Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Η Πληροφορική στην Εκπαίδευση

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Η Πληροφορική στην Εκπαίδευση"

Transcript

1

2 Nikolaos Alexandris University of Piraeus, Department of Informatics Vassilis Belesiotis School Advisor, University of Piraeus, Department of Informatics Panagiotis Vlamos Ionian University, Department of Informatics PCI th Panhellenic Conference in Informatics Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Η Πληροφορική στην Εκπαίδευση Workshop Proceedings September 2010 Tripoli, Greece

3 Publisher GREEK COMPUTER SOCIETY (GCS) Stournari 37, , Athens Tel Fax: URL : ISBN Production Technical Editor NEW TECHNOLOGIES PUBLICATIONS Stournari 49 Α, , Athens Tel Fax: URL: Cover: George Skoufos

4 Σε συνεργασία με την ΕΠΥ: Οργανωτική επιτροπή Νικόλαος Αλεξανδρής, Παναγιώτης Βλάμος, Πανεπιστήμιο Πειραιώς, Τμήμα Πληροφορικής Ιόνιο Πανεπιστήμιο, Τμήμα Πληροφορικής Βασίλειος Μπελεσιώτης, Σχολικός Σύμβουλος Πληροφορικής ΔΕ, Πανεπιστήμιο Πειραιώς, Τμήμα Πληροφορικής

5 Επιτροπή κρίσης εργασιών Καθηγητής Νικόλαος Αλεξανδρής Τμήμα Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς Λέκτορας Μάρκος Αυλωνίτης Τμήμα Πληροφορικής Ιονίου Πανεπιστημίου Καθηγήτρια Μαρία Βίρβου Τμήμα Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς Επίκουρος καθηγητής Παναγιώτης Βλάμος Τμήμα Πληροφορικής Ιονίου Πανεπιστημίου Διδάκτωρ Κωνσταντίνος Γκυρτής Καθηγητής ΔΕ Πληροφορικής/Παιδ. Ινστιτούτο Γιώργος Δημάκος Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής εκπαίδευσης Παν. Αθηνών Αναπληρωτής Καθηγητής Καθηγητής Χρήστος Δουλιγέρης Τμήμα Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς Λέκτορας Κάτια Κεραμανίδου Τμήμα Πληροφορικής Ιονίου Πανεπιστημίου Σύμβουλος Παιδαγωγικού Ινστιτούτου Βασίλειος Κουρμπέτης Διδάκτωρ, Σύμβουλος Ειδικής Αγωγής Παιδαγωγικού Ινστιτούτου Λέκτορας Μανόλης Κρητικός Λέκτορας υπό διορισμό, Τμήμα Επιχειρησιακής Έρευνας και Μάρκετινγκ, Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών / Καθηγητής Πληροφορικής ΔΕ Διδάκτωρ Ηλίας Μαραγκός Υπεύθυνος Σπουδών και Έρευνας Ινστιτούτο Επιμόρφωσης, Εθνικό Κέντρο Δημόσιας Διοίκησης και Αυτοδιοίκησης Διδάκτωρ Βασίλειος Μπελεσιώτης Σχολικός Σύμβουλος Πληροφορικής ΔΕ, Τμήμα Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς (ΠΔ407/80) Καθηγητής Θεμιστοκλής Παναγιωτόπουλος Τμήμα Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς Σύμβουλος Παιδαγωγικού Ινστιτούτου Αθανάσιος Σκούρας Διδάκτωρ, Σύμβουλος Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

6 Πρόλογος Ο τόμος αυτός περιλαμβάνει επιστημονικά άρθρα τα οποία παρουσιάστηκαν στο Workshop on Informatics in Education (WIE 2010) - Η Πληροφορική στην Εκπαίδευση, το οποίο έλαβε χώρα στις 11 Σεπτεμβρίου 2010, στην Τρίπολη. Το workshop πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του 14ου Πανελληνίου Συνεδρίου Πληροφορικής (PCI 2010) και συνδιοργανώθηκε από το Τμήμα Πληροφορικής του Ιονίου Πανεπιστημίου και το Τμήμα Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Πειραιώς, σε συνεργασία με την ΕΠΥ. Φιλοξενήθηκε από το Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου. Το Workshop εστίασε στην Πληροφορική και στις ΤΠΕ στην εκπαίδευση. Είχε ως στόχο το συνδυασμό των εκπαιδευτικών τεχνολογιών καινοτομιών με τις διαδικασίες προηγμένης εκμάθησης, τις τεχνικές, την προαγωγή των εργαλείων και των εναλλακτικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε όλα τα επίπεδα ενός σύγχρονου εκπαιδευτικού συστήματος, προσαρμοσμένου στις ανάγκες και στις απαιτήσεις της ψηφιακής εποχής. Η θεματολογία των άρθρων σχετίστηκε, χωρίς να περιορίζεται, σε τομείς όπως: Η Πληροφορική και οι ΤΠΕ στην εκπαίδευση Διδακτική Πληροφορικής Εκπαιδευτικό λογισμικό. Το ανοικτό λογισμικό στην εκπαίδευση Η Πληροφορική στην Ελλάδα και τη Διεθνή πραγματικότητα Οι Πληροφορική και οι Νέες τεχνολογίες στην εκπαίδευση των ΑΜΕΑ Τεχνολογίες Διαδικτύου ασφάλεια και εκπαίδευση. Τεχνολογίες αναπαράστασης γνώσης και διδασκαλία Τα σχολικά εργαστήρια και το Ψηφιακό σχολείο Εκπαίδευση Πληροφορικών και αξιολόγηση Εκπαίδευση από απόσταση, Συνεργατική μάθηση, Εκπαίδευση ενηλίκων Η επιτυχία του WIE 2010 μας ενθαρρύνει να συνεχίσουμε την προσπάθεια αυτή και στα επόμενα Πανελλήνια Συνέδρια Πληροφορικής (ΡCI). Σκοπός και ελπίδα μας είναι η παγίωση της συνεργασίας και ανταλλαγής ιδεών για άτομα τα οποία σχετίζονται με την Πληροφορική στην Εκπαίδευση.

7

8 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Η Πληροφορική στην Εκπαίδευση Σάββατο, 11 Σεπτεμβρίου 2010 Τρίπολη Πρόγραμμα 10:00 10:30 10: Υποδοχή Εγγραφές συνέδρων Χώρος: Ισόγειο Πανεπιστημίου Πελοποννήσου (Τρίπολη) Κεντρική ομιλία Προεδρείο: Π. Βλάμος, Β. Μπελεσιώτης Η Πληροφορική στην Εκπαίδευση και η εκπαίδευση στην Πληροφορική Καθηγητής Νικόλαος Αλεξανδρής Ενότητα 1 Αίθουσα : 1 Προεδρείο: Στ. Κωτσάκης, Η.Μαραγκός Ενότητα 1, 2 Ενότητα 2 Αίθουσα : 2 Προεδρείο: Σπ. Δουκάκης, K. Αναγνώστου Αυθεντικότητα και Εμπιστευτικότητα στη μετάδοση πληροφοριών. Ένα ηλεκτρονικό μάθημα με ελεύθερο Λογισμικό Παναγιώτης Καραγεώργος Καθηγητής Πληροφορικής ΔΕ :40 Το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση Ε. Λιακοπούλου 1, Β. Νταλούκας 2 1 Πειραματικό Γυμνάσιο Τρίπολης, 2 Γενικό Λύκειο Βαρθολομιού Πληροφορική στην Εκπαίδευση. Ορισμός της Επαυξημένης Πραγματικότητας (Augmented Reality) Βαρβάρα Παπαχρήστου Η συμβολή της Βιοπληροφορικής στον τομέα των βιοεπιστημών Νικόλαος Κοντός Τμήμα Πληροφορικής, Ιόνιο Πανεπιστήμιο

9 8 Πρόγραμμα Program 11:40 12:00 Συζήτηση ενότητας An investigation of tools for educational videogame development Kostas Anagnostou Department of Informatics Ionian University 12:00 12:30 Διάλειμμα Καφές Παράλληλες Ενότητες 3, 4 Ενότητα 3: Διδακτική Πληροφορικής Αίθουσα : 1 Προεδρείο: Ν. Ζάχαρης, Ε. Κανίδης 12:30 12:50 Διδακτικές Προσεγγίσεις στην εύρεση συχνοτήτων εμφάνισης των περιεχομένων ενός πίνακα Ευάγγελος Κανίδης 1, Ιωάννης Κούλας 2. 1 Σχολικός Σύμβουλος Πληροφορικής Γʹ Αθήνας, 2 Προϊστάμενος Ακαδ. Τμ. Πληρ/κής Κολλεγίου Αθηνών 12:50 13:10 Τεχνολογίες αναπαράσταση γνώσης. Εφαρμογή στο μάθημα Δίκτυα ΙΙ των Επαγγελματικών Λυκείων Αφροδίτη Βενέτη 1, Σταυρούλα Γατέα 1, Βασίλης Μπελεσιώτης 2 1 Πανεπιστήμιο Πειραιώς, Τμήμα Πληροφορικής (προπτυχιακό Διδακτική Ενότητα 4: Ειδικά θέματα Αίθουσα : 2 Προεδρείο: Ι. Μπαναλόπουλος, Χ. Χωματά Η αξία του Μεταφορικού Λόγου στα Μαθηματικά Λεωνίδας Παπανικολάου MSc ΕΑΠ H Εφαρμογή της Υπερεκπαίδευσης στο επάγγελμα των οικονομολόγων στην Ελλάδα Γ. Δημάκος 1, Χ. Χωματά 2 1 Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης, Τομέας Μαθηματικών & Πληροφορικής,

10 Workshop on Informatics in Education WIE Πληροφoρικής), 2 Διδάσκων ΠΔ407/80) 13:10 13:30 Εμπειρική έρευνα σε εκπαιδευτικούς για τις διδακτικές προσεγγίσεις στο μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον Σπύρος Δουκάκης 1, Χρήστος Κοίλιας 2, Νίκος Αδαμόπουλος 3 1 Υπ. Διδάκτορας, ΠΤΔΕ, Παν. Αιγαίου, 2 Αν. Καθ. Τμ. Πληρ/κής ΤΕΙ Αθήνας, 3 Υπ. ΚΕΠΛΗΝΕΤ Ηλείας 13:30 13:50 Δημιουργία Σκαλωσιάς με τη βοήθεια των ΤΠΕ σε ένα δομημένης μορφής Φύλλο Εργασίας Εμμανουήλ Νικολουδάκης Λέκτορας (407/80) ΠΤΔΕ Πανεπιστήμιο Αθηνών 13:50 14:10 Κρίσιμες Παρατηρήσεις πάνω στη Χρήση της Ανάλυσης Κόστους Αποτελεσματικότητας για την Αποτίμηση του Ρόλου των ΤΠΕ στη Σύγχρονη Πανεπιστήμιο Αθηνών, 2 Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης, Τομέας Μαθηματικών & Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Αθηνών Diagnostic Screener on Dyscalculia and Algorithmic thinking Panayiotis Vlamos Ionian University Department of Informatics Η τεχνολογία στην Ειδική Αγωγή: 45= 1+1 Αραμπατζή Κατερίνα, Κ. Γκυρτής, Β. Κουρμπέτης, Μ. Χατζοπούλου Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, Τμήμα Ειδικής Αγωγής & Εκπαίδευσης Συνθετικές εργασίες και ΔΕ. Από τη θεωρία στην πράξη Βασίλειος Σ. Μπελεσιώτης Σχολικός Σύμβουλος Πληροφορικής ΔΔΕ Α

11 10 Πρόγραμμα Program Εκπαιδευτική Διαδικασία Γ. Δημάκος 1, Ε. Χουστουλάκης 2 1 Αναπληρωτής Καθηγητής, Αθήνας Πανεπιστήμιο Πειραιώς. Τμ. Πληροφορικής 2 Υποψήφιος Διδάκτωρ ΠΤΔΕ, Πανεπιστήμιο Αθηνών 14:10 15:30 Γεύμα Παράλληλες Ενότητες 5, 6 Ενότητα 5: Τεχνολογίες Διαδικτύου και εκπαίδευση Αίθουσα : 1 Προεδρείο: Αν. Λαδιάς, Γ. Λιακέας, Αικ. Χριστοπούλου 15:30 15:50 Πρόταση Διαμόρφωσης Δικτυακής Υποδομής και Δικτύου Δεδομένων Σχολικού Συγκροτήματος Αναστάσιος Γ Χατζηπαπαδόπουλος Καθηγητής Πληροφορικής ΔΕ ΥΠΔΒΜΘ 15:50 16:10 Τηλεδιάσκεψη με χρήση των υπηρεσιών του Πανελλήνιου Σχολικού Δικτύου Γεώργιος Λιακέας Σχολικός Σύμβουλος Πληροφορικής Μεσσηνίας & Λακωνίας Ενότητα 6: Ειδικά θέματα Αίθουσα : 2 Προεδρείο: Γ. Μαυρομάτης Α. Πλέρου, Ε. Τσάμη Ανάπτυξη συστήματος πρόβλεψης δευτεροταγούς δομής πρωτεϊνών με χρήση γενετικών αλγορίθμων και πιθανοτικών νευρωνικών δικτύων Νικόλαος Καραμουζάς, MSc ΕΑΠ Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα Εξελικτική Προσέγγιση της Ανθρώπινης Νοημοσύνης Αντωνία Πλέρου MSc ΕΑΠ

12 Workshop on Informatics in Education WIE :10 16:30 Τεχνολογίες Κοινωνικής Δικτύωσης στις Εκπαιδευτικές Τεχνολογίες και το Σχεδιασμό Θεόδωρος Καρβουνίδης, Καθηγητής Χρήστος Δουληγέρης Τμήμα Πληροφορικής, Παν. Πειραιώς 16:30 16:50 WIKI: Ένα εργαλείο στα χέρια του εκπαιδευτικού Σταύρος Κωτσάκης 1, Αλεξάνδρα Ταταράκη 2 1 Σχ. Σύμβουλος Πληρ/κής, Περιφέρεις Πελοποννήσου, 2 Καθ/τρια Πληροφορικής Μάθηση με βάση το πρόβλημα (PBL) σε διαδικτυακά περιβάλλοντα Ο ρόλος του εκπαιδευτή Ζάχαρης Νικόλαος 1, Δεμερτζής Δημήτριος 2, Μαραγκός Ηλίας 3, Μαυρομάτης Γεώργιος 4 1 Τ.Ε.Ι. Πειραιώς, 2 Ο. Ε. Ε. Κ., 3 Εθν. Κέντρο Δημ. Διοίκησης και Αυτ/σης, 4 Κοινωνικό Πολύκεντρο της ΑΔΕΔΥ Η Πληροφορική και ο ήχος. Η εφαρμογή τους στην εκπαίδευση Ιάκωβος Μπαναλόπουλος Καθηγητής Μουσικών ΔΕ 16:50 17:10 Εσωτερική επιμόρφωση εκπαιδευτικών πληροφορικής Αναστάσιος Λαδιάς Σχολικός Σύμβουλος ΠΕ19 Δ/νσεων ΔΕ Β Αθήνας & Ανατολικής Αττικής 17:10 17:30 Εξατομικευμένη σύσταση πολυμεσικών εκπαιδευτικών πόρων στο χώρο του e Learning Διερεύνηση των επιδόσεων των φοιτητών για τη Διδασκαλία της Μακροοικονομίας στο Πανεπιστήμιο με τη χρήση νέων τεχνολογιών σε σχέση με τη διδασκαλία της Μικροοικονομίας με την παραδοσιακή μέθοδο Ελένη Τσάμη, Πανεπιστήμιο Πειραιώς Developing appropriate technologies in teaching axial symmetry in Compulsory Education

13 12 Πρόγραμμα Program Μαρία Ψύχα Τμήμα Πληροφορικής, Ιόνιο Πανεπιστήμιο G. Dimakos 1, N. Zaranis, S. Tsikopoulou 3 1 Associate Professor, University of Athens 2 Assistant Professor, University of Crete 3 Teacher of Mathematics, High School 17:30 17:45 Διάλειμμα Στρογγυλό τραπέζι 17:45 19:20 Η Πληροφορική από το Δημοτικό έως το Πανεπιστήμιο. Το σήμερα και το αύριο Β. Μπελεσιώτης, Ε. Κανίδης, Κ. Καρλής (εκπρ.πε.κα.π), Σπ. Δουκάκης 19:20 19:30 Κλείσιμο Workshop Δείπνο σε παρακείμενο χωριό (προαιρετικά) Εκδήλωση με ζωντανή Παραδοσιακή μουσική στην αντίστοιχη πλατεία (Λεπτομέρειες και τρόπος συμμετοχής στην Ιστοσελίδα του WIE 2010) To WIE 2010 οργανώνεται παράλληλα με το 14 Ο Πανελλήνιο Συνέδριο Πληροφορικής PCI 2010 στο Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου και στην Τρίπολη. Δικτυακός Τόπος: και επιλογή WIE 2010 Workshop. Οργάνωση. Σε συνεργασία με την ΕΠΥ: Καθ. Νικόλαος Αλεξανδρής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς, Τμήμα Πληροφορικής; Επ. καθ. Παναγιώτης Βλάμος, Ιόνιο Πανεπιστήμιο, Τμήμα Πληροφορικής; Βασ. Σ. Μπελεσιώτης Σχ. Σύμβουλος Πληρ/κής ΔΕΕ Α Αθήνας- Παν.Πειραιώς Τμ. Πληροφορικής.

14 Περιεχόμενα Το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση...17 Ε. Λιακοπούλου, Β. Νταλούκας Αυθεντικότητα και Εμπιστευτικότητα στη μετάδοση πληροφοριών. Ένα ηλεκτρονικό μάθημα με ελεύθερο Λογισμικό...29 Π. Καραγεώργος Πληροφορική στην Εκπαίδευση. Ορισμός της Επαυξημένης Πραγματικότητας (Augmented Reality)...39 Β. Παπαχρήστου An investigation of tools for educational videogame development...51 K. Anagnostou Διδακτικές Προσεγγίσεις στην εύρεση συχνοτήτων εμφάνισης των περιεχομένων ενός πίνακα...59 Ε. Κανίδης, Ι. Κούλας Τεχνολογίες αναπαράστασης γνώσης. Εφαρμογή στο μάθημα Δίκτυα-ΙΙ των Επαγγελματικών Λυκείων...69 Αφρ. Βενέτη, Στ. Γατέα, Β. Μπελεσιώτης Εμπειρική έρευνα σε εκπαιδευτικούς για τις διδακτικές προσεγγίσεις στο μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον...85 Σπ. Δουκάκης, Χ. Κοίλιας, Ν. Αδαμόπουλος Εσωτερική επιμόρφωση εκπαιδευτικών Πληροφορικής Αν. Λαδιάς Δημιουργία Σκαλωσιάς με τη βοήθεια των ΤΠΕ σε ένα δομημένης μορφής Φύλλο Εργασίας Εμμ. Νικολουδάκης

15 14 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Πρόταση Διαμόρφωσης Δικτυακής Υποδομής και Δικτύου Δεδομένων Σχολικού Συγκροτήματος Αν. Γ Χατζηπαπαδόπουλος Τηλεδιάσκεψη με χρήση των υπηρεσιών του Πανελλήνιου Σχολικού Δικτύου Γ. Λιακέας Τεχνολογίες Κοινωνικής Δικτύωσης στις Εκπαιδευτικές Τεχνολογίες και το Σχεδιασμό Θ. Καρβουνίδης, Χ. Δουληγέρης WIKI: Ένα εργαλείο στα χέρια του εκπαιδευτικού Στ. Κωτσάκης, Αλ. Ταταράκη Εξατομικευμένη σύσταση πολυμεσικών εκπαιδευτικών πόρων στο χώρο του e-learning Μ. Ψύχα Μάθηση με βάση το πρόβλημα (PBL) σε διαδικτυακά περιβάλλοντα Ο ρόλος του εκπαιδευτή Ν. Ζάχαρης, Δ. Δεμερτζής, Η. Μαραγκός, Γ. Μαυρομάτης Συνθετικές εργασίες και ΔΕ. Από τη θεωρία στην πράξη Β. Μπελεσιώτης Η τεχνολογία στην Ειδική Αγωγή: 45 = Κ. Αραμπατζή, Κ. Γκυρτής, Β. Κουρμπέτης, Μ. Χατζοπούλου Η Πληροφορική και ο ήχος. Η εφαρμογή τους στην εκπαίδευση Ιάκωβος Μπαναλόπουλος Κρίσιμες Παρατηρήσεις πάνω στη Χρήση της Ανάλυσης Κόστους-Αποτελεσματικότητας για την Αποτίμηση του Ρόλου των ΤΠΕ στη Σύγχρονη Εκπαιδευτική Διαδικασία Γ. Δημάκος, Ε. Χουστουλάκης

16 Περιεχόμενα Contents 15 Η Αξία του Μεταφορικού Λόγου στα Μαθηματικά Λ. Παπανικολάου Διερεύνηση των επιδόσεων των φοιτητών για τη Διδασκαλία της Μακροοικονομίας στο Πανεπιστήμιο με τη χρήση νέων τεχνολογιών σε σχέση με τη διδασκαλία της Μικροοικονομίας με την παραδοσιακή μέθοδο Ε. Τσάμη Ανάπτυξη συστήματος πρόβλεψης δευτεροταγούς δομής πρωτεϊνών με χρήση γενετικών αλγορίθμων και πιθανοτικών νευρωνικών δικτύων Ν. Καραμουζάς Η συμβολή της Βιοπληροφορικής στον τομέα των βιοεπιστημών Ν. Κοντός Developing appropriate technologies in teaching axial symmetry in Compulsory Education G. Dimakos, N. Zaranis, S. Tsikopoulou H Εφαρμογή της Υπερεκπαίδευσης στο επάγγελμα των οικονομολόγων στην Ελλάδα Γ. Δημάκος, Χ. Χωματά Diagnostic Screener on Dyscalculia and Algorithmic thinking P. Vlamos Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα Εξελικτική Προσέγγιση της Ανθρώπινης Νοημοσύνης Αντ. Πλέρου

17

18 Το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση Ε. Λιακοπούλου 1, Β. Νταλούκας 2 1 Πειραματικό Γυμνάσιο Τρίπολης 2 Γενικό Λύκειο Βαρθολομιού Περίληψη Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών παρακολουθούμε την ταχύτατη ανάπτυξη του ΕΛ/ΛΑΚ, που έχει γίνει ένας από τους βασικούς προμηθευτές της αγοράς λογισμικού, προσφέροντας πληθώρα πλεονεκτημάτων τόσο στον ιδιωτικό όσο και στο δημόσιο τομέα και ειδικότερα στην εκπαίδευση. Στην Ελλάδα, η διείσδυση του ΕΛ/ΛΑΚ στην εκπαίδευση δεν είναι μεγάλη, λόγω της έλλειψης κατάλληλης εκπαιδευτικής πολιτικής σε συνδυασμό με ε- μπόδια όπως φόβος για το άγνωστο και επιφυλακτικότητα για χρήση νέων εφαρμογών. Η παρούσα εργασία υπογραμμίζει τα πλεονεκτήματα της χρήσης ΕΛ/ΛΑΚ στην εκπαίδευση και προτείνει τη χάραξη αντίστοιχης εκπαιδευτικής πολιτικής με ανανέωση προγραμμάτων σπουδών και σχολικών εγχειριδίων, ενημέρωση και υποστήριξη των εκπαιδευτικών, αλλαγή των προδιαγραφών για την προμήθεια σχολικών εργαστηρίων υπολογιστών κ.ά. Λέξεις κλειδιά: ΕΛ/ΛΑΚ, εκπαιδευτικό λογισμικό 1. Εισαγωγή Τις τελευταίες δεκαετίες το εμπορικό λογισμικό έχει κατακλύσει ποικίλους τομείς με αποτέλεσμα να εμφανίζεται στη συνείδησή μας ως η μοναδική επιλογή λογισμικού. Στην πραγματικότητα, στις περισσότερες περιπτώσεις καλούμαστε να επιλέξουμε ανάμεσα σε πολλούς εναλλακτικούς τίτλους, που ομαδοποιούνται σε δύο κύριες επιλογές: στο εμπορικό λογισμικό και στο ελεύθερο λογισμικό / λογισμικό ανοιχτού κώδικα (ΕΛ/ΛΑΚ). Ανατρέχοντας στην ιστορία του λογισμικού, μπορούμε να διαπιστώσουμε πως το ΕΛ/ΛΑΚ δεν είναι κάτι καινούριο [EC Working Group on Libre Software (2000)]. Στη δεκαετία του 60, οι υπολογιστές της IBM συνοδεύονταν από ελεύθερο λογισμικό, μαζί με τον πηγαίο κώδικά του. Λίγα χρόνια αργότερα εμφανίστηκε και σταδιακά κυριάρχησε το ιδιόκτητο λογισμικό. Οι πρώτες απόπειρες για επανεμφάνιση του ΕΛ/ΛΑΚ έγιναν στα τέλη της δεκαετίας του 70 και στις αρχές της δεκαετίας του 80 με το BSD Unix και το έργο GNU. Στις δεκαετίες του 80 και 90 πολλές ομάδες προγραμματιστών εργάστηκαν για την ανάπτυξη ΕΛ/ΛΑΚ, ενώ η εμφάνιση του Διαδικτύου βοήθησε τις μεταξύ τους συνεργασίες. Σαν συνέπεια, στη δεκαετία του 90 έκαναν την εμφάνισή τους πολύ σημαντικές εφαρμογές, όπως: Linux, Apache, Perl, GNOME, KDE, Mozilla κ.ά. Ήδη από τα τέλη της δεκαετίας

19 18 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 του 90, η εξάπλωση του ΕΛ/ΛΑΚ ήταν πολύ σημαντική. Σήμερα, διεκδικεί ένα μεγάλο μερίδιο της βιομηχανίας λογισμικού, ενώ για ορισμένες εφαρμογές κατέχει μία από τις πρώτες θέσεις (π.χ. Apache, Sendmail, GNU/Linux, MySQL, Mozilla Firefox). Μεγάλες ιδιωτικές εταιρίες και δημόσιοι οργανισμοί επιλέγουν ΕΛ/ΛΑΚ για τις ανάγκες τους, μεμονωμένοι χρήστες χρησιμοποιούν εφαρμογές όπως ο Mozilla Firefox, οδηγώντας μας να μιλάμε για το φαινόμενο του ΕΛ/ΛΑΚ [Chopra & Dexter (2008); ΕΔΕΤ (2009); e-δίκτυο-τπε]. Η εξάπλωση του ΕΛ/ΛΑΚ είναι μεγάλη και στη χώρα μας, όπου οργανώνονται συστηματικά σχετικά συνέδρια και έχουν δημιουργηθεί ένα πλήθος από κοινότητες εθελοντών χρηστών/προγραμματιστών με έργο τη διάδοσή του. Ενδεικτικά αναφέρουμε τους σχετικούς δικτυακούς τόπους: Τι είναι το ΕΛ/ΛΑΚ Προσπαθώντας να οριοθετήσουμε τι είναι το ΕΛ/ΛΑΚ, καταλήγουμε πως είναι εκείνο το λογισμικό, το οποίο μπορεί ο καθένας ελεύθερα αλλά όχι απαραίτητα δωρεάν να το χρησιμοποιεί, αντιγράφει, διανέμει και τροποποιεί ανάλογα με τις ανάγκες του. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι πως το λογισμικό διανέμεται μαζί με τον πηγαίο κώδικά του. Μέσω του Διαδικτύου, μπορεί ο μελλοντικός χρήστης να προμηθευτεί το λογισμικό και να το χρησιμοποιήσει. Στην περίπτωση που το επιθυμεί, έχει τη δυνατότητα πρόσβασης και στον πηγαίο κώδικα για να τον μελετήσει, τροποποιήσει κλπ. Μία άλλη κατηγορία λογισμικού είναι το δωρεάν λογισμικό, το οποίο διατίθεται δωρεάν, χωρίς όμως να είναι διαθέσιμος ο πηγαίος κώδικάς του. Υπάρχουν κοινά στοιχεία μεταξύ ΕΛ/ΛΑΚ και δωρεάν λογισμικού, αλλά οι δύο κατηγορίες δεν ταυτίζονται. Το ΕΛ/ΛΑΚ συνδέεται άμεσα με την ελευθερία (δυνατότητες) που δίνει στο χρήστη: ελευθερία χρήσης, προσαρμογής, τροποποίησης, αναδιανομής [EC Working Group on Libre Software (2000)]. Γι αυτό είναι απαραίτητη η διάθεση και του πηγαίου κώδικα. Σε πολλές περιπτώσεις η διάθεση του ΕΛ/ΛΑΚ γίνεται δωρεάν ή με μικρό αντίτιμο. Ωστόσο, είναι δυνατό να παρέχεται υποστήριξη για το ΕΛ/ΛΑΚ με αμοιβή [ΕΛ/ΛΑΚ]. Στις περισσότερες περιπτώσεις, για να δημιουργηθεί ένας τίτλος ΕΛ/ΛΑΚ, ξεκινάει κάποιος προγραμματιστής με μία ιδέα και δημιουργεί τον αντίστοιχο πηγαίο κώδικα. Στη συνέχεια, δημοσιεύει τον κώδικα στο Διαδίκτυο, π.χ. στο χρησιμοποιώντας την κατάλληλη άδεια χρήσης, π.χ. GPL. Από εκεί και πέρα, εφόσον και άλλα άτομα βρουν ενδιαφέρουσα την ιδέα και τον αντίστοιχο κώδικα, ξεκινάει μία συνεργασία που ενδέχεται να καταλήξει σε κάποιο προϊόν. Όλα τα παράγωγα

20 Ε. Λιακοπούλου, Β. Νταλούκας 19 λογισμικά που προκύπτουν βασίζονται και αυτά με τη σειρά τους στην ίδια άδεια ΕΛ/ΛΑΚ ώστε να διασφαλίζεται η συνεχής διάθεση των λογισμικών χωρίς να γίνεται εκμετάλλευση του αρχικού ελεύθερου κώδικα. Μεμονωμένοι προγραμματιστές μπορεί να συνεχίσουν να επεκτείνουν και να βελτιώνουν το λογισμικό, ή να αναλάβει την επέκταση και συντήρηση του λογισμικού κάποιος οργανισμός. Πρόκειται για ένα εναλλακτικό μοντέλο ανάπτυξης και χρήσης λογισμικού, το οποίο βασίζεται στην ελεύθερη διάθεση του κώδικα για σκοπούς κάλυψης των ιδιαίτερων αναγκών των τελικών χρηστών [Αθανάσαινας & Σύλλας (2009); Chopra & Dexter (2008); EC Working Group on Libre Software (2000), e-δίκτυο-τπε, Williams (2002)]. Συνήθως η άδεια για τη χρήση του λογισμικού ΕΛ/ΛΑΚ είναι δωρεάν. Ο χρήστης του λογισμικού δε δεσμεύεται απέναντι σε συγκεκριμένη εταιρία/προμηθευτή. Για πολλούς τίτλους έχει δημιουργηθεί διαδικτυακή κοινότητα που υποστηρίζει νέους και μη χρήστες. Το ΕΛ/ΛΑΚ θεωρείται αξιόπιστο, ασφαλές, ευέλικτο και εύκολα προσαρμόσιμο, π.χ. μετάφρασή του σε άλλη γλώσσα κ.ά. 3. Λογισμικό και εκπαίδευση Μπορούμε να διακρίνουμε την εκπαίδευση, σε: Πρωτοβάθμια Δευτεροβάθμια Τριτοβάθμια Ένας εκπαιδευτικός οργανισμός που υπάγεται σε μία από τις προαναφερόμενες βαθμίδες, μπορεί να χρησιμοποιεί λογισμικό για: Λειτουργικό σύστημα Εφαρμογές γενικού τύπου (π.χ. σουΐτες εφαρμογών γραφείου, λογισμικό πλοήγησης κλπ) Διοικητικές λειτουργίες Εκπαιδευτικό λογισμικό και γνωστικά εργαλεία Λογισμικό δημιουργίας διαδικτυακών εφαρμογών Λογισμικό διαχείρισης εργαστηρίου Πληροφορικής Γλώσσες προγραμματισμού (ενδέχεται) Πρακτικά, μπορούμε να ομαδοποιήσουμε τις ανάγκες για λογισμικό σε ανάγκες διοικητικές και εκπαιδευτικές. Οι διοικητικές εφαρμογές αφορούν τη χρήση λειτουργικού συστήματος και εργαλείων γενικού τύπου (π.χ. σουΐτες εφαρμογών γραφείου), δημιουργία δικτυακού τόπου, εφαρμογή πρωτοκόλλου, διαχείρισης στοιχείων μαθητών κ.ά. Στις εκπαιδευτικές ανάγκες, περιλαμβάνονται η χρήση λειτουργικού συστήματος και εργαλείων γενικού τύπου, εκπαιδευτικού λογισμικού και γνωστικών εργαλείων (π.χ. λογισμικό προσομοίωσης, λογισμικό δημιουργίας εννοιολογικών χαρτών), εργαλείων Web 2.0 (π.χ. ιστολόγιο, wiki), η παροχή μαθημάτων μέσω Συστήματος Διαχείρισης Μάθησης (ΣΔΜ), π.χ. e-learning με χρήση του Moodle, η διαχείριση εργαστηρίου Πληροφορικής (π.χ. λογισμικό διαχείρισης υπολογιστών εργαστηρίου, λογι-

21 20 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 σμικό δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας) και η χρήση γλωσσών προγραμματισμού και προγραμματιστικών εργαλείων (π.χ. Logo, C ++ ). Η χρήση γλωσσών προγραμματισμού, όπως θα δούμε στη συνέχεια, αποτελεί μία ιδιαίτερη εκπαιδευτική εφαρμογή που σχετίζεται με τη φιλοσοφία του ΕΛ/ΛΑΚ και τα πλεονεκτήματά του. Στη συνέχεια, θα εστιάσουμε στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση, ό- που πολλές αποφάσεις παίρνονται κεντρικά από το ΥΠΔΒΜΘ, σε αντίθεση με την τριτοβάθμια εκπαίδευση που χαρακτηρίζεται από μεγαλύτερη αυτονομία των εκπαιδευτικών ιδρυμάτων. Κατά τις δύο τελευταίες δεκαετίες, η ελληνική πολιτεία καταβάλλει προσπάθειες, με την υποστήριξη κοινοτικών πόρων, να εισάγει τις ΤΠΕ στη σχολική εκπαίδευση. Στον τομέα της διοικητικής υποστήριξης, δημιουργήθηκαν ε- φαρμογές καταγραφής όπως το survey, η εφαρμογή αποτύπωσης του Κέντρου Εκπαιδευτικής Έρευνας, αλλά και εφαρμογές διαχείρισης στοιχείων μαθητών όπως η δ- βάση, ο Νέστωρ και το e-school. Παράλληλα, το Πανελλήνιο Σχολικό Δίκτυο (ΠΣΔ) δίνει στις σχολικές μονάδες δωρεάν σύνδεση στο Διαδίκτυο καθώς και τη δυνατότητα να επικοινωνούν μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου και να δημιουργούν δικό τους δικτυακό τόπο. Σχετικά με τις εκπαιδευτικές ανάγκες των σχολικών μονάδων, ανάλογα με το είδος κάθε μονάδας, διδάσκονται εργαλεία γενικού τύπου (βασικές δεξιότητες ΤΠΕ) και γλώσσες προγραμματισμού. Από τα τέλη της δεκαετίας του 90 μέσω του έργου «Οδύσσεια» έχουν δημιουργηθεί διάφοροι τίτλοι εκπαιδευτικού λογισμικού για σχολική χρήση [Κόμης (2004)]. Κατά τα τελευταία χρόνια, το ΠΣΔ έχει διευρύνει τις παρεχόμενες υπηρεσίες προς τις σχολικές μονάδες, δίνοντας τη δυνατότητα χρήσης εργαλείων του Web 2.0 (ιστολόγιο), παροχής μαθημάτων ασύγχρονης τηλεκπαίδευσης μέσω του Moodle κ.ά. Παράλληλα, λειτουργεί υπηρεσία υποστήριξης των χρηστών (helpdesk), τεχνική στήριξη των εργαστηρίων Πληροφορικής, καταλογογράφηση και διάθεση εκπαιδευτικού λογισμικού μέσω της πύλης καταλογογράφηση και πρόσβαση σε τίτλους ΕΛ/ΛΑΚ για την εκπαίδευση μέσω της πύλης 4. Πλεονεκτήματα του ΕΛ/ΛΑΚ στην εκπαίδευση Το ΕΛ/ΛΑΚ έχει αρχίσει να μπαίνει και στην ελληνική εκπαίδευση [Αθανάσαινας & Σύλλας (2009); Γώγουλος & συν. (2010); Σπινέλλης (2008)]. Στην τριτοβάθμια εκπαίδευση, πολλά εργαστήρια ελληνικών Πανεπιστημίων και ΤΕΙ προωθούν τη χρήση του ΕΛ/ΛΑΚ, αναπτύσσοντας λογισμικά, οργανώνοντας σεμινάρια εγκατάστασης, δημιουργώντας κοινότητες, παρέχοντας νέα και συμβουλές [Καρασαββίδης & συν. (2010); Νταλούκας & συν. (2010)]. Στη σχολική εκπαίδευση, το ΠΣΔ χρησιμοποιεί συστηματικά ΕΛ/ΛΑΚ (qmail, squid, squidguard, Apache, HordeIMP, MySQL, FreeRadius, MRTG, phpbb, OpenLDAP) και παρέχει την διαδικτυακή πύλη opensoft. Πρόσφατα, το ΥΠΔΒΜΘ δημιούργησε νέο δικτυακό τόπο βασισμένο σε ΕΛ/ΛΑΚ. Παράλληλα, σχολικοί σύμβουλοι, ορισμένα Κέντρα Πληροφορικής & Νέ-

