Δημιουργώντας εφαρμογές για έξυπνες φορητές συσκευές με το AppInventor

Transcript

1 Δημιουργώντας εφαρμογές για έξυπνες φορητές συσκευές με το AppInventor Παπαδάκης Σταμάτιος 1, Καλογιαννάκης Μιχαήλ 2, Ζαράνης Νικόλαος 3 stpapadakis@gmail.com, mkalogian@hotmail.com, nzaranis@edc.uoc.gr 1 Υπ. Διδάκτορας, Καθηγητής Πληροφορικής, Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση 2 Παιδαγωγικό Τμήμα Προσχολικής Εκπαίδευσης, Πανεπιστήμιο Κρήτης 3 Παιδαγωγικό Τμήμα Προσχολικής Εκπαίδευσης, Πανεπιστήμιο Κρήτης Περίληψη Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια πρώτη προσέγγιση του περιβάλλοντος ανάπτυξης εφαρμογών για φορητές συσκευές με την ονομασία App Inventor (Εφευρέτης Εφαρμογών). Πρόκειται για ένα γραφικό περιβάλλον προγραμματισμού που προέκυψε από την συνεργασία της Google και του MIT. Στο περιβάλλον αυτό χρήστες με ελάχιστες ή και ενδεχόμενα καθόλου γνώσεις προγραμματισμού μπορούν να δημιουργήσουν εύκολα εφαρμογές για φορητές συσκευές με λειτουργικό σύστημα Android ενώ ολοένα και περισσότερα εκπαιδευτικά ιδρύματα παγκοσμίως το εντάσσουν στα εκπαιδευτικά τους προγράμματα αξιοποιώντας τις δυνατότητες και την ευχρηστία του για τη δημιουργία φορητών εφαρμογών. Αναλυτικότερα, θα αναφερθούμε στα χαρακτηριστικά του App Inventor (ΑΙ) στο περιβάλλον δημιουργίας και σχεδίασης εφαρμογών καθώς και συγγραφή κώδικα. Με βάση τα παραπάνω στοιχεία ισχυριζόμαστε ότι οι εκπαιδευτικοί και οι μαθητές/τριες θα βρουν στο ΑΙ μια πλατφόρμα ανάπτυξης εφαρμογών μέσω της οποίας θα είναι σε θέση με απλό τρόπο να (συν)δημιουργήσουν χρήσιμες και αποδοτικές εκπαιδευτικές εφαρμογές. Λέξεις κλειδιά: Android, App Inventor, Έξυπνες κινητές συσκευές, Οπτικός προγραμματισμός. Εισαγωγή Στις μέρες μας, οι φορητές συσκευές με τη μορφή των έξυπνων κινητών τηλεφώνων και των ταμπλετών αποκτούν όλο και μεγαλύτερη δημοτικότητα (Johnson et al., 2010) καθώς λόγω της ισχυρής επεξεργαστικής ισχύς τους σε συνδυασμό με τη δυνατότητα συνδεσιμότητά τους με το διαδίκτυο και τη διαθεσιμότητα διαφόρων τύπων, πολυπληθών και εύκολων στη χρήση εφαρμογών για φορητές συσκευές ( mobile apps ) έχουν διεισδύσει στις περισσότερες καθημερινές ανθρώπινες δραστηριότητες. Για τους Johnson et al., (2011) τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα και οι ταμπλέτες θεωρούνται ως μία από τις έξι νέες τεχνολογίες που μπορούν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στη διδασκαλία, τη μάθηση και την έρευνα στην εκπαίδευση. Χαρακτηριστικό της ραγδαίας διείσδυσης των φορητών συσκευών είναι η δήλωση του πρόεδρου της Google Eric Schmidt, σε συνέντευξη του τον Οκτώβριο του 2012 (Newsit, 2012), ότι αναμένεται σ ένα χρόνο να κυκλοφορούν ένα δισεκατομμύριο Android συσκευές, αναφέροντας ότι κάθε μέρα ενεργοποιούνται κατά μέσο όρο 1,3 εκατ. Android συσκευές. Σύμφωνα με έρευνα της εταιρείας MDG Advertising, η οποία δημοσιεύτηκε τον Αύγουστο του 2012, τα νήπια σήμερα κάνουν χρήση των φορητών συσκευών περισσότερο από ποτέ στο παρελθόν. Στην ίδια έρευνα επισημαίνεται ότι περισσότεροι από τους μισούς χρήστες που πρώτη φορά χρησιμοποιούν ipad και video ipod συσκευές είναι νήπια κάτω από την ηλικία των πέντε ετών. Οι έξυπνες φορητές συσκευές είναι επίσης στην κορυφή της λίστας των δώρων των μικρών παιδιών για τις διακοπές, με το 44% των παιδιών να επιθυμεί ipad και το 30% να ζητάει συσκευές ipod Touch ή/και iphone. Είναι χαρακτηριστικό ότι