Summit), Στη διάρκειά της τέθηκε ένα σύνολο µετρήσιµων στόχων σχετικών µε την υγεία, τη φτώχεια, την πείνα, την ισότητα, το περιβάλλον και την εκπαίδευση, και χρονικό όριο επίτευξης, το 2015 [100]. Π-13

157 Παγκόσµια Σύνοδος για τη Βιώσιµη Ανάπτυξη (World Summit for SD), Γιοχάνεσµπουργκ 2002 : Προσπάθεια εύρεσης τρόπου δράσης ώστε να εφαρµοσθούν τα σχέδια και οι στόχοι της Ατζέντα 21 [69]. Β3. Πλαίσια κατηγοριοποίησης δεικτών Βιώσιµης Ανάπτυξης Μια σειρά εννοιολογικών πλαισίων για την κατηγοριοποίηση των δεικτών ΒΑ έχουν αναπτυχθεί µε διαφορές στον τρόπο αντίληψης των διαστάσεων της ΒΑ και των διασυνδέσεών τους, στον τρόπο οµαδοποποίησης των θεµάτων, καθώς και των ιδεών, βάσει των οποίων γίνεται η επιλογή και η συνάθροιση των δεικτών. ιακρίνονται σε: Πλαίσια της µορφής αίτιο σύµπτωµα απάντηση Τέτοια πλαίσια είναι το DSR 132, το CSS 133 και το DPSIR 134, τα οποία αποτελούν παραλλαγές του παλαιότερου πλαισίου PSR 135 [150, 147]. Το σχήµα αυτό παρουσιάζει προβλήµατα λόγω της δυσκολίας κατάταξης σε µια απο τις κατηγορίες, αβεβαιοτήτων γιά τις διασυνδέσεις µεταξύ των θεµάτων καθώς και µεταξύ δεικτών και πολιτικών θεµάτων [148] Βασισµένα σε θέµατα πλαίσια Έχουν επικρατήσει, ειδικά σε οµάδες δεικτών σε επίσηµο εθνικό επίπεδο ή και ευρύτερους σχηµατισµούς, καθώς διευκολύνουν τη σύνδεση των δεικτών µε πολιτικές και στόχους, την παρακολούθηση της προόδου και την προσαρµογή των στόχων συν τω χρόνω[148]. Μια τέτοια προσέγγιση ακολουθήθηκε στην [151] µε βάση τις πέντε περιοχές προτεραιότητας του ενεργειακού σχεδιασµού της ΕΕ 136 και ταυτόχρονη αντιστοίχηση µε ντιρεκτίβες της ΕΕ, καθώς και στην [149], για ανάπτυξη ενεργειακών δεικτών ΒΑ. Πλαίσια µε βάση το κεφάλαιο Έχουν στόχο τον υπολογισµό του εθνικού πλούτου ως συνάρτησης του συνόλου των κεφαλαίων, δηλαδή του οικονοµικού, του φυσικού, του ανθρωπίνου, του κοινωνικού και του θεσµικού κεφαλαίου, κατόπιν έκφρασής τους σε κοινή µονάδα, συνήθως οικονοµικής φύσης. υσκολίες εφαρµογής του σχετίζονται µε διαφωνίες σχετικά µε το θέµα αυτό καθώς και µε τη διαθεσιµότητα δεδοµένων, το θέµα της υποκατάστασης, την ενσωµάτωση θεµάτων ισότητας εντός της γενεάς στο ίδιο και µεταξύ των κρατών [148]. Σύνθετοι-Συναθροισµένοι δείκτες Παραδείγµατα είναι δείκτες όπως ο ESI,ο EPI [148], ο HDI 137 και ο GPI, (RD) που αναφέρονται στο σύνολο µιας κοινωνίας, η οικολογική απόδοση (Ecoefficiency), σε όλες τις πτυχές µιας αλυσίδας παραγωγής, και το «Οικολογικό 132 Driving force State- Response: ιαδικασίες ή δραστηριότητες µε θετική ή αρνητική επίδραση στη ΒΑτρέχουσα κατάσταση- κοινωνικές δράσεις προς Β.Α. Αναπτύχθηκε από τη UN CSD το 1996 [147, 150]. 133 Cause, Symptom, Solution: αίτιο σύµπτωµα-λύση. Αναπτύχθηκε απο την IAEA[150] 134 Driving forces- Pressure- State- Impacts -Responses: Βασικές τάσεις του τοµέα- ανθρώπινες δραστηριότητητες που επιδρούν άµεσα στο περιβάλλον-παρατηρήσιµες αλλαγές στο περιβάλλον- συνέπειες του αλλαγµένου περιβάλλοντος -αντιδράσεις της κοινωνίας για την επίλυση του προβλήµατος. Αναπτύχθηκε το 1999, στα πλαίσια της Ευρωπαϊκής Ένωσης από το Γραφείο Στατιστικής (EUROSTAT) και το Γραφείο Ευρωπαϊκού Περιβάλλοντος (EEA) [150] 135 Pressure- State- Response. Πίεση Κατάσταση- Απάντηση. Αναπτύχθηκε από τον ΟΟΣΑ το 1993.[150, 147] 136 Αύξηση ενεργειακής απόδοσης, χρήση ΑΠΕ, ασφάλεια ενεργειακής τροφοδοσίας, µείωση εκποµπών αερίων του θερµοκηπίου και άλλων αερίων ρύπων, αύξηση ενεργειακής οικονοµικής ανεκτικότητας [151]. 137 Αναπτύχθηκε από το UNDP για να δείξει τη σχετική ευηµερία των χωρών µε όρους κοινωνικούς και οικονοµικούς και ενσωµατώνει τα µεγέθη της µακροβιότητας, της βασικής εκπαίδευσης και του κατά κεφαλήν ΑΕΠ [55]. Π-14

158 Ίχνος» 138, που µετατρέπει όλες τις πτυχές σε µια κοινή µονάδα [147]. Σύµφωνα µε [148] οι περισσότεροι απο τους δείκτες αυτούς χρησιµοποιούνται για την αύξηση της δηµόσιας ενηµέρωσης µη προσφέροντας συνεκτική θεώρηση της ΒΑ, καθώς εστιάζουν περισσότερο στην περιβαλλοντική διάσταση της ΒΑ και στη διαχείριση των πόρων. Άλλοι τρόποι αφορούν σε πλαίσια υπολογισµού [148], οµαδοποίηση µε βάση τις βασικές διαστάσεις της ΒΑ ή και µε βάση ένα σχήµα που περιαµβάνει φυσικές ροές, ενεργειακά συστήµατα και πολιτικούς στόχους [147]. 138 Απόδοση του όρου Ecological Footprint. Mεταφράζει την κατανάλωση πόρων και την παραγωγή αποβλήτων απο τον άνθρωπο σε µια χώρα, ή οποιαδήποτε άλλη οντότητα, σε µια µέτρηση βιολογικά παραγωγικού εδάφους και νερού και το συσχετίζει µε µια µέτρηση βιολογικής δυναµικότητας [148]. Π-15

159 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ: ΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ Στο τµήµα αυτό του παρατήµατος παρατίθενται οι δηµοσιεύσεις, στις οποίες έχει οδηγήσει µέχρι στιγµής η διδακτορική µου εργασία. Π-16

160 Π-17