22 Ε. Λιακοπούλου, Β. Νταλούκας 21 ων Τεχνολογιών (ΚΕ ΠΛΗΝΕΤ) στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση αλλά και ομάδες εθελοντών οργανώνουν σεμινάρια επιμόρφωσης εκπαιδευτικών για τη χρήση του ΕΛ/ΛΑΚ [Κωσταλίας & συν (2010)]. Σε συνέδρια και ημερίδες ανάλογης θεματολογίας δημοσιεύονται προτάσεις αξιοποίησης συγκεκριμένων τίτλων ΕΛ/ΛΑΚ στα σχολεία [Θεοφανέλλης & Ναλμπάντη (2008); Μαυρουδής & Μουράτης (2010); Μιχαηλίδη (2010)]. Τα πλεονεκτήματα που παρέχει το ΕΛ/ΛΑΚ είναι πολλά και ποικίλουν ανάλογα με τον τομέα εφαρμογής: διοικητικό, γενική εκπαίδευση, εκπαίδευση για την Πληροφορική. Σε κάθε περίπτωση, αναγνωρίζουμε σαν σημαντικά πλεονεκτήματα το μειωμένο κόστος (π.χ. δωρεάν διάθεση) και την απεξάρτηση από συγκεκριμένη εταιρία/προμηθευτή. Επίσης, τις δυνατότητες ευελιξίας, προσαρμογής και βελτίωσης, επαναχρησιμοποίησης του λογισμικού, την αξιοπιστία, την ασφάλεια και τη διαλειτουργικότητα [Καρούνος (2006)]. Στον τομέα της γενικής εκπαίδευσης μπορούμε να διακρίνουμε πρόσθετα πλεονεκτήματα, όπως η καλλιέργεια στους μαθητές κατάλληλης στάσης ενάντια στην πειρατεία λογισμικού, που αγγίζει στη χώρα μας το 57%, ποσοστό πολύ υψηλότερο από τον αντίστοιχο μέσο όρο στην Ευρωπαϊκή Ένωση που είναι 35% [BSA (2009)]. Παρόλο που τα σχολικά Αναλυτικά Προγράμματα Σπουδών (ΑΠΣ) προβλέπουν τη χρήση εφαρμογών λογισμικού [ΥΠΕΠΘ/ΠΙ (2003)], σε πολλές περιπτώσεις τα εργαστήρια Πληροφορικής δε διαθέτουν τα κατάλληλα λογισμικά [Λιακοπούλου (2010)]. Ακόμη και όταν υπάρχει ο αναγκαίος εξοπλισμός στο σχολείο, δεν είναι διαθέσιμες οι κατάλληλες άδειες χρήσης για την ατομική εργασία των μαθητών στο σπίτι. Με τον τρόπο αυτό, από τη μια μεριά δημιουργείται άνιση πρόσβαση των μαθητών στα εργαλεία ΤΠΕ, ενώ από την άλλη ενισχύεται άτυπα η πειρατεία λογισμικού. Η εναλλακτική λύση που προσφέρει το ΕΛ/ΛΑΚ είναι περισσότερο δημοκρατική [Hepburn & Buley (2006)]: αυξάνει τις δυνατότητες πρόσβασης για όλους τους μαθητές και από το σχολείο και από το σπίτι και δίνει δυνατότητες πρόσβασης στους καθηγητές από το εργαστήριο, το γραφείο και το σπίτι. Συνήθως, μέσω του ΕΛ/ΛΑΚ, υπάρχει η δυνατότητα χρήσης πολλών εναλλακτικών εφαρμογών [ΕΛ/ΛΑΚ (2009)]. Επιπρόσθετα, καλλιεργείται στάση μοιράσματος, εθελοντισμού και συνεργατικότητας, σεβασμού των πνευματικών δικαιωμάτων, ενάντια στην πειρατεία λογισμικού. Η πιθανή συμμετοχή σε κοινότητες του ΕΛ/ΛΑΚ για αναζήτηση υποστήριξης ενισχύει τις παραπάνω στάσεις. Καλλιεργείται ενεργητική στάση απέναντι στις ΤΠΕ. Εξάλλου, οι ΤΠΕ, εκτός από εποπτικά μέσα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη γενική εκπαίδευση και ως γνωστικά εργαλεία για να συμβάλλουν στην οικοδόμηση της γνώσης και στην επίτευξη των εκπαιδευτικών στόχων, ενισχύοντας τη μετάβαση από το δασκαλοκεντρικό στο μαθητοκεντρικό μοντέλο διδασκαλίας. [Μικρόπουλος (2006); Ράπτης & Ράπτη (2001)]. Εκτός από τα εκπαιδευτικά λογισμικά που διατίθενται από το ΥΠΔΒΜΘ, υπάρχουν χρήσιμα γνωστικά εργαλεία όπως είναι π.χ. τα λογισμικά εννοιολογικής χαρτογράφησης, τα οποία συνήθως δεν περιλαμβάνονται στο λογισμικό των σχολείων. Για το σκοπό αυτό μπορούν να χρησιμοποιηθούν σχετικοί

23 22 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 τίτλοι ΕΛ/ΛΑΚ και να οδηγήσουν στην επίτευξη εκπαιδευτικών στόχων σε μαθήματα διαφόρων ειδικοτήτων. Οι εκπαιδευτικοί μπορούν να αντλήσουν από το Διαδίκτυο πληθώρα εκπαιδευτικών τίτλων ΕΛ/ΛΑΚ για αριθμητικές πράξεις, προσομοίωση, μοντελοποίηση κ.ά. Ακόμα και όταν δημιουργείται νέο εκπαιδευτικό λογισμικό με παραγγελία από το ΥΠΔΒΜΘ, η λύση του ΕΛ/ΛΑΚ είναι προτιμότερη. Στο παρελθόν έχουν δημιουργηθεί τίτλοι που ήταν εξαρτημένοι από συγκεκριμένο λειτουργικό σύστημα με αποτέλεσμα να απαξιωθούν και να μη μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα σχολεία. Η διαλειτουργικότητα και η προσαρμοστικότητα του ΕΛ/ΛΑΚ μπορεί να καλύψει καλύτερα της ανάγκες της εκπαίδευσης για εκπαιδευτικό λογισμικό. Η ύπαρξη του ΕΛ/ΛΑΚ, η ευκολία με την οποία αυτό διατίθεται ανοίγει νέους δρόμους στην εκπαίδευση για την ενεργοποίηση του μαθητή και την ανάπτυξη σύνθετων γνωστικών δεξιοτήτων. Οι ΤΠΕ παίρνουν πλέον νέο νόημα. Μαθητές και εκπαιδευτικοί έχουν τη δυνατότητα να μετακινηθούν από την απλή αναζήτηση πληροφοριών στο Διαδίκτυο και τη σύνθεσή τους σε ένα πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου προς περισσότερο δημιουργικές και πρωτοποριακές εφαρμογές. Μπορούν να επεξεργαστούν εικόνες, να συνθέσουν μουσική, να δημιουργήσουν βίντεο εύκολα, γρήγορα, απλά. Είναι γεγονός πως η ανάπτυξη του ΕΛ/ΛΑΚ βρίσκεται σε άμεση και αμφίδρομη σχέση με την ανάπτυξη του Διαδικτύου: τόσο η ανάπτυξη του ΕΛ/ΛΑΚ στηρίζεται στην ευρεία χρήση του Διαδικτύου όσο και η ανάπτυξη των δικτύων νέας γενιάς βασίζεται σε ΕΛ/ΛΑΚ [e-δίκτυο-τπε, Καρούνος (2006)]. Η φιλοσοφία του τελευταίου ταιριάζει απόλυτα με τη φιλοσοφία των εργαλείων δεύτερης γενιάς του Παγκόσμιου Ιστού (Web 2.0). Τα εργαλεία αυτά έχουν άμεση εφαρμογή στην εκπαίδευση. Εφαρμογές όπως το ιστολόγιο, το wiki κ.ά. φέρνουν το μαθητή στο επίκεντρο της εκπαιδευτικής διαδικασίας, μετατρέποντάς τον από παθητικό αποδέκτη σε συμμέτοχο και δημιουργό [e-δίκτυο-τπε, Μαυρομματάκη & Σιδηροπούλου (2008)]. Δίνουν την ευκαιρία για ενεργοποίηση του μαθητή, οικοδόμηση της γνώσης και συνεργατική μάθηση. Τα ιστολόγια και τα wiki γίνονται προσιτά σε κάθε εκπαιδευτικό μέσα από εφαρμογές ΕΛ/ΛΑΚ [Lakhan & Jhunjhunwala (2008)]. Οι εφαρμογές αυτές είναι διαθέσιμες είτε μέσω του ΠΣΔ είτε ανεξάρτητα. Η φιλοσοφία του ΕΛ/ΛΑΚ δεν μένει μόνο στο λογισμικό. Δημιουργεί μία ευρύτερη κουλτούρα, οδηγώντας στην ελεύθερη διάθεση ψηφιακού περιεχομένου. Το Διαδίκτυο έδωσε καινούριο νόημα στη δημιουργία και διάθεση περιεχομένου. Το ψηφιακό περιεχόμενο είναι εύκολα διαθέσιμο σε όλους και περιλαμβάνει άρθρα, βιβλία, εικόνες, μουσική, βίντεο. Πριν μία δεκαετία δημιουργήθηκαν οι άδειες Creative Commons για τη διάθεση ψηφιακού περιεχομένου, στα πρότυπα των αδειών GPL για το ΕΛ/ΛΑΚ. Οι άδειες Creative Commons συμβάλλουν στην δημιουργία κοινών ψηφιακών αγαθών που διατίθενται ελεύθερα μέσα από το διαδίκτυο και διαμορφώνουν τις συνθήκες για την ανάπτυξη νέων μορφών δημιουργικότητας και καινοτομίας. Δίνεται έτσι η δυνατότητα στους εκπαιδευτικούς να χρησιμοποιήσουν πλούσιο εκπαιδευτικό υλικό και να προσελκύσουν το ενδιαφέρον των μαθητών, αλλά και να

24 Ε. Λιακοπούλου, Β. Νταλούκας 23 αναρτήσουν οι ίδιοι εκπαιδευτικό περιεχόμενο στο Διαδίκτυο με την κατάλληλη α- δειοδότηση. Μία άλλη τάση είναι η παροχή μαθημάτων μέσω του Διαδικτύου (e-learning) με χρήση ΣΔΜ. Τα αντίστοιχα εμπορικά λογισμικά είναι ιδιαίτερα ακριβά. Αντίθετα, το ΕΛ/ΛΑΚ δίνει σε κάθε σχολικό οργανισμό ποικίλες δυνατότητες, από την παροχή μαθημάτων εξ ολοκλήρου από απόσταση μέχρι την απλή επέκταση του διδακτικού χρόνου και υποστήριξη της μάθησης στο σπίτι. Τα ΣΔΜ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκπαίδευση των εκπαιδευτικών, την εκπαίδευση μαθητών από απομακρυσμένες περιοχές, την επέκταση της σχολικής διαδικασίας κ.ά. Τόσο με τους εκπαιδευτικούς όσο και με τους μαθητές, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την οικοδόμηση κοινοτήτων μάθησης. Αυτό που τελικά φέρνει το ΕΛ/ΛΑΚ και η φιλοσοφία του στη γενική εκπαίδευση είναι δημοκρατία, πρόσβαση σε όλους και από παντού, νέες πρωτοποριακές και δημιουργικές εφαρμογές, πλούσιο ψηφιακό περιεχόμενο, αλληλεπιδραστικές και συνεργατικές διαδικτυακές εφαρμογές, εξοικονόμηση πόρων. Μειώνει τα σύνορα και επεκτείνει την εκπαιδευτική διαδικασία ανεξάρτητα από τόπο και χρόνο. Καλλιεργεί στάσεις, και κρίσιμες δεξιότητες όπως η συνεργατικότητα, η δημιουργικότητα και η αυτορρύθμιση. Αν εστιάσουμε στην εκπαίδευση για την Πληροφορική (π.χ. ειδικότητες ΕΠΑΛ/ΙΕΚ, τμήματα Πληροφορικής στην τριτοβάθμια εκπαίδευση), το ΕΛ/ΛΑΚ προσφέρει πρόσθετα πλεονεκτήματα. Στην πραγματικότητα επανακαθορίζει την προσέγγισή μας απέναντι στον προγραμματισμό, διευκολύνοντας τη χρήση της εικόνας, του ήχου, της κίνησης, των εξωτερικών ερεθισμάτων, της διάδρασης και της συνεργασίας [Σπινέλλης (2008)]. Δίνει τη δυνατότητα να μελετήσουμε και να αξιολογήσουμε τον κώδικα επιτυχημένων εφαρμογών λογισμικού, να καλλιεργήσουμε και να βελτιώσουμε τις προγραμματιστικές μας ικανότητες και τεχνικές. Οδηγεί στην ανάπτυξη τεχνογνωσίας, με έμμεσο αποτέλεσμα την ανάπτυξη της αγοράς λογισμικού, την τόνωση του ανταγωνισμού και τη δημιουργία συνέργειας. Παράλληλα, η χρήση του ΕΛ/ΛΑΚ σε οποιοδήποτε εκπαιδευτικό οργανισμό μπορεί να οδηγήσει σε πρόσθετη εξοικονόμηση πόρων από την προμήθεια υλικού. Το ΕΛ/ΛΑΚ έχει το πλεονέκτημα ότι δεν απαιτεί συνεχείς αναβαθμίσεις υλικού [Αθανάσαινας & Σύλλας (2009)]. Εξάλλου, τα τελευταία χρόνια, μέσω του ΕΛ/ΛΑΚ προτείνονται λύσεις για την αξιοποίηση παλιότερου υλικού ως thin clients [ΕΑΙΤΥ (2009)]. 5. Η παρουσία του ΕΛ/ΛΑΚ στην εκπαίδευση Από τη μέχρι τώρα ανάλυση έγινε φανερό ότι η χρήση του ΕΛ/ΛΑΚ στην εκπαίδευση ενέχει πολλά πλεονεκτήματα, δημιουργώντας σε αρκετές περιπτώσεις προστιθέμενη αξία. Θα περιμέναμε η διείσδυση του ΕΛ/ΛΑΚ στην εκπαίδευση να είναι μεγά-

25 24 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 λη και η χρήση του συστηματική. Δε συμβαίνει ωστόσο κάτι τέτοιο. Κατ αρχήν, μια πρώτη αρνητική διαπίστωση είναι πως οι ΤΠΕ δεν αποτελούν μέρος της καθημερινότητας στην τάξη [Ασλανίδου & Οικονόμου (2006)]. Σύμφωνα με έρευνα που πραγματοποιήθηκε σε 53 εκπαιδευτικούς Πληροφορικής των νομών Χανίων και Ρεθύμνου, 59% του συνόλου των ερωτηθέντων εκπαιδευτικών δε χρησιμοποιεί καθόλου ή χρησιμοποιεί λίγο (βαθμολογία 1-2 σε 5θμια κλίμακα Likert) το ΕΛ/ΛΑΚ στο σχολείο [Γώγουλος & συν. (2009)]. Αντίστοιχα, το 58% των ερωτηθέντων πιστεύει πάρα πολύ (βαθμολογία 5 σε 5θμια κλίμακα Likert) ότι υπάρχει ανάγκη για επιμόρφωση σχετικά με το ΕΛ/ΛΑΚ. Σε άλλη έρευνα με 101 πρωτοετείς φοιτητές προσχολικής εκπαίδευσης, διαπιστώθηκε ότι μόλις 12% των φοιτητών είχαν κάποια εμπειρία χρήσης ΕΛ/ΛΑΚ κυρίως του Mozilla Firefox και πολύ λιγότεροι φοιτητές είχαν εμπειρία από άλλες εφαρμογές ΕΛ/ΛΑΚ [Καρασαββίδης & συν. (2010)]. Τα στοιχεία αυτά δείχνουν ότι, παρά τα πολλά πλεονεκτήματά του, το ΕΛ/ΛΑΚ δε χρησιμοποιείται ή χρησιμοποιείται σε μικρό βαθμό στο ελληνικό σχολείο. Οι λόγοι που ερμηνεύουν το φαινόμενο αυτό είναι η έλλειψη της κατάλληλης εκπαιδευτικής πολιτικής, με ότι αυτό συνεπάγεται: έλλειψη κατάλληλων κατευθύνσεων, έλλειψη επιμόρφωσης και ευαισθητοποίησης των εκπαιδευτικών, έλλειψη υποστήριξης των εκπαιδευτικών, μη συμβατότητα με ΑΠΣ και σχολικά εγχειρίδια [Γώγουλος & συν. (2010); Λιακοπούλου (2010)]. Φαίνεται να υπάρχουν και πρόσθετα εμπόδια: ψυχολογικές αναστολές, η δύναμη της συνήθειας, δυσπιστία, φόβος και άρνηση προς κάτι καινούριο και όχι ευρέως διαδεδομένο στον κοινωνικό περίγυρο των εκπαιδευτικών [Γώγουλος & συν. (2010), Hepburn & Buley (2006)]. Καθοριστικός παράγοντας για την ενσωμάτωση των ΤΠΕ στην εκπαίδευση είναι η σχέση που έχουν με αυτές οι ίδιοι οι εκπαιδευτικοί [Pelgrum (2001)]. Το ίδιο μπορούμε να συμπεράνουμε και για το ΕΛ/ΛΑΚ. Είναι προφανές πως αν οι εκπαιδευτικοί δεν έχουν τις απαιτούμενες γνώσεις, δεξιότητες και στάσεις, οι πιθανότητες να χρησιμοποιήσουν το ΕΛ/ΛΑΚ στην εκπαιδευτική πράξη είναι πολύ μικρές. Κατά συνέπεια, η επιμόρφωση, ευαισθητοποίηση και υποστήριξη των εκπαιδευτικών, ε- νταγμένες στα πλαίσια μιας σαφούς και συνεκτικής εκπαιδευτικής πολιτικής για το ΕΛ/ΛΑΚ, αποκτούν ιδιαίτερη βαρύτητα. 6. Συμπεράσματα Το ΕΛ/ΛΑΚ αποτελεί την ανερχόμενη δύναμη στο χώρο του λογισμικού. Μια εναλλακτική φιλοσοφία με αξιόπιστες προτάσεις για τις επιχειρήσεις, το δημόσιο τομέα και την εκπαίδευση. Ειδικά στην εκπαίδευση, παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα και βοηθά στην καλλιέργεια στάσεων. Επεκτείνει τη φιλοσοφία και τα χαρακτηριστικά του στο ελεύθερο ψηφιακό περιεχόμενο, στα εργαλεία του Web 2.0, στην παροχή διαδικτυακών μαθημάτων με πολλαπλασιαστικά αποτελέσματα, ενεργοποίηση του μαθητή, οικοδόμηση της γνώσης, συνεργατικότητα, ανάπτυξη του εκπαιδευτικού.

26 Ε. Λιακοπούλου, Β. Νταλούκας 25 Στον τομέα της εκπαίδευσης για Πληροφορική, διευρύνει τους ορίζοντες και τις εκπαιδευτικές επιλογές. Παρά τα θετικά χαρακτηριστικά του, το ΕΛ/ΛΑΚ δεν έχει διεισδύσει ικανοποιητικά στο χώρο της εκπαίδευσης. Στο γεγονός αυτό φαίνεται να συμβάλει η ανυπαρξία κατάλληλης εκπαιδευτικής πολιτικής, η παγιωμένη κουλτούρα, η συνήθεια, η άρνηση προς το καινούριο. Κατά συνέπεια, προτείνουμε τη χάραξη ξεκάθαρης, ρητής και ορατής προς όλες τις κατευθύνσεις εκπαιδευτικής πολιτικής υπέρ της ενσωμάτωσης και αξιοποίησης του ΕΛ/ΛΑΚ. Η πολιτική αυτή μπορεί να περιλαμβάνει τροποποιήσεις στα ΑΠΣ και σχολικά εγχειρίδια, ευαισθητοποίηση/επιμόρφωση εκπαιδευτικών και μαθητών, αλλαγή προδιαγραφών προμήθειας και λειτουργίας εργαστηρίων Πληροφορικής, υποστήριξη των εκπαιδευτικών μέσω προτάσεων, σεναρίων, helpdesk, διάδοσης της πύλης opensoft, αναλυτική περιγραφή των διαθέσιμων τίτλων με παράλληλη αξιολόγησή τους και πρόταση αξιοποίησής τους. Η πολιτική για το ΕΛ/ΛΑΚ θα πρέπει να διαχέεται σε όλες τις βαθμίδες εκπαίδευσης. Σαν παράδειγμα, η εκπαίδευση των φοιτητών παιδαγωγικών και καθηγητικών τμημάτων για βασικές δεξιότητες ΤΠΕ με χρήση ΕΛ/ΛΑΚ, αλλά και για την παιδαγωγική αξιοποίηση εργαλείων Παγκόσμιου Ιστού, μπορεί να έχει άμεσες συνέπειες στο μέλλον, όταν οι φοιτητές αυτοί γίνουν εν ενεργεία εκπαιδευτικοί. Αναφορές 1. BSA (2009), 6 η Ετήσια Παγκόσμια Μελέτη για την Πειρατεία Λογισμικού, Business Software Alliance. 2. Chopra S. & Dexter S.D. (2008), Decoding Liberation: the Promise of Free and Open Source Software, London: Routledge. 3. EC Working Group on Libre Software (2000), Free Software / Open Source: Information Society Opportunities for Europe?, Ανακτήθηκε στις 12/06/2010 από τον ιστότοπο 4. e-δίκτυο-τπε, Η σημασία του ΕΛ/ΛΑΚ για την εκπαίδευση. Ελληνική Ένωση για την Αξιοποίηση των ΤΠΕ στην Εκπαίδευση, Ανακτήθηκε στις 05/01/2010 από τον ιστότοπο 5. Hepburn, G., Buley, J. (2006), Getting Open Source Software into Schools: Strategies and Challenges, Innovate 3(1). 6. Lakhan, S., Jhunjhunwala, K. (2008), Open Source Software in Education, EDU- CAUSE Quarterly, v.31, no2. 7. Pelgrum, W.J. (2001), Obstacles to the integration of ICT in education: results from a wolrdwide educational assessment, Computers & Education, vol. 37, pp

27 26 Workshop on Informatics in Education WIE Williams, S. (2002), Free as in Freedom. Richard Stallman s Crusade for Free Software, O Reilly Media. 9. Αθανάσαινας, Π., Σύλλας, Χ. (2009), Ελεύθερο Λογισμικό: Πυλώνας της «Ψηφιακής» Δημοκρατίας, εφ. Καθημερινή της 13/01/2009, Ανακτήθηκε στις 08/01/2010 από τον ιστότοπο _w_articles_kathextra_1_13/01/2009_ Ασλανίδου, Σ., Οικονόμου, Α. (2006), Νέοι και Διαδίκτυο. Χρήση και Πρακτικές στο Σχολείο, Στο Δαγδιλέλης, Β., Ψύλλος, Δ. (επιμ.), Πρακτικά 5 ου Συνεδρίου ΕΤΠΕ «Οι ΤΠΕ στην εκπαίδευση», Θεσσαλονίκη. 11. Γώγουλος, Γ., Κουτσουρελάκης, Χ., Μαρινάκης, Μ., Φραγκονικολάκης, Μ. (2009), Διερεύνηση παραγόντων που σχετίζονται με τις στάσεις των Εκπαιδευτικών ως προς την αξιοποίηση του Ελεύθερου Λογισμικού /Λογισμικού Ανοικτού κώδικα (ΕΛ/ΛΑΚ) στην εκπαιδευτική διαδικασία, Η περίπτωση της Δυτικής Κρήτης, Στο 5ο Συνέδριο, «Αξιοποίηση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στη διδακτική πράξη», Σύρος, 8-10 Μαΐου Γώγουλος, Γ., Φραγκονικολάκης, Μ., Κουτσουρελάκης, Χ., Μαρινάκης, Μ. (2010), Η Χρήση του ΕΛ/ΛΑΚ στη Δημόσια Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση: Αξιολογώντας τις Στάσεις και τις Απόψεις των Εκπαιδευτικών Πληροφορικής, Πρακτικά 1 ου Συνεδρίου για το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση, Χανιά, 16-18/04/ ΕΑΙΤΥ (2009), Εγχειρίδιο Εγκατάστασης Ubuntu 9.04/LTSP σε σχολικά εργαστήρια, Ανακτήθηκε στις 05/01/2010 από τον ιστότοπο 14. ΕΔΕΤ (2009), ΕΛ/ΛΑΚ στην εκπαίδευση, στη δημόσια διοίκηση, στις επιχειρήσεις μικρού μεσαίου μεγέθους, Ανακτήθηκε στις 08/02/2010 από τον ιστότοπο 15. ΕΛ/ΛΑΚ, Δέκα μύθοι για το ΕΛ/ΛΑΚ, Ανακτήθηκε στις 16/06/2010 από οι_για_το_ελλακ. 16. ΕΛ/ΛΑΚ (2009), Πίνακας ισοδύναμων λογισμικών (ιδιόκτητων και ΕΛ/ΛΑΚ), Ανακτήθηκε στις 16/06/2010 από τον ιστότοπο kas_2008_ Θεοφανέλλης, Τ., Ναλμπάντη, Θ. (2008), Εκπαιδευτική Αξιοποίηση Προγραμμάτων Ελεύθερου Λογισμικού: Διδακτικές Προσεγγίσεις για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Στα Πρακτικά του 4 ου Πανελλήνιου Συνέδριου Διδακτικής της Πληροφορικής, Πάτρα, 28-30/03/ Καρασαββίδης, Η., Ανδριάνη, Ε., Παπαδήμας, Χ. (2010), Η εξοικείωση με ΕΛ/ΛΑΚ και η Πρόσληψή του από Προπτυχιακούς Φοιτητές: μια Μελέτη Περίπτωσης, Πρακτικά 1 ου Συνεδρίου για το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση, Χανιά, 16-18/04/2010.

28 Ε. Λιακοπούλου, Β. Νταλούκας Καρούνος, Θ. (2006), Είναι το Ελεύθερο Λογισμικό μια Αξιόπιστη Επιλογή; Popular Science, τ Κόμης Β. (2004), Εισαγωγή στις Εκπαιδευτικές Εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών, Αθήνα: εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών. 21. Κωσταλίας, Κ., Λιακοπούλου, Ε., Νταλούκας, Β. (2010), Παίζω και Μαθαίνω στο Moodle: Εφαρμογή Επιμόρφωσης Εκπαιδευτικών για την Ενσωμάτωση του ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαιδευτική Διαδικασία, Πρακτικά 1 ου Συνεδρίου για το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση, Χανιά, 16-18/04/ Λιακοπούλου, Ε. (2010), Προς μια Εκπαιδευτική Πολιτική για το ΕΛ/ΛΑΚ, Πρακτικά 1 ου Συνεδρίου για το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση, Χανιά, 16-18/04/ Μαυρομματάκη, Σ., Σιδηροπούλου, Α. (2008), Education 2.0. Στα Πρακτικά του 5ου Πανελλήνιου Συνεδρίου «ΤΠΕ & Εκπαίδευση», Οργάνωση: ΕΕΕΠ-ΔΤΠΕ, Πειραιάς, 4-5/10/ Μαυρουδής, Β., Μουράτης, Σ. (2010), Χρήση και Αποτελεσματική Εφαρμογή ΕΛ/ΛΑΚ στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Στα Πρακτικά του 4 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Πληροφορικής «Η Πληροφορική στην Εκπαίδευση το Ψηφιακό Σχολείο», Σέρρες, 7-9/05/ Μικρόπουλος, Τ. (2006), Ο Υπολογιστής ως Γνωστικό Εργαλείο, Αθήνα: Ελληνικά Γράμματα. 26. Μιχαηλίδη, Α. (2010), Μια Εναλλακτική Διδακτική Πρόταση για το Μάθημα των Πολυμέσων στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση Χρησιμοποιώντας Αποκλειστικά ΕΛ/ΛΑΚ, Πρακτικά 1 ου Συνεδρίου για το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση, Χανιά, 16-18/04/ Νταλούκας, Β., Συρμακέσης, Σ., Φώσκολος, Θ., Χατζής, Γ. (2010), Ενσωμάτωση του ΕΛ/ΛΑΚ στην Υποστηρικτική Διδασκαλία του Τμήματος «Εφαρμογών Πληροφορικής στη Διοίκηση και Οικονομία» του ΤΕΙ Μεσολογγίου, Πρακτικά 1 ου Συνεδρίου για το ΕΛ/ΛΑΚ στην Εκπαίδευση, Χανιά, 16-18/04/ Ράπτης, Α., Ράπτη, Α (2001), Μάθηση και Διδασκαλία στην Εποχή της Πληροφορίας, τ. Α, Αθήνα: ιδίων. 29. Σπινέλλης, Δ. (2008), Το Ανοιχτό Λογισμικό στην Εκπαίδευση, Στα Πρακτικά του 4 ου Πανελλήνιου Συνέδριου Διδακτικής της Πληροφορικής, Πάτρα, 28-30/03/ ΥΠΕΠΘ/ΠΙ (2003), Διαθεματικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγραμμάτων Σπουδών & Αναλυτικά Προγράμματα Σπουδών για την Υποχρεωτική Εκπαίδευση. Αθήνα.

29 28 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Abstract During the last years we have witnessed the rapid growth of foss, which has become a basic stakeholder in software market. It offers a variety of benefits both for the private and the public sector and in particular, for educational organizations. In Greece, lack of proper educational policy combined with individual obstacles, such as fear for the unknown or certain people s hesitation to use alternative software, leads foss to underrepresentation. This paper tries to underline benefits of using foss in different aspects of education. It proposes the establishment of educational policy, such as renewing curriculum and school books, increasing teachers awareness and support, altering specifications for computer labs equipment procurements etc. Keywords: Foss, educational software.

30 Ένα Ηλεκτρονικό Μάθημα με Θέμα την Αυθεντικότητα και την Εμπιστευτικότητα στη Μετάδοση Πληροφοριών Παναγιώτης Καραγεώργος Καθηγητής Πληροφορικής Δ.Ε. Περίληψη Το άρθρο που παρατίθεται εδώ περιγράφει ένα μάθημα για μια διαδικτυακή κοινότητα μαθητών με την χρήση του εργαλείου της ηλεκτρονικής μάθησης MyUdutu, το οποίο αποτελεί ένα συνεργατικό περιβάλλον διαχείρισης μάθησης που βοηθά τον εισηγητή στην συγγραφή ηλεκτρονικών μαθημάτων και επίσης στην προώθηση του μαθησιακού υλικού προς τους μαθητές του. Το μάθημα που περιγράφεται έχει σκοπό να δώσει την ευκαιρία στους εκπαιδευόμενους να εμπεδώσουν έννοιες όπως η Αυθεντικότητα και Εμπιστευτικότητα στην μετάδοση πληροφοριών. Για τον λόγο αυτό, έχει χρησιμοποιηθεί η επιστήμη της Κρυπτογραφίας, σαν εργαλείο στην διδασκαλία και ως ο βασικός μηχανισμός κατανόησης των πιο πάνω εννοιών. Πιστεύουμε ότι αυτή η προσέγγιση αυτή είναι καινοτόμα σε σχέση με το Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης, εφόσον η ασφάλεια στην μετάδοση των πληροφοριών αποτελεί μέρος της διδακτέας ύλης σε πολλά μαθήματα πληροφορικής, ενώ δεν υπάρχουν οι αντίστοιχες αναφορές στην Κρυπτογραφία και τον σημαίνοντα ρόλο της για την μετάδοση της πληροφορίας σε μια ολικά διαδικτυωμένη κοινωνία. Λέξεις κλειδιά: Αυθεντικότητα και Εμπιστευτικότητα στην μετάδοση πληροφοριών, MyUdutu σύστημα διαχείρισης μάθησης, αλγόριθμοι κρυπτογράφησης, Διδακτική της πληροφορίας 1. Εισαγωγή Το ηλεκτρονικό μάθημα που δημιουργήθηκε με τη χρήση του διαδικτυακού εργαλείου συγγραφής ηλεκτρονικών μαθημάτων Myudutu έχει τίτλο «Αυθεντικότητα και Εμπιστευτικότητα στην μετάδοση πληροφοριών». Το μάθημα φιλοδοξεί να αποτελέσει μια ανεξάρτητη Διδακτική ενότητα που απευθύνεται σε μαθητές Λυκείου Δ.Ε. Σκοπός του μαθήματος είναι να εξηγήσει και να αναλύσει θέματα που αφορούν την ασφάλεια των μεταδιδόμενων πληροφοριών όχι μόνο σε ολικά διασυνδεδεμένα περιβάλλοντα όπως το Διαδίκτυο αλλά και στην απλή αποστολή μηνυμάτων. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκε σαν «εργαλείο» η διδακτική προσέγγιση στην επιστήμη της κρυπτογραφίας καθώς θεωρείται ο βασικός μηχανισμός για την παροχή ασφάλειας με χαρακτηριστικά την Αυθεντικότητα και την εμπιστευτικότητα στην

31 30 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 μετάδοση των πληροφοριών. Πιστεύουμε ότι η συγκεκριμένη προσέγγιση θεωρείται καινοτόμα σε σχέση με την διδασκαλία και την διδακτέα ύλη στην Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, γιατί ενώ η ασφάλεια στην μετάδοση πληροφοριών αποτελεί μέρος των προγραμμάτων σπουδών και της ύλης των μαθημάτων της (π.χ. «Δίκτυα Η.Υ Ι & ΙΙ» των επαγγελματικών Λυκείων καθώς επίσης και των μαθημάτων πληροφορικής του Γενικού Λυκείου - Πληροφορική Α, Β Λυκείου, και «Πολυμέσα-Δίκτυα» Γ Λυκείου) εντούτοις πουθενά δεν υπάρχει αναφορά στην Κρυπτογραφία και στον θεμελιακό της ρόλο στην ασφάλεια των πληροφοριών. [Παιδαγωγικό Ινστιτούτο (2002)]. Το μάθημα υπάρχει δημοσιευμένο στην διεύθυνση: i) Τεχνικά χαρακτηριστικά Το ηλεκτρονικό μάθημα περιλαμβάνει συνολικά 49 οθόνες. Από αυτές οι 41 είναι κατανεμημένες στις φάσεις του διδακτικού μοντέλου όπως περιγράφονται στην συνέχεια και οι υπόλοιπες 8 αποτελούν την βιβλιοθήκη και τα βοηθήματα (Glossary & Recourses), και χρησιμοποιούνται κατά περίπτωση στην εξέλιξη της διδακτικής ενότητας. Η συνολική διάρκεια του μαθήματος είναι περίπου 3 ωρολογιακές ή 4 διδακτικές ώρες (εκτιμώμενη διάρκεια του μαθήματος 183 λεπτά). Για την σωστή αντιμετώπιση και χειρισμό του μαθήματος κατασκευάστηκε ειδικό θέμα στο περιβάλλον του Myudutu και καταργήθηκαν κάποια από τα κουμπιά στο μενού χειρισμού (λ.χ. το Glossary). Στην παρουσίαση του θέματος και στον σχεδιασμό χρησιμοποιήθηκε ε- κτός από το κείμενο, 3 videos και 36 εικόνες. ii) Δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά Έγινε προσπάθεια να συγκεντρωθούν όλοι οι νέοι όροι και να παρουσιάζονται με την μορφή οθόνης που έχει τον τίτλο «Γλωσσάρι όρων» κάθε φορά που ένας υπερσύνδεσμος από την τρέχουσα οθόνη οδηγεί σε αυτήν. Στη δημιουργία του μαθήματος υ- πάρχουν αρκετές παραπομπές σε κάποιες από τις οθόνες. Οι παραπομπές αριθμούνται από την αρχή (νο 1) για κάθε οθόνη ξεχωριστά. Επίσης οι εξωτερικοί σύνδεσμοι α- νοίγουν νέα παράθυρα στον φυλλομετρητή για να μπορεί ο μαθητής να αντιπαραβάλλει εκείνο που μελετά εκείνη την στιγμή με την εξωτερική πηγή. Οι πηγές που αναφέρονται στην βιβλιοθήκη ή το γλωσσάρι όρων παρεμβάλλονται σαν νέες οθόνες στην ροή του μαθήματος και η επιστροφή στην τρέχουσα οθόνη γίνεται με κάποιο από τα πλήκτρα previous ή και next. Για την ευχρηστία στον σχεδιασμό των οθόνων αλλά και του τελικού παραδοτέου, τα videos που χρησιμοποιήθηκαν έγιναν upload στο youtube, και στην συνέχεια με κατάλληλους συνδέσμους ενσωματώθηκαν στις αντίστοιχες οθόνες του ηλεκτρονικού μαθήματος. Ακόμα, χάρη της σύνδεσης στην ροή των οθονών χρησιμοποιήθηκαν βοηθητικές οθόνες με ανακοινώσεις έναρξης ασκήσεων και εκτροπές σε προηγούμενες νοηματικές ενότητες ή και φάσεις του διδακτικού μοντέλου.

32 Παναγιώτης Καραγεώργος Το εκπαιδευτικό πρόβλημα Το εκπαιδευτικό πρόβλημα σχετίζεται με την αδυναμία των μαθητών να συνειδητοποιήσουν την αναγκαιότητα ύπαρξης ασφαλούς μετάδοσης στην επικοινωνία σε μια ολικά διασυνδεδεμένη κοινωνία. Καταστάσεις όπως το απόρρητο και ο σεβασμός της ιδιωτικής ζωής, ο σημαντικός ρόλος της πληροφορίας, η ηλεκτρονική αγορά αγαθών, και οι οικονομικές συναλλαγές μέσω διαδικτύου καθιστούν απαραίτητη την υπεύθυνη στάση όλων απέναντι στο θέμα. Το ηλεκτρονικό μάθημα σχεδιάστηκε για να βοηθήσει τους εκπαιδευόμενους να κατανοήσουν την αξία του απορρήτου και να εφαρμόσουν μέχρις ενός σημείου τεχνικές που εξασφαλίζουν την αυθεντικότητα και την εμπιστευτικότητα στην μετάδοση πληροφοριών, μέσω των αλγορίθμων κρυπτογράφησης. 3. Επιλογή του διδακτικού μοντέλου και σύντομη περιγραφή του περιεχομένου των φάσεων του εκπαιδευτικού σεναρίου Για τον εκπαιδευτικό σχεδιασμό του ηλεκτρονικού μαθήματος χρησιμοποιήθηκε το διδακτικό μοντέλο της άμεσης διδασκαλίας σύμφωνα με την κατηγοριοποίηση κατά Eggen & Kauchak. Το συγκεκριμένο μοντέλο κρίθηκε κατάλληλο διότι πρόκειται για μια δασκαλοκεντρική (teacher-centered) διδακτική μέθοδο [Σάμψων (2009)]. Επίσης είναι κατάλληλο για τη διδασκαλία νέας πληροφορίας ή την επίδειξη διαδικασιών που έχουν πολλά διαδοχικά βήματα (π.χ. μεθοδολογία επίλυσης ενός προβλήματος), όπως ακριβώς δηλαδή, και με παρόμοιο τρόπο, υλοποιούνται οι αλγόριθμοι κρυπτογράφησης/αποκρυπτογράφησης [Τζανάκης (2001)] που αναλύονται στο κυρίως μέρος του μαθήματος. Στο ηλεκτρονικό μάθημα ο ρόλος του δασκάλου υποκαθίσταται από τον τρόπο της παρουσίασης και της μεθοδολογίας αναπαράστασης και περιγραφής εννοιών και μεθόδων από το ψηφιακό υλικό. Κατά την υλοποίηση που έγινε, οι φάσεις του συγκεκριμένου διδακτικού μοντέλου έχουν προσαρμοστεί κατάλληλα όχι μόνο σύμφωνα με την ροή των οθόνων αλλά και ανάλογα με την νοητική συνέχεια και εξέλιξη του ηλεκτρονικού μαθήματος. Επιπλέον ο σχεδιασμός της κάθε οθόνης έγινε ξεχωριστά, κατά τέτοιον τρόπο, ώστε αυτή να αποτελεί από μόνη της μια αυτοτελή νοητικά και δομικά εκπαιδευτική δραστηριότητα [Σάμψων (2010)]. Ακολουθεί σύντομη περιγραφή των φάσεων του διδακτικού μοντέλου στα πλαίσια του εκπαιδευτικού σεναρίου όπως έχει εφαρμοστεί: Στην 1η Φάση γίνεται μια σύντομη επισκόπηση του περιεχομένου που ακολουθεί και εξηγούνται οι εκπαιδευτικές διαδικασίες. Εδώ δίνεται η περίληψη και τα κύρια σημεία του θέματος της «Αυθεντικότητας & Εμπιστευτικότητας στην μετάδοση πληροφοριών» που πρόκειται να παρουσιαστεί με ψηφιακό τρόπο (οπτική αναπαράσταση με κείμενο, εικόνες και video).