μια ταμπλέτα με λογισμικό Android από την εταιρία Archos με στόχο τα παιδιά τεσσάρων ετών και κάτω βρίσκεται στα τελικά στάδια της παραγωγής (Orlando, 2012). Σε όρους χρήσης των φορητών συσκευών στην εκπαίδευση, η εταιρεία MDG Advertising (2012), αναφέρει ότι περίπου 1.5 εκ. συσκευές ipads χρησιμοποιούνται ήδη στις σχολικές αίθουσες, και ο αριθμός τους αναμένεται να αυξηθεί εκθετικά τα προσεχή χρόνια. Τουλάχιστον 1000 πανεπιστήμια και κολέγια δημιουργούν και διανέμουν δωρεάν το εκπαιδευτικό τους περιεχόμενο σε μορφή Πρακτικά Εργασιών 7 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής, Θεσσαλονίκη, Απριλίου 2013

2 2 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής κατάλληλη για αναπαραγωγή από έξυπνες φορητές συσκευές. Σύμφωνα με τους Ουασίτσα & Σάμψων (2012) το παραπάνω στοιχείο δημιουργεί, από τη μια πλευρά, νέες απαιτήσεις από τους χρήστες των συσκευών και από την άλλη, ευκαιρίες για καινοτόμες υπηρεσίες μέσω των συσκευών αυτών. Ήδη δωρεάν ψηφιακό υλικό αποτελούμενο από βίντεο και ακουστικό υλικό έχει μεταφορτωθεί στις συσκευές των χρηστών περίπου 700 εκ. φορές. Επίσης, οι φορητές συσκευές έχουν σημαντική θετική επίδραση και στην ειδική αγωγή με το δικτυακό κατάστημα της Apple να διαθέτει ήδη 900 εφαρμογές που απευθύνονται σε παιδιά με αυτισμό, οι οποίες επικεντρώνονται κυρίως στη βελτίωση της ομιλίας, ανάγνωσης, ακουστικής ικανότητας, κ.ά. Για τους Johnson et al. (2010) οι φορητές τεχνολογίες ως αποτέλεσμα της δημοφιλίας τους έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον τόσο της ερευνητικής όσο και της εκπαιδευτικής κοινότητας το οποίο έχει οδηγήσει σε σημαντικές καινοτομίες αναφορικά με τη σχεδίαση εφαρμογών για φορητές συσκευές. Για παράδειγμα στην εκπαίδευση μαθητών στον προγραμματισμό. Όπως επισημαίνουν χαρακτηριστικά οι Μάργαρης & Παπαστεργίου (2008), όσον αφορά την παρακίνηση των μαθητών, αν η συγγραφή ενός προγράμματος που εμφάνιζε στην οθόνη τη φράση Hello world κινούσε το ενδιαφέρον των μαθητών παλαιότερα, δεν συμβαίνει το ίδιο με τη σημερινή «γενιά του Nintendo» που έλκεται από πολυμεσικά μαθησιακά περιβάλλοντα που θυμίζουν ηλεκτρονικά παιχνίδια. Το κέντρο κινητής μάθησης του ΜΙΤ (2012) αντιλαμβανόμενο αφενός τη ραγδαία διάδοση των έξυπνων φορητών συσκευών και αφετέρου την ανάγκη δημιουργίας ενός περιβάλλοντος που θα επιτρέπει την εύκολη δημιουργία εφαρμογών για κινητές συσκευές προχώρησε στην «υιοθέτηση» από την Google για την περαιτέρω ανάπτυξή της μιας πλατφόρμας προγραμματισμού για συσκευές τύπου Android με την ονομασία App Inventor (Εφευρέτης Εφαρμογών). Βασικός σκοπός αυτής της πρωτοβουλίας, αποτελεί η δημιουργία ενός γραφικού περιβάλλοντος προγραμματισμού το οποίο μέσω ενός ιδιαίτερα εύχρηστου drag & drop περιβάλλοντος εντολών θα προσφέρει καινοτόμες λύσεις στην προσέγγιση προγραμματιστικών τεχνικών, καθιστώντας τον προγραμματισμό εύκολο αλλά και με μεγαλύτερο ενδιαφέρον στα μάτια μαθητών και εκπαιδευτικών. Στο πλαίσιο της παρούσας έρευνας θα αναφερθούμε συνοπτικά στο λειτουργικό σύστημα Android και στα βασικά χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος ΑΙ για τη δημιουργία και σχεδίαση εφαρμογών καθώς και σε διάφορες εκπαιδευτικές εφαρμογές του. Το περιβάλλον Android Σήμερα, εκτός από την εταιρεία Apple και τις έξυπνες συσκευές της (Apple, 2012) υπάρχουν και άλλοι κατασκευαστές έξυπνων κινητών συσκευών όπως οι HTC, Samsung, LG κ.