33 32 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Επίσης διασαφηνίζονται οι στόχοι της διδασκαλίας (τι θα διδαχθούν οι μαθητές και γιατί). Έτσι οι μαθητές ενημερώνονται εξ αρχής τι θα διδαχθούν και συνειδητοποιούν τι έχουν διδαχθεί συνδέοντας το γενικότερο πλαίσιο του μαθήματος με τις βασικές έννοιες του και την προηγούμενη γνώση τους. Η μέθοδος αυτή διευκολύνει την κατανόηση εννοιών και περίπλοκων πληροφοριών που θα ακολουθήσουν. Η παρουσίαση των βασικότερων σημείων γίνεται με τρόπο απλουστευμένο, έτσι ώστε να βοηθηθούν οι μαθητές να οικοδομήσουν την γνώση τους πάνω σε αυτά με τρόπο οργανωμένο και κατά συνέπεια, να συγκρατήσουν το περιεχόμενο του ηλεκτρονικού μαθήματος. Η 1η Φάση καλύπτεται από τις 3 πρώτες εκπαιδευτικές δραστηριότητες. Στην 2η Φάση παρουσιάζεται το θέμα που αφορά την αυθεντικότητα και την εμπιστευτικότητα κατά την μετάδοση πληροφοριών. Η φάση της παρουσίασης του θέματος καλύπτεται πλήρως από 16 εκπαιδευτικές δραστηριότητες. Κατά την διάρκεια της φάσης αυτής, με την οργάνωση στην παρουσίαση του ψηφιακού υλικού γίνεται μια προσπάθεια, μοντελοποίησης των βημάτων των αλγορίθμων κρυπτογράφησης, των δεξιοτήτων και των σκέψεων, καθώς όλα αυτά εντάσσονται στο γενικό πλαίσιο της ιστορίας της κρυπτογραφίας. Με την μέθοδο αυτή πιστεύουμε ότι οι μαθητές αποκτούν τις απαραίτητες εκείνες δυνατότητες και δεξιότητες για να κατανοήσουν και να εφαρμόσουν με τη σειρά τους τις ίδιες αλγοριθμικές πρακτικές για την διασφάλιση της αυθεντικότητας και της ε- μπιστευτικότητας σε ένα μήνυμα. Απαραίτητη προϋπόθεση όμως, για την επίτευξη του επιθυμητού αποτελέσματος και των στόχων του μαθήματος είναι η συγκέντρωση της προσοχής των μαθητών και η αυστηρή παρακολούθηση των βημάτων όπως ακριβώς περιγράφονται στο δομημένο ψηφιακό υλικό. Αναλυτικότερα, στην φάση αυτή επιχειρείται μια σύντομη, στοχευόμενη ιστορική αναδρομή στην κρυπτογραφία που θεωρείται ο κύριος μηχανισμός που χρησιμοποιείται από τους αρχαίους χρόνους μέχρι σήμερα και σκοπό της έχει την ασφαλή μετάδοση δεδομένων, πληροφοριών και την σίγουρη παραλαβή τους από τον αποστολέα. Η ιστορική αναδρομή χωρίζεται σε 3 περιόδους [Simon Sigh (2001)]: Στην 1η που αφορά στους κλασσικούς αλγορίθμους κρυπτογράφησης και στο πλαίσιο του ηλεκτρονικού μαθήματος περιγράφεται από 7 εκπαιδευτικές δραστηριότητες, σε αντίστοιχες οθόνες. Στη 2η περιγράφονται οι πιο σημαντικοί τρόποι και εφευρέσεις της μηχανικής που έδωσαν τις τεχνολογικές υποδομές για την υλοποίηση των κρυπταλγορίθμων της περιόδου, και περιλαμβάνει 2 εκπαιδευτικές δραστηριότητες. Στην 3η γίνεται αναφορά στις πιο γνωστές μεθόδους κρυπτογράφησης για την μετάδοση με αυθεντικότητα και εμπιστευτικότητα των πληροφοριών στην σύγχρονη και τεχνολογικά προηγμένη εποχή του Διαδικτύου, και περιγράφεται από 7 εκπαιδευτικές δραστηριότητες.

34 Παναγιώτης Καραγεώργος 33 Και για τις 3 περιόδους έχει γίνει επιλογή των πιο σημαντικών, κατά την γνώμη του υπογράφοντος την εργασία, αλγορίθμων και τρόπων εφαρμογής τους, ενώ έχει γίνει προσπάθεια ώστε να παρατίθενται παράλληλα παραδείγματα και ιστορικά στοιχεία. Επίσης για κάθε ενότητα, όπου έχει κριθεί απαραίτητο, παρέχεται και εξωτερικό υλικό για μελέτη από το διαδίκτυο ή από την βιβλιοθήκη της διδακτικής ενότητας. Στην ανάπτυξη των μεθοδολογιών των αλγορίθμων κρυπτογράφησης χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 9 παραδείγματα και επεξηγηματικά σχήματα. Στην 3η Φάση δίνεται η δυνατότητα καθοδηγούμενης πρακτικής εξάσκησης με α- σκήσεις και ερωτήσεις. Η καθοδηγούμενη πρακτική εξάσκηση θεωρείται ένας ιδιαίτερα αποτελεσματικός τρόπος για τον μαθητή να στηρίξει προηγούμενες μαθησιακές εμπειρίες αλλά και να διαγνώσει το ποσοστό κατανόησης και υλοποίησης των επιδιωκόμενων μαθησιακών στόχων. Οι βασικές τεχνικές που υλοποιήθηκαν στην συγκεκριμένη φάση του ηλεκτρονικού μαθήματος για να βοηθήσουν στην υλοποίηση των εκπαιδευτικών στόχων και σύμφωνες με την έννοια της καθοδηγούμενης πρακτικής εξάσκησης αφορούν: Την δυνατότητα που δίνεται στον μαθητή να επαναλάβει όσες φορές επιθυμεί την άσκηση δοκιμάζοντας διαφορετικές απαντήσεις. Επίσης, την δυνατότητα να βοηθηθεί με την παροχή κατάλληλης ανατροφοδότησης ή και πλοήγησης σε οθόνες βοήθειας που ανακαλούνται από την βιβλιοθήκη του μαθήματος την στιγμή της άσκησης. Την προοπτική να πάρει υπόδειξη για την σωστή /προτεινόμενη λύση του προβλήματος ή ερωτήματος αμέσως μετά την δική του απάντηση. Το λογισμικό Myudutu παρέχει όλες τις απαραίτητες τεχνικές που προαναφέρθηκαν ταυτόχρονα αν στην παραμετροποίηση της οθόνης αξιολόγησης (assessment screen) προτιμήσουμε την επιλογή της αυτοαξιολόγησης (self assessment screen). [Myudutu.com (2009)] Στην φάση αυτή υπάρχουν 10 εκπαιδευτικές δραστηριότητες/ασκήσεις προς τους μαθητές. Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθεί ότι η επανάληψη μιας δραστηριότητας εξάσκησης (π.χ. εκμάθηση βημάτων αλγοριθμικής επίλυσης, αριθμητικών πράξεων ή τεχνικής επίλυσης ασκήσεων) μπορεί να οδηγήσει στην απόκτηση βασικών γνώσεων και δεξιοτήτων, πάνω στις οποίες μπορεί να στηριχθεί περιπλοκότερη γνώση. Επίσης κατ αυτόν τον τρόπο, οι μαθητές με χαμηλές επιδόσεις και με μαθησιακές δυσκολίες μπορούν να ευεργετηθούν από αυτή την στρατηγική, καθώς προσαρμόζουν την μάθηση στους δικούς τους ρυθμούς και η επανάληψη τους προσφέρει εμπιστοσύνη ότι

35 34 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 μπορούν κάποια στιγμή να τα καταφέρουν, δαμάζοντας τις δυσκολίες που αντιμετωπίζουν. Στην 4η Φάση περιλαμβάνονται ερωτήσεις και ασκήσεις προς τον μαθητή χωρίς τεχνικές υποστήριξης και ανατροφοδότησης. Για τον λόγο αυτό στην παραμετροποίηση των οθονών αξιολόγησης (assessment screens) που περιλαμβάνονται στην φάση αυτή προτιμήθηκε η επιλογή της βαθμολόγησης (scored) [Myudutu.com (2009)]. Στην 4η φάση δημιουργήθηκαν 7 εκπαιδευτικές δραστηριότητες/ασκήσεις ανεξάρτητης πρακτικής προς τους μαθητές. Τα εκπαιδευτικό λογισμικό Myudutu όπως και άλλα της κατηγορίας αυτής επιτρέπει την δημιουργία ασκήσεων δυσκολίας διαφορετικών επιπέδων με ερωτήσεις και απαντήσεις που πρέπει ο μαθητής να διαλέξει. Τέτοιες εκπαιδευτικές δραστηριότητες μπορεί να εντάσσονται στο περιβάλλον παιχνιδιού, με γραφικά, κινούμενα σχέδια και ήχους, που παροτρύνουν το μαθητή να απαντήσει γρήγορα και σωστά. Με την μελέτη και την ανάλυση των απαντήσεων του ο μαθητής μπορεί να παρακολουθήσει αναλυτικά την πρόοδό του και να διαπιστώσει σε ποιους τομείς υστερεί, ώστε να στρέψει εκεί το ενδιαφέρον του. 4. Περιγραφή του εκπαιδευτικού σεναρίου 4.1 Χαρακτηριστικά εκπαιδευομένων i) Γνωστικά χαρακτηριστικά Η συγκεκριμένη διδακτική ενότητα έρχεται να διδάξει στους μαθητές της Γ Λυκείου τις μεθόδους ασφάλειας και τους τρόπους που αυτή επιτυγχάνεται μέσω της αυθεντικότητας και της εμπιστευτικότητας στην μετάδοση πληροφοριών [Παιδαγωγικό Ινστιτούτο (2002)]. Έννοιες όπως η κρυπτογράφηση με την χρήση αλγορίθμων εξάπτουν το ενδιαφέρον και προάγουν το επίπεδο των μαθητών υποβοηθώντας την δημιουργική στάση τους απέναντι στο μάθημα. Θεωρούμε ότι οι γνώσεις που έχουν ήδη αποκτήσει από προηγούμενες διδακτικές ενότητες και μαθήματα, όπως στην Άλγεβρα (ειδικότερα για τις μοδιακές-modularisμορφές συναρτήσεων) και στα μαθήματα της Αλγοριθμικής (ΑΕΠΠ ΓΕΛ, [Βακάλη κ.α. (2001)], Προγραμματισμού ΕΠΑΛ) και Δικτύων (Τεχνολογία Δικτύων ΕΠΑΛ, [Αρβανίτης κ.α (2001)]) τους καθιστά έτοιμους να κατανοήσουν και να λειτουργήσουν στην φιλοσοφία των αλγορίθμων κρυπτογράφησης καθώς και να κατακτήσουν τις σημαντικές έννοιες του μαθήματος και να αντιληφθούν την χρησιμότητα του.

36 Παναγιώτης Καραγεώργος 35 Επίσης σημαντική αλλά όχι καθοριστικής σημασίας είναι και η γνώση της αγγλικής από τους μαθητές για την σωστή παρακολούθηση του ηλεκτρονικού μαθήματος, ε- φόσον κάποιες από τις πηγές και παραπομπές είναι στην γλώσσα αυτή. Οι μαθητές πρέπει να ενθαρρυνθούν να χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά περιβάλλοντα διδασκαλίας με βάση το σκεπτικό ότι δεν υποκαθιστούν τον εκπαιδευτικό. Αντίθετα μάλιστα, πρέπει να αποτελούν σημείο έμπνευσης για αυτόν ώστε να κατασκευάζει και να οργανώνει το ψηφιακό υλικό του σε μια πρότυπη διδασκαλία. Τα γνωστικά βοηθήματα που συνήθως χρησιμοποιούνται μπορούν να έχουν και αυτά τον ρόλο τους. (εκπαιδευτικά εγχειρίδια, προσωπικές σημειώσεις και καταγραφές σε ηλεκτρονική ή άλλη μορφή). ii) Ψυχοκοινωνικά χαρακτηριστικά Η σημασία της συμβολής του παγκόσμιου ιστού στην εκπαίδευση έγινε γρήγορα α- ντιληπτή με την εμφάνιση νέων εκπαιδευτικών περιβαλλόντων. Η σύγχρονη και α- σύγχρονη εκπαίδευση από απόσταση, με αξιοποίηση του παγκόσμιου ιστού και των διαδικτυακών παροχών, είναι πλέον πολύ δημοφιλείς και προβάλλονται ως αρκετά αξιόπιστα μέσα παροχής εκπαίδευσης από απόσταση. Η βασική συμβολή της ηλεκτρονικής μορφής εκπαίδευσης αφορά κατά κύριο λόγο τη μετάβαση από την μέχρι πρότινος «δασκαλοκεντρική» μορφή εκπαίδευσης προς τη «μαθητοκεντρική». Δεν λείπουν όμως τα προβλήματα που ιδιαίτερα σε ένα ηλεκτρονικό μάθημα που διεξάγεται από απόσταση εστιάζονται στα εξής σημεία [Παρασκευά (2010)]: έλλειψη αλληλεπίδρασης μεταξύ του διδάσκοντα και του εκπαιδευόμενου, που προκαλεί ένα αίσθημα απομόνωσης στο δεύτερο, έλλειψη προσαρμογής των διαφορετικών αναγκών των εκπαιδευόμενων στο παρεχόμενο εκπαιδευτικό υλικό, καθώς και αδυναμία αντικειμενικής αξιολόγησης της εκπαιδευτικής πορείας των εκπαιδευόμενων λόγω ελλιπούς διαπροσωπικής επαφής μεταξύ διδάσκοντα και εκπαιδευόμενου. Έτσι για την ανάπτυξη σύγχρονων ηλεκτρονικών προσαρμοστικών υπερμεσικών μαθημάτων πρέπει να υιοθετηθούν διαδικασίες που να λαμβάνουν υπόψη την ιδιαιτερότητα κάθε εκπαιδευόμενου, την ανάγκη του για επαναξιολόγηση των μαθησιακών του ικανοτήτων, την ανάγκη του εκπαιδευτή για αξιολόγηση του εκπαιδευόμενου, τις συνεργασίες μεταξύ των χρηστών του συστήματος και την διαχείριση των πληροφοριών πού απορρέουν από την χρήση του. Επειδή η προσαρμογή των μαθητών σε αυτό το είδος διδασκαλίας θεωρείται σχετικά γρήγορη, λόγω της εξοικείωσης που παρουσιάζουν όλοι οι νέοι ηλικίας ετών, με τις νέες τεχνολογίες το βάρος στην διατήρηση του χαρακτήρα της μάθησης σε σωστά κοινωνικά και ψυχολογικά πλαίσια

37 36 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 επαφίεται κυρίως στον εκπαιδευτικό που σχεδιάζει και υλοποιεί το ηλεκτρονικό μάθημα. Ο σύγχρονος εκπαιδευτικός-σχεδιαστής ενός τέτοιου μαθήματος πρέπει να συνδυάζει όχι μόνο γνώσεις στο αντικείμενο του αλλά και μεγάλη εξοικείωση με την ψηφιακή έκφραση της διδασκαλίας του, σωστό χειρισμό της εκπαιδευτικής δομής του μαθήματος του, καλαισθησία και τάση να δημιουργεί φιλικά περιβάλλοντα για τους μαθητές του, με στόχο να τους βοηθήσει και όχι αποκλειστικά να τους αξιολογήσει μέσα από ένα ηλεκτρονικό περιβάλλον του οποίου οι δυνατότητες παραμένουν συγκεκριμένες. iii) Δημογραφικά Χαρακτηριστικά Η τάξη απαρτίζεται συνήθως από μαθητές της Γ τάξης ΓΕΛ ηλικίας από 17 έως 18 ετών. Είναι πιθανό να υπάρχουν μαθητές με διαφορετικό κοινωνικό και πολιτιστικό υπόβαθρο (παιδιά οικονομικών μεταναστών) Εκπαιδευτικοί στόχοι Οι εκπαιδευτικοί στόχοι που τέθηκαν για τους μαθητές στην υλοποίηση του μαθήματος είναι οι εξής: Απόκτηση άμεσης επαφής με το γνωστικό αντικείμενο της κρυπτογραφίας και κατανόηση μέσα από την θεωρητική προσέγγιση, την μικρή ιστορική α- ναδρομή και την κατανόηση της αξίας των ιστορικών πηγών με τις επεξηγήσεις και την υλοποίηση των παραδειγμάτων που ακολουθούν κάθε περίπτωση Κατανόηση των βασικών εννοιών της αυθεντικότητας, και εμπιστευτικότητας των πληροφοριών και άλλων απαραίτητων εννοιών που σχετίζονται με την ασφάλεια στην μετάδοση πληροφοριών. Απόκτηση της δυνατότητας διαχωρισμού των αλγορίθμων κρυπτογράφησης σε κατηγορίες Κατανόηση και υλοποίηση των βημάτων ενός αλγορίθμου κρυπτογράφησης κατά την απλή γραπτή ανταλλαγή μηνυμάτων αλλά και στην ηλεκτρονική / ψηφιακή μετάδοση. Κατανόηση των εννοιών που αφορούν την εξασφάλιση στην μετάδοση της πληροφορίας όταν τηρούνται οι κανόνες της προστασίας των ψηφιακών δεδομένων, και του τρόπου εφαρμογής τους. Εξοικείωση με την χρήση αλγοριθμικών και μαθηματικών εννοιών που αφορούν την κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση. Υλοποίηση αλγοριθμικών και μαθηματικών εννοιών στην κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση μιας πληροφορίας.

38 Παναγιώτης Καραγεώργος 37 Επίσης, οι μαθητές μέσα από το συγκεκριμένο μάθημα, έχοντας πραγματευτεί την εξέλιξη της κρυπτογραφίας και την επιρροή της στην ανθρώπινη ιστορία προσεγγίζουν και δευτερεύοντες στόχους όπως είναι: η πολυτιμότητα του αγαθού της πληροφορίας, η κατανόηση της τεχνολογικής επανάστασης, ο σεβασμός του απορρήτου της ιδιωτικής ζωής και της άρρηκτης σχέσης που υπάρχει μεταξύ της ασφάλειας στις η- λεκτρονικές συναλλαγές και της επιτυχίας της ψηφιακής αγοράς αγαθών. Αναφορές 1. Myudutu.com (2009), A beginners Guide. 2. Simon Sigh (2001), Κώδικες και Μυστικά. 3. Αρβανίτης, Κολυβάς, Ούτσιος (2002), Βιβλίο Μαθητή «Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών», Επαγγελματικά Λύκεια, Γ τάξη, Τομέας Πληροφορικής. 4. Βακάλη, Γιαννόπουλος, Ιωαννίδης, Κοίλιας, Μάλαμας, Μανωλόπουλος, Πολίτης (2002), Βιβλίο Μαθητή «Ανάπτυξη εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον», Γ ΓΕΛ τεχνολογικής κατεύθυνσης. 5. Παιδαγωγικό Ινστιτούτο (2002), Αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών (Α.Π.Σ.) Γενικού Λυκείου. 6. Παρασκευά Φ. Π. (2010), Διαφάνειες μαθήματος «Κοινωνικές & Ψυχολογικές Συνιστώσες της Ηλεκτρονικής Μάθησης», Π.Μ.Σ. ΠΑ.ΠΕΙ. Διδακτικής των Ψηφιακών Συστημάτων κατεύθυνσης Ηλεκτρονικής Μάθησης. 7. Σάμψων Δ. Γ.(2009), Διαφάνειες μαθήματος «Εκπαιδευτικός Σχεδιασμός Προγραμμάτων Ηλεκτρονικής Μάθησης», Π.Μ.Σ. ΠΑ.ΠΕΙ. Διδακτικής των Ψηφιακών Συστημάτων κατεύθυνσης Ηλεκτρονικής Μάθησης. 8. Σάμψων Δ. Γ.(2010), Διαφάνειες μαθήματος «Συστήματα Διαχείρισης Μάθησης», Π.Μ.Σ. ΠΑ.ΠΕΙ. Διδακτικής των Ψηφιακών Συστημάτων κατεύθυνσης Ηλεκτρονικής Μάθησης. 9. Τζανάκης Ν. Γ. (2002), Σημειώσεις μαθήματος «Κρυπτογραφία», Πανεπιστήμιο Κρήτης, τμ. Μαθηματικών.

39 38 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Abstract The current paper describes a lesson for an on-line community of students with the use of the e-learning tool Myudutu, which is a Collaborative Course Authoring LMS that helps instructor to create and distribute teaching material to his students. The lesson described, gives the opportunity to learners to learn about issues such as confidentiality and authenticity in the transmission of information. For this purpose the Science of Cryptography was used as a tool to approach teaching and as the key mechanism for providing security features. We believe that this approach is innovative according to the curriculum in secondary education, considering that, security in the transmission of information is part of the teaching material for many IT courses. However, there is no reference in the curriculum to Cryptography and its fundamental role in a totally interconnected society. Keywords: Authenticated and confidential transmitting of information, Myudutu LMS, encryption algorithms, didactic of information.

40 Πληροφορική στην Εκπαίδευση Εφαρμογή Τεχνολογιών Επαυξημένης Πραγματικότητας (Augmented Reality, AR) Βαρβάρα Παπαχρήστου Τμήμα Πληροφορικής, Ιονίου Πανεπιστημίου Περίληψη Αυτό το κείμενο αναφέρεται στην συμμετοχή της επιστήμης της Πληροφορικής στον τομέα της Εκπαίδευσης, με τη χρήση των τεχνολογιών της Επαυξημένης Πραγματικότητας. Αναλύεται η έννοια της Επαυξημένης Πραγματικότητας και αναφέρεται ο τρόπος με τον οποίο αναπτύχθηκε, μέσα από μία ιστορική αναδρομή. Τέλος, παρουσιάζονται κάποιες υλοποιημένες εκπαιδευτικές εφαρμογές καθώς και η συμβολή της στην εκπαιδευτική διαδικασία. Λέξεις-κλειδιά: Επαυξημένη Πραγματικότητα, Εκπαίδευση, συστήματα Επαυξημένης Πραγματικότητας, διάδραση. 1. Ορισμός της Επαυξημένης Πραγματικότητας (Augmented Reality, AR) Τα τελευταία χρόνια η τεχνολογία έχει παρουσιάσει μεγάλη ανάπτυξη και επηρεάζει πολλά επιστημονικά πεδία καθώς επίσης και την καθημερινή ζωή των ανθρώπων. Ένα από τα επιτεύγματα το οποίο βρίσκει εφαρμογές σε διάφορους επιστημονικούς κλάδους όπως για παράδειγμα στην εκπαίδευση είναι η Επαυξημένη Πραγματικότητα (Augmented Reality, AR). Είναι ένας τομέας, ο οποίος εμφανίζει μεγάλο ενδιαφέρον όταν ενταχθεί στην εκπαιδευτική διαδικασία και μπορεί να γίνει βασικό υποβοήθημα σε αρκετά μαθήματα. Παρέχει συναρπαστικές δυνατότητες στα μαθησιακά περιβάλλοντα, οι οποίες μπορούν να προσελκύσουν το ενδιαφέρον των μαθητών, αφού η διδασκαλία γίνεται περισσότερο διασκεδαστική, διαδραστική και συνεπώς αποτελεσματικότερη. Δίνει, για παράδειγμα, τη δυνατότητα στους μαθητές να εκτελούν ακίνδυνα τα πειράματα μέσω εικονικών αντικειμένων, μπορούν να διαβάζουν διαδραστικά βιβλία με κινούμενα 3D γραφικά και να χειρίζονται AR συσκευές με τις οποίες σχολιάζουν και κρίνουν φυσικά και εικονικά αντικείμενα. Η Επαυξημένη Πραγματικότητα προσφέρει στο χρήστη ένα ενδυναμωμένο περιβάλλον συνδυάζοντας τον εικονικό κόσμο με το φυσικό. Εμπλουτίζει τις ανθρώπινες αι-

41 40 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 σθήσεις στο πραγματικό περιβάλλον, προσθέτοντας εικονική πληροφορία με τη βοήθεια εικονικών συσκευών [Billinghurst, (2001)]. Με την Επαυξημένη Πραγματικότητα δεν αντικαθίσταται το πραγματικό περιβάλλον, αλλά αντίθετα ενισχύεται. Όπως προκύπτει και από την ανάλυση του ίδιου του όρου «επαυξάνει», δηλαδή προσθέτει επιπλέον πληροφορίες που προκύπτουν από την επεξεργασία διάφορων δεδομένων στον υπολογιστή. Δεν είναι μία ξεχωριστή τεχνολογία, αλλά αποτελεί συνδυασμό διαφορετικών τεχνολογιών, ώστε να ενισχυθεί η αντίληψη του χρήστη με τη βοήθεια της ψηφιακής πληροφορίας. Συνδυάζει δύο κόσμους τον πραγματικό και τον ιδεατό, όπου η AR προσεγγίζει περισσότερο τον πραγματικό κόσμο. Ο χρήστης αντιλαμβάνεται τον πραγματικό κόσμο επαυξημένο με δεδομένα που προέρχονται από τον υπολογιστή. Προστίθεται πληροφορία σε πραγματικά αντικείμενα και χώρους για την καλύτερη κατανόησή τους από τα άτομα. Έχουν δοθεί διάφοροι ορισμοί της AR στην προσπάθεια κατανόησής της. Κάποιοι θεωρούν ότι αποτελεί μια ειδική περίπτωση της Εικονικής Πραγματικότητας(VR), ενώ άλλοι θεωρούν ότι είναι μια ευρύτερη έννοια αυτής. Οι απόψεις διίστανται για την ερμήνευση του όρου, αφού κάθε άτομο έχει διαφορετική οπτική γωνιά, γεγονός που συνηθίζεται για πολλές έννοιες [Cocianu C. et.al (2001)]. Ένας από τους πιο περιγραφικούς ορισμούς έχει δοθεί από τον Ronald Azuma. Σύμφωνα με αυτόν, η Επαυξημένη πραγματικότητα αποτελεί μία παραλλαγή της Εικονικής Πραγματικότητας (VR). Με τις τεχνολογίες της VR ο χρήστης βυθίζεται μέσα σε ένα συνθετικό, εικονικό περιβάλλον, χωρίς να έχει καμία επαφή με το πραγματικό περιβάλλον. Αντίθετα, η AR επιτρέπει στο χρήστη να έχει επαφή και με το πραγματικό περιβάλλον, όπου μπορεί να ανταλλάσει δεδομένα, να συνεργάζεται με τους γύρω του και να ανταλλάσσει πληροφορίες, ενώ ταυτόχρονα εργάζεται και μόνος του. Έχει τη δυνατότητα να δει και τα εικονικά και τα πραγματικά αντικείμενα, τα οποία συνυπάρχουν στον ίδιο χώρο. Συνεπώς, η AR δεν αντικαθιστά πλήρως το πραγματικό περιβάλλον, αλλά το συμπληρώνει ώστε να είναι περισσότερο κατανοητό. Ο Azuma ορίζει ότι ένα σύστημα AR θα πρέπει να παρέχει συνδυασμό του πραγματικού με τον εικονικό κόσμο, διάδραση σε πραγματικό χρόνο και παρουσίαση των αντικειμένων σε τρεις διαστάσεις [Ronald T. Azuma (1997)]. 2. Ιστορική Αναδρομή Η Επαυξημένη Πραγματικότητα ή αλλιώς AR αρχίζει ουσιαστικά να εμφανίζεται τη δεκαετία του 60, όπου τότε σηματοδοτείται η αρχή της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) με οραματιστή τον Ivan Sutherland [Sutherland (1965)]. Το 1965 ο Ivan Sutherland δημοσιεύει ένα άρθρο στο οποίο περιγράφει ένα δωμάτιο, όπου όλα μπορούν να ελέγχονται πλήρως από έναν υπολογιστή και παράλληλα επιτρέπει στους χρήστες που βρίσκονται μέσα σε αυτό να βιώσουν οποιοδήποτε ερέθισμα.

42 Βαρβάρα Παπαχρήστου 41 Αργότερα, ανακαλύπτει τις φορετές συσκευές κεφαλής HMD (Head-Mounted Display), οι οποίες αποτελούν βασική συσκευή για την περιήγηση του χρήστη μέσα στον εικονικό κόσμο και συνεχίζει στην κατασκευή του πρώτου κράνους απεικόνισης HMD, ώστε να δημιουργήσει 3D περιβάλλον στο οποίο θα εμβυθιστεί ο χρήστης. Η συσκευή αυτή φοριέται και στα δύο μάτια, όπου σε κάθε ένα απεικονίζεται 2D στερεοσκοπική εικόνα, ώστε ο εγκέφαλος να τα συνδυάσει και τα δύο σε μία τρισδιάστατη προοπτική. Ο χρήστης καθώς προχωρά ανιχνεύει τη θέση του, τον προσανατολισμό του, καθώς και τη θέση του αντικειμένου. Όμως, τα τεχνικά μέσα που είχε στη διάθεσή του δεν του επέτρεπαν την απεικόνιση μόνο των περιγραμμάτων των αντικειμένων, με αποτέλεσμα ο χρήστης να μην μπορεί πλήρως να προσδιορίσει τη θέση των αντικειμένων και το σχήμα τους. Επιπλέον ο Ivan Sutherland ήταν ο πρώτος που εισήγαγε την οθόνη γραφικών χρησιμοποιώντας μια διάφανη οθόνη κεφαλής (see-through HMD) για να αναπαραστήσει τρισδιάστατα γραφικά. Με τη χρήση μίας ειδικής γραφίδας ήταν ο πρώτος που σχεδίασε πάνω σε υπολογιστή. Τα παραπάνω αποτελούν σημαντικά επιτεύγματα σε μια εποχή όπου οι υπολογιστές θεωρούνταν «ηλεκτρονικοί εγκέφαλοι» και τα προγράμματα γράφονταν σε διάτρητες χάρτινες κάρτες και όλα τα αποτελέσματα εκτυπώνονταν. Η Επαυξημένη Πραγματικότητα(AR) αναπτύσσεται τις δεκαετίες 70 και 80 από ομάδες επιστημόνων των ΗΠΑ, της NASA και άλλων πανεπιστημίων. Σημαντική πρώτη χρήση της Επαυξημένης Πραγματικότητας αποτελεί η χρήση HUDs (Head-up Displays) στα μαχητικά αεροσκάφη, όπου ο πιλότος μπορεί να δει πάνω στο τζάμι του χειριστηρίου κάποιες βασικές παραμέτρους της πτήσης, όπως είναι η ταχύτητα, το υψόμετρο, χωρίς να χρειάζεται να μετακινήσει το κεφάλι του και ταυτόχρονα έχει οπτική επαφή με το περιβάλλον. Τη δεκαετία του 90 αρχίζουν να οργανώνονται αρκετά συνέδρια με ερευνητικό ενδιαφέρον την Επαυξημένη Πραγματικότητα. και ιδρύονται οργανισμοί στην Ιαπωνία και Γερμανία που εστιάζουν σε αυτή. Μέχρι σήμερα, έχουν οργανωθεί αρκετά συνέδρια τα οποία μελετούν τις εφαρμογές της Επαυξημένης Πραγματικότητας, ενώ παράλληλα αναπτύσσονται και ερευνητικές ομάδες, οργανώνονται πανεπιστημιακά εργαστήρια, δημιουργούν λογισμικά και προγραμματιστικά εργαλεία και με αυτόν τον τρόπο παράγεται έργο σε περιβάλλοντα AR. Ένα από τα πιο διαδεδομένα λογισμικά που αναπτύχθηκε στο HIT Lab της Νέας Ζηλανδίας και είναι δωρεάν διαθέσιμο είναι το ARToolKit, με το οποίο μπορούν να αναπτυχθούν AR εφαρμογές.

43 42 Workshop on Informatics in Education WIE Υλοποιημένες Εφαρμογές Επαυξημένης Πραγματικότητας στην Εκπαίδευση Υπάρχουν πολλά projects και εφαρμογές που έχουν αναπτυχθεί για ενίσχυση συγκεκριμένων μαθημάτων τα οποία έχουν υλοποιηθεί χρησιμοποιώντας την Επαυξημένη Πραγματικότητα. Παρακάτω, παρουσιάζονται κάποια από αυτά, ενώ υπάρχουν και άλλα που έχουν δημιουργηθεί ή βρίσκονται υπό ανάπτυξη. Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα projects που έχει μελετηθεί στον τομέα της Βιολογίας είναι το NICE (Narrative based Immersive, Collaborative Environment) [Hannes Kaufmann (2004)]. Αυτό έχει σχεδιαστεί ειδικά για παιδιά ηλικίας 6 έως 10 ετών. Τα παιδιά μπορούν να φυτέψουν λουλούδια, να κινήσουν τα σύννεφα για να τα ποτίσουν ή να κινήσουν τον ήλιο για να τα κάνουν να αυξηθούν γρηγορότερα. Ο κυριότερος στόχος των ερευνητών ήταν να εξερευνήσουν την εικονική πραγματικότητα ως μέσο εκμάθησης. Φυσικά, όπως συνηθίζεται παρουσιάζονται διάφορα τεχνικά θέματα και θέματα χρηστικότητας. Για παράδειγμα, τα παιδιά φορούσαν τα γυαλιά μέσα στο CAVE περιβάλλον, τα οποία όμως τα κούραζαν γιατί ήταν μεγάλα για τα κεφάλια τους, με αποτέλεσμα πολλά παιδιά να τα πετάξουν και να μην τα κρατήσουν σε όλη τη διάρκεια. Από επιστημονικής πλευράς, το μοντέλο αύξησης των φυτών ήταν απλό, όμως οι ρίζες δεν μεγάλωναν, με αποτέλεσμα την ύπαρξη δυσκολίας των επεξηγήσεων. Με τη βοήθεια ενός συστήματος Επαυξημένης Πραγματικότητας έγινε προσπάθεια ενίσχυσης του μαθήματος της Βοτανολογίας, προσφέροντας στους μαθητές περιήγηση στο Βοτανικό κήπο [Educause]. Το σύστημα αυτό δίνει τη δυνατότητα στο μαθητή που δεν μπόρεσε να συμμετάσχει για κάποιο λόγο στην πραγματική βόλτα στο Βοτανικό κήπο να το κάνει και να καλύψει την ύλη που έχασε. Στόχος, της εφαρμογής αποτελεί η ξενάγηση και η αναγνώριση λέξεων-κλειδιών των εννιά διαφορετικών οικοσυστημάτων που διαμορφώνουν τον κήπο. Για την περιήγηση ο μαθητής είναι απαραίτητο να είναι εξοπλισμένος με μία φορητή PDA συσκευή. Αυτή δίνει τη δυνατότητα στο μαθητή, όταν αυτός βρεθεί μπροστά από ένα δέντρο να συνδέσει ακουστικά και να ακούσει το θεωρητικό κομμάτι του καθηγητή καθώς και το ρόλο του για το οικοσύστημα. Το GPS που διαθέτει το PDA αναγνωρίζει την περιοχή και θέτει στο μαθητή τις ανάλογες σημειώσεις, ενώ παράλληλα μπορεί να μελετήσει εργασίες και σχόλια συμμαθητών του που αφορούν το συγκεκριμένο είδος δέντρου. Μπορεί να ανατρέξει σε παλαιότερα projects και να διαβάσει επιπρόσθετες πληροφορίες. Επιπλέον, καθώς περιφέρεται έχει τη δυνατότητα να επιλέξει φωτογραφίες, videos που αναπαριστούν την ιστορία του κήπου, να παρατηρήσει εποχιακές διακυμάνσεις και αλλαγές που έχουν συμβεί. Τις σημειώσεις, τις φωτογραφίες και οτιδήποτε στοιχεία υπάρχουν μπορεί να τα κατεβάσει και να τα σώσει, αλλά ταυτόχρονα μπορεί να εισαγάγει και δικά του στοιχεία χρησιμοποιώντας λέξεις-κλειδιά για γρήγορη και εύκολη αναζήτηση. Οι χρήστες από τα σχόλιά τους φαίνεται να έμειναν ευχαριστημένοι από την εφαρμογή αφού οι διαδικασίες ήταν σαφείς και ολοκληρωμένες δίνοντάς τους

44 Βαρβάρα Παπαχρήστου 43 την πλήρη κατανόηση. Η χρήση των συσκευών ήταν απλή και υπήρχε καλός συνδυασμός μεταξύ Wi-Fi και GPS. Τέλος, με αυτόν τον τρόπο, ενδυναμώθηκε η μελέτη στην ύπαιθρο, μακριά από το σχολικό περιβάλλον [Educause]. Επίσης, εφαρμογή βρίσκει η Επαυξημένη Πραγματικότητα στο μάθημα της Ιστορίας [Hannes Kaufmann et.al (2004)], όπου χρησιμοποιείται για πραγματοποίηση περιπάτων, επισκέψεων και σεμιναρίων με τεχνολογίες φορητής ηλεκτρονικής μάθησης. Το πείραμα αυτό έλαβε χώρα σε ελληνικά σχολεία και βασίζεται σε μία μονάδα παρουσίασης περιεχομένου σε φορητές συσκευές. Οι μαθητές επισκέπτονται το χώρο της Ακρόπολης εφοδιασμένοι με συσκευές PDA μέσω των οποίων έχουν πρόσβαση στο διαδίκτυο. Με τη συνοδεία του καθηγητή επισκέπτονται τα εκθέματα του αρχαιολογικού χώρου και χάρη στις συσκευές PDA έχουν τη δυνατότητα πρόσβασης σε πληροφορίες, σχετικές με τα εκθέματα, αλλά και σε άλλους δικτυακούς τόπους. Μαθητές από ένα άλλο σχολείο, επισκέπτονται ένα μουσείο, εφοδιασμένοι και αυτοί με συσκευές PDA, καθώς και με κινητά τηλέφωνα. Με τη βοήθεια του καθηγητή επισκέπτονται τα εκθέματα, ενώ παράλληλα έχουν πρόσβαση σε πληροφορίες που αφορούν τα εκθέματα καθώς και σε άλλους δικτυακούς τόπους. Οι μαθητές των δύο σχολείων μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους, να συνεργάζονται, να ανταλλάσσουν απόψεις, χάρη στη χρήση των συσκευών PDA που έχουν στη διάθεσή τους. Καθώς, εξετάζουν τα εκθέματα μπορούν να τα παρουσιάσουν στου εικονικούς συμμαθητές τους και να τα περιγράψουν, όπως επίσης, και να ανταλλάξουν απόψεις σχετικά με όσα παρατηρούν. Με αυτό τον τρόπο, υπάρχει ενεργός συμμετοχή στη εκπαιδευτική δραστηριότητα, αφού δεν έχουν μόνο πρόσβαση στο εκπαιδευτικό υλικό, αλλά το παρουσιάζουν και στους άλλους μαθητές ενισχύοντας έτσι τα μαθησιακά αποτελέσματα, αφού εμπεδώνονται καλυτέρα οι ενσωματωμένες γνώσεις. Επιπλέον, για το μάθημα της Φυσικής [Hannes Kaufmann et.al (2004)] έχει δημιουργηθεί το Augmented Reality Physics Lab που έχει ως στόχο το σχεδιασμό και την εφαρμογή μιας διαδραστικής εκπαιδευτικής και μαθησιακής διεπαφής, η οποία χρησιμοποιεί την Επαυξημένη Πραγματικότητα για να διδάξει στους μαθητές την έννοια της αντίστασης, καθώς και ηλεκτρικά φυσικά φαινόμενα. Προσπαθεί να βοηθήσει τους μαθητές, ώστε να κατανοήσουν τον υπολογισμό των αντιστάσεων που βρίσκονται συνδεδεμένες σε σειρά και παράλληλα σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, καθώς και τις τιμές των αντιστάσεων που δημιουργούν τα διαφορετικά ρεύματα. Για να επιτευχθεί αυτό, είναι απαραίτητο, οι μαθητές να είναι εξοπλισμένοι με συσκευές HMD. Το πρότυπο demo αποτελείται από markers και 3D ψηφιακά μοντέλα, συμπεριλαμβανομένου αντιστάσεων, γεννήτριας και ηλεκτρικού λαμπτήρα. Το πρότυπο περιλαμβάνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σειριακό ή παράλληλο, το οποίο επιτρέπει την είσοδο των τριών διαφορετικών τύπων των ηλεκτρικών στοιχείων σε τέσσερεις προσχεδιασμένες αυλακώσεις [Cocianu.C et.al (2009)]. Το σύστημα επιδεικνύει τις σχετικές πληροφορίες και επιστρέφει πίσω το είδος της αντίστασης που επιλέχθηκε και κάνει τους αντιστοίχους υπολογισμούς. Τέλος, εκτυπώνει στο χρήστη το μαθησιακό υλικό/δεδομένα, όπως είναι η συνολική αντίσταση και το τελικό ρεύμα στο κύκλωμα. Οι μαθητές έ-

45 44 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 χουν τη δυνατότητα να πειραματίζονται, όπως να αλλάζουν αντιστάσεις και τιμές αυτών βελτιώνοντας έτσι τις μαθησιακές τους ικανότητες. Οι ρυθμίσεις του Augmented Reality Physics Lab μπορούν εύκολα να προσαρμοστούν και για την α- ναπαράσταση και άλλων φυσικών φαινομένων. Στον τομέα της Ζωολογίας [Hannes Kaufmann et.al (2004)] έχει αναπτυχθεί το Virtual Gorilla Exhibit Project. Αυτή η συναρπαστική εφαρμογή διδάσκει τα παιδιά σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις του γορίλλα στο ζωολογικό κήπο στην Ατλάντα. Για την επίτευξή του, έχει χρησιμοποιηθεί ένας συνδυασμός μοντέλου του υπολογιστή και της εικονικής πραγματικότητας. Οι μαθητές παρατηρούν τους γορίλλες στο ζωολογικό κήπο και μοντελοποιούν τη συμπεριφορά τους με τη βοήθεια ενός 3D εργαλείου του λογισμικού. Μετά αυτοί εισάγονται στο περιβάλλον και εξερευνούν το μοντέλο του γορίλλα τους. Ο μαθητής μπορεί να δει με μηχανισμούς HMD [Cocianu.C et.al (2009)] και να εξερευνήσει το μοντέλο. Δεν υπάρχει επίσημη εκτίμηση που να έχει καταγραφεί σχετικά με τις εκπαιδευτικές δυνατότητες που παρέχει, αλλά υπάρχουν συνεντεύξεις χρηστών στους οποίους προκλήθηκαν το αίσθημα της διασκέδασης, της απορρόφησης και της επιτυχής επικοινωνίας επιτυγχάνοντας τους μαθησιακούς στόχους. Στην περιοχή των Μαθηματικών [Rappos E. et.al (2000)] έχει πρόσφατα αναπτυχθεί το project CyberMath [State L et.al (2008)]. Το CyberMath βασίζεται στο avatars και μοιράζεται το εικονικό περιβάλλον στοχεύοντας στην ανάπτυξη της εκπαίδευσης στα μαθηματικά. Αυτό είναι κατάλληλο, για εξερεύνηση και διδασκαλία των μαθηματικών, όπου ο δάσκαλος και ο μαθητής μπορούν να συνεργάζονται αλλά και να είναι και χωριστά. Το πρώτο πρωτότυπο έχει χτιστεί πάνω από το DIVE [State L et.al (2008)] ένα εργαλείο για χτίσιμο διαδραστικών μοιραζόμενων διανεμημένων πολλαπλών χρηστών εικονικών περιβαλλόντων. Το DIVE είχε προβλήματα χρηστικότητας και το σύστημα ξαναγράφτηκε. Στην τρέχουσα κατάσταση το CyberMath είναι μία επιτραπέζια εφαρμογή που δεν υποστηρίζεται από εμβυθιζόμενες οθόνες. Επιπλέον, για την ενίσχυση της διδασκαλίας των Μαθηματικών και της Γεωμετρίας έχει αναπτυχθεί το Construct3D το οποίο βασίζεται στο σύστημα StudierStube. Αυτό επιτρέπει σε πολλαπλούς χρήστες χρησιμοποιώντας την Επαυξημένη Πραγματικότητα τον διαμοιρασμό ενός εικονικού χώρου. Χρησιμοποιούνται HMD οθόνες οι οποίες υπερκαλύπτουν τις εικόνες που παράγονται από τον υπολογιστή στον πραγματικό κόσμο, με αποτέλεσμα το συνδυασμό μεταξύ εικονικού και πραγματικού περιβάλλοντος και ανάπτυξη φυσικής επικοινωνίας μεταξύ των χρηστών. Υπάρχει συνδυασμός διάφορων συσκευών για την επίτευξη του επιθυμητού αποτελέσματος, όπως είναι HMD οθόνες, ελεγκτές (monitors) και συσκευές εντοπισμού [Cocianu.C et.al (2009)]. Οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα να κατασκευάσουν διάφορα σχήματα, όπως είναι κύβος, σφαίρα, σημεία, γραμμές, κύλινδρος κ.τ.λ. Έχουν δημιουργηθεί συναρτήσεις οι οποίες υποστηρίζουν τη δυναμική γεωμετρία, όπου οι μαθητές μπορούν να τροποποιούν συνεχώς γεωμετρικές οντότητες και παράλληλα να διατηρούν τις γεωμετρικές τους σχέσεις. Για παράδειγμα, η κίνηση ενός σημείου πάνω στη σφαίρα έχει ως απο-

46 Βαρβάρα Παπαχρήστου 45 τέλεσμα την αλλαγή της ακτίνας της σφαίρας. Όλα τα βήματα κατασκευής διενεργούνται με κατευθυνόμενο χειρισμό σε 3D, με τη χρήση γραφίδας. Η διαδικασία κατασκευής ενός γεωμετρικού σχήματος περιλαμβάνει κινήσεις των σωμάτων και των χεριών των μαθητών, με άμεση συνέπεια να μοιάζει περισσότερο με χειροτεχνία παρά με παραδοσιακή λειτουργία του υπολογιστή. Με τη βοήθεια ενός προσωπικού πίνακα αλληλεπίδρασης (PIP) υποστηρίζονται λειτουργίες διαγραφής, φόρτισης, α- ναίρεσης κ.τ.λ. Το PIP [Cocianu.C et.al (2009)] επιτρέπει την ευθύ ολοκλήρωση των πεδίων 2D διεπαφής όπως μπάρες κ.α. σε 3D απλές συσκευές αλληλεπίδρασης. Αυτό το τρισδιάστατο σύστημα ολοκληρώνει τρεις βασικές λειτουργίες. Κάθε μαθητής μπορεί να δρα ανεξάρτητος να παρατηρεί και να κατασκευάζει τα διάφορα στοιχεία μόνος του, χωρίς να επηρεάζεται από τους άλλους μαθητές ή τον καθηγητή, ενώ παράλληλα μπορεί να δράσει και σε συνεργατικό περιβάλλον, αφού τα πάντα είναι φανερά και υπάρχει διαφάνεια μεταξύ των μαθητών και των καθηγητών. Εάν χρειαστεί ο καθηγητής μπορεί να «ανάψει» τη δική του κατασκευή και να δώσει τη λύση σε ορισμένους ή και σε όλους τους μαθητές [Hannes Kaufmann et.al (2004)]. Στη Σουηδία προγραμματιστές και ερευνητές δημιούργησαν ένα εργαστήριο Χημείας βασισμένο στην Επαυξημένη Πραγματικότητα. Οι μαθητές έχουν την ικανότητα να δουν και να αποκτήσουν απλά άτομα με τη βοήθεια μιας εικονικής drap and drop τεχνικής. Τα άτομα μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους αλλά και με ηλεκτρόνια δημιουργώντας με αυτό τον τρόπο μια νέα δομή στην οποία μπορούν να προστεθούν και άλλα στοιχεία. Με αυτή την τεχνική, οι μαθητές έχουν την δυνατότητα να κατασκευάζουν πολύπλοκα μόρια παρατηρώντας όλες τις μοριακές αλληλεπιδράσεις, ενώ παράλληλα ακολουθούν τους κανόνες και τους ενσωματώνουν στην εφαρμογή δημιουργώντας εφαρμογές, όπως αυτές εμφανίζονται στη φύση. Έμπνευση για την δημιουργία του συστήματος, αποτέλεσε η παρατήρηση των παιδιών καθώς έπαιζαν Legos, αφού με παρόμοιο τρόπο οι χρήστες αλληλεπιδρούν με το σύστημα και χτίζουν σύνθετα 3D μοντέλα. Το Water on Tap είναι ένας κόσμος της χημείας που επιτρέπει στους μαθητές να χτίζουν μόρια. Επιπλέον, τα ηλεκτρόνια μπορούν να τοποθετηθούν σε τροχιές γύρω από τον πυρήνα του ατόμου, ενώ μπορεί να επιλεχθεί η περιστροφική κίνηση. Το ScienceSpace αποτελεί μία συλλογή από εικονικούς κόσμους των Newtonworld, Maxwellworld και Paulingworld. Ο Newtonworld παρέχει ένα περιβάλλον για διερεύνηση κινητικών και δυναμικών δυνάμεων της μονοδιάστατης κίνησης. Ο Maxwellworld υποστηρίζει την εξερεύνηση των ηλεκτροστατικών δυνάμεων καθώς και το περιεχόμενο του νόμου του Gauss. Ο Paulingworld μελετά μοριακές δομές σε μία ποικιλία από παραστάσεις. Αυτό βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν ευκολότερα τις συνδέσεις που πραγματοποιούνται μεταξύ των μορίων, αφού δεν έχουν μόνο μια απλή οπτική επαφή, αλλά μπορούν και οι ίδιοι να δημιουργούν τις συνδέσεις και να παρατηρούν τα αποτελέσματα. Συμμετέχουν ενεργά στη διαδικασία της μάθησης και παράλληλα όταν πετυχαίνουν μια σωστή σύνδεση μεταξύ των μορίων αισθάνονται ικανοποίηση, γεγονός ενθαρρυντικό ώστε να συνεχίσουν τις προσπάθειες. Ακόμη και στην αντίθετη περίπτωση προσπαθούν, ώστε να επιτύχουν το επιθυμητό αποτέλεσμα. Η απόδοση τους είναι μεγαλύτερη, διότι ότι μαθαί-

47 46 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 νουν στη θεωρία προσπαθούν να το κατασκευάσουν στην πράξη παρατηρώντας τα αποτελέσματα. Για την δημιουργία του συστήματος χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ARToolkit [Cocianu.C et.al (2009)]. Σχεδιάστηκε ένας κύβος με καθοδηγητικούς δείκτες ο οποίος συνδέεται σε ένα ζωντανό 3D μοντέλο και εμφανίζονται και τα δύο σε μία εικόνα που προκύπτει από μία κάμερα. Με τη χρήση ενός εργαλείου μπορούν να επιλεχθούν, να περιστραφούν, να σηκωθούν και να τοποθετηθούν ενιαία άτομα, ώστε να συντεθούν ολοκληρωμένα μόρια. Το κόστος της διαδικασίας ανέρχεται σε αρκετά μεγάλο ποσό, αφού χρειάζεται ειδικός εξοπλισμός. Η εισαγωγή της Επαυξημένης Πραγματικότητας στο μάθημα της Χημείας κρίνεται αναγκαία στο Γυμνάσιο, που οι μαθητές έρχονται για πρώτη φορά σε επαφή με το αντικείμενο και χρειάζεται να είναι περισσότερο κατανοητός ο τρόπος διασύνδεσης των ατόμων και των μορίων μεταξύ τους, καθώς και των δυνάμεων που αναπτύσσονται, σε αντίθεση με αυτά που προσφέρει ο παραδοσιακός τρόπος εκμάθησης. Ένας εναλλακτικός τρόπος είναι η εικονική πραγματικότητα η οποία απαιτεί λιγότερο εξοπλισμό, αλλά οι μαθητές απλά παρατηρούν τις αντιδράσεις και τις διασυνδέσεις που γίνονται, χωρίς να μπορούν να συνεργαστούν μεταξύ τους, να έχουν ενεργή συμμετοχή, καθώς και επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον [Brett E. Shelton]. Για την προσέλκυση του ενδιαφέροντος για την ανάγνωση βιβλίων, κυρίως των ατόμων μικρής ηλικίας στο HIT Lab αναπτύχθηκε το MagicBook [Billinghurst et.al (2001)]. Αυτό είναι ένα βιβλίο, όπως ένα οποιοδήποτε άλλο με μία πλήρης ιστορία γραμμένη στις σελίδες, η οποία μπορεί να διαβαστεί και χωρίς τη βοήθεια της τεχνολογίας της επαυξημένης πραγματικότητας. Ωστόσο, οι σελίδες περιέχουν εικονικές κινούμενες φιγούρες και ενσαρκώνουν την ιστορία σε 3D χώρο επάνω στις σελίδες. Για την παρατήρηση των εγγράφων χρησιμοποιείται μια video see-through display [Cocianu.C et.al (2009)]. Το άτομο που χρησιμοποιεί το σύστημα μπορεί να εστιάσει σε κάποια σκηνή καθώς βρίσκεται σε εκείνο το σημείο. Το MagicBook έχει μία επιπλέον ικανότητα να βυθίζει το χρήστη ολοκληρωτικά στο χώρο των χαρακτήρων και έτσι και ο χρήστης θα μπορεί να γίνεται εικονικό αντικείμενο μέσα στο εικονικό περιβάλλον της ιστορίας με τη βοήθεια συσκευών HMD [ HIT Lab (2002)]. 4.Η Συμβολή της Επαυξημένης Πραγματικότητας στην Εκπαίδευση Η Επαυξημένη Πραγματικότητα δημιουργεί ένα αλληλεπιδραστικό επαυξημένο τρισδιάστατο περιβάλλον το οποίο συμβάλει στην διεξαγωγή της εκπαιδευτικής διαδικασίας και ο μαθητής έχει τη δυνατότητα να αλληλεπιδρά τόσο με εικονικά όσο και με πραγματικά αντικείμενα. Τα είδος της Επαυξημένης Πραγματικότητας που βρίσκει εφαρμογή σε ένα μαθησιακό περιβάλλον είναι η Απτή Επαυξημένη Πραγματικότητα (Desktop Tangible Augmented Reality, Desktop TAR).

48 Βαρβάρα Παπαχρήστου 47 Τα Εικονικά αλλά και τα Επαυξημένα συστήματα έχουν ανθρωποκεντρική και αλληλεπιδραστική σχεδίαση, χωρίς να βρίσκεται στο επίκεντρο η τεχνολογία και για αυτό το λόγο αποτελούν ισχυρά εκπαιδευτικά εργαλεία. Ιδιαιτέρως, τα Επαυξημένα συστήματα εστιάζουν περισσότερο στο πραγματικό φυσικό περιβάλλον και έχουν ως στόχο την προσαρμογή της τεχνολογίας στις ανάγκες του ανθρώπου. Τα Επαυξημένα περιβάλλοντα αποτελούν μια πρωτόγνωρη εμπειρία για τους μαθητές, με αποτέλεσμα να κεντρίζεται περισσότερο το ενδιαφέρον τους και να επιθυμούν να αλληλεπιδράσουν μέσα σε αυτό. Η εξοικείωση με το περιβάλλον είναι εύκολη και επιτυγχάνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα και από μαθητές οι οποίοι δεν έχουν ιδιαίτερες γνώσεις υπολογιστών, αφού δεν χειρίζονται τους υπολογιστές αλλά φυσικά αντικείμενα στο φυσικό περιβάλλον τους. Ο μαθητής δέχεται την ανάδραση του συστήματος σε πραγματικό χρόνο και με αυτό τον τρόπο μπορεί να κατανοήσει τα διάφορα φαινόμενα και να εξάγει τα συμπεράσματά του. Αλληλεπιδρά με την ψηφιακή πληροφορία σε πραγματικό χρόνο. Επίσης, ο μαθητής γίνεται περισσότερο ανεξάρτητος αφού μπορεί να έχει πρωτοβουλία κινήσεων, ενώ παράλληλα δεν υπάρχει κίνδυνος ύπαρξης ενός αναστρέψιμου λάθους το οποίο μπορεί να προκαλέσει κάποιο κόστος. Δίνεται η ευκαιρία της επανάληψης και του πειραματισμού, όπου ο χρήστης μαθαίνει και εκπαιδεύεται μέσω αυτών. Για παράδειγμα ο μαθητής μπορεί να παρατηρεί τις διάφορες καταστάσεις ενός ηφαιστείου ή ακόμη να μεταβάλλει τις τιμές των μεταβλητών και να παρατηρεί τα αποτελέσματα, όπως η μεταβολή των τιμών των αντιστάσεων σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Οι χρήστες έχουν μεγάλη ελευθερία κινήσεων στο περιβάλλον και τους δίνεται η δυνατότητα μεταφοράς του μαθήματος και εκτός της σχολικής τάξης, με τη χρήση κάποιας φορητής συσκευής PDA ή ενός ζεύγους γυαλιών HMD [Cocianu C. et.al (2001)]. Η Επαυξημένη Πραγματικότητα εφαρμόζεται σε τομείς μαθημάτων που είναι δύσκολο να κατανοηθούν με τον παραδοσιακό τρόπο διδασκαλίας. Επιτρέπει το σχεδιασμό μαθησιακών περιβαλλόντων τα οποία προσαρμόζονται στις ανάγκες και απαιτήσεις των χρηστών, καθώς επίσης και την ανάπτυξη συνεργατικών περιβαλλόντων μάθησης. Η εκμάθηση μέσα σε ένα τέτοιο περιβάλλον γίνεται με τη χρήση ασύρματων φορετών συσκευών με τις ο οποίες ο χρήστης εντάσσεται στο επαυξημένο περιβάλλον, λαμβάνει την ψηφιακή πληροφορία και αλληλεπιδρά και με τα φυσικά αλλά και με τα εικονικά αντικείμενα. Η AR στην εκπαιδευτική διαδικασία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε θέματα όπου οι μαθητές δεν έχουν ολοκληρωμένη εμπειρία από το φυσικό περιβάλλον. Δίνεται η ευκαιρία στους μαθητές να κατανοήσουν φαινόμενα μέσα από ένα εμπειρικό μαθησιακό περιβάλλον, το οποίο συμπληρώνει το υπάρχον φυσικό περιβάλλον χωρίς να δημιουργεί νέους κόσμους, όπως συμβαίνει στα περιβάλλοντα Εικονικής Πραγματικότητας(VR). Οι τεχνολογίες οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι οι ήδη υ- πάρχουσες, όπως είναι κινητά τηλέφωνα και GPS. Με αυτό τον τρόπο, το κόστος είναι λιγότερο και οι μαθητές χρησιμοποιούν τεχνολογίες που τους είναι περισσότερο οικείες χωρίς να χρειάζεται ιδιαίτερη εξάσκηση [Billinghurst (2001)].

49 48 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Μέσα από την έρευνα και τα πειράματα που έχουν πραγματοποιηθεί έχει αποδειχθεί ότι η συμβολή της Επαυξημένης Πραγματικότητας στην διαδικασία εκμάθησης είναι ιδιαίτερα ευεργετική. Η έννοια του μαθήματος ενδυναμώνεται και λειτουργεί ως βοήθημα στη διαδικασία εκμάθησης και παράλληλα δίνεται η δυνατότητα «επέκτασης» της τάξης και έξω από το σχολικό χώρο. Οι μαθητές αποκτούν περισσότερη ελευθερία και ένα νέο τρόπο σκέψης μέσα από την πρακτική άσκηση και τον πειραματισμό και ταυτόχρονα «χτίζουν» τα θεμέλια της γνώσης για το αντικείμενο μελέτης μόνοι τους.. Τέλος, δημιουργούνται συνεργατικά περιβάλλοντα μάθησης, χωρίς υψηλό κόστος. Παρόλα αυτά, υπάρχει δυσκολία ενσωμάτωσης τέτοιου είδους τεχνολογιών, εξαιτίας της έλλειψης χρόνου [Billinghurst (2001)]. Η διάρκεια διδασκαλίας ενός μαθήματος είναι λεπτά περίπου και μέσα σε αυτό το σύντομο χρονικό διάστημα πρέπει να καλυφθεί το μαθησιακό υλικό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, τον περιορισμό της ελευθερίας των διδασκόντων και διδασκομένων, ώστε να κατανοήσουν και να αναλύσουν ένα πολύπλοκο φαινόμενο. Τέλος, είναι απαραίτητος ο εξοπλισμός των σχολείων με τις ειδικές συσκευές και τα λογισμικά, τα οποία χρειάζονται και συντήρηση, με άμεση συνέπεια την δαπάνη αρκετών χρημάτων [Cocianu C. et.al (2001)]. Αναφορές 1. Billinghurst, (2001) Augmented Reality in Education. 2. Brett E. Shelton, Augmented Reality and Education Current Projects and the Potential for Classroom Learning. 3. Cocianu C., State L. & Vlamos P. (2001), A multirezolution based approach of data compression / decompression, 29th International Conference on Computers and Industrial Engineering. 4. Cocianu.C, State.L, Vlamos.P, (2009), Neural implementation of a class of PCA learning algorithms, Economic Computation and Cybernetics Studies and Research, 43 (3), Educause, 7 things you should know about Augmented Realityhttp://www.educause.edu. 6. Hannes Kaufmann, Dieter Schmalstieg, (2004), Mathematics And Geometry Education With Collaborative Augmented Reality 7. HIT Lab, (2002), Augmented Reality and Mixed Reality, ARToolKit, Seattle: University of Washington. 8. I. Sutherland, (1968), A Head Mounted Three Dimensional Display, I.E., AFIPS Conference Proceedings, Vol.33, Part I, pp Rappos E., Psarrakos P. & Vlamos P.,(2000), Mathematical Modeling in Secondary Education, Alhambra 2000 Symposium on Public Mathematics.

50 Βαρβάρα Παπαχρήστου Ronald T. Azuma, (1997), A Survey of Augmented Reality. 11. State L, Cocianu C, Vlamos P, Stefanescu V, (2008), A New unsupervised Scheme to Classify data of relative small volume,, Economic Computation and Cybernetics Studies and Research, 42 (1-2), Abstract This text refers to the way Computer Science has participated in the Education area, using the Augmented Reality technologies. The concept of Augmented Reality and the way in which it was developed are analyzed through a historical flashback. Finally, some of its materialized educational applications are presented, as well as its contribution to the educational process. Keywords: Augmented Reality, education, Augmented Reality systems, interaction

51

52 An Investigation of Tools for Educational Videogame Development Kostas Anagnostou Department of Informatics, Ionian University Abstract Game technology is cheap nowadays and enables individual educators with the necessary skills and an understanding of game design to delve into developing of small scale productions or modifying existing games. In this paper we analyze the requirements of educational videogame design, and review the available approaches for serious game development focusing on small non-professional game developer teams, such as educators. We conclude by discussing the expectation that individual researchers and educators will gradually start to experiment with their own simple, but visually appealing, games applying concepts and evaluating the results of using game-based learning in educational environments. Keywords: Serious games, educational games, physics games, game development, authoring tools. 1. Introduction A large body of theoretical work exists on the potential of videogames to transform the way students construct knowledge [Chen et.al (2005a); Gee (2007a); Gee (2007b); Prensky (2007); Klopfer et.al (2009)], along with a number of studies on subjects such as Physics [Squire et.al (2004); Price (2008); Anagnostou et.al (2009)], Mathematics [Lopez-Moreto et.al (2007)] and History [Squire (2004); Egenfeldt- Nielsen (2005)]. Research has produced solid indications that videogames can actually enhance the learning process. Videogames offer a complex, interactive and visual environment with clear goals, rules and feedback that can stimulate and engage students. In games students formulate theories on how to approach a problem, work to overcome it and, in case of failure, adjust the theory and try again [Shaffer et.al (2004)]. Although there is a large volume of research that supports videogames efficiency and potential as learning tools, the number of games actually used in educational environments is disproportionally small. This is partly due to the limited number of commercial games which could support teaching as well as the particularities of designing and developing an engaging educational game, which both stimulates and educates students. Designing a successful serious game that addresses the educational needs of the players is an expensive enterprise which requires interdisciplinary research as well

53 52 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 as the collaboration of academia and the private sector. Developing the game involves a range of expertise varying from educators and teachers to programmers, artists and game designers. Such a task requires coordination, collaboration and generous funding with no guaranty of profit, making large videogame development companies reluctant to invest into the serious games market. On the other hand, powerful game technology is widely and freely available nowadays, that is sufficiently user-friendly for non-technical people to work with. Furthermore game content, i.e. graphics, sounds, music is also available at very low cost or even for free. The idea that teachers can use such game tools and content to develop their own educational games that meet the educational goals specified by class curriculum is not without merit. In this paper we analyze the requirements of educational videogame design, and review the available approaches and tools for serious game development focusing on small non-professional game developer teams, such as educators. We conclude by discussing the feasibility of teachers using game technology to create their own educational games. 2. Requirements of educational videogame development Videogames developed for educational environments have specific requirements not often found in commercial videogames designed mainly for entertainment purposes. Those requirements revolve around the need to provide opportunities for reflection on the game action, in order for the student to comprehend why and how something happens, the need to provide mechanisms and metrics in order to assist in student assessment, the low-budget usually allocated to schools and low-tech school laboratories that might not support complex, large production, games. 2.1 Reflection and assessment When playing a game, players come across a range of concepts built into the game activities. In practice it is quite possible that the student playing the game will overcome the obstacles without realizing why something happens, as they do with regular entertainment games [Squire (2004b)]. Therefore, for such a game to have educational value, opportunities for reflection in the gameplay process should be embedded. Allowing the student to reflect on the game processes and actions will assist in constructing knowledge from the activity, and ensure that the learning activity is focused [Thiagarajan (1998); Heinich et.al (2001)]. Reflection on the game action can be intrinsic to the gameplay using an avatar as a companion to the player, which could be visible, for example a sidekick, or invisible (God s voice) [Rickel (2001)]. The avatar can also comment on the actions and explain why something happened. Another option would be for the player s character itself to comment on each action s outcome and offer subtle hints when necessary. Integrating reflection into the game-

54 Kostas Anagnostou 53 play might be easier for some game genres than others. Action games rely on fast reaction and do not provide the opportunity to pause and think. Adventure and Role playing games on the other hand are slower paced and can accommodate moments of reflection more easily. Additionally, in educational videogames, teachers require measurable outcomes in order to justify the use of a videogame as a teaching tool. Assessment of the knowledge the student acquires while playing videogames in not always straightforward. With less emphasis on memorization of facts, the assessment obtained from traditional methods may not accurately reflect the learning gained [Chen et.al (2005b)]. In such cases the teacher must play a more active role in order to evaluate, based on observations of the student game-playing and data logged by the game, whether she understands the material taught or not. 2.2 Development A second requirement of educational games in school curricula is associated with the development cost. An attractive educational game should be of high quality. Although commercial videogame companies have the means and the knowhow to produce quality games, the small education market makes such a proposition an unappealing investment. Furthermore the large number of different topics that exist in many subjects makes the development of a single educational game to cover the whole curriculum almost impossible and certainly very expensive. 2.3 IT Infrastructure in schools An additional requirement of serious games involves the often insufficient IT infrastructure in educational environments which might not be able to support current processor-intensive games with 3D graphics. On the other hand medium range personal computers are now capable enough to render basic 3D game content and run simple simulations on the CPU. 3. Tools for developing educational videogames We discussed earlier that a videogame must successfully integrate gameplay and learning in order to be motivating and educational. Additionally it must also be welldesigned and have production values similar to commercial games in order to be appealing to students. By high production values we refer to quality graphics, textures, animation and music. To achieve these standards, an experienced team should develop and test the game against bugs and design flaws that might deteriorate user experience. Developing a high production value game is a long and expensive process. Companies usually spend tens of millions to develop a videogame, with no assurance that it

55 54 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 will sell well enough to get a return on their investment. Development of a large production educational game is even less appealing to such companies due to the small game audience. When it comes to developing videogames for educational purposes, there are mainly two approaches: modifying existing games to incorporate learning objectives and activities, and creating custom games from scratch. Here we will discuss the potential of each approach. 3.1 Modification of existing games Commercial games place a larger emphasis on entertainment and less on actual reflection and knowledge construction, especially in the context of physics education. On the other hand, several games offer the functionality to alter their content, while preserving the game-playing mechanics. This process is called modding. Modding a game provides the educator with the opportunity to add or modify educational content into the game. Moddable games include first person shooters such as Half Life 2, Far Cry 2, Crysis as well as Role playing games such as Neverwinter Nights and strategy games such as Civilisation IV, providing the educational game developer a range of game-playing styles to build a learning game with. [Price (2008)] conducted an investigation of the game engine of Unreal Tournament 2004 to explore the question whether commercial game engines can be used to develop educational materials for high school and university physics education. He concluded that such moddable games, and the engines they are based upon, can produce effective qualitative physics experiments in education, although he noted that the fidelity of the UT2004 physics engine to generate numerical results that agree with physical theory was lacking. This is expected since commercial games use an inaccurate and faster to calculate physics simulation (collision detection and response, gravity, friction) which is realistic enough for gameplay purposes but not necessarily for physics experiments. The physics engine is an integral part of the game so it cannot be altered or enhanced to achieve better accuracy. On the other hand, with moddable games, the educator has the option to shape the game, inserting moments of reflection in the game, altering the game pace making it less action oriented, or making the student repeat a specific section in order to revisit an educational activity. Modding a videogame might not require advanced game programming skills, but only simple scripting to define object behavior. Game content such as graphics, sounds and textures can be reused, although the educator/designer has often the option to add her own should she chooses to. The tools required to alter the game are also provided for free by the game company, in the form of level editors. On the other hand, modding requires a good knowledge of the level design tools and more crucially a good understanding of the theory of game design so as to produce an interesting, challenging game that successfully integrates the learning objectives.

56 Kostas Anagnostou 55 Furthermore game engines that support high level code scripting, such as the Unreal Engine, could allow the educator/developer to specify different object properties and interactions for example magnetic pull, or electrostatic charge. On the other hand, and this is especially true for commercial games, there is a lack of support for user action metrics. User interaction with the game world often cannot be recorded for later analysis and assessment a fact that reduces the educational applications of such games. Modding a game is in overall a viable, low cost solution which has the potential in the hands of a capable educator/designer to produce more effective educational games for certain topics. 3.2 Custom games Creating a custom videogame to enhance education of a topic is the second and most complex solution. In this case the game must be developed from scratch using a range of available commercial or free game technology solutions. The cost of game development can vary depending on the game content, mechanics, visual fidelity and platform it will be delivered on. In the following analysis we make the assumption that the development team will choose to develop the educational game using a game engine which provides all the low-level functionality required to display graphics, reproduce sound, detect collisions between game entities, import game assets, and offer level design applications. This is an option also favored by most commercial game companies as well, since it significantly reduces development cost and complexity. We must stress that developing a game from scratch, even when using a feature rich game engine, in most cases requires artistic, design and programming skills. Game content must be created, game levels designed and game object behaviors specified in code. For educators/developers who feel comfortable to dig deeper into game development though, there is a wealth of free or inexpensive but powerful tools at their disposal. Also, many game engines provide access to their source code which gives many opportunities to any developer to change the underlying simulation model, support new interaction methods or add user metrics into the game for assessment. First a decision must be made on which platform the game will run on. In most cases this will be either a Personal Computer or via a Web Browser. Those two platforms have the widest penetration in the market, and more crucially into school environments, where mobile devices and game consoles are scarce. State of the art game engines such as Unreal Development Kit and Crytek 3 are offered for free for noncommercial uses and can support complex 3D environments with realistic physics simulation (Mechanics). Gamebryo, Torque, Unity3D are less demanding, viable solutions to base simulations on and can publish on many platforms, including the Web. 3D games in the web browser require installation of a special plugin regardless of the game engine used. While in educational environments this might be acceptable, it

57 56 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 might deter players from using the educational game at home due to the reluctance they typically display at installing unknown browser extensions. Open source game engines such as Panda3D have the added benefit of distributing the source code for free which provides the opportunity to alter the physics simulation if necessary. XNA Game Studio is not technically a game engine but a framework that provides the functionality to develop, among others, 2D or 3D physics games especially when combined with free physics libraries such as Box2D or Farseer or even Havok which is free for non-commercial applications. For 2D Web games Flash is a popular option, considering the widespread adoption and the number of free game engines and physics libraries, such as Flixel and the Box2D physics engine, that are available. Flash can also perform 3D rendering, although in such a case it will not be hardware accelerated but emulated on the CPU, a fact that will reduce the complexity of the game world and computer hardware requirements. 3.3 Videogame content Considering the available options to modify a game or create a game from scratch in order to better support the learning objective we can conclude that game technology is cheap nowadays, with a range of powerful game engines being offered for free, or at a very low cost. The high abstraction also offered, in terms of modelling interactions between game entities using scripting languages and specialized game editors, makes extensive programming skills and technical knowhow less required in many cases. On the other hand, quality game content (models, textures, sounds) is still hard to create and requires artistic skills and the ability to use one of the popular content creation tools, such as an image or sound processing application or a 3D modelling application. Especially for 3D games, 3D models must be created, textured and realistically animated. Both platforms (PC and Web) are nowadays capable of rendering 3D content. Which is the most suitable will depend on the specific educational application and budget. Physical simulations seem more authentic in 3D realistic environments, but on the other hand 3D game content is much more expensive to create than 2D. Although there are a few websites that offer game content virtually for free, the content itself is usually not of high enough quality, when compared to commercial games, and might not have the physical properties required by the learning objectives. For instance it might not be breakable or even animated. Also free game content in most cases is limited and can only be used in certain contexts, for instance a medieval character model might not suit a space exploration game. 4. Conclusions Videogames is a flexible medium that can accommodate many pedagogical approaches. Designing an educational videogame is not a straightforward process, as

58 Kostas Anagnostou 57 careful balance between game and educational elements must be maintained. On the one hand the game has to support the learning objectives set by the teacher, on the other hand it must engaging so that it is stimulates and draws in the students. To achieve this, successful educational games should have high production values and be developed by a multidisciplinary team of game designers, developers and educators. However, the small potential market and the large cost of developing a videogame makes it prohibitive for large game companies to invest into the Education sector. Those factors can in many cases lead to fewer empirical studies investigating the impact of videogames in education and less research into how we can translate learning objectives into gameplay mechanics with practical implementations to evaluate what works and what does not. Game technology is cheap nowadays and enables individual educators with the necessary skills and an understanding of game design to delve into developing of small scale productions or modifying existing games. Cheap and powerful game engines help reduce the cost of game development for small, independent, and maybe state funded, teams that wish to develop a game from scratch. Also game modding is a viable solution as discussed, but might not be able to serve the learning objectives well enough, depending on the topic. It is a reasonable expectation that individual researchers and educators will gradually start to experiment with their own simple, but visually appealing, games applying concepts and evaluating the results of using game-based learning in educational environments. References 1. Anagnostou, K. and Pappa, A. (2009), Integrating Gameplay and Learning in Videogames, International Conference on Information Communication Technologies in Education 2009 Proceedings. 2. Chen, S. and Michael, D. (2005a), Serious Games: Games That Educate, Train, and Inform, Course Technology Inc. 3. Chen, S. and Michael, D. (2005b), Proof of Learning: Assessment in Serious Games, Gamasutra, Retrieved August 5, 2009, from 4. Egenfeldt-Nielsen, S. (2005), Beyond Edutainment: Exploring the educational potential of computer games, PhD Dissertation, IT-University of Copenhagen, Copenhagen, Gee, J. P. (2007a), Good Video Games and Good Learning: Collected Essays on Video Games, Learning and Literacy (1st ed.), Peter Lang Publishing. 6. Gee, J. P. (2007b), What Video Games Have to Teach Us About Learning and Literacy, Second Edition: Revised and Updated Edition (2nd ed.), Palgrave Macmillan.