ά. οι οποίοι χρησιμοποιούν ως πλαίσιο βασικού λογισμικού (ecosystem) και γραφικό περιβάλλον το Android. Το Android είναι ένα λειτουργικό σύστημα όπως τα Windows των PC ή το OS-X των Macintosh και ουσιαστικά αποτελεί ένα πλαίσιο βασικού λογισμικού κι ένα γραφικό περιβάλλον, μέσα στο οποίο οι κάτοχοι συμβατών συσκευών μπορούν να εγκαταστήσουν πολλές διαφορετικές εφαρμογές. Το Android ανήκει στην εταιρεία Google, στηρίζεται ωστόσο σε ειδική εκδοχή του Linux, του γνωστού λειτουργικού συστήματος «ανοιχτού κώδικα». Είναι λοιπόν, κατ επέκταση, κι αυτό ελεύθερο προς αξιοποίηση από κατασκευαστές συσκευών, με κάποιους περιορισμούς που ισχύουν αν οι τελευταίοι επιθυμούν τα προϊόντα τους να φέρουν και την πιστοποίηση της Google. Το Android μπορεί να στηρίξει τις λειτουργίες οποιουδήποτε είδους συσκευής - από το μικρότερο MP3 player έως τη μεγαλύτερη τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας - έχει ωστόσο χρησιμοποιηθεί μέχρι στιγμής περισσότερο σε κινητά τηλέφωνα και ταμπλέτες. Αυτές είναι οι συσκευές, οι οποίες στην παρούσα φάση, είναι καταλληλότερες να αξιοποιήσουν τις εφαρμογές που διαθέτει η Google μέσα από το δικτυακό κατάστημα του λειτουργικού της, το Google Play. Επιπλέον, επειδή το μεγαλύτερο κομμάτι του κώδικα για το Android υπάρχει ελεύθερο στο διαδίκτυο, κάθε άτομο που διαθέτει αρκετές γνώσεις μπορεί να δημιουργήσει ελεύθερα εφαρμογές για το Android και να τις διακινήσει μέσω του δικτυακού καταστήματος της Google. Ως αποτέλεσμα των παραπάνω, παρά το σχετικά μικρό διάστημα της ύπαρξής του, το Android είναι πλέον η δημοφιλέστερη πλατφόρμα για έξυπνες συσκευές συνεργαζόμενο μ ένα δίκτυο 55 κατασκευαστών και περισσότερο από 300 φορέων

3 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 3 κινητής τηλεφωνίας παγκοσμίως, με περισσότερες από εφαρμογές διαθέσιμες στο δικτυακό κατάστημα, η πλειοψηφία των οποίων απευθύνεται σε παιδιά (Page, 2012). Το λογισμικό App Inventor Το App Inventor (ΑΙ) ανακοινώθηκε για πρώτη φορά ως ένα μικρό έργο των εργαστηρίων της Google (Google Lab) στα τέλη του Στη συνέχεια, μεταφέρθηκε στο κέντρο για τη εκμάθηση της φορητής μάθησης του MIT (Mobile Learning Center, 2011) για δημόσια χρήση ως λογισμικό ανοικτού κώδικα. To ΑΙ αποτελεί ένα νέο δωρεάν οπτικό περιβάλλον προγραμματισμού με πλακίδια (blocks), για τη δημιουργία εφαρμογών για κινητά τηλέφωνα με λειτουργικό σύστημα Android. Οι συγκεκριμένες εφαρμογές τρέχουν και σε προσομοιωτή (emulator). Αναπτύχθηκε στα εργαστήρια της Google από μια ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή του MIT Harold Abelson (Abelson, 2009) και βασίστηκε σε προηγούμενες μελέτες βασισμένες στη χρήση γραφικών περιβαλλόντων προγραμματισμού όπως το StarLogo TNG (Starlogo TNG, 2012) και τη βιβλιοθήκη Open Blocks (Open Blocks, 2012), ένα σύστημα προγραμματισμού που αναπτύχθηκε για εκπαιδευτικούς λόγους στο MIT. Πρόκειται για ένα δικτυακό περιβάλλον ανάπτυξης εφαρμογών το οποίο επιτρέπει τη δημιουργία εφαρμογών για συσκευές με λειτουργικό Android το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του οποίου είναι ότι δεν απαιτεί ιδιαίτερες γνώσεις στον προγραμματισμό ή εναλλακτικά η εκμάθηση του λόγω της παιγνιώδης φύσης του είναι αρκετά εύκολη συγκρινόμενη μ άλλα προγραμματιστικά περιβάλλοντα (Lohr, 2010). Πριν την έλευση του ΑΙ η δημιουργία μιας Android εφαρμογής ήταν μια αρκετά δύσκολη διαδικασία, λόγω των πολλών απαιτήσεων και προϋποθέσεων όπως για παράδειγμα η καλή γνώση της γλώσσας προγραμματισμού Java και των διαφόρων προγραμματιστικών αρχών καθώς και η ανάγκη εξοικείωσης του χρήστη με εργαλεία ανάπτυξης λογισμικού και προγραμματιστικά περιβάλλοντα όπως το Eclipse, το Android SDK, το Android Developer Bridge, κ.ά. Αναφορικά με την εκμάθηση προγραμματισμού μια μετανάλυση των Dehnadi et al., (2009) για την διερεύνηση των παραγόντων που επηρεάζουν την επιτυχία στον προγραμματισμό διαπίστωσε ότι ένας ισχυρός παράγοντας είναι το γνωστικό φορτίο το οποίο απαιτεί το κάθε προγραμματιστικό περιβάλλον από τον χρήστη. Ο Sweller (2010) αναφέρει ότι προκειμένου να μειώσουμε το ενδογενές νοητικό φορτίο για αρχάριους στο προγραμματισμό χρήστες αρκεί να μειώσουμε την ποσότητα της πληροφορίας που απαιτείται να χρησιμοποιήσουν προκειμένου να επιλύσουν το πρόβλημα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την απομόνωση προγραμματιστικών ενοτήτων ώστε οι χρήστες να μην είναι υποχρεωμένοι να θυμούνται αρκετές προγραμματιστικές γνώσεις ταυτόχρονα. Προγραμματιστικά περιβάλλοντα τύπου drag & drop όπως το AI και το Scratch, αντικαθιστούν τον προς συγγραφή κώδικα με οπτικά αντικείμενα τα οποία επιλέγονται μέσω ενός μενού επιλογών μειώνοντας το νοητικό φορτίο που απαιτείται για την συγγραφή κώδικα και ταυτόχρονα βοηθώντας τους χρήστες να επικεντρωθούν στην επίλυση ενός προβλήματος (Brennan, 2009). Επίσης οι Resnick et al., (2009) αναφέρουν ότι προγραμματιστικά περιβάλλοντα αυτού του τύπου θεωρούνται εύκολα στην εκμάθηση τους για όλες τις ηλικίες, διαφορετικά εκπαιδευτικά υπόβαθρα και ενδιαφέροντα καθώς επιτρέπουν στους χρήστες να πειραματίζονται με προγραμματιστικές δομές απλά ενώνοντας κομμάτια κώδικα με παρόμοιο τρόπο που συνδέουν τουβλάκια τύπου Lego. Σύμφωνα με τους ίδιους ερευνητές η παραπάνω προσέγγιση είναι ιδανική για αρχάριους στον προγραμματισμό χρήστες καθώς τους προσφέρεται η δυνατότητα να επικεντρωθούν στη δομή των λύσεων παρά στη σύνταξη προγραμματιστικών εντολών. Όπως αναφέρει το ΕΑΙΤΥ (2011) σε πρόσφατη έρευνα η οποία πραγματοποιήθηκε από την οργάνωση HFOSS (Humanitarian Free and Open Source Software - HFOSS) η οποία χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των Ηνωμένων Πολιτειών (National Science Foundation) έγινε προσπάθεια να απαντηθεί το ερώτημα αν το App Inventor είναι κατάλληλο για τη διδασκαλία του προγραμματισμού και ειδικότερα της υπολογιστικής σκέψης στη σχολική εκπαίδευση (Morreli et al., 2011). Τα πρώτα αποτελέσματα της παραπάνω μελέτης είναι ιδιαίτερα ενθαρρυντικά αφού όπως επισημαίνουν αρκετοί ερευνητές (Johnson et al., 2011; Morreli et al., 2011; Hsu et al., 2012) υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα:

4 4 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής (α) περιβάλλον εύκολο στη χρήση με πολλές δυνατότητες, (β) αντικειμενοστραφές μοντέλο οπτικού προγραμματισμού με δομές ελέγχου καθοδηγούμενες από γεγονότα (event-driven), (γ) μάθηση μέσω της λύσης προβλημάτων, (δ) επιπλέον κίνητρα στους μαθητές σε σχέση με το Scratch και το Alice εξαιτίας της φορητότητας και της πρακτικής χρήσης των εφαρμογών που δημιουργούνται, (ε) ύπαρξη emulator (προσομοιωτή) οπότε ουσιαστικά δεν χρειάζονται πολλές συσκευές για την εισαγωγή σε μια σχολική τάξη, (ζ) υποστήριξη από τη Google και το MIT. Εκπαιδευτική αξιοποίηση του App Inventor To App Inventor χρησιμοποιείται