59 58 Workshop on Informatics in Education WIE Klopfer E., Osterweil S. and Salen K. (2009), Moving Learning Games Forward:Obstacles, opportunities & openness, The Education Arcade, MIT. 8. Lopez-Morteo, G. and López, G. (2007), Computer support for learning mathematics: A learning environment based on recreational learning objects, Comput. Educ., 48(4), Prensky, M. (2007), Digital Game-Based Learning (Paragon House Ed.), Paragon House Publishers. 10. Price, C. B. (2008), The usability of a commercial game physics engine to develop physics educational materials: An investigation, Simul. Gaming, 39(3), Rickel, J. (2001), Intelligent Virtual Agents for Education and Training: Opportunities and Challenges. In Intelligent Virtual Agents, (pp ), Retrieved January 22, 2010, from 12. Shaffer, D., Squire, K., Halverson, R., Gee, J. (2004), Video games and the future of learning, Retrieved August 5, 2009, from 13. Squire, K., Barnett, M., Grant, J. M. and Higginbotham, T. (2004), Electromagnetism supercharged!: learning physics with digital simulation games, In Proceedings of the 6th international Conference on Learning Sciences (Santa Monica, California, June 22-26, 2004), International Conference on Learning Sciences, International Society of the Learning Sciences, Squire, K. (2004b), Replaying history, Dissertation submitted in part fulfilment of the requirements of the Doctor of Philosophy (Instructional technology), Indiana University, 2004, Indiana. 15. Thiagarajan, S. (1998), The Myths and Realities of Simulations in Performance Technology, Educational Technology, 38(5), Περίληψη Τα φθηνά εργαλεία ανάπτυξης βιντεοπαιχνιδιών που διατίθενται σήμερα μπορούν να διευκολύνουν την ανάπτυξη βιντεοπαιχνιδιών ακόμα και από άτομα που δεν έχουν μεγάλη γνώση προγραμματισμού, όπως οι εκπαιδευτικοί. Στα πλαίσια της εργασίας αυτή αναλύουμε τις α- παιτήσεις του σχεδιασμού εκπαιδευτικών βιντεοπαιχνιδιών και κάνουμε μια επισκόπηση των διαθέσιμων μεθόδων ανάπτυξης τους εστιάζοντας σε μικρές ομάδες ανάπτυξης ή σε άτομα χωρίς πολλές τεχνικές γνώσεις. Ολοκληρώνουμε την εργασία με μια αξιολόγηση της βιωσιμότητας της ανάπτυξη ποιοτικών βιντεοπαιχνιδιών από εκπαιδευτικούς τα οποία θα εκπληρούν επακριβώς τους εκπαιδευτικούς στόχους του σχολικού περιβάλλοντος. Λέξεις κλειδιά: Εκπαιδευτικά παιχνίδια, παιχνίδια φυσικής, ανάπτυξη βιντεοπαιχνιδιών, εργαλεία ανάπτυξης λογισμικού.

60 Διδακτικές Προσεγγίσεις στην Εύρεση Συχνοτήτων Εμφάνισης των Περιεχομένων ενός Πίνακα Ευάγγελος Κανίδης 1, Ιωάννης Κούλας 2 1 Σχολικός Σύμβουλος Πληροφορικής Γ' Αθήνας, 2 Προϊστάμενος Ακαδημαϊκού Τμήματος Πληροφορικής Κολλεγίου Αθηνών, Περίληψη Η εργασία αυτή σκοπό έχει να παρουσιάσει δύο ολοκληρωμένες προτάσεις διδασκαλίας για την εύρεση των συχνοτήτων εμφάνισης των περιεχομένων ενός πίνακα στα πλαίσια του μαθήματος «Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Α.Ε.Π.Π)» το οποίο διδάσκεται στην τεχνολογική κατεύθυνση της Γ Λυκείου από το Για το σκοπό αυτό προτείνει βήμα προς βήμα δύο σχέδια μαθήματος και αντίστοιχα φύλλα εργασίας λαμβάνοντας υπόψη α) τη φιλοσοφία αλλά και τη διδακτέα ύλη του προγράμματος σπουδών για το μάθημα Α.Ε.Π.Π της Γ Λυκείου, β) την αυξανόμενη δυσκολία των θεμάτων που τίθενται στις γενικές εξετάσεις, γ) τον περιορισμένο χρόνο που διατίθεται για την εργαστηριακή διδασκαλία του μαθήματος. Λέξεις κλειδιά: Διδασκαλία προγραμματισμού, συχνότητα τιμών. 1. Εισαγωγή Σύμφωνα με τους στόχους της διδασκαλίας του μαθήματος Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον [βιβλίο καθηγητή Βακάλη κ.α. (1999)] ο μαθητής πρέπει να αναπτύξει δεξιότητες αλγοριθμικής προσέγγισης στη λύση ενός προβλήματος. Αυτό σε σύνθετα προβλήματα προϋποθέτει ανάλυση του προβλήματος στα επιμέρους τμήματά του, επίλυση καθενός από αυτά και σύνθεση της λύσης. Παρόλο που σκοπός του μαθήματος δεν είναι η εκμάθηση μιας συγκεκριμένης γλώσσας προγραμματισμού και η επιμονή στην ακριβή σύνταξη των εντολών, η αλγοριθμική προσέγγιση απαιτεί δομημένη σκέψη και όσο το δυνατόν αυστηρότητα έκφρασης στη σχεδίαση του αλγορίθμου. Από τη μέχρι τώρα εμπειρία του μαθήματος τόσο από τους εκπαιδευτικούς όσο και από τους μαθητές, στο Λύκειο, φαίνεται ότι δεν έχει εμπεδωθεί η σημασία του, και δεν έχουν επιτευχθεί σε ικανοποιητικό βαθμό οι στόχοι του Προγράμματος Σπουδών [Τζιμογιάννης (2003)]. Σύμφωνα με τον Τζιμογιάννη (2003) η οργάνωση των διδακτικών παρεμβάσεων σχετικά με την εκπαίδευση των μαθητών στην επίλυση προβλημάτων σε προγραμματι-

61 60 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 στικά περιβάλλοντα, με στόχο τη μεταφορά δεξιοτήτων, πρέπει να γίνεται σε τρεις άξονες: ανάπτυξη αποτελεσματικών εννοιολογικών μοντέλων και αναπαραστάσεων για τον υπολογιστή και τη λειτουργία του κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης των εντολών του προγράμματος. πρόσκτηση σχετικών δεξιοτήτων, όπως είναι η κατανόηση και εμπέδωση μιας ομάδας ή ενός τμήματος εντολών. ανάπτυξη τεχνικών και στρατηγικών επίλυσης προβλημάτων που εφαρμόζουν οι ειδικοί (π.χ. διαχωρισμός ενός προβλήματος σε ανεξάρτητα τμήματα). Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να παρουσιάσει δύο διδακτικές προσεγγίσεις στην εύρεση των συχνοτήτων εμφάνισης των περιεχομένων ενός πίνακα στα πλαίσια του μαθήματος «Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον Α.Ε.Π.Π» [Βακάλη κ.α. (1999)]. Η εύρεση του αριθμού επαναλήψεων κάθε διαφορετικής τιμής μέσα σε ένα πίνακα (μονοδιάστατο ή δισδιάστατο) είναι ένα σύνθετο πρόβλημα το οποίο προϋποθέτει την ανάλυση του προβλήματος στα δομικά του μέρη και την ανασύνθεση του. Επειδή η έρευνα στη διδασκαλία του προγραμματισμού έχει αναδείξει ως ένα σημαντικό παράγοντα κατανόησης το σχεδιασμό κατάλληλων διδακτικών στρατηγικών [Soloway et.al (1989); Γόγουλου κ.α (2008)] προτείνουμε δύο διδακτικές προσεγγίσεις σε συνδυασμό με σχέδια μαθήματος και φύλλα εργασίας. Η προσέγγιση που ακολουθείται καθώς και τα σχέδια μαθήματος σχεδιάστηκαν λαμβάνοντας υπόψη α) τη φιλοσοφία αλλά και τη διδακτέα ύλη του προγράμματος σπουδών για το μάθημα Α.Ε.Π.Π της Γ Λυκείου, β) την αυξανόμενη δυσκολία των θεμάτων που τίθενται στις γενικές εξετάσεις, γ) τον περιορισμένο χρόνο που διατίθεται για την εργαστηριακή διδασκαλία του μαθήματος. 1.1 Διαδικασία επίλυσης ενός σύνθετου προβλήματος με αλγόριθμο Για τη σχεδίαση ενός αλγορίθμου και ιδιαίτερα ενός αλγορίθμου ο οποίος λύνει ένα σύνθετο πρόβλημα, ο μαθητής θα πρέπει να πάρει μια σειρά αποφάσεων που θα τον βοηθήσουν στη σχεδίαση της λύσης. Ορισμένες από τις αποφάσεις αυτές είναι: (α) τι θα δέχεται ως είσοδο ο αλγόριθμος; (β) ποια θα είναι τα αποτελέσματα; (γ) μήπως το πρόβλημα πρέπει να αναλυθεί σε μια σειρά μικρότερων προβλημάτων, μέσα από τη σύνθεση των οποίων θα δημιουργηθεί η τελική λύση; Για παράδειγμα τι πρέπει να γίνει πρώτα, τι πρέπει να γίνει στο επόμενο βήμα κ.λπ. (δ) τι δομές δεδομένων θα χρησιμοποιηθούν; Για παράδειγμα είναι απαραίτητη η χρήση πίνακα και αν ναι πόσοι πίνακες απαιτούνται και τι διάσταση έχουν. Αν απαιτείται να χρησιμοποιηθεί δομή επανάληψης πια δομή είναι η ποιο κατάλληλη; Ποια θα είναι η συνθήκη ελέγχου, με ποιες μεταβλητές, ποιες ενέργειες απαιτείται να επαναλαμβάνονται στο σώμα εντολών της επαναληπτικής δομής, κ.λπ.

62 Ευάγγελος Κανίδης, Ιωάννης Κούλας 61 (ε) τι προγραμματιστικές δομές και τεχνικές θα χρησιμοποιηθούν; Απαιτείται σειριακή αναζήτηση; Απαιτείται ταξινόμηση; (στ) τι μεταβλητές θα χρησιμοποιηθούν; 2. Το Σχέδιο Μαθήματος Ακολουθεί η γενική μορφή του σχεδίου διδασκαλίας το οποίο θα διαφοροποιηθεί στις δραστηριότητες που θα πραγματοποιηθούν στο στάδιο της διαδικασίας και του πλαισίου χρησιμοποίησης των διδακτικών προσεγγίσεων. Αντικείμενο διδασκαλίας Εύρεση συχνότητας εμφάνισης τιμών σε μονοδιάστατο πίνακα. Βαθμίδα/ Τάξη Γ Γενικού Λυκείου Τεχνολογικής κατεύθυνσης. Εκπαιδευτικές ανάγκες Από την εμπειρία αλλά και από επιστημονικές έρευνες [Du Boulay (1986); Μαραγκός (2004)] έχει προκύψει ότι οι μαθητές αντιμετωπίζουν δυσκολίες σε βασικές λειτουργίες πινάκων. Γνωστικό υπόβαθρο μαθητών Οι μαθητές έχουν διδαχθεί τις βασικές λειτουργίες πινάκων και τη δομή και λειτουργία των προγραμματιστικών δομών της αναζήτησης και της ταξινόμησης. Γενικός στόχος μαθήματος Οι μαθητές να αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά ένα πρόβλημα εύρεσης συχνοτήτων των τιμών ενός πίνακα. Ειδικοί στόχοι μαθήματος Μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος οι μαθητές θα μπορούν να: Αναγνωρίζουν ένα πρόβλημα εύρεσης συχνότητας Εντάσσουν ένα πρόβλημα στη σωστή κατηγορία προβλημάτων συχνότητας Προσδιορίζουν τα δεδομένα και τα ζητούμενα Αναλύουν τα μέρη του προβλήματος Υλοποιούν τον αλγόριθμο επίλυσης, τμηματικά Βελτιστοποιούν τον αλγόριθμο Διάρκεια Μια (1) διδακτική ώρα. Τεχνικές διδασκαλίας / μέσα Ερωταποκρίσεις, συζήτηση, πρακτική άσκηση σε ομάδες των 2 ατόμων.

63 62 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Θα χρησιμοποιηθούν PC, projector (προαιρετικά διαδραστικός πίνακας - IWB) και λογισμικό κωδικοποίησης αλγορίθμων: Διερμηνευτής-Γλωσσομάθεια-Ψευδογλώσσα. 3. Πρώτη Διδακτική Προσέγγιση Η πρώτη διδακτική προσέγγιση αντιμετωπίζει κατευθείαν το γενικό πρόβλημα εύρεσης της κατανομής συχνοτήτων και βασίζεται σε γνωστές προγραμματιστικές τεχνικές που χρησιμοποιούν οι μαθητές για την επίλυση άλλων προβλημάτων. Η λύση της εύρεσης των επαναλήψεων (συχνότητα εμφάνισης) τιμών σε ένα μονοδιάστατο πίνακα επιτυγχάνεται στα ακόλουθα στάδια: ι) Ταξινόμηση του πίνακα. Η διαδικασία αυτή επιτυγχάνει να θέσει όλες τις όμοιες τιμές σε γειτονικές θέσεις του πίνακα. ιι) Διάσχιση του πίνακα αρχίζοντας από την πρώτη θέση του. Κατά τη διάσχιση αποθηκεύουμε σε δύο διαφορετικούς πίνακες (ή σε ένα πίνακα δύο διαστάσεων αν τα στοιχεία είναι αριθμητικά) κάθε διαφορετικό στοιχείο και τον αριθμό εμφάνισης του. 3.1 Προσανατολισμός του μαθήματος Μέσω μιας σύντομης εισήγησης του εκπαιδευτικού γνωστοποιούνται στους μαθητές το θέμα και οι στόχοι του μαθήματος και μέσω ερωταποκρίσεων πραγματοποιείται μια επανάληψη των σχετικών εννοιών με την ταξινόμηση και την αναζήτηση στοιχείων ενός πίνακα που έχουν διδαχθεί οι μαθητές. 3.2 Ανάλυση βημάτων για τη λύση του προβλήματος Εργαστηριακές δραστηριότητες Στους μαθητές δίνεται ένα φύλλο δραστηριότητας το οποίο περιέχει το πρόβλημα που καλούνται να επιλύσουν καθώς και ορισμένες ερωτήσεις κατανόησης στις οποίες πρέπει να απαντήσουν πριν την σχεδίαση του αλγορίθμου. Το πρόβλημα είναι το ακόλουθο: "Θεωρήστε ότι είστε καθηγητής Πληροφορικής σε μια τάξη Γυμνασίου που έχει 25 μαθητές. Έχετε βαθμολογήσει τους μαθητές σας στο μάθημα της Πληροφορικής και έχετε τοποθετήσει τους βαθμούς τους σε ένα πίνακα Α[25]. Οι βαθμοί που βάλατε είναι από 10 μέχρι 20. Αναρωτιέστε όμως πόσα 10άρια, πόσα 11άρια και πόσα 20άρια βάλατε. Αποφασίσατε να φτιάξετε έναν αλγόριθμο που θα λύσει το πρόβλημα αυτό. Δηλαδή θα βρίσκει και θα εμφανίζει τη συχνότητα εμφάνισης κάθε βαθμού από το 10 μέχρι το 20 στον πίνακα Α[25]". Ερωτήσεις κατανόησης 1. Ο πίνακας Α[25] είναι δεδομένος ή όχι; Πώς θα τον δηλώσετε στον αλγόριθμο που θα γράψετε;

64 Ευάγγελος Κανίδης, Ιωάννης Κούλας Ποια μορφή θα έχουν τα αποτελέσματα που περιμένετε; Πρέπει να εμφανίζονται και βαθμοί που δεν υπάρχουν (για παράδειγμα 12 δεν έχει κανένας μαθητής, θα εμφανιστεί ο βαθμός 12 και η συχνότητα του 0 ή δεν θα εμφανιστεί;) 3. Εκτός από τον πίνακα Α[25] θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε άλλον (ή άλλους); Αν ναι, τι διάσταση θα έχει (θα έχουν) και για ποιο σκοπό θα χρησιμοποιηθεί (θα χρησιμοποιηθούν); Λύση του προβλήματος 1ο βήμα: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΙΝΑΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Δεδομένα //N, Α// 2ο βήμα: ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΠΙΝΑΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Για i από 2 μέχρι N Για j από N μέχρι i με_βήμα -1 Αν Α[j] < Α[j-1] τότε αντιμετάθεσε A[j], A[j-1] Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Τέλος_επανάληψης 4. Δεύτερη Διδακτική Προσέγγιση 3ο βήμα: ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΙΝΑΚΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ k 1 T[1] A[1] Σ[1] 1 Για i από 2 μέχρι N Αν A[i] = A[i-1] τότε Σ[k] Σ[k] + 1 αλλιώς k k + 1 T[k] A[i] Σ[k] 1 Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης 4ο βήμα: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Αποτελέσματα //T, Σ// Τέλος συχνότητα_α Η δεύτερη διδακτική προσέγγιση βασίζεται στη λογική του τμηματικού προγραμματισμού, αλλά και στη σταδιακή δόμηση της λύσης μέσα από μια σειρά προβλημάτων που παρουσιάζουν αυξανόμενη δυσκολία αντιμετώπισης. Η λύση της εύρεσης των επαναλήψεων (συχνότητα εμφάνισης) τιμών σε ένα μονοδιάστατο πίνακα επιτυγχάνεται στα ακόλουθα στάδια. α) Δημιουργία του Πίνακα Τιμών. Εδώ βρίσκεται η πρωτοτυπία της προσέγγισης, όπου επιλύονται διαδοχικά προβλήματα αυξανόμενης δυσκολίας. i. Υπολογισμός της εύρεσης συχνότητας ενός μόνο στοιχείου. Η λύση αυτής της περίπτωσης γίνεται με μια απλή σάρωση των στοιχείων του πίνακα.

65 64 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 ii. Υπολογισμός της εύρεσης συχνότητας περισσότερων στοιχείων. Για τη λύση αυτής της περίπτωσης δημιουργείται πίνακας τιμών με εντολή εισόδου ή εκχώρησης σταθερών τιμών και απαιτείται η επαναληπτική σάρωση του πίνακα. Ο πίνακας τιμών μπορεί να δημιουργηθεί είτε με "αυτοματοποιημένη" εκχώρηση μιας ακολουθίας τιμών ή με αναζήτηση κάθε νέου στοιχείου του πίνακα και αντιγραφή του στον πίνακα τιμών. β) Σάρωση του Πίνακα Δεδομένων, αρχίζοντας από την πρώτη θέση του, αναζήτηση κάθε στοιχείου του Πίνακα Τιμών και υπολογισμός του Πίνακα Συχνοτήτων. Το στάδιο αυτό είναι το ίδιο για κάθε ένα από τα κλιμακούμενα προβλήματα, αναδεικνύοντας τη δυνατότητα χρήσης της ίδιας ανεξάρτητης ομάδας εντολών σε διαφορετικές περιπτώσεις. Ταυτόχρονα η συνολική προσέγγιση αποτελεί μια πολύ καλή ευκαιρία επανάληψης προγραμματιστικών δεξιοτήτων που ήδη έχουν διδαχθεί οι μαθητές: εκχώρηση τιμής σε μεταβλητή, εισαγωγή τιμής μεταβλητής, εκχώρηση τιμών πίνακα, εισαγωγή τιμών πίνακα, μετρητής, χρήση λογικής μεταβλητής flag, αναζήτηση (χωρίς διακοπή με διακοπή), αντιγραφή στοιχείων πίνακα. Επίσης, οποιοδήποτε από τα παραπάνω βήματα μπορεί να υλοποιηθεί και με χρήση υποπρογραμμάτων, όταν αυτά διδαχθούν. 4.1 Προσανατολισμός του μαθήματος Γνωστοποιούνται στους μαθητές το θέμα και οι στόχοι του μαθήματος και μέσω της τμηματικής συμπλήρωσης του αλγορίθμου πραγματοποιείται μια επανάληψη των σχετικών με τους πίνακες εννοιών που έχουν διδαχθεί οι μαθητές. 4.2 Ανάλυση βημάτων για τη λύση του προβλήματος Εργαστηριακές δραστηριότητες 1. Περιγράφεται το πρόβλημα και ζητείται ο αριθμών των πινάκων (ή μεταβλητών) που θα χρησιμοποιηθούν. Με συζήτηση προκύπτει ότι θα χρησιμοποιήσουμε τρεις πίνακες: τον πίνακα των Δεδομένων, τον πίνακα των διερευνώμενων Τιμών (ή μια μεταβλητή, για μια τιμή), τον πίνακα των υπολογιζόμενων Συχνοτήτων (ή μια μεταβλητή). 2. Δίνεται στους μαθητές η βασική δομή αλγόριθμου (code 1) και τους ζητείται να προσθέσουν δεδομένα και ζητούμενα/αποτελέσματα του προβλήματος. (code 2) 3. 1η περίπτωση: Διερευνούμε τη συχνότητα εμφάνισης μιας τιμής, η οποία εισάγεται από το πληκτρολόγιο. Οι μαθητές συμπληρώνουν τον αλγόριθμο (β2), ώστε να ζητείται η εισαγωγή της τιμής από το χρήστη. (code 3)

66 Ευάγγελος Κανίδης, Ιωάννης Κούλας Υπολογισμός συχνότητας εμφάνισης ζητούμενης τιμής. Οι μαθητές συμπληρώνουν τον αλγόριθμο (β3), ώστε να διασχίσουν τον Πίνακα Δεδομένων, αρχίζοντας από την πρώτη θέση, για αναζήτηση της τιμής - στοιχείου του πίνακα και υπολογισμό της Συχνότητας εμφάνισής του. (code 4) 5. 2η περίπτωση: Διερευνούμε τη συχνότητα εμφάνισης μιας τιμής, σταθερής, που δίνεται από τον προγραμματιστή. Οι μαθητές μεταβάλλουν τον αλγόριθμο, ώστε να δίνουν αυτοί τη σταθερή τιμή (πχ την τιμή 100). Παρατηρούν ότι πρέπει να μεταβάλλουν μόνο το τμήμα της εισαγωγής τιμής (β3), αφήνοντας αμετάβλητο το τμήμα υπολογισμού της συχνότητας (β4). (code 5) 6. 3η περίπτωση: Διερευνούμε τη συχνότητα εμφάνισης περισσοτέρων τιμών, οι οποίες εισάγονται από το πληκτρολόγιο. Με συζήτηση προκύπτει ότι θα αντικαταστήσουμε τις μεταβλητές Τιμή και Συχνότητα με αντίστοιχους πίνακες Τιμών και Συχνοτήτων (γνωστού μεγέθους). Οι μαθητές μεταβάλλουν τον αλγόριθμο, (β4), ώστε να ζητείται η εισαγωγή των τιμών από το χρήστη, οι οποίες αποθηκεύονται στον Πίνακα Τιμών. Στη συνέχεια να διασχίζουν τον Πίνακα Δεδομένων, αρχίζοντας από την πρώτη θέση του, για αναζήτηση καθενός στοιχείου του Πίνακα Τιμών και υπολογισμό της αντίστοιχης τιμής του Πίνακα Συχνοτήτων. (code 6) 7. 4η περίπτωση: Διερευνούμε τη συχνότητα εμφάνισης τιμών, οι οποίες εκχωρούνται αυτόματα, σαν ακολουθία στον Πίνακα Τιμών (πχ ακέραιοι βαθμοί στην κλίμακα [0,20]). Οι μαθητές μεταβάλλουν τον αλγόριθμο, (β6), ώστε να εκχωρούνται σε πίνακα 21 θέσεων οι ακέραιες τιμές 0-20, αφήνοντας αμετάβλητο το τμήμα υπολογισμού της συχνότητας (β6). (code 7) 8. 5η περίπτωση: Διερευνούμε τη συχνότητα εμφάνισης όλων των διαφορετικών τιμών του Πίνακα Δεδομένων. Με συζήτηση προκύπτει ότι πρέπει να δημιουργήσουμε Πίνακα Τιμών με όλες τις διαφορετικές νέες τιμές του Πίνακα Δεδομένων. Οι μαθητές μεταβάλλουν κατάλληλα τον αλγόριθμο, (β6), ώστε να διασχίζουν τον Πίνακα Δεδομένων και κάθε πρωτοεμφανιζόμενη τιμή του να την αποθηκεύουν σε νέα θέση του Πίνακα Τιμών, αφήνοντας αμετάβλητο το τμήμα υπολογισμού της συχνότητας (β6). (code 8) 9. Βελτιστοποιούμε τον αλγόριθμο του βήματος 8. Με συζήτηση προκύπτει ότι: η διάσχιση του Πίνακα Τιμών μπορεί να σταματήσει, αν διαπιστωθεί ότι η ελεγχόμενη τιμή υπάρχει σε προηγούμενη θέση του. Οι μαθητές μεταβάλλουν τον αλγόριθμο, (β8), ώστε μόλις διαπιστωθεί η ύπαρξη της τιμής, να τερματίζει ο έ- λεγχος. (Χρήση εντολής ΟΣΟ στη θέση της εντολής ΓΙΑ) (code 9)

67 66 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Λύση του προβλήματος code 1: Αλγόριθμος συχνοτητα_β1 Δεδομένα // // Αποτελέσματα //..// Τέλος συχνοτητα_β1 code 2: Αλγόριθμος συχνοτητα_β2 Δεδομένα //N, Δ// Αποτελέσματα //T, Σ// Τέλος συχνοτητα_β2 code 3: Αλγόριθμος συχνοτητα_β3 Δεδομένα //N, Δ// Εμφάνισε δώσε τιμή Διάβασε T Αποτελέσματα //T, Σ// Τέλος συχνοτητα_β3 code 4: Αλγόριθμος συχνοτητα_β4 Δεδομένα //N, Δ// Εμφάνισε δώσε τιμή Διάβασε T Σ 0 Για i από 1 μέχρι N Αν T = Δ[i] τότε Σ Σ + 1 Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Αποτελέσματα //T, Σ// Τέλος συχνοτητα_β4 code 7: Αλγόριθμος συχνοτητα_β7 Δεδομένα //N, Δ// Για i από 1 μέχρι 21 T[i] i - 1 Τέλος_επανάληψης code 5: Αλγόριθμος συχνοτητα_β5 Δεδομένα //N, Δ// Τ 100 Σ 0 Για i από 1 μέχρι N Αν T = Δ[i] τότε Σ Σ + 1 Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Αποτελέσματα //T, Σ// Τέλος συχνοτητα_β5 code 6: Αλγόριθμος συχνοτητα_β6 Δεδομένα //N, Δ, k// Εμφάνισε δώσε, k, τιμές Για i από 1 μέχρι k Διάβασε T[i] Τέλος_επανάληψης Για j από 1 μέχρι k Σ[j] 0 Για i από 1 μέχρι N Αν T[j] = Δ[i] τότε Σ[j] Σ[j] + 1 Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Τέλος_επανάληψης Αποτελέσματα //T, Σ// Τέλος συχνοτητα_β6 Για j από 1 μέχρι k Σ[j] 0 Για i από 1 μέχρι N Αν T[j] = Δ[i] τότε Σ[j] Σ[j] + 1 Τέλος_αν

68 Ευάγγελος Κανίδης, Ιωάννης Κούλας 67 Για j από 1 μέχρι 21 Σ[j] 0 Για i από 1 μέχρι N Αν T[j] = Δ[i] τότε Σ[j] Σ[j] + 1 Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Τέλος_επανάληψης Αποτελέσματα //T, Σ// Τέλος συχνοτητα_β7 code 8: Αλγόριθμος συχνοτητα_β8 Δεδομένα //N, Δ// k 0 Για i από 1 μέχρι N flag Αληθής Για j από 1 μέχρι k Αν Δ[i] = T[j] τότε flag Ψευδής Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Αν flag = Αληθής τότε k k + 1 T[k] Δ[i] Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Τέλος_επανάληψης Τέλος_επανάληψης Αποτελέσματα //k, T, Σ// Τέλος συχνοτητα_β8 code 9: Αλγόριθμος συχνοτητα_β9 Δεδομένα //N, Δ// k 0 Για i από 1 μέχρι N flag Αληθής j 1 Όσο j <= k και flag = Αληθής Αν Δ[i] = T[j] τότε flag Ψευδής Τέλος_αν j j + 1 Τέλος_επανάληψης Αν flag = Αληθής τότε k k + 1 T[k] Δ[i] Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Για j από 1 μέχρι k Σ[j] 0 Για i από 1 μέχρι N Αν T[j] = Δ[i] τότε Σ[j] Σ[j] + 1 Τέλος_αν Τέλος_επανάληψης Τέλος_επανάληψης 5. Συμπεράσματα Αποτελέσματα //k, T, Σ// Τέλος συχνοτητα_β9 Οι δύο διδακτικές προσεγγίσεις χρησιμοποιήθηκαν σε μαθητές της Γ τάξης Τεχνολογικής Κατεύθυνσης του Κολλεγίου Αθηνών. Οι μαθητές έδειξαν να κατανοούν και τις δύο προσεγγίσεις και ήταν σε θέση να αντιμετωπίσουν σχετικά προβλήματα. Δεν

69 68 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 πραγματοποιήθηκε συγκριτική έρευνα για να διαπιστωθεί ποια από τις δύο μεθόδους είναι περισσότερο κατανοητή. Στα μελλοντικά μας σχέδια είναι η πραγματοποίηση μια τέτοιας συγκριτικής έρευνας. Μέσα από τις απαντήσεις και τη στάση ορισμένων μαθητών φαίνεται ότι η σταδιακή δεύτερη προσέγγιση γίνεται περισσότερο κατανοητή από τους μαθητές, αλλά αυτό μένει να αποδειχθεί. Αναφορές 1. Du Boulay, B. (1986), Some Difficulties of Learning to Program, Journal of Educational Computing Research, 2(1), Soloway E. and Spohrer J. C. (1989), (Eds.), Studying the Novice Programmer, Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum. 3. Βακάλη Α., Γιαννόπουλος Η., Ιωαννίδης Χ., Κοίλιας Χ., Μάλαμας Κ., Μανωλόπουλος Ι. και Πολίτης Π. (1999), Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον, ΥΠΕΠΘ, Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, Αθήνα. 4. Γόγουλου, Α., Γουλή, Ε., Γρηγοριάδου, Μ. (2008), Αξιοποίηση του e-eclip στη διδασκαλία βασικών προγραμματιστικών δομών, Στο Β. Κόμης (επιμ.) Πρακτικά του 4oυ Πανελλήνιου Συνεδρίου Διδακτική της Πληροφορικής», Πάτρα, 2008, σ Μαραγκός Κ., Γρηγοριάδου Μ. (2004), Αντιλήψεις μαθητών σε βασικές λειτουργίες των πινάκων, Πρακτικά 2ης Διημερίδας Διδακτική της Πληροφορικής, Βόλος. 6. Τζιμογιάννης Α. (2003), Η Διδασκαλία του Προγραμματισμού στο Ενιαίο Λύκειο: Προς Ένα Ολοκληρωμένο Πλαίσιο με Σκοπό την Ανάπτυξη Δεξιοτήτων Επίλυσης Προβλημάτων, 2ο Πανελλήνιο Συνέδριο ΤΠΕ στην Εκπαίδευση, Σύρος, Μάιος Abstract This work aims to present two comprehensive teaching proposals for finding the frequency of the contents of a table as part of the course 'Application Development in Programming Environment (ΑΕΠΠ)' which is taught in the technical direction of the 3rd class of lyceum, since For this purpose proposes two step-by-step lesson plans and worksheets taking into consideration a) philosophy and curriculum of the course for the lesson ΑΕΠΠ of the 3rd class of lyceum, b) the increasing difficulty of the issues raised in the General Examinations, c) in the limited available time for the laboratory teaching of the course. Keywords: Teaching programming, Frequency.

70 Τεχνολογίες αναπαράστασης γνώσης. Εφαρμογή στο μάθημα Δίκτυα-ΙΙ των Επαγγελματικών Λυκείων Αφροδίτη Βενέτη 1, Σταυρούλα Γατέα 1, Βασίλειoς Μπελεσιώτης 2 1 Τμήμα Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς (προπτυχιακό) 2 Τμήμα Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πειραιώς (Διδάσκων-Λέκτορας ΠΔ407/80), Σχολικός Σύμβουλος Πληροφορικής ΔΔΕ Α Αθήνας Περίληψη Οι τεχνολογίες αναπαράστασης γνώσης, με κυρίαρχη αυτή της εννοιολογικής χαρτογράφησης, είναι πολλαπλά χρήσιμες στη διδακτική διαδικασία. Αποκτούν δε ιδιαίτερο ενδιαφέρον όταν η πολυπλοκότητα των εννοιών ενός μαθήματος είναι μεγάλη οπότε το πλέγμα που αυτές σχηματίζουν απαιτεί την υποστήριξη τέτοιων τεχνολογιών. Το άρθρο αυτό εστιάζεται σε ένα τέτοιο μάθημα που διδάσκεται στα Επαγγελματικά Λύκεια, το μάθημα «Δίκτυα Υπολογιστών II» και προχωρά στην εννοιολογική χαρτογράφηση των εννοιών του διδακτικού εγχειριδίου «Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών» του μαθήματος αυτού. Πιο συγκεκριμένα παρουσιάζεται η εννοιολογική χαρτογράφηση ως μεθοδολογία και τεχνική αναπαράστασης γνώσης, γίνεται η σύνδεσή της με τις θεωρίες μάθησης και επιδεικνύονται τα διδακτικά οφέλη από την αξιοποίησής της. Αναλύονται τα στάδια και γίνεται δημιουργία εννοιολογικών χαρτών στο παραπάνω μάθημα, ακολουθώντας συγκεκριμένη μεθοδολογία εργασίας, ενώ προτείνονται διάφορα σενάρια διδακτικής τους αξιοποίησης. Λέξεις κλειδιά: εννοιολογική χαρτογράφηση, αναπαράσταση γνώσης, διδακτική Πληροφορικής, ΕΠΑΛ. 1. Εισαγωγή Η κατάλληλη διδασκαλία εννοιών διαδραματίζει καταλυτικό ρόλο στην οικοδόμησης της γνώσης από το μαθητή, καθώς αυτές αποτελούν το απόσταγμα της σύμπραξης της νόησης και της αίσθησης του ατόμου. Εξαιτίας της διακριτοποίησης και συσχέτισής τους, απλοποιούν τις σύνθετες σχέσεις του περιβάλλοντος, καθιστώντας το άτομο ικανό να διακρίνει σε αυτό στοιχεία της εμπειρίας του, έτσι ώστε να αποφεύγεται η αλυσιτελής μάθηση παρόμοιων στοιχείων, ενώ διευκολύνεται η κατάκτηση νέων γνώσεων. Αυτό επιτυγχάνεται, διότι το άτομο προσπαθεί να ερμηνεύσει και να αναλύσει τις νέες πληροφορίες μέσω του πλέγματος σχέσεων και αρχών που αναπτύσσεται μεταξύ των εννοιών. Αυτό έχει ως συνέπεια το είδος, το περιεχόμενο και η έκταση της νέας μάθησης να καθορίζεται από το προϋπάρχον εννοιολογικό πλέγμα. [Ματσαγγούρας (2001)].

71 70 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Στη διαδικασία αυτή συμβάλλει ενεργά η αναπαράσταση γνώσης. Προκειμένου να κατανοηθεί ο τρόπος δόμησης της γνώσης έχει αναπτυχθεί μια πληθώρα μεθοδολογιών για την αναπαράστασή της. Από τη σκοπιά της διδακτικής, η αναπαράσταση σχετίζεται με την προσωπική σχηματική θεώρηση του ατόμου, προκειμένου να αντιληφθεί την οργάνωση και τη διάταξη των φαινομένων που αντιμετωπίζει ή για να αντιμετωπίσει μία συγκεκριμένη κατάσταση [Κόμης (2005)]. Οι εννοιολογική χαρτογράφηση αποτελεί μια αποτελεσματική μέθοδο αναπαράστασης γνώσης, με περιθώρια περαιτέρω αξιοποίησής της στον τομέα και της διδασκαλίας μαθημάτων Πληροφορικής τόσο στη Δευτεροβάθμια όσο και στην Πρωτοβάθμια εκπαίδευση και όχι μόνο. Αυτό τόσο με την ένταξή τους στη διδακτική πρακτική όσο και στη δημιουργία διδακτικού υλικού σε κάθε ενότητα ή κεφάλαιο των διαφόρων μαθημάτων. Κατάσταση που δεν υπάρχει καθολικά σήμερα στα σχολικά βιβλία, αντιμετωπίζεται αποσπασματικά, θέμα στο οποίο προσπαθεί να απαντήσει η εργασία αυτή. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη διδακτικού υλικού που βασίζεται στην αναπαράσταση γνώσης και ειδικότερα στην εννοιολογική χαρτογράφηση για κεφάλαια ενός μαθήματος Πληροφορικής. Συγκεκριμένα το υλικό σχετίζεται με το μάθημα «Δίκτυα Υπολογιστών II» της Ειδικότητας «Υποστήριξη συστημάτων, Ε- φαρμογών Δικτύων Η/Υ» της Γ τάξης του Ημερήσιου και της Δ τάξης του Εσπερινού Επαγγελματικού Λυκείου (ΕΠΑΛ). Βασίζεται δε και έτσι αποτελεί συμπληρωματικό υλικό του μαθήματος στο αντίστοιχο σχολικό βιβλίο Τεχνολογία Δικτύων Ε- πικοινωνιών [(Αρβανίτης κ.ά (2008)]. Αυτό σε μια προσπάθεια υποστήριξης της διδασκαλίας στα Επαγγελματικά Λύκεια και συγκεκριμένα στα μαθήματα του τομέα της Πληροφορικής. 2. Θεωρητικό υπόβαθρο και περιβάλλοντα υλοποίησης Η αναπαράσταση της γνώσης συνδέεται με την Πληροφορική με δύο τρόπους. Σύμφωνα με τον πρώτο οι βασικές έννοιες της Πληροφορικής αποτελούν το αντικείμενο της αναπαράστασης γνώσης, ενώ με το δεύτερο χρησιμοποιούνται τεχνολογίες Πληροφορικής και λογισμικό για την αναπαράσταση της γνώσης. Οι τεχνολογίες αυτές και τα ανάλογα λογισμικά κατέχουν εξέχοντα ρόλο στη διδασκαλία όλων των γνωστικών αντικειμένων του αναλυτικού προγράμματος σπουδών. Έχουν προταθεί πολλές τεχνικές αναπαράστασης γνώσης καθώς και οι ανάλογες μεθοδολογίες διδακτικής τους αξιοποίησης. Από αυτές άλλες περιορίζονται στη διαγραμματική αναπαράσταση των εννοιών και των σχέσεων μεταξύ τους και άλλες σε μια συνεκτική οργανωτική δομή όπως είναι οι οντολογίες που σύμφωνα με τον [Gruber (1993)], αποτελούν τη διασαφήνιση της εννοιοποίησης. Οι αποκλειστικά διαγραμματικές τεχνικές αναπαράστασης γνώσης έχουν περιορισμένη δυνατότητα προσαρμογής τους σε διαφορετικό στυλ μαθητών τάξης και έτσι ορθής επαναχρησιμοποίησής τους.