και δοκιμάζεται ήδη ως πλατφόρμα διδασκαλίας και εισαγωγής στον προγραμματισμό τόσο στην τριτοβάθμια όσο και στη σχολική εκπαίδευση σε διάφορα μέρη του κόσμου (Johnson et al., 2011; Morreli et al., 2011; Hsu et al., 2012). Το περιβάλλον του App Inventor έχει πολλές ομοιότητες με το περιβάλλον του Scratch και του Alice, με τη διαφορά ότι οι εφαρμογές που δημιουργούνται τρέχουν σε έξυπνες φορητές συσκευές. Επιπλέον, ενώ το Scratch, το οποίο απευθύνεται κυρίως στους μικρούς μαθητές, περιλαμβάνει μόνο βασικές προγραμματιστικές λειτουργίες το ΑΙ, στον αντίποδα, έχει πολλαπλά επίπεδα ενεργειών, προκειμένου να ικανοποιήσει τους χρήστες με διαφορετικά επίπεδα δεξιοτήτων (App Inventor Learning Protal, 2012). Με δεδομένη τη δημοφιλία και τη γενικευμένη παρουσία των έξυπνων φορητών συσκευών στον πληθυσμό, το App Inventor φαίνεται να διαθέτει σημαντικές δυνατότητες για την προσέλκυση μιας ολόκληρης γενιάς μαθητών, φοιτητών και εκπαιδευτικών στην πληροφορική και υπολογιστική σκέψη (Hsu, Rice & Dawley, 2012). Στο δικτυακό τόπο του προγράμματος ( μπορεί κάποιος να πληροφορηθεί για τις διάφορες δράσεις που αναπτύσσουν εκπαιδευτικοί και εκπαιδευτικά ιδρύματα σχετικά με την αξιοποίηση του AΙ. Για παράδειγμα το Boise State University στο Αίνταχο των ΗΠΑ, εισήγαγε από το Φθινόπωρο του 2011 σε μεταπτυχιακό μάθημα του τμήματος εκπαιδευτικής τεχνολογίας, ως αντικείμενο διδασκαλίας τη δημιουργία φορητών εφαρμογών για εκπαιδευτική χρήση με τη χρήση του ΑΙ. Το Lesley University στο Cambridge της Μασαχουσέτης, στα πλαίσια παρόμοιου μεταπτυχιακού προγράμματος, ενώ στο παρελθόν προσέφερε ένα μάθημα επιλογής στη χρήση προγραμματισμού με την γλώσσα Logo, αποφάσισε από το καλοκαίρι του 2012 να αντικαταστήσει την Logo με τη διδασκαλία του ΑΙ. Από τον Αύγουστο του 2011, η Royal Society of Edinburgh σε συνδυασμό με την British Computer Society έχει δημιουργήσει μαθησιακό υλικό για τη διδασκαλία του προγραμματισμού υπολογιστών για μαθητές Γυμνασίου και Λυκείου της Σκωτίας κάνοντας χρήση του ΑΙ. Ο King (2012) αναφέρει ότι το Πανεπιστήμιο του Σικάγου, προσφέρει πλέον ως μάθημα γενικής εκπαίδευσης τη δημιουργία φορητών εφαρμογών με τη χρήση του ΑΙ με περισσότερο από το 50% των εγγεγραμμένων φοιτητών να είναι γυναίκες συμβάλλοντας στον περιορισμό του έμφυλου ψηφιακού χάσματος ενώ δεν λείπουν και τα παραδείγματα συνδυασμού χρήσης του ΑΙ με άλλα εκπαιδευτικά υλικά όπως τα Lego Mindstorms μέσω των οποίων οι χρήστες μπορούν να ελέγξουν τα ρομπότ Lego NXT μέσω του πρωτοκόλλου επικοινωνίας Bluetooth (App Inventor Learning Protal, 2012). O Lohr (2010) αναφερόμενος στη συνέντευξη του Hal Abelson στους New York Times τον Ιούλιο του 2010, επισημαίνει ότι ο γενικότερος σκοπός ανάπτυξης του App Invnentor είναι να επιτρέψει στους χρήστες συσκευών με εγκατεστημένο λογισμικό Android να μετατραπούν από καταναλωτές σε δημιουργούς. Το συγκεκριμένο πρόγραμμα της Google και του ΜΙΤ, ανέφερε ο Abelson (2009), έχει ως βασικό στόχο να παράσχει στους χρήστες, ιδίως τους νέους, ένα απλό εργαλείο το οποίο θα τους επιτρέψει να πειραματιστούν με το λογισμικό της έξυπνης κινητής συσκευής τους, με παρόμοιο τρόπο που οι άνθρωποι τόσες δεκαετίες κάνουν με τους προσωπικούς τους υπολογιστές. Επίσης, θεωρεί ότι με την πάροδο των χρόνων τα απλοποιημένα εργαλεία προγραμματισμού όπως η Basic, η Logo και το Scratch έχουν ανοίξει την πόρτα σε καινοτομίες όλων των ειδών.

5 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 5 Για τον Abelson (2009) το παραπάνω στοιχείο είναι εφικτό εξαιτίας της ανοικτής αρχιτεκτονικής του Android σε αντίθεση με ανταγωνιστικά λειτουργικά συστήματα όπως το ios της Apple. Όπως επισημαίνει ο Kirkpatrick (2010), στην ενθουσιώδη παρατήρηση αν το ΑΙ θα συμβάλει στην ανάπτυξη εφαρμογών για έξυπνες κινητές συσκευές όσο συνέβαλε το λογισμικό Quark στις εκδόσεις ή το Blogger στην ανάπτυξη των ιστολογίων η απάντηση από ειδικούς των Media είναι σαφέστατα θετική. Το γραφικό περιβάλλον προγραμματισμού του App Inventor Προκειμένου κάποιος να δημιουργήσει ή να προσπελάσει μια δική του εφαρμογή στο ΑΙ, χρειάζεται απλά να επισκεφτεί το δικτυακό τόπο του ΑΙ, καθώς η δημιουργία και η διαχείριση των έργων (projects) γίνεται διαδικτυακά προσφέροντας μεγαλύτερη ευελιξία στον χρήστη απαλλάσσοντας τον από τοπικούς περιορισμούς αλλά προσφέροντας και ευελιξία αναφορικά με την επιλογή λειτουργικών συστημάτων και συσκευών. Σύμφωνα με το App Inventor Learning Portal (2012) το ΑΙ αποτελείται από 2 βασικά συστατικά μέρη (components) τα οποία επιτρέπουν στους χρήστες να χτίσουν τις εφαρμογές τους σειριακά (σχήμα 1): Σχεδιαστής (Designer): πρόκειται για μια ιστοσελίδα στην οποία ο χρήστης επιλέγει τα συστατικά μέρη για την εφαρμογή του και προσαρμόζει τις ιδιότητες του κάθε συστατικού. Συντάκτης (Blocks Editor): ουσιαστικά πρόκειται για ένα παράθυρο υλοποιήσιμο σε java στο οποίο ο χρήστης τοποθετεί τα κομμάτια κώδικα (program blocks) προκειμένου να «μεταφέρει» στα συστατικά μέρη του προγράμματος το πώς να «συμπεριφερθούν». Ο χρήστης πετυχαίνει τη συναρμολόγηση των δομικών στοιχείων του προγράμματος του (blocks) με οπτικό και το σημαντικότερο αρκετά απλό τρόπο. Στην πραγματικότητα πρόκειται για μια απλή τοποθέτηση κομματιών μαζί όπως όταν κάποιος συναρμολογεί ένα πάζλ. Σχήμα 1. Η Δομή του συστήματος του App Inventor: Designer & Blocks Editor (Πηγή:

6 6 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Το ΑΙ παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο τη δυνατότητα προσαρμογής στις ενέργειες του χρήστη, με αποτέλεσμα ενώ ο χρήστης κάνει οποιαδήποτε τροποποίηση στην εφαρμογή του, να μπορεί να άμεσα παρατηρήσει την ενέργειά του στη συσκευή του ή στον προσομοιωτή του περιβάλλοντος. Η λειτουργία αυτή είναι αρκετά διαφορετική από το παραδοσιακό περιβάλλον προγραμματισμού, στο οποίο τα προγράμματα έπρεπε να μεταγλωττιστούν και να εκτελεστούν εκ νέου έπειτα από κάθε νέα τροποποίηση. Όταν ο χρήστης ολοκληρώσει την εφαρμογή του μπορεί είτε να την συσκευάσει για να παραγάγει το τελικό πρόγραμμα σε μορφή.apk (Android application package) προκειμένου να το εγκαταστήσει στην Android συσκευή του, να το αποθηκεύσει είτε ακόμη να το διανείμει δωρεάν ή εμπορικά στο δικτυακό κατάστημα της Google (Google Play). Εναλλακτικά, αν δεν υπάρχει διαθέσιμη κάποια συσκευή Android, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να δημιουργήσει και να ελέγξει τη λειτουργία της εφαρμογής του χρησιμοποιώντας τον προσομοιωτή Android (Android emulator) (σχήμα 2), το οποίο αποτελεί ένα λογισμικό το οποίο τρέχει τοπικά στον υπολογιστή του χρήστη και συμπεριφέρεται ως ένα κινητό τηλέφωνο. Ουσιαστικά, αποτελεί µια πλήρη εικονική συσκευή µε οθόνη αφής και επιπλέον κουμπιά τα οποία εμφανίζονται ως πλήκτρα κάτω από την «οθόνη». Το μοναδικό αρνητικό του στοιχείο είναι ότι ως προσομοιωτής είναι σχετικά αργός σε σύγκριση με μια πραγματική φορητή συσκευή. Σχήμα 2. Προσομοιωτής Αndroid (Πηγή: Το βασικό περιβάλλον διεπαφής (interface) του ΑΙ είναι χωρισμένο σε τέσσερα διαφορετικά πλαίσια: το Palette, που εμπεριέχει όλα τα στοιχεία που μπορεί κάποιος χρήστης να εισάγει στην εφαρμογή του χωρισμένα σε κατηγορίες, το Viewer, το οποίο ουσιαστικά αποτελεί την επιφάνεια σχεδιασμού τους, το Components, µια δενδροειδής δομή των στοιχείων που έχει χρησιμοποιήσει ο χρήστης, και το Properties, που είναι το πλαίσιο παραμετροποίησης του κάθε component. Η σχεδίαση γίνεται τμηματικά, µ ένα απλό σύρσιμο (drag & drop) των συστατικών μερών (components) στη θέση που ο χρήστης επιθυμεί επί της οθόνης της συσκευής του. Μετά την εισαγωγή ενός στοιχείου προτείνεται η ρύθμιση των επιμέρους παραμέτρων του (σχήμα 3).