72 Αφροδίτη Βενέτη, Σταυρούλα Γατέα, Βασίλειoς Μπελεσιώτης 71 Οι μεθοδολογίες αναπαράστασης γνώσης είναι πολλές, με πιο βασικές τις εξής: Mind maps, Concept maps, Web maps, Arguments maps, Decision maps, Project maps. Οι Mind maps [(Buzan, 1996)] περιγράφουν μια κεντρική ιδέα, γύρω από την οποία κινούνται οι επιμέρους έννοιες, δημιουργώντας έτσι ένα χάρτη με τη μορφή δικτύου αστέρα, με κεντρικό κόμβο την κεντρική ιδέα. Οι Concept maps (Εννοιολογικοί χάρτες) [(Novak, Cañas (2008)] απεικονίζουν το εννοιολογικό πλαίσιο του αντικειμένου που περιγράφουν, δομή που θα αναλυθεί στη συνέχεια. Οι Web maps έχουν παρόμοια δομή με τους Εννοιολογικούς Χάρτες, με τη διαφορά ότι μερικοί ή όλοι οι κόμβοι του χάρτη διαθέτουν υπερσυνδέσμους, οι οποίοι συνδέουν το χρήστη άμεσα με σχετικές ιστοσελίδες της έννοιας που αναπαρίσταται στον κόμβο. Οι Arguments maps απεικονίζουν επιχειρήματα υπέρ και κατά ενός ισχυρισμού, προκειμένου να τον αξιολογήσουν. Διαθέτουν δενδρική μορφή με τον ισχυρισμό να βρίσκεται στη ρίζα του δένδρου και να ακολουθούν επιχειρήματα που συμφωνούν με αυτόν. Οι Decision maps έχουν ως σκοπό την αναπαράσταση της διαδικασίας της λήψης απόφασης πάνω σε ένα θέμα το οποίο απεικονίζεται στο κεντρικό στοιχείο του χάρτη. Οι Project maps είναι μια διαγραμματική απεικόνιση της πορείας μιας ερευνητικής μελέτης, με τον ο τίτλο της έρευνας να βρίσκεται στο ανώτερο επίπεδο του διαγράμματος ενώ ακολουθούν ο σκοπός και οι υποθέσεις στις οποίες βασίζεται η ερευνητική διαδικασία [Conlon (2002)]. Η αποτελεσματικότητα της κάθε μεθόδου εξαρτάται από το αντικείμενο μελέτης, με αποτέλεσμα να μην μπορούμε να κατατάξουμε απόλυτα τις μεθόδους αναπαράστασης με βάση τη διδακτική τους προσαρμοστικότητα. Η παρουσίαση των πληροφοριών σε έναν εννοιολογικό χάρτη ακολουθώντας μια λογική αλληλουχία υπερτερεί του απλού κειμένου και προσφέρει στο μαθητή μια συνεκτική εικόνα του διδακτικού αντικειμένου και μια ευέλικτη μη σειριακή πρόσβαση στις πληροφορίες (έννοιες σχέσεις) και υστερεί στο επίπεδο λεπτομέρειας της παρεχόμενης πληροφορίας. Η εννοιολογική χαρτογράφηση είναι μια διαγραμματική τεχνική για την οργάνωση και την αναπαράσταση γνώσης και ακολουθεί συγκεκριμένη μεθοδολογία που προτάθηκε από τον Novak. Έχει ως βασικές συνιστώσες τις έννοιες, οι οποίες έχουν τη μορφή κόμβων και τις σχέσεις μεταξύ τους, που αναπαρίστανται με συνδέσμους μεταξύ των κόμβων, με τις γενικότερες έννοιες να βρίσκονται στην κορυφή του χάρτη, ενώ ακολουθούν ιεραρχικά οι ειδικότερες. Διασυνδεδεμένες δύο ή περισσότερες έννοιες ορίζουν μια πρόταση, η οποία αποτελεί τη βασική νοητική μονάδα του χάρτη. Υπάρχει η δυνατότητα να συμπεριληφθούν συμπληρωματικές πληροφορίες στο χάρτη, όπως επεξηγήσεις ή παραδείγματα, όχι όμως με τη μορφή κόμβων, καθώς δεν αποτελούν έννοιες. Το είδος της σχέσης μεταξύ δύο εννοιών περιγράφεται από τη λέξη ή φράση, που βρίσκεται πάνω από το σύνδεσμο. Υπάρχουν τέσσερις τύποι εννοιολογικών χαρτών. Ο εννοιολογικός χάρτης τύπου «αράχνης» οργανωμένος έτσι ώστε να είναι τοποθετημένο το κεντρικό θέμα (διαφορετικά το βασικό παράγοντα) στο κέντρο του χάρτη, με τα επιμέρους θέματα να περιβάλλουν κυκλικά το κεντρικό σημείο του χάρτη. Έτσι δημιουργείται ένας ιστός παρόμοιος με τον ιστό της αράχνης.

73 72 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Το βασικό πλεονέκτημά τους είναι η ευκολία δημιουργίας και κατανόησής τους, ενώ ως μειονέκτημα μπορεί να θεωρηθεί η αδυναμία απεικόνισης όλων των σχέσεων μεταξύ των εννοιών, διότι κάτι τέτοιο θα καθιστούσε το χάρτη δυσανάγνωστο με αποτέλεσμα να παραλείπονται πληροφορίες. Ο «ιεραρχικός» εννοιολογικός χάρτης παρουσιάζει πληροφορίες σε καθοδικά κλιμακούμενη σειρά σημασίας. Η πιο σημαντική πληροφορία τοποθετείται στην κορυφή ενώ διαχωριστικοί παράγοντες καθορίζουν την τοποθέτηση της πληροφορίας. Το προκαθορισμένο πρότυπο δόμησης, επιτρέπει την εύκολη ανάγνωσή του. Στα μειονεκτήματα συγκαταλέγεται η αδυναμία απεικόνισης σχέσεων αλληλεξάρτησης (δεσμός διπλής κατεύθυνσης) μεταξύ των εννοιών. Ο εννοιολογικός χάρτης με μορφή «διαγράμματος ροής» οργανώνει την πληροφορία σε γραμμική βάση. Το λογικά διατεταγμένο μοντέλο απεικόνισης των πληροφοριών προσφέρει ευκολία ανάγνωσης και κατανόησης, όμως ο μινιμαλιστικός τρόπος απεικόνισης έχει ως αποτέλεσμα την παράλειψη δεδομένων από το χάρτη. Επιπρόσθετα, δεν ενδείκνυται για τη ανάπτυξη της επιχειρηματολογικής ικανότητας. Ο «συστηματικός» εννοιολογικός χάρτης οργανώνει τις πληροφορίες σε μια μορφή που είναι παρόμοια με αυτή του διαγράμματος πληροφορίας με την προσθήκη εισόδων και εξόδων. Εμφανίζει μεγαλύτερη πληρότητα, καθώς δύναται να απεικονίσει όλες τις έννοιες και τις μεταξύ τους σχέσεις. Άμεση συνέπεια των πλεονεκτημάτων του, είναι η σύνθετη μορφή τους και η δυσκολία στην ανάπτυξή τους. Υπόβαθρο της έννοιας του εννοιολογικού χάρτη αποτέλεσε το θεωρητικό πλαίσιο περί εκπαιδευτικής ψυχολογίας και η θεωρία μάθησης του [Ausubel et. al (1978)], σύμφωνα με την οποία, η μάθηση επέρχεται με την ένταξη των νέων εννοιών σε προϋπάρχοντα εννοιολογικά σχήματα του εκπαιδευόμενου. Αξίζει να επισημάνουμε ότι ο κάθε εκπαιδευόμενος διαφέρει στην ποσότητα και στην ποιότητα της ήδη υπάρχουσας γνώσης, όπως επίσης και στα κίνητρα για την αναζήτηση της διασύνδεσης της νέας γνώσης με τη προϋπάρχουσα [Novak, Canas 2008)]. Έτσι, είναι σημαντική σε μια διδασκαλία η αναζήτηση και η αξιοποίηση κατάλληλων, ευέλικτων και μαθητοκεντρικών εργαλείων, όπως ο εννοιολογικός χάρτης, για τη διερεύνηση των αντιλήψεων των εκπαιδευομένων. Η αναπαράσταση ιδεών ως εικόνα ενεργοποιεί διεργασίες αποθήκευσης πληροφοριών στον εγκέφαλο και έρχεται σε συμφωνία με την θεωρία του Gardner περί πολλαπλών τύπων νοημοσυνών [(Gardner (1993)] μια και σχετίζεται ένας εννοιολογικός χάρτης και με την οπτικοχωρική νοημοσύνη, που χαρακτηρίζει την ικανότητα να αναγνώρισης και συσχέτισης πραγμάτων στο χώρο. Υλοποίηση Εννοιολογικών χαρτών Το Ινστιτούτο ΙΗMC (Ιnstitute for Human and Machine Cognition) και μετά από πρωτοβουλία των Novak και Cañas, έχει αναπτύξει το λογισμικό CmapTools [IHMC CmapTools (2010)] στοχεύοντας στη δημιουργία ενός δικτυακού περιβάλλοντος α- τομικής αλλά και συλλογικής ανάπτυξης νοητικών χαρτών. Το λογισμικό αυτό στην ατομική αλλά και τη δικτυακή του έκδοση προσφέρεται δωρεάν και είναι ευρύτατα

74 Αφροδίτη Βενέτη, Σταυρούλα Γατέα, Βασίλειoς Μπελεσιώτης 73 διαδεδομένο λόγω της απλότητας και λειτουργικότητάς του αλλά και των δυνατοτήτων διαδικτυακής συνεργασίας που προσφέρει. Στην τελευταία του έκδοση απέκτησε και δυνατότητες κωδικοποίησης οντολογιών, οδεύοντας, έτσι, σε πιο οργανωμένη και τυπική παρουσίαση της γνώσης. 3. Το διδακτικό υλικό Για την υλοποίηση των εννοιολογικών χαρτών που απεικονίζουν έννοιες δικτύωσης όπως αναφέρονται στο βιβλίο Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών, χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον CmapTools. Υλοποιήθηκε δε ένας εννοιολογικός χάρτης για κάθε κεφάλαιο του βιβλίου, ο οποίος εξυπηρετεί τους στόχους του αντίστοιχου κεφαλαίου. Ο κάθε χάρτης μπορεί να διασπαστεί σε επιμέρους, καθώς αποτελείται από αυτοτελείς ενότητες, οι οποίες συνήθως αντιστοιχούν στις υποπαραγράφους του κεφαλαίου. Το παράδειγμα που ακολουθεί στοχεύει να καταδείξει την πορεία εργασίας για τη δημιουργία εννοιολογικού χάρτη που αναφέρεται σε μια υποενότητα του έβδομου κεφαλαίου του παραπάνω βιβλίου. Στάδια κατασκευής των εννοιολογικών χαρτών Η αναπαράσταση των εννοιών και των σχέσεων που περιλαμβάνονται στο σχολικό εγχειρίδιο θα εξελιχθεί σε μια σειρά από στάδια, όπως αναφέρεται στο [Belesiotis, Alexandris (2009)]. Στάδιο 1: Επιλογή. Επικέντρωση σε ένα θέμα και εντοπισμός σχετικών λέξεων και φράσεων. Αρχικά καλούμαστε να προσδιορίσουμε σε ποια ερώτηση οφείλει να απαντά ο εννοιολογικός χάρτης. Η ερώτηση, στην οποία απαντά ο εννοιολογικός χάρτης του παραδείγματος που ακολουθεί, είναι «ποια η σχέση μεταξύ της αρχιτεκτονικής OSI και του μοντέλου TCP/IP και ποια πρωτόκολλα χρησιμοποιεί το κάθε επίπεδο του μοντέλου TCP/IP». Έτσι, με αυτή την ερώτηση εντοπίζουμε τις σχετικές έννοιες και φράσεις. Στη εικόνα 1 φαίνονται (με κόκκινο χρώμα) οι σχετικές έννοιες (αρχιτεκτονική, μοντέλο OSI, επίπεδα, TCP/IP, Φυσικό επίπεδο κ.ά.), ενώ με μπλε χρώμα οι φράσεις που καταδεικνύουν τις σχέσεις μεταξύ των εννοιών (δεν έρχεται σε σύγκρουση, δεν αντιστοιχούν σε επίπεδα, αντιστοιχούν κ.ά.) από ένα απόσπασμα του κεφαλαίου.

75 74 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Εικόνα 1. Απόσπασμα από το βιβλίο με σημειωμένες τις έννοιες και σχέσεις Στάδιο 2: Διάταξη Τα προηγούμενα έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας ιεραρχικής δομής από το πιο αφηρημένο και περιληπτικό στο πιο διακριτό και συγκεκριμένο. Εδώ έχουμε ως γενική έννοια τα μοντέλα OSI και TCP/IP, ενώ τις επιμέρους έννοιες τις αποτελούν τα επίπεδα του κάθε μοντέλου και τα πρωτόκολλα που αντιστοιχούν σε κάθε ένα από αυτά. Τα πρωτόκολλα θα μπορούσαν να αποτελέσουν τη γενική έννοια ενός άλλου εννοιολογικού χάρτη που θα περιείχε τα χαρακτηριστικά αυτών, αυξάνοντας, έτσι, το επίπεδο λεπτομέρειας.

76 Αφροδίτη Βενέτη, Σταυρούλα Γατέα, Βασίλειoς Μπελεσιώτης 75 Στάδιο 3: Ομαδοποίηση Γίνεται Ομαδοποίηση των ιδεών που έχουν κοινό επίπεδο αφαίρεσης και συσχετίζονται στενά. Στο συγκεκριμένο απόσπασμα του βιβλίου που εξετάζουμε είναι ευδιάκριτες οι ομάδες, ενώ σε άλλα σημεία του βιβλίου δεν προκύπτει τόσο εύκολα η ομαδοποίηση των εννοιών. Για την ακρίβεια θα μπορούσαμε να θεωρήσουμε ως μία ο- μάδα τα μοντέλα OSI και TCP/IP, με μια δεύτερη να αποτελείται από το φυσικό επίπεδο, το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων, το επίπεδο δικτύου, το επίπεδο μεταφοράς, το επίπεδο συνόδου, το επίπεδο παρουσίασης και το επίπεδο εφαρμογής της αρχιτεκτονικής OSI. Μία τρίτη ομάδα αποτελείται από τα επίπεδα πρόσβασης δικτύου, δικτύου, μεταφοράς και εφαρμογής του μοντέλου TCP/IP. Η δεύτερη και τρίτη ομάδα θα μπορούσαν να συμπτυχθούν σε μια ευρύτερη ομάδα των επιπέδων γενικότερα, εξαιτίας της στενής μεταξύ τους σχέσης. Τέλος μία ακόμη ομάδα είναι τα πρωτόκολλα Διαδικτύου (Internet Protocol, IP), Μηνύματος Ελέγχου Διαδικτύου (Internet Control Message Protocol, ICMP), Αυτοδύναμων Πακέτων Χρήστη (User Datagram Protocol, UDP), Ελέγχου Μετάδοσης (Transmission Control Protocol, TCP), Απομακρυσμένης Σύνδεσης (Telecommunications Network, Telnet), Μεταφοράς Απλού Ταχυδρομείου (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP), Απλή Μεταφορά Αρχείων (Trivial File Transfer Protocol, TFTP), Μεταφοράς Αρχείων (File Transfer Protocol, FTP). Στάδιο 4: Ταξινόμηση. Ταξινόμηση ιδεών και φράσεων σε διαγραμματική αναπαράσταση. Οι κόμβοι του εννοιολογικού χάρτη δημιουργούνται από τις ιδέες και τις φράσεις και συνδέονται με γραμμές, οι οποίες φέρουν το όνομα και το είδος της συσχέτισης των δύο κόμβων. Αυτό το βήμα έρχεται ως επακόλουθο των προηγούμενων δύο και α- πόρροιά του είναι η απεικόνιση των εννοιών στο χάρτη και η σχετική ταξινόμησή τους στο χώρο. Για το σχετικό παράδειγμά προκύπτει το παρακάτω διάγραμμα της εικόνας 2.

77 76 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Εικόνα 2. Ταξινομημένες έννοιες χάρτη Στάδιο 5: Σύνδεση και προσθήκη συσχετισμών Το είδος της συσχέτισης προσδιορίζεται από την κατεύθυνση των δεσμών και μπορούμε να έχουμε είτε μονής κατεύθυνσης εξαρτήσεις, είτε αλληλεξαρτήσεις, είτε σχέσεις χωρίς καθόλου κατεύθυνση. Σε αυτό το βήμα συμπληρώνεται ο εννοιολογικός χάρτης με την προσθήκη των δεσμών μεταξύ των κόμβων (εικόνα 3).

78 Αφροδίτη Βενέτη, Σταυρούλα Γατέα, Βασίλειoς Μπελεσιώτης 77 Εικόνα 3. Εννοιολογικός χάρτης μετά την προσθήκη συσχετισμών

79 78 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Στάδιο 6: Επιλογή τύπου εννοιολογικού χάρτη Στη συνέχεια επιλέγουμε τον τύπο του χάρτη που θα δημιουργήσουμε. Αρχικά θα προτιμήσουμε τον ιεραρχικό τύπο με τη δομή του να υπακούει από το γενικό προς το ειδικό, από τα αριστερά προς τα δεξιά. Στο σύνολο της εργασίας έχουμε δημιουργήσει διαφορετικά είδη χαρτών, που προέκυψαν από τη διαφορετική στοχοταξινομία και δομή του κάθε κεφαλαίου. Στάδιο 7: Προσθήκη πληροφοριών στο χάρτη Για την ολοκλήρωση του χάρτη προσθέτουμε πληροφορίες, μέσα από το βιβλίο, στις έννοιες που χρήζουν επεξήγησης, έτσι ώστε να μη χρειάζεται ο εκπαιδευόμενος να ανατρέξει στο βιβλίο. Αυτό διευκολύνει τη διαδικασία της απόκτησης της γνώσης, καθώς οι πληροφορίες διαθέσιμες και εύκολα προσβάσιμες τη στιγμή που αυτός τις αναζητά. Οι πληροφορίες εμφανίζονται με το πέρασμα του ποντικιού πάνω από κάθε κόμβο-έννοια. Ένα τέτοιο παράδειγμα φαίνεται στην εικόνα 4. Επιπλέον, έχουμε τη δυνατότητα να εισάγουμε εικόνες σε όποιες έννοιες μπορούν να έχουν μια γραφική αναπαράσταση, ή η γραφική τους αναπαράσταση διευκολύνει τη διασαφήνισή τους. Για παράδειγμα σε κάθε διαφορετικό τύπο καλωδίου, θα μπορούσαμε να ενσωματώσουμε στο κόμβο μια εικόνα, για τη πληρέστερη κατανόησή του (χάρτης κεφαλαίου 3). Ένας κόμβος ή μία συσχέτιση μπορεί να συνοδεύεται από ένα σύνδεσμο, που οδηγεί είτε σε μία ιστοσελίδα είτε σε έναν άλλο εννοιολογικό χάρτη. Η ιστοσελίδα μπορεί να παρέχει πρόσθετες πληροφορίες από κάποιο επίσημο φορέα σχετικές με την έννοια, ενώ η διασύνδεση με κάποιον άλλο χάρτη γίνεται διότι η έννοια μπορεί να εξετάζεται από διαφορετική σκοπιά, είτε περιγράφεται σε μεγαλύτερο βάθος, είτε να γίνει η σύνδεση με προηγούμενη γνώση. Παράδειγμα σύνδεσης με άλλο χάρτη δίνεται στην εικόνα 4. Τέλος, είναι δυνατή η προσθήκη επεξηγηματικών σχολίων, που βοηθούν τον αναγνώστη στη πλοήγηση του χάρτη.

80 Αφροδίτη Βενέτη, Σταυρούλα Γατέα, Βασίλειoς Μπελεσιώτης 79 Εικόνα 4. Σύνδεση με άλλο εννοιολογικό χάρτη Στάδιο 7: Μορφοποίηση του χάρτη Για την διευκόλυνση της πλοήγησης στο χάρτη κάνουμε διάφορες εικαστικές παρεμβάσεις. Στο παράδειγμά υιοθετούμε κοινούς κανόνες μορφοποίησης για όλους τους εννοιολογικούς χάρτες του βιβλίου. Συγκριμένα επισημαίνουμε τις κεντρικές έννοιες χρωματίζοντας τους κόμβους, από τη χρωματική διαβάθμιση διαφαίνεται και η ιεράρχησή τους. Ακόμα, για να ξεχωρίζουν οι κόμβοι που διαθέτουν επιπρόσθετη πληροφορία, διαφοροποιήσαμε το χρώμα του περιγράμματός τους, διότι για να δει κάποιος την πρόσθετη πληροφορία πρέπει να εστιάσει πάνω στον κόμβο και ίσως αν δεν γνωρίζει την ύπαρξη της πρόσθετης πληροφορίας να μην την παρατηρήσει.

81 80 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Στάδιο 8: Έλεγχος χάρτη Ελέγχουμε τον εννοιολογικό χάρτη για τυχόν σφάλματα και για να εξακριβώσουμε τη λογική συνοχή των προτάσεων που προκύπτουν από την ανάγνωσή του. 4. Διδακτική αξιοποίηση Όπως ήδη αναφέρθηκε στην ενότητα του θεωρητικού πλαισίου οι εννοιολογικοί χάρτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο από τον καθηγητή, όσο και από τον εκπαιδευόμενο ποικιλοτρόπως. O εννοιολογικός χάρτης μπορεί να αξιοποιηθεί από και για την κινητοποίηση του ενδιαφέροντος του μαθητή και την ανταλλαγή ιδεών μεταξύ των εκπαιδευομένων. Επίσης, ενέχει μεταγνωστικό χαρακτήρα, καθώς ο εκπαιδευόμενος αντιλαμβάνεται, κατευθύνει, αξιολογεί τον τρόπο σκέψης του, με συνέπεια να κατανοεί τον τρόπο «ουσιαστικής» μάθησης [Γρηγοριάδου κ.ά. (2003)]. Έτσι ενδεικτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο στην εισαγωγική φάση του μαθήματος, όπου ο εννοιολογικός χάρτης θα αποτελέσει μια σύντομη περιγραφή του περιεχομένου του μαθήματος που θα ακολουθήσει και θα συνδέσει τις διδαχθείσες έννοιες με τις νέες όσο και κατά την ολοκλήρωση ενός μαθήματος ή ενός κύκλου μαθημάτων, ως ανακεφαλαίωση. Μία ακόμα περίπτωση χρήσης του χάρτη είναι η επέκταση ή συμπλήρωσή του οι μαθητές προσθέτουν νέες έννοιες και συσχετίσεις σε έναν ημιδομημένο χάρτη. Στην εικόνα 5 φαίνεται ένας ελλιπής χάρτης που καλούνται οι μαθητές να τον συμπληρώσουν. Ο χάρτης αναφέρεται στα πρωτόκολλα του επιπέδου μεταφοράς. Θα μπορούσε να απουσιάζει όλο το τμήμα του χάρτη που αναφέρεται στο TCP τμήμα (TCP segment) και να ζητείται η επέκτασή του. Αυτή η μορφή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε φάση αξιολόγησης (διαμορφωτικής ή αθροιστικής). Τα οφέλη από τη χρήση των χαρτών με τους προαναφερθέντες τρόπους συνοψίζονται στο ότι, αφενός ο καθηγητής αντιλαμβάνεται το βαθμό κατανόησης των εννοιών και των σχέσεων από τους εκπαιδευόμενους και εντοπίζει τυχόν ελλείψεις και αδυναμίες στις οποίες πρέπει να εστιάσει κατά τη διδασκαλία, αφετέρου οι εκπαιδευόμενοι συνθέτουν ένα σχήμα οργάνωσης της προϋπάρχουσας γνώσης, μπαίνουν στη διαδικασία να ορίσουν και να διευκρινίσουν τις σχέσεις μεταξύ των εννοιών και παράλληλα να ελέγξουν οι ίδιοι το επίπεδο κατανόησης του μαθήματος.

82 Αφροδίτη Βενέτη, Σταυρούλα Γατέα, Βασίλειoς Μπελεσιώτης 81 Εικόνα 5. Εννοιολογικός χάρτης προς συμπλήρωση

83 82 Workshop on Informatics in Education WIE Επίλογος Στη παρούσα εργασία παρουσιάστηκαν τα στάδια και η δημιουργία διδακτικού υλικού εννοιολογικών χαρτών στο σχολικό βιβλίο «Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών» του μαθήματος Δίκτυα Υπολογιστών II, της Ειδικότητας Υποστήριξη συστημάτων, Εφαρμογών Δικτύων Η/Υ της Γ τάξης των Επαγγελματικών Λυκείων του Τομέα Πληροφορικής και παρουσιάστηκαν ενδεικτικές προτάσεις χρήσης τους στη διδακτική διαδικασία. Πιστεύουμε ότι η δημιουργία διδακτικού υλικού εννοιολογικών χαρτών πρέπει να αποτελέσει αντικείμενο περαιτέρω εργασίας και έρευνας, μέσω της εφαρμογής και αξιολόγησης διδακτικών σεναρίων, που περιλαμβάνουν εννοιολογικούς χάρτες. Τέτοιο διδακτικό υλικό πρέπει να υπάρξει, σε οργανωμένο επίπεδο από το σχολικό σύστημα, για κάθε ενότητα όλων των σχολικών βιβλίων προς την κατεύθυνση πιο αποτελεσματικών διδασκαλιών και στα Επαγγελματικά Λύκεια. Αναφορές 1. Ausubel D., Novak J., Hanesian H. (1978), Educational Psychology: A cognitive view, (2nd ed.) New York: Holt, Rinehart & Winston. 2. Buzan, T. (1996), The Mind Map Book, Penguin Books, ISBN Belesiotis V., Alexandris N. (2009), A scenario for the development and use of teaching-oriented ontologies, International Journal of Metadata, Semantics and Ontologies (IJMSO), Volume 4 - Issue IHMC CmapTools (2010), (προσπελάστηκε ) 5. Conlon, T., (2002), Information mapping as support for learning and teaching, Computer Education, Vol. 102, pp Gardner, H. (1993), Multiple Intelligences. The Theory in Practice, Basic Books, New York. 7. Gruber, T.R. (1993), A Translation Approach to Portable Ontology Specification in Knowledge Acquisition, 5(2), , ISSN Novak J. D., Cañas A. J. (2008), The Theory Underlying Concept Maps and How to Construct and Use Them, Technical Report IHMC CmapTools Rev , Florida Institute for Human and Machine Cognition. 9. Αρβανίτης Κ., Κολυβάς, Γ., Ούτσιος Σ. (2008), Τεχνολογία Επικοινωνιών και Δικτύων, ΥΠΕΠΘ/ΟΕΔΒ, Αθήνα

84 Αφροδίτη Βενέτη, Σταυρούλα Γατέα, Βασίλειoς Μπελεσιώτης Γρηγοριάδου Μ., Γουλή E., Γογούλου Α. (2003), Ο εννοιολογικός χάρτης στη μαθησιακή διαδικασία της Εκπαίδευσης από Απόσταση, Στο Α. Λιοναράκης (Επιμ.) Πρακτικά Εισηγήσεων 2ου Συνεδρίου για την Ανοικτή και εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση, (Πάτρα, Μαρτίου 2003), Κόμης Β. (2005), Εισαγωγή στη Διδακτική της Πληροφορικής, Κλειδάριθμος, Α- θήνα. 12. Ματσαγγούρας Η. (2001), Στρατηγικές ιδασκαλίας. Η κριτική σκέψη στη ιδακτική Πράξη. Θεωρία και Πράξη της ιδασκαλίας, Gutenberg. Abstract Knowledge representation technologies, especially concept maps which are widely used, have been proved versatile in educational procedures. As concepts complexity of courses is being increased, the relationships between them become abstruse; therefore the support of such technologies is needed. This article focuses on such a course, the Computer Networks II, which is being taught in technical vocational-education level (epaggelmatiko lykeio, or EPA.L). Particularly, concept maps have been developed in reference to the book Technologia Diktywn Ypologistwn. Concept mapping has been assessed as a methodology and technique of knowledge representation. Furthermore it has been related to the cognitive theories, indicating the didactic benefits caused by its use. What is more, the construction levels have been presented since the concept maps are being developed according tο a certain methodology. Finally, some case studies for its use for educational purposes have been proposed. Key words: concept mapping, knowledge representation, didactics of Informatics, EPAL.

85

86 Εμπειρική Έρευνα σε Εκπαιδευτικούς για τις Διδακτικές Προσεγγίσεις στο Μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον Σπ. Δουκάκης 1, Χρ. Κοίλιας 2, Ν. Αδαμόπουλος 3 1 ΠΤΔΕ, Παν. Αιγαίου, 2 Τμήμα Πληροφορικής, ΤΕΙ Αθήνας, 3 ΚΕΠΛΗΝΕΤ Ηλείας, Περίληψη 1127 εκπαιδευτικοί πληροφορικής που διδάσκουν στη δημόσια και ιδιωτική εκπαίδευση το μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (ΑΕΠΠ) συμμετείχαν σε ποσοτική εμπειρική έρευνα με τη χρήση e-ερωτηματολογίων, κατά το σχολικό έτος Τα e-ερωτηματολόγια περιελάμβαναν 252 ερωτήσεις, με τις οποίες διερευνώνται πλήθος παραμέτρων που σχετίζονται με το μάθημα. Στην εργασία παρουσιάζεται το τμήμα της έρευνας που αφορά στις διδακτικές προσεγγίσεις που ακολουθούν οι εκπαιδευτικοί κατά τη διδασκαλία του μαθήματος ΑΕΠΠ. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, αναδεικνύεται ότι οι εκπαιδευτικοί δεν έχουν ενσωματώσει επαρκώς τη σπειροειδή προσέγγιση στη διδασκαλία τους. Επίσης, παρατηρείται ποικιλομορφία στις διδακτικές προσεγγίσεις των εκπαιδευτικών κατά τη διδασκαλία των αλγοριθμικών εννοιών. Λέξεις κλειδιά: Διδακτικές προσεγγίσεις, ανάπτυξη εφαρμογών σε προγραμματιστικό περιβάλλον, εμπειρική έρευνα. 1. Εισαγωγή Η Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (ΑΕΠΠ), περιλαμβάνεται στα μαθήματα του κύκλου Πληροφορικής και Υπηρεσιών της Τεχνολογικής Κατεύθυνσης του Γενικού Λυκείου, διδάσκεται στη Γ και στη Δ τάξη ημερησίων και εσπερινών λυκείων από το σχολικό έτος και εξετάζεται σε πανελλαδικό επίπεδο. Το μάθημα διαφοροποιείται σε τρία σημεία σε σχέση με τα υπόλοιπα πανελλαδικώς εξεταζόμενα μαθήματα. 1. Αποτελείται από διδακτικό πακέτο που περιλαμβάνει βιβλίο μαθητή, τετράδιο μαθητή και βιβλίο για τον καθηγητή [Βακάλη κ.α. (2010)]. 2. Ως μεθοδολογία διδασκαλίας τού μαθήματος προτείνεται η σπειροειδής προσέγγιση των ενοτήτων του. 3. Το μάθημα χαρακτηρίζεται εργαστηριακό.

87 86 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Το μάθημα αποτέλεσε ένα εξ ολοκλήρου νέο γνωστικό αντικείμενο για τη δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Παρόλα αυτά όμως α) δεν συνοδεύτηκε από κάποιον υποστηρικτικό μηχανισμό, που θα βοηθούσε τους διδάσκοντες και θα λειτουργούσε ανατροφοδοτικά και β) δεν διερευνήθηκαν ποτέ οι απόψεις των διδασκόντων, αλλά και των μαθητών για το μάθημα, μέσω κάποιου επίσημου φορέα. Ωστόσο, οι πρωτοβουλίες μάχιμων εκπαιδευτικών και ερευνητών συνεισέφεραν στη συζήτηση και στην υποστήριξη του μαθήματος. Με δεδομένο ότι το μάθημα διδάσκεται στα σχολεία περισσότερα από δέκα χρόνια και με αφορμή ενδεχόμενες αλλαγές για την εισαγωγή των μαθητών και μαθητριών στην τριτοβάθμια εκπαίδευση, παρουσιάζει ενδιαφέρον η διερεύνηση των απόψεων, των πρακτικών, των στάσεων και των αντιλήψεων των εκπαιδευτικών που καλούνται να διδάξουν το μάθημα. Στο πλαίσιο αυτό θεωρήθηκε ότι η πραγματοποίηση μιας έρευνας για τη διερεύνηση και την αποτύπωση πλήθους ζητημάτων του μαθήματος, θα ήταν χρήσιμη για την εκπαιδευτική κοινότητα. Η παρούσα εργασία εστιάζει σε ένα μέρος αυτής της έρευνας και πιο συγκεκριμένα στη διδακτική μεθοδολογία και τις διδακτικές προσεγγίσεις που ακολουθούν οι εκπαιδευτικοί κατά τη διδασκαλία του μαθήματος. 2. Βιβλιογραφική ανασκόπηση Στο μάθημα ΑΕΠΠ διδάσκονται οι τρεις αλγοριθμικές συνιστώσες (δομή ακολουθίας, δομή επιλογής και δομή επανάληψης), η δομή δεδομένων του πίνακα και στη συνέχεια διδάσκονται οι τρεις παραπάνω συνιστώσες και οι πίνακες σε επίπεδο προγραμματισμού με τη ΓΛΩΣΣΑ. Τέλος, η διδακτέα-εξεταστέα ύλη περιλαμβάνει τα υποπρογράμματα, τα οποία συμπεριλήφθηκαν στην ύλη το σχολικό έτος Με σκοπό την υποστήριξη του εκπαιδευτικού και τη διευκόλυνση της μάθησης του μαθητή, τόσο το βιβλίο μαθητή με την δομή που έχει, όσο στο βιβλίο καθηγητή με τις οδηγίες που παρέχει «κατευθύνουν» τη μελέτη και τον τρόπο διδακτικής προσέγγισης για τη διδασκαλία των αλγοριθμικών δομών. Ωστόσο, στο εισαγωγικό σημείωμα του βιβλίου καθηγητή, οι συγγραφείς του διδακτικού πακέτου αναφέρουν ότι: «Το βιβλίο αυτό σε καμιά περίπτωση δεν αποτελεί πανάκεια για τη διεξαγωγή του μαθήματος. Θα πρέπει πάντως να σημειώσουμε, ότι το βιβλίο καθηγητή δεν αποτελεί υποχρεωτικό υλικό για την οργάνωση και διεξαγωγή του μαθήματος. Η χρησιμοποίησή του ή όχι επαφίεται σε σένα. Αποτελεί όμως σίγουρα ένα σημείο αναφοράς» [Βακάλη κ.α. (1999) σ. 3]. Ταυτόχρονα, το νέο αυτό γνωστικό αντικείμενο, έδωσε ώθηση στην έρευνα σχετικά με τη διδασκαλία της αλγοριθμικής και του προγραμματισμού στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Έτσι, η έρευνα εκτός των άλλων εστιάστηκε α) στη διερεύνηση των παρανοήσεων των μαθητών/τριών (βλέπε για παράδειγμα εργασίες των Τζιμογιάννη κ.α. (2005); Γρηγοριάδου κ.α. (2004); Αδαμόπουλου (2010) και β) στις διδακτικές προσεγγίσεις για τη διδασκαλία συγκεκριμένων ζητημάτων του μαθήματος (βλέπε

88 Σπ. Δουκάκης, Χρ. Κοίλιας, Ν. Αδαμόπουλος 87 για παράδειγμα εργασίες των Γρηγοριάδου κ.α. (2002); Βρακόπουλος κ.α. (2009), Κανίδης κ.α. (2010) (υπό δημοσίευση). Αναδεικνύεται από τα παραπάνω ότι η διδασκαλία αποτελεί ένα πολύπλοκο σύστημα, το οποίο απαιτεί ποικίλες προσεγγίσεις και ενσωμάτωση όλων των γνώσεων των εκπαιδευτικών. Υποστηρίζεται από τη βιβλιογραφία [Spiro et al. (1988); Putnam et al. (2000)] ότι η πολυπλοκότητα των εννοιών και των επιλογών μέσα στο ευρύ πλαίσιο της διδασκαλίας δημιουργεί ένα πεδίο που δεν «έχει γερά θεμέλια». Πιο συγκεκριμένα αναφέρεται ότι όπως στις ιατρικές διαγνώσεις, στη λήψη αποφάσεων και στη συγγραφή, έτσι και η ειδίκευση στην διδασκαλία εξαρτάται από την ευελιξία και τις εφαρμογές του συστήματος γνώσης το οποίο πρέπει συνεχώς να μεταβάλλεται και να εξελίσσεται βασισμένο στο πλαίσιο που θα έχει εφαρμογή. Με άλλα λόγια, η διδασκαλία μοιάζει με διάφορα πραγματικά προβλήματα τα οποία δεν έχουν μία γνωστή σωστή ή αποδοτικότερη λύση σε σχέση με κάποια άλλη λύση. 3. Ο σχεδιασμός και η διεξαγωγή της έρευνας Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται τμήμα της έρευνας που σχεδιάστηκε για να μελετήσει και να καταγράψει τις απόψεις, τις θέσεις και τις προτάσεις των εκπαιδευτικών που έχουν διδάξει το μάθημα ΑΕΠΠ. Για να μελετηθεί το θέμα, επιλέχθηκε η πραγματοποίηση μίας εμπειρικής ποσοτικής έρευνας, η οποία αποτελεί επεξηγηματική μελέτη σφυγμομέτρησης [Bird et al. (1999)] με δύο e-ερωτηματολόγια που περιελάμβαναν ως επί το πλείστον ερωτήσεις κλειστού τύπου. Επιπλέον, στο τέλος κάθε ενότητας ερωτήσεων, οι συμμετέχοντες είχαν τη δυνατότητα να καταγράψουν τις απόψεις τους σε μία ερώτηση ανοικτού τύπου. Το πρώτο ερωτηματολόγιο δημιουργήθηκε για να ερευνήσει την τεχνολογική, παιδαγωγική γνώση και τη γνώση περιεχομένου (Technological, Pedagogical and Content Knowledge, TPACK) [Mishra & Koehler (2006)] των εκπαιδευτικών και περιελάμβανε 29 ερωτήσεις [Doukakis et al. (2010)]. Το δεύτερο ερωτηματολόγιο στόχευε να ερευνήσει πλήθος ζητημάτων του μαθήματος και περιελάμβανε 223 ερωτήσεις κλειστού και ανοικτού τύπου. Για το σχεδιασμό του λήφθηκαν υπόψη α) η έρευνα των Κοίλια κ.α. (2004) και β) ανακοινώσεις και δημοσιεύσεις σχετικά με το μάθημα. Υπήρχαν ερωτήσεις για τη διερεύνηση α) του τρόπου διδασκαλίας της κωδικοποίησης αλγορίθμων, β) του τρόπου χρήσης του εργαστηρίου κατά τη διδασκαλία του μαθήματος και τον τρόπο που αυτό αξιοποιείται, γ) του βαθμού αξιοποίησης του διδακτικού πακέτου και την ικανοποίηση των διδασκόντων από αυτό, δ) της ανάγκης αύξησης των ωρών διδασκαλίας του μαθήματος, ε) θεμάτων διδακτικής προσέγγισης του μαθήματος, στ) των μεθόδων αξιολόγησης που χρησιμοποιούν οι εκπαιδευτικοί, ζ) των απόψεων των εκπαιδευτικών για τη βαθμολόγηση των γραπτών των πανελληνίων εξετάσεων, η) του εκπαιδευτικού υλικού που χρησιμοποιούν οι εκπαιδευτικοί, θ) του τρόπου ενημέρωσης των εκπαιδευτικών για ζητήματα του μαθήματος, ι) της επιμόρφωσης των εκπαιδευτικών στο μάθημα και ια) του προφίλ των

89 88 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 συμμετεχόντων στην έρευνα [Δουκάκης κ.α. (2010)]. Τα ερωτηματολόγια αναπτύχθηκαν ηλεκτρονικά μέσω του δικτυακού τόπου Η συμπλήρωση ήταν δυνατή μόνο ηλεκτρονικά μέσω του διαδικτύου. Η πρώτη ανακοίνωση για την έρευνα και την έναρξη συμπλήρωσης των ερωτηματολογίων έγινε στο διαδικτυακό βήμα συζήτησης «Το Στέκι των Πληροφορικών» στις 13/11/2009. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στη συνέχεια προέρχονται από την επεξεργασία των δεδομένων 1127 ερωτηματολογίων. Το δείγμα της έρευνας δεν προέκυψε με την εφαρμογή τυχαίας δειγματοληψίας, αλλά προήλθε από τους εκπαιδευτικούς που αποφάσισαν να συμπληρώσουν τα e-ερωτηματολόγια. Σύμφωνα με τα τελευταία διαθέσιμα στοιχεία της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας (ΕΣΥΕ, σχολικό έτος ), οι διδάσκοντες και οι διδάσκουσες Πληροφορικής των Γενικών Λυκείων α- νέρχονται σε Το δείγμα της έρευνας είναι πληθυσμιακά αντιπροσωπευτικό ανά περιφέρεια και ανά φύλο. 4. Αποτελέσματα της έρευνας Στις ακόλουθες παραγράφους θα παρουσιαστούν τα δημογραφικά στοιχεία του δείγματος, θα ακολουθήσει περιγραφική στατιστική του τρόπου διδασκαλίας των αλγοριθμικών συνιστωσών και των δομών δεδομένων, καθώς και των υποπρογραμμάτων. Τέλος, θα παρουσιαστούν οι στατιστικά σημαντικές διαφορές που εμφανίζονται Περιγραφική στατιστική του δείγματος Οι συμμετέχουσες αποτελούν το 35% του δείγματος της έρευνας, έναντι του 39% του συνόλου των γυναικών εκπαιδευτικών Πληροφορικής στα Γενικά Λύκεια (σύμφωνα με τα στοιχεία της ΕΣΥΕ). Η πλειοψηφία των διδασκόντων του δείγματος (62%) κατέχει βασικό τίτλο τριτοβάθμιας εκπαίδευσης, ποσοστό 35% διαθέτει μεταπτυχιακό και οι υπόλοιποι διδακτορικό (3%). Ποσοστό 76% των συμμετεχόντων ανήκουν στον κλάδο ΠΕ19, ενώ οι υπόλοιποι στον κλάδο ΠΕ20. Η ηλικία των συμμετεχόντων είναι σε ποσοστό 96% μικρότερη των 50 ετών, ενώ το 75% είναι κάτω από 40 ετών. Δεν συμμετείχαν στην έρευνα εκπαιδευτικοί άνω των 60 ετών. Η προϋπηρεσία τους στη διδασκαλία του μαθήματος ΑΕΠΠ φαίνεται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1. Προϋπηρεσία των συμμετεχόντων στη διδασκαλία του μαθήματος ΑΕΠΠ Έτη προϋπηρεσίας Ποσοστό % Περισσότερα από 9 19 Η προϋπηρεσία των συμμετεχόντων στη διδασκαλία της Πληροφορικής στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση φαίνεται στην Εικόνα 1.