7 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 7 Σχήμα 3. Βασικό περιβάλλον διεπαφής (interface) του App Inventor. (Πηγή: Έχοντας ολοκληρώσει ο χρήστης μια πρώτη σχεδίαση της εφαρμογής με την τοποθέτηση διαφόρων συστατικών στον Viewer, απαιτείται να συνδεθούν αυτά μεταξύ τους προκειμένου η εφαρμογή να γίνει πιο λειτουργική. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση του Blocks Editor (σχήμα 4). Στην αριστερή µπάρα, επιλέγοντας MyBlocks, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να βρει τη λίστα µε τα συστατικά μέρη (components) που έχει χρησιμοποιήσει. Κάθε οντότητα διαθέτει ένα σετ από μεθόδους που απεικονίζονται ως ειδικά και διαφορετικά κομμάτια puzzle. Σχήμα 4. Ο Blocks Editor του App Inventor (Πηγή:

8 8 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Ο προγραμματισμός στο ΑΙ υλοποιείται µε τη σύνδεση των κομματιών (blocks) αυτών. Αν ένα κομμάτι ταιριάζει µ ένα άλλο, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό. Συμπεράσματα - Προοπτικές Η παρούσα εργασία, αποτελεί μια πρώτη προσπάθεια παρουσίασης του περιβάλλοντος δημιουργίας εφαρμογών για φορητές συσκευές App Inventor. Το ΑΙ αποτελεί ένα καινοτόμο προϊόν και ένα εξαιρετικό εργαλείο για τη συμμετοχή ομάδων οι οποίες έχουν χαμηλή εκπροσώπηση στο πεδίο της επιστήμης των υπολογιστών ενθαρρύνοντάς τους να αισθάνονται ουσιαστικά ως παραγωγοί της τεχνολογίας και όχι μόνο ως καταναλωτές. Θεωρούμε ότι με την κατάλληλη ενημέρωση και υποστήριξη μπορεί να αποτελέσει ένα ιδιαίτερο εύχρηστο εργαλείο στα χέρια των εκπαιδευτικών οποιασδήποτε εκπαιδευτικής βαθμίδας που ενώ δεν έχουν ιδιαίτερη εξοικείωση με τις τεχνικές του προγραμματισμού και της αλγοριθμικής σκέψης, διαθέτουν εντούτοις καινοτόμες ιδέες και απλά δεν υπήρχε ο τρόπος να τις υλοποιήσουν προκειμένου να εμπλουτίσουν το διδακτικό τους υλικό. Το ελκυστικό περιβάλλον του αλλά και η φύση των συσκευών στις οποίες απευθύνεται θεωρούμε ότι θα κεντρίσει το ενδιαφέρον και την περιέργεια των μαθητών όλων των βαθμίδων της εκπαίδευσης καθώς και των φοιτητών όχι μόνο των τμημάτων Πληροφορικής, παρακινώντας τους στην ορθή αξιοποίηση της τεχνολογίας. Στην Ελλάδα, δεν υπάρχουν μέχρι σήμερα ισχυρές ενδείξεις για συστηματική εκπαιδευτική χρήση του ΑΙ στις διάφορες εκπαιδευτικές βαθμίδες παρά το γεγονός ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση τόσο από τους καθηγητές Πληροφορικής για τη διδασκαλία προγραμματιστικών εννοιών στους μαθητές τους όσο και από τους καθηγητές άλλων ειδικοτήτων, κυρίως στις τάξεις του Λυκείου αξιοποιώντας την καθιέρωση της ερευνητικής εργασίας (project) ως αυτόνομης διδακτικής δραστηριότητας. Στην παρούσα φάση, στη Σχολή Επιστημών Αγωγής του Παιδαγωγικού Τμήματος Προσχολικής Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου Κρήτης υλοποιείται συστηματική έρευνα δημιουργώντας με χρήση του ΑΙ μια σειρά εκπαιδευτικών εφαρμογών οι οποίες αποσκοπούν να βοηθήσουν τα παιδιά προσχολικής ηλικίας να διδαχθούν μαθηματικά ακολουθώντας τις αρχές της Μαθηματικής Ρεαλιστικής Εκπαίδευσης. Ειδικότερα, αναπτύσσονται εφαρμογές οι οποίες αναφέρονται και στα 4 τέσσερα επίπεδα μαθηματικής παρέμβασης (μηδενικό, πρώτο, δεύτερο & τρίτο) (Van Den Heuvel- Panhuizen, 2008; Zaranis, 2011; 2012) με σκοπό σε μελλοντικό στάδιο της έρευνας να εφαρμοσθούν στα νηπιαγωγεία προκειμένου να αποτιμηθεί συστηματικά η ενσωμάτωση και η εκπαιδευτική χρήση τους σε σχέση με την παραδοσιακή μέθοδο διδασκαλίας. Αναφορές Abelson, H. (2009). App Inventor for Android. Retrieved 10 January 2013 from App Inventor Learning Portal (2012). Retrieved 10 January 2013 from Apple (2012). Apple reports fourth quarter results. Retrieved 10 January 2013 from