90 Σπ. Δουκάκης, Χρ. Κοίλιας, Ν. Αδαμόπουλος 89 Εικόνα 1. Έτη προϋπηρεσίας των συμμετεχόντων σε ποσοστά 4.2. Διδακτικές προσεγγίσεις κατά τη διδασκαλία των αλγοριθμικών δομών Στην παράγραφο αυτή θα παρουσιαστεί ο τρόπος διδασκαλίας κάθε αλγοριθμικής συνιστώσας, των πινάκων καθώς και του τρόπου διδασκαλίας των υποπρογραμμάτων. Στη συνέχεια, θα παρουσιαστούν οι στατιστικά σημαντικές διαφορές που εμφανίζονται. Οι εκπαιδευτικοί στην πρώτη ερώτηση που τους τέθηκε, αναδεικνύουν ότι διδάσκουν στο μάθημα τόσο ψευδογλώσσα όσο και ΓΛΩΣΣΑ (Εικόνα 2). Όπως προκύπτει από τα ποσοστά η στάση αυτή φαίνεται να υιοθετείται από το σύνολο σχεδόν των εκπαιδευτικών (ποσοστό 90%) με μία μικρή αλλά όχι αμελητέα εξαίρεση σε ποσοστό 10%. Εικόνα 2. Διδασκαλία κωδικοποίησης αλγορίθμων σε ποσοστά Το βιβλίο όπως ήδη αναφέρθηκε ακολουθεί τη σπειροειδή προσέγγιση διδασκαλίας. Φαίνεται από τα αποτελέσματα της έρευνας ότι η προσέγγιση αυτή έχει ερμηνευτεί με διαφορετικούς τρόπους από τους εκπαιδευτικούς. Έτσι, στους εκπαιδευτικούς ζητήθηκε να απαντήσουν αν συμφωνούν ή διαφωνούν με την πρόταση «Διδάσκω το μάθημα με τη σειρά των κεφαλαίων που υπάρχουν στο βιβλίο». Ποσοστό μεγαλύτερο από 70% δηλώνει ότι δεν διδάσκει το μάθημα με τη σειρά των κεφαλαίων όπως αυτά έχουν καταγραφεί στο διδακτικό πακέτο.

91 90 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Εικόνα 3. Διδακτική προσέγγιση διδασκαλίας των κεφαλαίων σε ποσοστά Τα παραπάνω ποσοστά διαφοροποιήθηκαν σημαντικά, όταν ζητήθηκε από τους εκπαιδευτικούς να απαντήσουν αν συμφωνούν με την πρόταση «Διδάσκω το μάθημα βάσει της σπειροειδούς προσέγγισης που προβλέπουν οι οδηγίες και το διδακτικό πακέτο». Ένας στους δύο εκπαιδευτικούς δήλωσε ότι χρησιμοποιεί τη σπειροειδή προσέγγιση (Εικόνα 4). Εικόνα 4. Η επιλογή της σπειροειδούς προσέγγισης διδασκαλίας των κεφαλαίων σε ποσοστά Ταυτόχρονα όταν ζητήθηκε από τους εκπαιδευτικούς να απαντήσουν αν συμφωνούν ή διαφωνούν με την πρόταση «Ολοκληρώνω τη διδασκαλία όλων των δομών (ακολουθία, επιλογή, επανάληψη, πίνακες) και στη συνέχεια διδάσκω την κωδικοποίηση σε ΓΛΩΣΣΑ», τα ποσοστά συμφωνούν με την προηγούμενη ερώτηση και άρα αναδεικνύεται ότι ένας στους δύο εκπαιδευτικούς χρησιμοποιεί τη σπειροειδή προσέγγιση διδασκαλίας, διδάσκοντας παράλληλα τις αλγοριθμικές συνιστώσες με τον προγραμματισμό στη ΓΛΩΣΣΑ.

92 Σπ. Δουκάκης, Χρ. Κοίλιας, Ν. Αδαμόπουλος 91 Εικόνα 5. Προσέγγιση διδασκαλίας μεταξύ ψευδογλώσσας και ΓΛΩΣΣΑΣ Το βιβλίο καθηγητή προτείνει ένα πρόγραμμα διδασκαλίας των κεφαλαίων του βιβλίου μαθητή βάσει της σπειροειδούς προσέγγισης. Σύμφωνα με αυτό, ο εκπαιδευτικός μπορεί να πραγματοποιεί παράλληλα τη διδασκαλία των αλγοριθμικών δομών στην τάξη και την ανάπτυξη προγραμμάτων στο εργαστήριο. Συνεπώς η σειριακή διδασκαλία αποτελεί το αντίθετο μοντέλο από τη σπειροειδή προσέγγιση και άρα τα ποσοστά στην πρόταση «Διδάσκω το μάθημα με τη σειρά των κεφαλαίων που υπάρχουν στο βιβλίο» και στην πρόταση «Ολοκληρώνω τη διδασκαλία όλων των δομών (ακολουθία, επιλογή, επανάληψη, πίνακες) και στη συνέχεια διδάσκω την κωδικοποίηση σε ΓΛΩΣΣΑ» θα έπρεπε να είναι παρόμοια. Από τα παραπάνω αναδεικνύεται ότι η σπειροειδής προσέγγιση διδασκαλίας έχει ερμηνευτεί με διαφορετικούς τρόπους από τους εκπαιδευτικούς. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, η σπειροειδής προσέγγιση στηρίζεται στις αρχές μάθησης που έχουν αναπτύξει οι Bruner (1966) και Ausubel (1968) και μπορούν να έ- χουν εφαρμογή κατά τη διδασκαλία του προγραμματισμού σε αρχάριους. Ο Ausubel υποστηρίζει τις αρχές α) της προοδευτικής διαφοροποίησης (όπου πρέπει πρώτα να τίθεται το ευρύτερο πλαίσιο, και στη συνέχεια να προσφέρεται η επί μέρους γνώση), β) της ενσωματωμένης συσχέτισης (ο μαθητής να ψάχνει για σχέσεις ανάμεσα σε αυτά που ξέρει και αυτά που μαθαίνει) και γ) της χρήσης των προκαταβολικών οργανωτών (advance organizers), όπου αποτελούν τον τρόπο σύνδεσης της νέας με την παλιά γνώση. Οι προκαταβολικοί οργανωτές είναι τα «κέντρα» πάνω στα οποία θα δομηθεί η νέα γνώση και πρέπει να περιέχουν αρκετά ασαφείς και γενικόλογες έννοιες [Κολιάδης (2002)]. Ταυτόχρονα, η δόμηση της ύλης κατά τον Bruner μπορεί να γίνει με τη μορφή ενός σπειροειδούς διαγράμματος που αποτελείται από ομόκεντρους κύκλους, όπου στους εσωτερικούς θα προβλέπονται οι βασικές έννοιες και ορισμοί και όσο προχωράμε προς τα έξω θα υπάρχουν περισσότερες λεπτομέρειες, διερεύνηση στο θέμα και εμβάθυνση και γενίκευση των γνώσεων [Κολιάδης (2002)]. Σύμφωνα με τον Shneiderman (1977) μία διδακτική προσέγγιση εναρμονισμένη με το παραπάνω γνωσιακό μοντέλο είναι η παράλληλη διδασκαλία ενός μικρού μέρους συντακτικών γνώσεων (εκμάθηση μίας γλώσσας προγραμματισμού) και ενός μικρού μέρους των αλγοριθμικών δομών. Αυτές οι γνώσεις μπορούν να ενσωματωθούν στην γνωσιακή δομή που έχει ήδη αναπτύξει ο μαθητής. Όπως αναφέρει χαρακτηριστικά

93 92 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 «Η γνώση σχετικά με το συντακτικό πρέπει να προσφέρεται σε τακτά χρονικά διαστήματα, αφού ενσωματώνεται μέσω της επανάληψης. Η ανάπτυξη της αλγοριθμικής σκέψης αποκτιέται μέσω ουσιαστικών παραδειγμάτων τα οποία είναι δύσκολο να ξεχαστούν αλλά πρέπει να παρουσιάζονται σε μικρά τμήματα τα οποία είτε θα έχουν μικρές διαφοροποιήσεις, είτε θα είναι υψηλότερου επιπέδου γνώση της προϋπάρχουσας γνώσης» [Shneiderman (1977), σελ. 197]. Συνολικά, η σπειροειδής προσέγγιση διδασκαλίας είναι η παράλληλη απόκτηση συντακτικών και αλγοριθμικών γνώσεων με καθορισμένη σειρά και με την αξιοποίηση κατάλληλων παραδειγμάτων που έχουν αυξανόμενο βαθμό δυσκολίας. Τέλος, είναι χρήσιμο να αναδειχτεί ότι όταν ζητήθηκε από τους εκπαιδευτικούς να απαντήσουν αν συμφωνούν ή διαφωνούν με την πρόταση «Στα κεφάλαια της αλγοριθμικής σχεδίασης με την ψευδογλώσσα (κεφ. 2, 3) δεν διαθέτω πολλές ώρες, αλλά πραγματοποιώ εισαγωγή στις αλγοριθμικές δομές και κωδικοποιώ αλγορίθμους κυρίως σε ΓΛΩΣΣΑ» το μεγαλύτερο ποσοστό (74%) διαφώνησε, αναδεικνύοντας ότι το βάρος της διδασκαλίας τους «πέφτει» στις αλγοριθμικές δομές και λιγότερο στις προγραμματιστικές τεχνικές (Εικόνα 6). Εικόνα 6. Διάθεση ωρών διδασκαλίας μεταξύ αλγοριθμικής και προγραμματισμού Τα παραπάνω αποτελέσματα αφορούσαν συνολικά τη διδασκαλία του μαθήματος ΑΕΠΠ. Παρατηρείται μία σχετική ποικιλία στη φιλοσοφία της διδασκαλίας του μαθήματος. Στην έρευνα καταγράφηκε και η διδακτική προσέγγιση που χρησιμοποιούν οι εκπαιδευτικοί κατά τη διδασκαλία των αλγοριθμικών συνιστωσών, των πινάκων και των υποπρογραμμάτων Δομή ακολουθίας Η πρώτη συνιστώσα αλγόριθμου που διδάσκεται είναι η δομή ακολουθίας. Το βιβλίο μαθητή παρουσιάζει το ακόλουθο απλό πρόβλημα που απαιτεί σειριακή εκτέλεση εντολών: «Να διαβασθούν δύο αριθμοί, να υπολογισθεί και να εκτυπωθεί το άθροισμά τους». Στη συνέχεια α) αναπτύσσει τον αλγόριθμο και β) πραγματοποιεί εικονική ε- κτέλεση του αλγόριθμου. Στο βιβλίο καθηγητή αναφέρει ως προς το ζήτημα της παρουσίασης της δομής: «εισαγωγή στη δομή της ακολουθίας με χρήση απλών παραδειγμάτων». Έτσι στους εκπαιδευτικούς ζητήθηκε να απαντήσουν αν συμφωνούν ή δια-

94 Σπ. Δουκάκης, Χρ. Κοίλιας, Ν. Αδαμόπουλος 93 φωνούν με την πρόταση «Ξεκινώ στη δομή ακολουθίας πρώτα με εκτέλεση αλγορίθμων και μετά με ανάπτυξη αλγορίθμων». Οι εκπαιδευτικοί εμφανίζονται μοιρασμένοι ως προς τον τρόπο που προσεγγίζουν διδακτικά τη δομή ακολουθίας (Εικόνα 7). Εικόνα 7. Διδακτικές προσεγγίσεις στη δομή ακολουθίας σε ποσοστά Δομή επιλογής Στη δομή επιλογής το διδακτικό πακέτο προσεγγίζει με δύο τρόπους τις εντολές α- πλής, σύνθετης, πολλαπλής επιλογής και την περίπτωση των εμφωλευμένων εντολών επιλογής. Στο δεύτερο κεφάλαιο (ψευδογλώσσα) η σειρά διδασκαλίας είναι απλή ε- ντολή επιλογής, σύνθετη εντολή επιλογής, πολλαπλή εντολή επιλογής και, τέλος, εμφωλευμένες εντολές επιλογής. Στο όγδοο κεφάλαιο (ΓΛΩΣΣΑ) η σειρά παρουσίασης των εντολών επιλογής είναι απλή, σύνθετη, εμφωλευμένες εντολές επιλογής και, τέλος, η πολλαπλή εντολή επιλογής. Οι οδηγίες στο βιβλίο καθηγητή προτρέπουν για τη σειρά απλή, σύνθετη, πολλαπλή και εμφωλευμένες εντολές επιλογής, τόσο στο δεύτερο κεφάλαιο, όσο και στο όγδοο κεφάλαιο. Έτσι στους εκπαιδευτικούς ζητήθηκε να επιλέξουν τη σειρά με την οποία διδάσκουν τις εντολές της δομής επιλογής (Εικόνα 8). Στη δομή επιλογής διδάσκω (125) με τη σειρά απλή σύνθετη πολλαπλή εμφωλευμένη 70,00 60,00 62,53 με τη σειρά σύνθετη απλή πολλαπλή εμφωλευμένη 50,00 40,00 με τη σειρά σύνθετη απλή εμφωλευμένη πολλαπλή 30,00 20,00 10,00 0,00 5,18 2,69 6,83 22,77 και τις τρεις εντολές ταυτόχρονα και στη συνέχεια διδάσκω εμφωλευμένη επιλογή τις εντολές απλή σύνθετη στη συνέχεια εμφωλευμένη επιλογή και τέλος την εντολή πολλαπλής επιλογής Εικόνα 8. Διδακτικές προσεγγίσεις στη δομή επιλογής σε ποσοστά

95 94 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Οι εκπαιδευτικοί σε πολύ μεγάλο ποσοστό ακολουθούν τις οδηγίες του διδακτικού πακέτου, αφού οι δύο ακριανές στήλες είναι οι προτεινόμενοι τρόποι διδακτικής προσέγγισης που προβλέπονται από το βιβλίο μαθητή Δομή επανάληψης Στη δομή επανάληψης το διδακτικό πακέτο προσεγγίζει τις εντολές με τη σειρά Ό- σο επανάλαβε, Μέχρις_ότου και τέλος την εντολή Για από μέχρι. Οι οδηγίες του βιβλίου καθηγητή κινούνται στην ίδια κατεύθυνση. Έτσι στους εκπαιδευτικούς ζητήθηκε να επιλέξουν τη σειρά με την οποία διδάσκουν τις εντολές της δομής επανάληψης (Εικόνα 9). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, μόνο ένας στους δύο εκπαιδευτικούς ακολουθεί τις οδηγίες του διδακτικού πακέτου. Ποσοστό 50% των εκπαιδευτικών χρησιμοποιεί διαφορετική διδακτική προσέγγιση για τη διδασκαλία των εντολών επανάληψης, με 1 στους 4 εκπαιδευτικούς να ξεκινά τη διδασκαλία με την εντολή Για από μέχρι. 49,38 Διδάσκω τις εντολές επανάληψης (126) με τη σειρά Όσο Μέχρις_ότου Για 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 23,86 7,47 9,96 9,34 με τη σειρά Για Όσο Μέχρις_ότου και τις τρεις εντολές ταυτόχρονα αρχικά θεωρητικά και τις τρεις εντολές και μετά δουλεύω με ασκήσεις δίνοντας έμφαση πρώτα στη Για αρχικά θεωρητικά και τις τρεις εντολές και μετά δουλεύω με ασκήσεις δίνοντας έμφαση πρώτα στην Όσο Πίνακες Εικόνα 9. Διδακτικές προσεγγίσεις στη δομή επανάληψης σε ποσοστά Στο κεφάλαιο των δομών δεδομένων και στο κεφάλαιο των πινάκων, οι πίνακες προσεγγίζονται με τη σειρά: μονοδιάστατοι, δισδιάστατοι και στη συνέχεια οι επεξεργασίες τους (αναζήτηση, ταξινόμηση, συγχώνευση κ.α.). Από τους εκπαιδευτικούς ζητήθηκε να απαντήσουν αν συμφωνούν ή διαφωνούν με την πρόταση: «Διδάσκω πρώτα μονοδιάστατους πίνακες και τις επεξεργασίες πινάκων σε αυτούς και στη συνέχεια δισδιάστατους πίνακες και τις επεξεργασίες πινάκων σε αυτούς». Οι εκπαιδευτικοί στη συντριπτική πλειοψηφία (93%) ολοκληρώνουν τους μονοδιάστατους πίνακες και τις επεξεργασίες τους και στη συνέχεια προχωρούν στους δισδιάστατους (Εικόνα 10).

96 Σπ. Δουκάκης, Χρ. Κοίλιας, Ν. Αδαμόπουλος 95 Εικόνα 10. Διδακτικές προσεγγίσεις στους πίνακες σε ποσοστά Υποπρογράμματα Τα υποπρογράμματα προσεγγίζονται από το βιβλίο μαθητή με την παρουσίαση του ακόλουθου απλού προβλήματος χρήσης διαδικασιών και συναρτήσεων: «Να γραφεί πρόγραμμα, το οποίο υπολογίζει το εμβαδό του κύκλου από την ακτίνα του». Όπως χαρακτηριστικά αναφέρεται στο βιβλίο: «το πρόγραμμα είναι πολύ απλό και μπορεί κάλλιστα να γραφεί χωρίς τη χρήση υποπρογραμμάτων» [Βακάλη κ.α. (2010), σελ. 211]. Αρχικά αναλύει το πρόβλημα σε υποπροβλήματα, στη συνέχεια αναπτύσσει τις διαδικασίες και τη συνάρτηση που χρειάζονται και στη συνέχεια εμφανίζει το πρόγραμμα που καλεί τα υποπρογράμματα. Στη συνέχεια πραγματοποιεί εικονική εκτέλεση του προγράμματος. Έτσι στους εκπαιδευτικούς ζητήθηκε να απαντήσουν αν συμφωνούν ή διαφωνούν με την πρόταση «Στον τμηματικό προγραμματισμό διδάσκω πρώτα εκτέλεση προγραμμάτων με υποπρογράμματα και στη συνέχεια αναπτύσσω προγράμματα με υποπρογράμματα». Δύο στους τρεις εκπαιδευτικούς προσεγγίζουν διδακτικά τα υποπρογράμματα αρχικά με εικονική εκτέλεση και στη συνέχεια προχωρούν σε ανάπτυξη προγραμμάτων με υποπρογράμματα (Εικόνα 11). Εικόνα 11. Διδακτικές προσεγγίσεις στα υποπρογράμματα σε ποσοστά Στο κεφάλαιο των υποπρογραμμάτων, η διδακτική προσέγγιση που προτείνεται στο βιβλίο μαθητή είναι: ένα ολοκληρωμένο παράδειγμα χρήσης υποπρογραμμάτων, στη συνέχεια ακολουθούν οι συναρτήσεις και οι διαδικασίες και ολοκληρώνεται με ένα

97 96 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 παράδειγμα του τρόπου που περνούν οι παράμετροι από το πρόγραμμα σε μία διαδικασία. Έτσι στους εκπαιδευτικούς ζητήθηκε να επιλέξουν τη σειρά με την οποία διδάσκουν τα υποπρογράμματα (Εικόνα 12). Εικόνα 12. Διδακτικές προσεγγίσεις στα υποπρογράμματα σε ποσοστά Η εικόνα αναδεικνύει την ποικιλία των διδακτικών προσεγγίσεων που ακολουθούν οι εκπαιδευτικοί. Τα ποσοστά είναι μοιρασμένα και προβάλλουν τη σχετική αυτονομία των εκπαιδευτικών κατά την επιλογή της διδακτικής προσέγγισης για τη διδασκαλία της συγκεκριμένης ενότητας. Μία εξήγηση για την αλλαγή που παρατηρείται ως προς το ζήτημα του βαθμού υιοθέτησης της πρότασης του βιβλίου μαθητή είναι ότι το κεφάλαιο αυτό προστέθηκε στην διδακτέα-εξεταστέα ύλη αργότερα από την έναρξη διδασκαλίας του μαθήματος. Φαίνεται, λοιπόν, ότι οι εκπαιδευτικοί είχαν εγκαθιδρύσει τις πεποιθήσεις τους για τον τρόπο διδασκαλίας του μαθήματος και ως εκ τούτου επέλεξαν με σχετική αυτονομία και χειραφέτηση τον τρόπο που θα διδάξουν το νέο αυτό κεφάλαιο Στατιστικά σημαντικές διαφορές Παρατηρείται θετική συσχέτιση ανάμεσα σε αυτούς που δηλώνουν ότι «Διδάσκουν το μάθημα βάσει της σπειροειδούς προσέγγισης που προβλέπουν οι οδηγίες και το διδακτικό πακέτο» με αυτούς που λαμβάνουν υπόψη τους σε μεγάλο βαθμό κατά τη διδασκαλία τις οδηγίες του βιβλίου καθηγητή (x 2 =22.42, df =4, p<0.05) και με τους συμμετέχοντες που δηλώνουν ότι «Διδάσκουν την κωδικοποίηση αλγορίθμων σε μία δομή (ακολουθία, επιλογή, επανάληψη) πρώτα σε ψευδογλώσσα και προτού προχωρήσουν στην επόμενη δομή διδάσκουν την κωδικοποίηση αλγορίθμων και σε ΓΛΩΣ- ΣΑ» (x 2 =12.75, df=1, p<0.05). Αντίθετα παρατηρείται αρνητική συσχέτιση ανάμεσα στην πρώτη δήλωση και της δήλωσης «Διδάσκω το μάθημα με τη σειρά των κεφαλαίων που υπάρχουν στο βιβλίο» (x 2 =25.08, df=1, p<0.05).

98 Σπ. Δουκάκης, Χρ. Κοίλιας, Ν. Αδαμόπουλος 97 Στις ερωτήσεις που εξέταζαν το «πώς κατανέμουν το διδακτικό χρόνο ανάμεσα σε ψευδογλώσσα και ΓΛΩΣΣΑ» ειδικά «στη Δομή επιλογής», και ομοίως «στη Δομή επανάληψης» και «στους πίνακες», υπήρχε σημαντική θετική συσχέτιση για την κατανομή αυτή ανάμεσα στη δομή επιλογής και τη δομή επανάληψης (Χ 2 = , df=16, p<0.05), ανάμεσα στη δομή επανάληψης και τους πίνακες (Χ 2 =485.64, df=16, p<0.05), και ανάμεσα στη δομή επιλογής και τους πίνακες (Χ 2 =365.09, df=16, p<0.05). Δηλαδή, ενώ σε όλες τις αλγοριθμικές συνιστώσες και τη δομή δεδομένων του πίνακα οι περισσότεροι συμμετέχοντες διαθέτουν σταθερά περισσότερες ώρες στην ψευδογλώσσα σε σχέση με τη ΓΛΩΣΣΑ, ωστόσο στους πίνακες πληθαίνουν οι περιπτώσεις των εκπαιδευτικών που βασίζονται περισσότερο στη ΓΛΩΣΣΑ, χωρίς όμως και πάλι να αποτελούν την πλειοψηφία. Τέλος, στις ερωτήσεις που ερευνούσαν τη σειρά με την οποία διδάσκουν τις εντολές της δομής επιλογής, μεταξύ της απλής, σύνθετης, πολλαπλής και εμφωλευμένων ε- ντολών επανάληψης, και τις εντολές της δομής επανάληψης, μεταξύ των Όσο, Μέχρις_ότου και Για, υπάρχει θετική συσχέτιση (x2=45.82, df=16, p<0.05), δηλαδή αυτοί που ακολουθούν την προτεινόμενη σειρά του διδακτικού πακέτου, το κάνουν τόσο για τη δομή επιλογής όσο και επανάληψης. 5. Συμπεράσματα Ιστορικά, η ειδικότητα των εκπαιδευτικών Πληροφορικής (ΠΕ19-20) έχει προκύψει από άτομα με διαφορετικές αφετηρίες και συνεχίζει να εμπλουτίζεται με απόφοιτους από τμήματα Πληροφορικής που έχουν διαφορετικό προσανατολισμό, δηλαδή διαφορετικά προγράμματα σπουδών που πολλές φορές δεν καλύπτουν κατάλληλα την ύλη των μαθημάτων που διεξάγονται στην δευτεροβάθμια εκπαίδευση και πιο συγκεκριμένα το μάθημα ΑΕΠΠ. Επιπλέον, οι εκπαιδευτικοί Πληροφορικής που διδάσκουν το μάθημα στη συντριπτική πλειοψηφία δεν είχαν παρακολουθήσει το μάθημα ΑΕΠΠ κατά τη φοίτησή τους στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση, αφού δεν υπήρχε ως μάθημα, και έτσι δεν έχουν ε- κτεθεί σε μία άτυπη «μαθητεία» που πιθανώς να επηρέαζε τον τρόπο διδασκαλίας τους [Μαυρογιώργος (2005)]. Έτσι, οι πρώτες εμπειρίες των εκπαιδευτικών προκύπτουν κυρίως από την τριτοβάθμια εκπαίδευση, όπου α) είτε μέσω μαθημάτων κυρίως προγραμματισμού και λιγότερο αλγοριθμικής, β) είτε μέσω της παιδαγωγικής κατάρτισης σε θέματα διδακτικής «σμιλεύονται» οι ίδιοι, εγκαθιδρύοντας απόψεις, α- ντιλήψεις και στάσεις για τον τρόπο με τον οποίο θα μετασχηματίσουν τη δική τους γνώση ώστε να μπορέσουν να διευκολύνουν τη μάθηση των μαθητών τους. Όταν οι απόφοιτοι της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης αναλαμβάνουν τη διδασκαλία του μαθήματος στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση, εκτός από τις προαναφερθείσες εμπειρίες, έχουν ως οδηγό το διδακτικό πακέτο και πιο συγκεκριμένα το βιβλίο καθηγητή. Το βιβλίο του καθηγητή παρότι γράφτηκε με σκοπό να διευκολύνει το εκπαιδευτικό έργο, παρέχοντας μια σειρά από προτάσεις σε θέματα που αφορούν στην οργάνωση του μα-

99 98 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 θήματος, στην παρουσίαση της διδακτέας ύλης, σε πηγές πληροφόρησης, σε θέματα αξιολόγησης της επίδοσης των μαθητών, δεν διατίθεται σε ικανοποιητικά αντίτυπα ώστε να διανεμηθεί σε όλους τους εκπαιδευτικούς και να τους υποστηρίξει. Ωστόσο διατίθεται διαδικτυακά με θετικά και αρνητικά οφέλη. Σύμφωνα με τους συγγραφείς «Το βιβλίο αποτελεί ένα σημείο αναφοράς, που μπορεί να συμβουλευτεί ο εκπαιδευτικός για να προετοιμάσει καλύτερα, εγκυρότερα και ευκολότερα τις παρουσιάσεις, και όχι μόνο, των μαθημάτων του» [Βακάλη κ.α. (1999), σ. 3]. Παρόλα αυτά, η διάθεση των βιβλίων (χωρίς να εξασφαλιστεί ο απαραίτητος χρόνος ώστε οι εκπαιδευτικοί να τα μελετήσουν), η εντατικοποίηση των συνθηκών και των όρων εργασίας (το μάθημα είναι πανελλαδικά εξεταζόμενο) συμβάλλουν ώστε να δυσκολεύονται οι εκπαιδευτικοί να αξιοποιήσουν τα προσφερόμενα εργαλεία και να διαμορφώσουν δημιουργικές προτάσεις [Μαυρογιώργος (2005)]. Ταυτόχρονα, ειδικά για το μάθημα ΑΕΠΠ πλήθος δικτυακών τόπων προσφέρει πλούσιο εκπαιδευτικό υλικό, σκέψεις, προτάσεις και αποτελέσματα συζητήσεων που συνεισφέρουν στο έργο του εκπαιδευτικού. Κατά τη διάρκεια της πορείας τους οι εκπαιδευτικοί προσφέρουν το έργο τους σε ένα πλαίσιο σχετικής αυτονομίας στο οποίο δεν ελέγχονται όλες οι πτυχές της εργασίας τους και οι επιλογές που κάνουν μπροστά στις αντιφάσεις, τις αντιθέσεις και τα διλήμματα που αντιμετωπίζουν καθημερινά [Μαυρογιώργος (2005)]. Μέσα από αυτό το έργο αποκτούν εμπειρίες, τροποποιούν τη διδασκαλία τους και μέσω της άτυπης εμπειρικής έρευνας που οι ίδιοι πραγματοποιούν αποκτούν πεποιθήσεις για τον τρόπο που θα διδάξουν τους μαθητές. Όλα τα παραπάνω αναδεικνύουν διαφοροποιήσεις μεταξύ των εκπαιδευτικών Πληροφορικής και δημιουργούν διαφορετικά επίπεδα αναγκών, τα οποία πρέπει να ικανοποιηθούν με ολοκληρωμένα και σύγχρονα επιμορφωτικά προγράμματα [Δουκάκης κ.α. (2010) (υπό δημοσίευση)]. Αναφορές 1. Ausubel D.P. (1968), Educational psychology: A cognitive view, New York: Holt, Rinehart and Winston. 2. Bird, M., Hammersley, M., Gomm, R. and Woods, P. (1999), Εκπαιδευτική έρευνα στην πράξη, Εγχειρίδιο μελέτης, Πάτρα: ΕΑΠ. 3. Bruner, J. (1966), Toward a theory of instruction, Norton, New York. 4. Doukakis, S., Psaltidou, A., Stavraki, A., Adamopoulos, N., Tsiotakis, P. and Stergou, S. (2010), Measuring the technological pedagogical content knowledge (TPACK) of in-service teachers of computer science who teach algorithms and programming in upper secondary education, in Fernstrom, K., (Ed): Readings in Technology and Education: Proceedings of ICICTE 2010, 8 10 July, Corfu, Greece, pp

100 Σπ. Δουκάκης, Χρ. Κοίλιας, Ν. Αδαμόπουλος Mishra, P. and Koehler, M. J. (2006), Technological Pedagogical Content Knowledge: A new framework for teacher knowledge, Teachers College Record, 108(6), Putnam, R.T. and Borko, H. (2000), What do new views of knowledge and thinking have to say about research on teacher learning? Educational Researcher, 29(1), Shneiderman, B. (1977), Teaching programming: A spiral approach to syntax and semantics, Computers & Education, 1(4), Spiro, R. J., Coulson, R. L., Feltovich, P. J. and Anderson, D. K. (1988), Cognitive flexibility theory: Advanced knowledge acquisition in ill-structured domains, In V. Patel (Ed.), Tenth annual conference of the cognitive science society Hillsdale, NJ: Erlbaum, Αδαμόπουλος, Ν. (2010), Χρησιμοποιώντας τελεστές, εκφράσεις και μεταβλητές λογικού τύπου κατά την ανάπτυξη της αλγοριθμικής σκέψης των μαθητών: δυσκολίες, παρανοήσεις, προτάσεις, στο Γρηγοριάδου, Μ., (Επιμ.), Πρακτικά 5ου Συνεδρίου Διδακτικής της Πληροφορικής, Αθήνα, 9-11Απριλίου 2010, σελ Βακάλη, Α., Γιαννόπουλος, Η., Ιωαννίδης, Χ., Κοίλιας, Χ., Μάλαμας, Κ., Μανωλόπουλος, Ι. και Πολίτης, Π. (2010), Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον, Βιβλίο Μαθητή, Αθήνα: ΥΠΕΠΘ-ΠΙ. 11. Βακάλη, Α., Γιαννόπουλος, Η., Ιωαννίδης, Χ., Κοίλιας, Χ., Μάλαμας, Κ., Μανωλόπουλος, Ι. και Πολίτης, Π. (1999), Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον, Βιβλίο Καθηγητή, Αθήνα: ΥΠΕΠΘ-ΠΙ. 12. Βρακόπουλος, Α., Βρακοπούλου, Ο. και Mακρής, Γ. (2009), Διδακτική προσέγγιση της «Σειριακής Αναζήτησης σε πίνακα» με το PowerPoint VBA, 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο των Εκπαιδευτικών για τις ΤΠΕ, Σύρος, 8-10 Μαΐου Γρηγοριάδου, Μ., Γόγουλου, Α. και Γουλή, Ε. (2002), Εναλλακτικές Διδακτικές Προσεγγίσεις σε Εισαγωγικά Μαθήματα Προγραμματισμού: Προτάσεις Διδασκαλίας, στο Δημητρακοπούλου, Αγ. (Επιμ.), Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου «Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση», Ρόδος, Σεπτεμβρίου 2002, σελ Γρηγοριάδου, Μ., Γόγουλου, Α. και Γουλή, Ε. (2004), Μαθησιακές Δυσκολίες στις Επαναληπτικές Δομές, 29 Σεπτεμβρίου - 3 Οκτωβρίου 2004, σελ Δουκάκης, Σ., Κοίλιας, Χ., Αδαμόπουλος, Ν., Στέργου, Σ., Τσιωτάκης, Π. και Ψαλτίδου, Α. (2010), Το μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον: Εμπειρική έρευνα σε εκπαιδευτικούς στο Σ. Δουκάκης (Επιμ.), Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον, Παρελθόν, Παρόν και Μέλλον, 19-68, Αθήνα, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών.

101 100 Workshop on Informatics in Education WIE Δουκάκης, Σ., Κοίλιας, Χ. και Αδαμόπουλος (2010), Χαρακτηριστικά και προτιμήσεις των εκπαιδευτικών Πληροφορικής για την επιμόρφωση στο μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον, στο Α. Τζιμογιάννης (Επιμ.), Πρακτικά 7ου Πανελλήνιου Συνεδρίου «Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Ε- πικοινωνίας στην Εκπαίδευση», Κόρινθος, Σεπτεμβρίου 2010, σελ. (xxxxxx). 17. Κανίδης, Ε. και Κούλας, I. (2010), Διδακτικές προσεγγίσεις στην εύρεση συχνοτήτων εμφάνισης των περιεχομένων ενός πίνακα, στο xxx (Επιμ.), PCI 2010, Workshop in Education, Τρίπολη, Σεπτεμβρίου 2010, σελ. (xxx-xxx). 18. Κοίλιας, Χ., Δουκάκης, Σ., Γιαννοπούλου, Π. και Ψαλτίδου Α. (2004), Μια στατιστική έρευνα των παραμέτρων διδασκαλίας του μαθήματος «Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον», Πρακτικά 2ης Διημερίδας «Διδακτική της Πληροφορικής», Βόλος, Ιανουαρίου 2004, σελ Κολιάδης, Ε. (2002), Γνωστική ψυχολογία, γνωστική νευροεπιστήμη και εκπαιδευτική πράξη - Μοντέλο επεξεργασίας πληροφοριών, Ιδιωτική Έκδοση. 20. Μαυρογιώργος, Γ. (2005), Το Σχολείο και ο Εκπαιδευτικός: Μια σχέση ζωής και σχετικής αυτονομίας στην υπόθεση της επαγγελματικής ανάπτυξης, στο: Μπαγάκης, Γ. (Επιμ.), Επιμόρφωση & Επαγγελματική Ανάπτυξη του Εκπαιδευτικού, Μεταίχμιο, Αθήνα, σ Τζιμογιάννης, Α., Πολίτης, Π. και Κόμης, Β. (2005), Μελέτη των Αναπαραστάσεων Τελειόφοιτων Μαθητών Ενιαίου Λυκείου για την Έννοια της Μεταβλητής, στο: Τζιμογιάννης Α. (Επιμ.), Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου «Διδακτική της Πληροφορικής», Κόρινθος, 7-9 Οκτωβρίου 2005, σελ Abstract 1127 secondary teachers of Computer Science who teach the course Applications Development in a Programming Environment (ADPE) in public and private education participated in a quantitative empirical research using e-questionnaires during the school year The e-questionnaire included 252 questions, which explores many issues related to the course. The paper presents a part of the research concerning the teaching approaches being taken by teachers. According to the results the teachers are not adequately use the spiral approach to teaching. Also, it appears that teachers use a variety of methods to teach algorithmic concepts. Keywords: Teaching approaches, application development in a programming environment, empirical rresearch

102 Εσωτερική Επιμόρφωση Εκπαιδευτικών Πληροφορικής Αναστάσιος Λαδιάς Σχολικός Σύμβουλος ΠΕ19 Δ/νσεων Δ/θμιας Εκπ/σης Β Αθήνας & Ανατολικής Αττικής Περίληψη Η παρούσα εργασία παρουσιάζει την προσπάθεια δημιουργίας δομών ενδοκλαδικής επιμόρφωσης για εκπαιδευτικούς πληροφορικής της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Το πρόγραμμα επιμόρφωσης έγινε στους καθηγητές πληροφορικής των Διευθύνσεων Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης της Β Αθήνας και της Ανατολικής Αττικής, με την καθοδήγηση του αρμόδιου Σχολικού Συμβούλου Πληροφορικής. Το άρθρο παρουσιάζει τις εκπαιδευτικές δραστηριότητες, τις ανάγκες των επιμορφούμενων και τις λύσεις που εφαρμόστηκαν. Επίσης αναφέρεται το μεγάλο ενδιαφέρον που επέδειξαν οι εκπαιδευτικοί για εθελοντική συμμετοχή στο εκπαιδευτικό πρόγραμμα καθώς και προτάσεις για σχεδίαση μελλοντικών προγραμμάτων. Λέξεις Κλειδιά: Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Εκπαιδευτικοί Πληροφορικής 1. Εισαγωγή Με την έναρξη του ακαδημαϊκού έτους ανέλαβαν υπηρεσία οι πρώτοι σχολικοί σύμβουλοι πληροφορικής, αν και ο κλάδος είχε συσταθεί από το 1993, ενώ μαθήματα πληροφορικής διδάσκονταν στα ελληνικά σχολεία από τις αρχές της δεκαετίας του 1980 [Λαδιάς κ.α. (2010)]. Όσον αφορά στις αρμοδιότητές τους, οι νέοι σύμβουλοι πληροφορικής είχαν να αντιμετωπίσουν συσσωρευμένα προβλήματα δεκαετιών. Σύμφωνα με το καθηκοντολόγιο, «ο Σχολικός Σύμβουλος ως επιμορφωτής των εκπαιδευτικών αναλαμβάνει πρωτοβουλίες επιμόρφωσης των εκπαιδευτικών του κλάδου του στην περιοχή ευθύνης του» [ΥΠΕΠΘ (2002)]. Επίσης όφειλε «να αναπτύξει έργο μέσα σε έναν χώρο που συνήθως δεν γνωρίζει παρά εν μέρει ή -στην πλειοψηφία των περιπτώσεων- καθόλου. Για το λόγο αυτό, απαραίτητη προϋπόθεση για τη διαμόρφωση του πλάνου εργασίας είναι να υπάρξει μια αρχική καταγραφή των δεδομένων καθώς και των συνθηκών μέσα στις οποίες καλείται να αναπτύξει τη δράση του» [Καράκιζα (2008)]. Φαίνεται η ανάγκη για ουσιαστική δραστηριοποίηση των σχολικών συμβούλων, όχι μόνο της πληροφορικής αλλά όλων των ειδικοτήτων, προς την κατεύθυνση της παιδαγωγικής καθοδήγησης, ενημέρωσης και επιμόρφωσης των εκπαιδευτικών. Η παρούσα εργασία παρουσιάζει την πορεία μιας διαδικασίας δημιουργίας δομών εσωτερικής επιμόρφωσης του κλάδου των καθηγητών πληροφορικής που αναπτύσσεται στις Διευθύνσεις Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης της Β Αθήνας και της Ανατολι-

103 102 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 κής Αττικής, με την καθοδήγηση του υπεύθυνου Σχολικού Συμβούλου ΠΕ19. Πρόκειται για μια διαδικασία επιμορφωτικών δράσεων σε εξέλιξη, συνεχή πειραματισμό με ανατροφοδότηση και επανασχεδίαση, που ξεκίνησε από στοιχειώδη βήματα και αναπτύχθηκε συστηματικά και δυναμικά. 2. Η αρχή των επιμορφωτικών δράσεων ( ) Έναυσμα για τη σχεδίαση και οργάνωση επιμορφωτικών δράσεων αποτέλεσε η επιμόρφωση που υλοποίησε το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο για το νέο βιβλίο πληροφορικής του γυμνασίου. Η συμμετοχή του σχολικού συμβούλου ως ακροατή στα υποχρεωτικά μονοήμερα σεμινάρια γνωριμίας με το νέο βιβλίο, καταγράφει αφενός την αγωνία των εκπαιδευτικών για βοήθεια και την επιθυμία τους για επιμόρφωση και αφετέρου ένα κλίμα επιφυλακτικότητας μέχρι βουβής αποδοκιμασίας για τη διαφαινόμενη προχειρότητα της οργάνωσης μιας επιμόρφωσης σχεδιασμένης «από τα πάνω» που αγνοεί τις πραγματικές ανάγκες των εκπαιδευτικών πληροφορικής. Το πρώτο βήμα για τη σχεδίαση των επιμορφωτικών δράσεων εκ μέρους του σχολικού συμβούλου αποτελεί η κατηγοριοποίηση του συνόλου των εκπαιδευτικών πληροφορικής ως προς τον τύπο του σχολείου που διδάσκουν (Γυμνάσιο, ΓΕΛ, ΕΠΑΛ) αλλά και ανά τοπικό Γραφείο Εκπαίδευσης. Οι πρώτες απόπειρες συναντήσεων εκτός ωραρίου διδασκαλίας, το φθινόπωρο του 2007, με τις ομάδες που προέκυψαν από την προαναφερθείσα κατηγοριοποίηση, με σκοπό την γνωριμία, την ανταλλαγή εμπειριών και την καταγραφή των προβλημάτων, στην αρχή δημιούργησαν ερωτηματικά αλλά γρήγορα απομαζικοποιήθηκαν. Αυτή η αρνητική εμπειρία αποδόθηκε στο ότι οι εκπαιδευτικοί δεν είχαν κίνητρο και συγκεκριμένο πρακτικό όφελος. Το επόμενο βήμα αφορά σε συναντήσεις με κίνητρο την επιμόρφωση σε θέματα διδασκαλίας της γλώσσα logo για την οποία δεν υπήρχε προηγούμενη ουσιαστική ε- μπειρία στη δημόσια εκπαίδευση. Αντίθετα, η ανάλογη εμπειρία στην ιδιωτική εκπαίδευση οδήγησε στη διοργάνωση σεμιναρίων από ιδιωτικούς εκπαιδευτικούς στις αρχές του 2008 στα αμφιθέατρα του Αρσάκειου Ψυχικού, των Εκπαιδευτηρίων Δούκα και του Κολεγίου Ψυχικού με διάρκεια τρεις απογευματινές συναντήσεις. Οι εκπαιδευτικοί ανταποκρίθηκαν και η προσέλευσή τους κυμάνθηκε από 80 μέχρι 100 άτομα ανά συνάντηση. Μία άτυπη αξιολόγηση ανέδειξε ότι οι εκπαιδευτικοί έμειναν αρκετά ικανοποιημένοι, ενώ υπήρξαν και κάποιοι που δυσανασχέτησαν για την επιλογή ιδιωτικών σχολείων. Παράλληλα θέλοντας ο σχολικός σύμβουλος να προχωρήσει σε περισσότερο ουσιαστική επιμόρφωση διοργάνωσε ένα σεμινάριο διάρκειας 15 ωρών με θέμα τα πολυμέσα, που είχε τη μορφή παρουσιάσεων, αποσκοπώντας σε όσο το δυνατόν περισσότερες συμμετοχές, με μία απογευματινή συνάντηση το μήνα σε σύνολο πέντε. Το σεμινάριο διεξήχθη στο αμφιθέατρο του 4 ου Λυκείου Νέου Ηρακλείου συχνά υπό αντίξοες συνθήκες (χωρίς θέρμανση το χειμώνα). Η προσέλευση των εκπαιδευτικών από συνάντηση σε συνάντηση μειωνόταν με ραγδαίο ρυθμό ( ). Το γεγονός

104 Αναστάσιος Λαδιάς 103 αποδόθηκε αφενός στις αντίξοες συνθήκες και στο ότι ταυτόχρονα με τη δεύτερη συνάντηση είχε αρχίσει η υλοποίηση της Α φάσης του έργου Επιμόρφωση Εκπαιδευτικών Πληροφορικής 72 ωρών, και αφετέρου στο ότι δεν είχαν τηρηθεί βασικοί κανόνες της επιμόρφωσης ενηλίκων [Κόκκος]. Έτσι το ζητούμενο μοντέλο επιμόρφωσης, με δεδομένη την παντελή έλλειψη πόρων, επανασχεδιάστηκε για το επόμενο σχολικό έτος. Αποφασίστηκε τα σχεδιαζόμενα σεμινάρια: να απευθύνονται σε ολιγομελές ακροατήριο (20-25 άτομα) να γίνονται σε εργαστήριο να είναι βιωματικά η θεματολογία τους να καλύπτει τις ανάγκες των εκπαιδευτικών. Οι εισηγήσεις ορισμένων εκπαιδευτικών για επιμόρφωση εντός του διδακτικού ωραρίου και απαλλαγή των εκπαιδευτικών από τα διδακτικά τους καθήκοντα, απορρίφθηκαν από το Σχολικό Σύμβουλο λόγω της αρνητικής εμπειρίας που υπήρξε κατά το προηγούμενο σχολικό έτος από τους διευθυντές των εσπερινών σχολείων που δημιουργούσαν προσκόμματα στη συμμετοχή των εκπαιδευτικών τους στις απογευματινές συναντήσεις. 3. Ομάδα επιμορφωτών Το Φθινόπωρο του 2008 λαμβάνει χώρα η B φάση του έργου Επιμόρφωση Εκπαιδευτικών Πληροφορικής (72 ώρες) στο οποίο συμμετέχουν μαζικά οι εκπαιδευτικοί πληροφορικής και γι αυτό το λόγο δεν υλοποιούνται τοπικές επιμορφωτικές δράσεις από το σχολικό σύμβουλο που εκμεταλλεύτηκε το διάστημα αυτό για να συνεννοηθεί με εκπαιδευτικούς πληροφορικής (όχι μόνο της περιοχής ευθύνης του) που θεωρούσε ότι είχαν τα προσόντα αλλά και την επιθυμία να συμμετέχουν εθελοντικά ως επιμορφωτές στη διαδικασία επιμόρφωσης. Οι προσπάθειες στράφηκαν αφενός σε παλιούς και έμπειρους συνεργάτες του και αφετέρου σε άλλους εκπαιδευτικούς. Στην αρχή υπήρξαν διαρκείς και επίμονες προτάσεις για συνεργασίας από το σχολικό σύμβουλο προς «ενδιαφέροντες και διαθέσιμους» εκπαιδευτικούς. Αργότερα αυτή η προσέγγιση δεν ήταν αναγκαία καθώς μέσα από τη συνεργασία κατακτήθηκε η εμπιστοσύνη των εκπαιδευτικών που ήθελαν να αναλάβουν το ρόλο επιμορφωτή και έτσι άρχισαν να υπάρχουν προτάσεις και από μέρους τους για διάφορα θέματα επιμόρφωσης. Το πλαίσιο αυτής της συνεργασίας ήταν αφενός η παροχή από μέρους του σχολικού συμβούλου σχεδόν απόλυτης ελευθερίας στους επιμορφωτές στο να καθορίσουν τον τρόπο που θα έκαναν το μάθημά τους και αφετέρου η επιθυμία τους συχνά να επιζητούν τη συνεργασία και συναίνεση του σχολικού συμβούλου σε κρίσιμα ζητήματα. Αποτέλεσμα ήταν η βήμα προς βήμα δημιουργία ενός συνόλου επιμορφωτών που είχαν όμως μονοδιάστατη σχέση με το σχολικό σύμβουλο, ενώ δεν υπήρξαν ουσιαστικές σχέσεις μεταξύ τους. Μια προσπάθεια, που έγινε το επόμενο έτος, να μετασχηματιστεί το σύνολο των επιμορφωτών (συνδεσμολογία αστέρα) σε σύνολο με πολλαπλές σχέσεις μεταξύ των μελών του (συνδεσμολογία δικτύου) απέτυχε. Τα κίνητρα, το προφίλ των εθελοντών επιμορφωτών και οι μεταξύ τους δεσμοί και σχέ-

105 104 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 σεις, που συμμετέχουν στη διαδικασία αυτοεπιμόρφωσης του κλάδου των εκπαιδευτικών ΠΕ19/ΠΕ20 θα αποτελέσουν αντικείμενο μελλοντικής εργασίας. Επίσης θα αξιολογηθεί και το ψηφιακό εκπαιδευτικό υλικό που δημιουργήθηκε από τους εισηγητές και το οποίο γίνεται προσπάθεια να συστηματοποιηθεί και να αναδιανεμηθεί σε όποιον ενδιαφέρεται. 4. Επιμορφωτικά προγράμματα Με τις παραπάνω συνθήκες, στις αρχές του 2009 σχεδιάζονται και υλοποιούνται στο εργαστήριο πληροφορικής του 2 ου ΠΕΚ Αθηνών δύο μονοήμερα σεμινάρια, το «Πολυμέσα και σχέδια εργασίας (μέθοδος project)» και το «Η κατασκευή ηλεκτρονικών παιχνιδιών ως κίνητρο και πρακτική στη διδασκαλία του προγραμματισμού-η περίπτωση του Game Maker». Η ζήτηση των εκπαιδευτικών για παρακολούθηση (62 ά- τομα για το πρώτο και 75 για το δεύτερο) οδήγησε στην επανάληψη των σεμιναρίων (2 φορές για το πρώτο και τρεις για το δεύτερο) ώστε να ικανοποιηθούν όλοι οι αιτούντες εκπαιδευτικοί. Παράλληλα, για να καλυφθούν οι ανάγκες ικανοποιητικής επιμόρφωσης στη γλώσσα Logo υλοποιούνται δύο σεμινάρια των 15 ωρών («Φιλοσοφία της Logo-θεωρία και πράξη (με το microworgds Pro)» στο εργαστήριο πληροφορικής του 5 ου Γυμνασίου Χαλανδρίου και «Σχεδίαση και ανάπτυξη εκπαιδευτικών μικρόκοσμων σε logo-like περιβάλλοντα (με την Imagine Logo)» σε εργαστήριο πληροφορικής των Εκπαιδευτηρίων Δούκα) στα οποία συμμετέχουν 36 εκπαιδευτικοί σε μηνιαίες απογευματινές συναντήσεις. Η διακύμανση των παρουσιών σε αυτά τα σεμινάρια είναι αντίστοιχα ) και Παράλληλα με αυτά γίνεται ένα ακόμη σεμινάριο 15 ωρών με τίτλο «Ανάπτυξη εκπαιδευτικών πολυμεσικών εργαλείων με lingo στο Director» στο εργαστήριο πληροφορικής του ΕΠΑΛ Αγ. Παρασκευής με διακύμανση των παρουσιών Επίσης, την άνοιξη και τον Ιούνιο του 2009 υλοποιείται το σεμινάριο 25 ωρών «Σχεδίαση διαδραστικών ι- στοσελίδων με το Dreamweaver» με διακύμανση παρουσιών Σχήμα 1. Η χρονική εξέλιξη της μαζικότητας των επιμορφωτικών συναντήσεων τα σχολικά έτη και Οι συναντήσεις το διατηρούν ένα σταθερό πλήθος επιμορφούμενων

106 Αναστάσιος Λαδιάς 105 Η σύγκριση των διακυμάνσεων των παρουσιών των σεμιναρίων του σε σχέση με αυτή του , όπως φαίνεται στο σχήμα 1, δείχνει ότι το προτεινόμενο μοντέλο λειτουργούσε σημαντικά καλύτερα από το προηγούμενο. Επιπλέον στην αρχή του 2009 έγινε και μια ενημερωτική παρουσίαση στο Κολέγιο Ψυχικού με τίτλο «Εκπαιδευτικές δυνατότητες των λογισμικών STAR LOGO TNG, GAME MAKER και LEGO NXT» την οποία παρακολούθησαν 95 εκπαιδευτικοί πληροφορικής. Η εκτίμηση του σχολικού συμβούλου προς το τέλος της σχολικής χρονιάς για τις επιμορφωτικές δράσεις ήταν θετική αν ληφθούν υπόψη οι αποτυχημένες εν μέρει απόπειρες ενός τμήματος της επιμορφωτικής δράσης του κατά την σχολική χρονιά (που θα μπορούσαν να είχαν απογοητεύσει και αποθαρρύνει τους εκπαιδευτικούς για να συμμετέχουν σε επόμενες δράσεις) και η κόπωση από την επιμόρφωση μεγάλου τμήματος των εκπαιδευτικών στην επιμόρφωση των 72 ωρών το Φθινόπωρο του Η ανατροφοδότηση από τις συζητήσεις με τους εκπαιδευτικούς αλλά και από κατάλληλο ερωτηματολόγιο για την καταγραφή των χαρακτηριστικών των επιμορφούμενων [Μπέλλου κ.α. (2010)] έδειξε αφενός μεν ότι τα «μακροχρόνια» σεμινάρια κουράζουν και προς το τέλος η ποιοτική συμμετοχή των επιμορφούμενων παρουσιάζει προβλήματα και αφετέρου η επιλογή να γίνονται οι συναντήσεις μηνιαίως (είχε αποφασιστεί για να έχουν χρόνο για μελέτη οι εκπαιδευτικοί) δεν απέδιδε. Έτσι αποφασίστηκε να επιδιώκεται τα σχεδιαζόμενα σεμινάρια για την προσεχή σχολική χρονιά να: έχουν διάρκεια 1-3 τρίωρα γίνονται με μια συνάντηση την εβδομάδα (την ίδια ημέρα) και εκτός ωραρίου διδασκαλίας (απογεύματα) είναι εργαστηριακά / βιωματικά στοχεύουν, από άποψη θεματολογίας, στην «παιδαγωγική γνώση περιεχομένου» που αφορά ουσιαστικά στο διδακτικό μετασχηματισμό της γνώσης [Ραβάνης (1999)]. 5. Επιμορφωτικά προγράμματα Με τις προαναφερθείσες προδιαγραφές, υλοποιήθηκαν κατά το σχολικό έτος πέντε μονοήμερα προγράμματα και ένα διήμερο όπως φαίνεται στον πίνακα 1. Αξίζει να παρατηρηθεί: α) οι σημαντικές απώλειες μεταξύ των αιτήσεων και των τελικών συμμετοχών στα προγράμματα που έγιναν στα σεμινάρια «Εισαγωγή στο περιβάλλον Scratch» και «Κλασσικές εκπαιδευτικές δραστηριότητες με τη γεωμετρία της χελώνας στο λιτό περιβάλλον της MSW Logo» που διεξήχθησαν σε σχετικά απομακρυσμένες περιοχές (Γλυκά Νερά και Παλλήνη) από την Αθήνα που διαμένει το μεγαλύτερο ποσοστό των εκπαιδευτικών και β) η πτωτική τάση των αιτήσεων μετά την αρχή του σχολικού έτους και την σταθεροποίησή τους μετά τον Ιανουάριο ( ). Επιπλέον στο εργαστήριο πληροφορικής του 2ου ΠΕΚ Αθηνών (Φιλοθέη) υλοποιήθηκαν και τρία σεμινάρια των τριών συναντήσεων (3+3+3 ώρες) όπως φαίνεται στον πίνακα 2.

107 106 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 Πίνακας 1. Μονοήμερα και διήμερα επιμορφωτικά προγράμματα το σχ. έτος Τίτλος Διάρκεια (ημέρες) Χώρος χρόνος αιτήσεις επαναλήψεις συμμετοχές Εκπαιδευτικές δραστηριότητες σε περιβάλλον Logo Microworlds Pro Εισαγωγή στο περιβάλλον προγραμματισμού Scratch Κλασσικές εκπαιδευτικές δραστηριότητες με τη γεωμετρία της χελώνας στο λιτό περιβάλλον της MSW Logo Σχεδιασμός δραστηριοτήτων με λογισμικό εννοιολογικών χαρτών Αξιοποιώντας ΤΠΕ σε δραστηριότητες της Πρωτοβάθμιας Εκπαίδευσης Προτάσεις για τη διδασκαλία της Logo στη γ γυμνασίου 1 1 ο Λυκείου Γλυκ. Νερών 1 Ι. Μ. Παναγιωτόπουλου (Παλλήνη) 2 2 ο ΠΕΚ Αθηνών (Φιλοθέη) 1 Εκπαιδευτήρια Δούκα (Μαρούσι) 1 1 ο Γυμν. Μελισσίων Οκτώβρ ο Γυμν. Χαλανδρίου Νοέμβρ Ιανουάρ2011 Φεβρ Μάρτ Απρίλ // συστήματος Ubuntu Σχεδίαση δυναμικών ιστοσελίδων με το λογισμικό Joomla Αξίζει να παρατηρηθεί: Πίνακας 2. Τριήμερα επιμορφωτικά προγράμματα το σχ. έτος Τίτλος χρόνος αιτήσεις συμμετοχές Προγραμματισμός Η/Υ σε γραφικό περιβάλλον Νο με Visual Basic.Net έμβρ Εισαγωγή στο περιβάλλον του λειτουργικού Ιανου άρ2010 Μάρτ

108 Αναστάσιος Λαδιάς 107 α) Ο μέσος όρος των αιτήσεων ανά τριήμερο σεμινάριο είναι 74 (=( )/3), μεγαλύτερος του 58 (=( )/5) που είναι ο αντίστοιχος για τα μονοήμερα σεμινάρια. β) Η συνέπεια που επιδεικνύουν οι επιμορφούμενοι στην παρακολούθηση των σεμιναρίων. Σύμφωνα με τους Λαδιά κ.α., «κατά το σχολικό έτος και στο διάστημα του τρέχοντος ( ) μέχρι και τον Φεβρουάριο διοργανώθηκαν από το σχολικό σύμβουλο οκτώ σεμινάρια με διάρκεια μεγαλύτερη της μιας τρίωρης συνάντησης. Ενδιαφέρον στοιχείο αποτελεί ο μικρός αριθμός απουσιών των συμμετεχόντων. Το 61% δεν έκανε καμία απουσία. Το 24% απουσίασε μόνο ένα τρίωρο, το 12% δύο και ένα 3% τρία τρίωρα. Με δεδομένη την εθελοντική φύση των σεμιναρίων και το γεγονός ότι η διάρκειά τους έφτασε μέχρι και τους τέσσερις (4) μήνες, οι μέσοι όροι για όλα τα σεμινάρια δείχνουν τη σταθερότητα με την οποία οι εκπαιδευτικοί Πληροφορικής υπήρξαν συνεπείς στις υποχρεώσεις τους» [Λαδιάς κ.α. (2010)]. γ) Ενώ στα μονοήμερα σεμινάρια ικανοποιείται περίπου το 82% των αιτήσεων, στα τριήμερα σεμινάρια, λόγω της αδυναμίας να επαναληφθούν, ικανοποιείται μόνο το 35% των αιτήσεων. Η λύση που αναζητήθηκε ώστε να καλυφθούν οι επιμορφωτικές ανάγκες σε μεγαλύτερο ποσοστό του 35% οδήγησε σε επιλογές υβριδικής μορφής επιμόρφωσης. 6. Προσανατολισμός προς υβριδικά μοντέλα μάθησης Ήδη από το καλοκαίρι του 2009 ο σχολικός σύμβουλος, αντιμετωπίζοντας την επερχόμενη οικονομική κρίση ως ένα υπαρκτό σενάριο και με στόχο να μειωθούν οι μετακινήσεις, είχε αρχίσει να αναζητεί υβριδικές λύσεις επιμόρφωσης και σχεδίαζε ένα πιλοτικό επιμορφωτικό πρόγραμμα υβριδικής μορφής. Για αυτό το πρόγραμμα με τίτλο «Αξιοποίηση του Μικτού μοντέλου μάθησης (Blended or Hybrid Learning) και του ΣΔΜ (Σύστημα Διαχείρισης Μαθημάτων) Moodle στην εκπαιδευτική πράξη» υποβλήθηκαν 52 αιτήσεις, διεξήχθη για 2,5 μήνες το χειμώνα του σχολικού έτους σε 5 συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο, το παρακολούθησαν 21 εκπαιδευτικοί και φαίνεται από την αυτοαξιολόγησή του ότι είχε μεγάλη επιτυχία [Μαλλιάρα κ.α. (2010); Μαλλιάρα (2010)]. Μετά από τα πρώτα μηνύματα της θετικής απήχησης του μοντέλου υβριδικής μάθησης υλοποιήθηκαν από εισηγητές εκπαιδευτικούς τρία ακόμη επιμορφωτικά προγράμματα που χρησιμοποίησαν το υβριδικό μοντέλο επιμόρφωσης: α) «Σχεδίαση ιστοσελίδων με το λογισμικό Dreamweaver με αξιοποίηση του Μικτού Μοντέλου Μάθησης στο Moodle» (4 συναντήσεις πρόσωπο με πρόσωπο και 2 εξ αποστάσεως) με 61 αιτήσεις, την άνοιξη 2010 με 28 συμμετέχοντες. β) «Εκπαιδευτική αξιοποίηση ρομποτικής» με 28 αιτήσεις, τον Μάιο Ιούνιο 2010 και 23 συμμετέχοντες. γ) «Ενδοσχολική επιμόρφωση εκπαιδευτικών στην εκπόνηση συνεργατικών μαθησιακών δραστηριοτήτων με το Σύστημα Διαχείρισης Μαθημάτων LAMS και εφαρ-

109 108 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 μογή στη σχολική τάξη», ένα τρίτο πολύμηνο πρόγραμμα, που λειτουργεί πιλοτικά για απόκτηση τεχνογνωσίας στο 3 ο Γυμνάσιο Μεταμόρφωσης. Το χαρακτηριστικό του συγκεκριμένου προγράμματος είναι ότι ο επιμορφωτής είναι ο εκπαιδευτικός πληροφορικής του σχολείου και έτσι παρέχει βοήθεια και υποστήριξη καθημερινά στους επιμορφούμενους εκπαιδευτικούς των άλλων ειδικοτήτων. 7. Χρονοδρομολόγηση επιμορφωτικών δράσεων Στο σχήμα 2 φαίνονται το πλήθος των επιμορφωτικών δράσεων ανά έτος καθώς και η κατανομή τους κατά τη διάρκεια των σχολικών ετών Είναι εμφανής η έντονη παρουσία τους κατά τους χειμερινούς μήνες στο μέσο της σχολικής χρονιάς, ενώ η σχετική μείωσή τους μετά το μέσον της άνοιξης οφείλεται αφενός στην κόπωση των εκπαιδευτικών και αφετέρου (ιδιαίτερα προς το τέλος του σχολικού έτους) στην απασχόλησή τους με τις εξετάσεις. Η καθυστέρηση της έναρξης των επιμορφώσεων στην αρχή του σχολικού έτους οφείλεται εκτός των άλλων και στην αδράνεια του συστήματος να τεθεί σε λειτουργία μετά τις θερινές διακοπές. Αλλά από τα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί και επεξεργαστεί [Μπέλλου κ.α. (Κόρινθος 2010)] προκύπτει ότι οι εκπαιδευτικοί επιθυμούν η επιμόρφωσή τους να γίνεται στην αρχή της σχολικής χρονιάς. Αυτό είναι κάτι που έχει ληφθεί υπόψη στο σχεδιασμό των επιμορφωτικών δράσεων για το επόμενο σχολικό έτος

110 Αναστάσιος Λαδιάς 109 Σχήμα 2. Το ημερολόγιο των επιμορφωτικών δράσεων των σχολικών ετών (πρώτη γραμμή), (δεύτερη γραμμή) και (τρίτη γραμμή Από τα στοιχεία του πίνακα 3 διαπιστώνεται στα τρία σχολικά έτη μια σημαντική ποσοτική αύξηση στο πλήθος των επιμορφωτικών συναντήσεων που συνοδεύεται και με αύξηση του πλήθους των εκπαιδευτικών που συμμετείχαν στις επιμορφωτικές

111 110 Workshop on Informatics in Education WIE 2010 δράσεις, ενώ ταυτόχρονα μια σημαντική μείωση στο μέσο όρο του πλήθους των συμμετεχόντων ανά επιμορφωτική συνάντηση που δηλώνει την ποιοτική στροφή από τις αρχικές μαζικές επιμορφώσεις τύπου διάλεξης σε συναντήσεις εργαστηριακούβιωματικού χαρακτήρα. Πίνακας 3. Διαχρονική εξέλιξη της μαζικότητας των επιμορφωτικών δράσεων Σχολικό Έτος πλήθος επιμορφωτικών συναντήσεων άθροισμα εκπαιδευτικών που συμμετείχαν σε συναντήσεις μέσος όρος πλήθους συμμετεχόντων ανά ε- πιμορφωτική συνάντηση Σύστημα κριτηρίων επιλογής Λόγω της αυξημένης ζήτησης των εκπαιδευτικών για συμμετοχή στα επιμορφωτικά προγράμματα δημιουργήθηκε η ανάγκη να δημιουργηθεί ένα σύστημα κριτηρίων επιλογή τους, που να λειτουργεί με διαφάνεια, όπως αυτά που αναφέρονται στα έγγραφα του σχολικού συμβούλου που ανακοινώνουν το ποιοι επιλέχθηκαν [Λαδιάς ]. Η διαφάνεια εξασφαλίζονταν με τη διαδικασία προκήρυξης των σεμιναρίων (με δημοσιοποίηση της προκήρυξης αφενός μέσω των σχολείων δια των Γραφείων Εκπαίδευσης και αφετέρου μέσω αποστολής στα προσωπικά s και αφετέρου με τη δημοσιοποίηση των επιλεγομένων και των κριτηρίων επιλογής, μέσω δεκαπενθήμερου περιοδικού ενημερωτικού NewsLetter [ΠΛΗΝΕΤ Ανατ. Αττικής (2010)], που στελνόταν ηλεκτρονικά στα περίπου 400 προσωπικά των εκπαιδευτικών της Β Αθήνας και της Ανατολικής Αττικής που είχε στη διάθεσή του ο σχολικός σύμβουλος. Τα συνηθέστερα κριτήρια επιλογής είναι: α) το να ανήκει κάποιος στην ομάδα-στόχο του προγράμματος (π.χ. αν το πρόγραμμα αναφέρεται σε logo προτιμούνται οι εκπαιδευτικοί που είναι σε γυμνάσιο), β) προηγούνται οι εκπαιδευτικοί (μέχρι ένα ποσοστό των συμμετεχόντων) που έχουν συνεισφέρει στη διαδικασία της ενδοκλαδικής αυτοεπιμόρφωσης ως εισηγητές ή υ- πεύθυνοι των εργαστηρίων που φιλοξένησαν επιμορφωτικά προγράμματα γ) επιλέγονται οι εκπαιδευτικοί που έχουν τις λιγότερες ώρες παρακολούθησης στα προηγηθέντα επιμορφωτικά προγράμματα δ) για όσους έχουν τα ίδια «προσόντα» γίνεται κλήρωση ενώ ε) για εξαιρετικές περιπτώσεις καταστρατηγούνται τα προηγούμενα κριτήρια αν συντρέχουν ειδικοί λόγοι (όπως σε κάποιο σχολείο να εξελίσσεται κάποιο project στο οποίο το αντικείμενο του σεμιναρίου θα βοηθήσει τον εκπαιδευτικό που συμμετέχει ή να υπάρχει πρόθεση κάποιοι εκπαιδευτικοί να χρησιμοποιηθούν ως πολλαπλασιαστές σε επόμενα σεμινάρια), στ) τέλος γίνεται προσπάθεια να υπάρχει μια γεωγραφική ισοκατανομή των εκπαιδευτικών αν και αυτό φαίνεται ότι δεν εφαρμόζεται συχνά.

112 Αναστάσιος Λαδιάς Σχεδίαση δράσεων για την επόμενη σχολική χρονιά Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως αλλά και όπως προκύπτει από την έρευνα που έγινε σχετικά με τις προτιμήσεις των εκπαιδευτικών πληροφορικής, τα προβλήματα που παρουσιάσθηκαν ήταν κυρίως η δυσκολία στη μετακίνηση των εκπαιδευτικών που κατοικούν σε απομακρυσμένες περιοχές, η μη επάρκεια ικανοποίησης των αιτήσεων λόγω της αδυναμίας επανάληψης των πολυήμερων σεμιναρίων και το χάσιμο του ελεύθερου χρόνου στην αρχή της σχολικής χρονιάς. Τα προβλήματα αυτά θα αντιμετωπιστούν με καλύτερο προγραμματισμό ώστε να καλύψουμε την προτίμηση για επιμόρφωση στην αρχή της νέας χρονιάς και για να περιορίσουμε τις μετακινήσεις θα χρησιμοποιηθούν υβριδικές μορφές επιμόρφωσης (μίγμα διδασκαλίας πρόσωπο με πρόσωπο και ασύγχρονης επικοινωνίας) και μαθήματα ταυτόχρονα σε διαφορετικούς (απομακρυσμένους) χώρους με τηλεδιάσκεψη. Σε αυτή την κατεύθυνση θα δοκιμαστούν τρία διαφορετικά μίγματα υβριδικών μορφών επιμόρφωσης. Σχεδιάζεται επίσης να γίνει έρευνα σχετική με το προφίλ των εκπαιδευτικών που δεν συμμετέχουν στις επιμορφωτικές δραστηριότητες, να βρεθούν οι λόγοι γι αυτό και να αναζητηθούν οι συνθήκες εκείνες που θα τους επιτρέψουν να συμμετέχουν. Επίσης θα πρέπει να σχεδιαστούν δράσεις που να δημιουργήσουν δεσμούς μεταξύ των επιμορφωτών που να τους καταστήσουν συνεκτική ομάδα επιμόρφωσης. Αναφορές 1. Καράκιζα, Τ. (2008), Ο θεσμός του σχολικού συμβούλου Πληροφορικής: Πρώτες εμπειρίες και συμπεράσματα, Πρακτικά της 2ης Πανελλήνιας Διημερίδας Καθηγητών Πληροφορικής, ΠΕΚΑΠ, Ρόδος. 2. Κόκκος, Αλ., Εκπαιδευτικό υλικό για τους εκπαιδευτές θεωρητικής κατάρτισης (τόμος Ι), ΕΚεΠις. 3. Λαδιάς Α. ( ), Έγγραφα του Σχολικού Συμβούλου ΠΕ19 της Β Αθήνας με θέματα: α) Επιλογή επιμορφούμενων για το: α) βιωματικό σεμινάριο της Visual Basic.Net ( ), β) Αξιοποίηση του Μικτού μοντέλου μάθησης (Blended or Hybrid Learning) και του ΣΔΜ (Σύστημα Διαχείρισης Μαθημάτων) Moodle στην εκπαιδευτική πράξη ( ), γ) βιωματικό σεμινάριο για τo Ubuntu ( ), δ) Σχεδίαση ιστοσελίδων με το λογισμικό Dreamweaver με αξιοποίηση του Μικτού Μοντέλου Μάθησης στο Moodle ( ), στ) Σχεδίαση δυναμικών ι- στοσελίδων με το λογισμικό Joomla ( ). 4. Λαδιάς, Α., Μπέλλου, Ι., Γεωργόπουλος, Κ. (2010), Το Προφίλ του Καθηγητή Πληροφορικής: Μία Μελέτη Περίπτωσης, Πρακτικά 4ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής, Η πληροφορική στην εκπαίδευση-ψηφιακό σχολείο. Σέρρες: ΠΕΚΑΠ.

113 112 Workshop on Informatics in Education WIE Μαλλιάρα, Π. (2010), Επιμόρφωση Εκπαιδευτικών μέσω ενός μικτού μοντέλου εκπαίδευσης που ενσωματώνει αρχές της μάθησης που βασίζεται στην εργασία, διπλωματική εργασία στο Π.Μ.Σ. Διδακτική Μαθημάτων Ειδικότητας με Νέες Τεχνολογίες του Τομέα Παιδαγωγικής, της Φιλοσοφικής Σχολής του Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. 6. Μαλλιάρα Π., Παπανικολάου Κ. (2010), Μία Πρόταση Επιμόρφωσης Εκπαιδευτικών: Πρόσωπο με Πρόσωπο, από Απόσταση ή Δημιουργική Σύνθεση των Δύο; Πρακτικά 5ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Διδακτική της Πληροφορικής, (σ ), Αθήνα: ΕΚΠΑ. 7. Μπέλλου, Ι., Λαδιάς, Α., Μικρόπουλος, Τ. Α. (2010), Επιμόρφωση Εκπαιδευτικών Πληροφορικής: Χαρακτηριστικά και Προτιμήσε&iot