Bloomberg Businessweek (2012). Can Android Market Catch Up to the App Store? Retrieved 10 January 2013 from Brennan, K. (2009). Scratch-Ed: an online community for scratch educators. In A. Dimitracopoulou, C. O'Malley, D. Suthers & P. Reimann (Eds.). Proceedings of the 9 th International Conference on Computer supported collaborative learning (CSCL'09), (Vol. 2 ) International Society of the Learning Sciences, (pp ). Dehnadi, S., Bornat, R., & Adams, R. (2009). Meta-analysis of the effect of consistency on success in early learning of programming. 21st Annual Workshop of the Psychology of Programming Interest Group (p. 10pp). Hsu, Y.-C., Rice, K., & Dawley, L. (2012). Empowering educators with Google's Android App Inventor: An online workshop in mobile app design. British Journal of Educational Technology, 43(1) E1-E5. Johnson, L., Levine, A., Smith, R., & Stone, S. (2010). The 2010 Horizon Report. Austin-Texas: The New Media Consortium. Johnson, L., Smith, R., Willis, H., Levine, A., & Haywood, K. (2011). The 2011 Horizon Report. Austin-Texas: The New Media Consortium.

9 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 9 King, R. (2012). Turning Girls into Tech Entrepreneurs with a Single App. Bloomberg Business Week Retrieved 28 February 2013 from Kirkpatrick, M. (2010). 5 Big Questions About Google's New App Inventor. Retrieved 10 January 2013 from Lohr, S. (2010). Google s Do-It-Yourself App Creation Software. Retrieved 10 January 2013 from MDG Advertising (2012). Kid Tech According to Apple [Infographic]. Retrieved 10 January 2013 from MIT Center for Mobile Learning, (2011). Retrieved 10 December 2012 from Morreli, R., de Lanerolle, T., Lake, P., Limardo, N., Tamotsu, E., & Uche, C. (2011). Can Android App Inventor bring Computational Thinking to K-12? Proceedings of the 34 th SIGCSE Technical Symposium on Computer science education, March 9-12, 2011, USA: Dallas-Texas. Newsit (2012). Eric Schmidt: Θα κυκλοφορούν ένα δισεκατομμύριο Android συσκευές σε ένα χρόνο!. Ανακτήθηκε στις 10 Δεκέμβριου 2012 από Open Blocks (2012). MIT Scheller Teacher Education Program. Retrieved 28 February 2013 from Orlando, J. (2012). Toddlers, touch screens and the parents' dilemma. Retrieved 10 December 2012 from Page, L. (2012). Update from the CEO. Retrieved 10 December 2012 from Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernández, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K., Millner, A., Rosenbaum, E., Silver, J., Silverman, B., & Kafai, Y. (2009). Scratch: programming for all. Commun. ACM 52, 11 November 2009, StarLogo TNG (2012). MIT Scheller Teacher Education Program. Retrieved 28 February 2013 from Sweller, J. (2010). Element interactivity and intrinsic, extraneous, and germane cognitive load. Educational Psychology Review, 22(2), TechTV (2012). Ξεπέρασαν τις οι εφαρμογές του Android. Ανακτήθηκε στις 10 Δεκεμβρίου 2012 από Van Den Heuvel-Panhuizen, M (2008). Children Learn Mathematics. A Learning-Teaching Trajectory with Intermediate Attainment Targets for Calculation with Whole Numbers in Primary Schoools. Rotterdam-Taipe: Sense Publishers. Zaranis, N. (2011). The influence of ICT on the numeracy achievement of Greek kindergarten children, In A. Moreira, M.J. Loureiro, A. Balula, F. Nogueira, L. Pombo, L. Pedro, P. Almeida, (Eds.) Proceedings of the 61st International Council for Educational Media and the XIII International Symposium on Computers in Education (ICEM&SIIE'2011) Joint Conference, (pp ), University of Aveiro, Portugal, September Zaranis, N. (2012). The use of ICT in Preschool Education for geometry teaching, In R. Pintó, V. López, C. Simarro, (Eds.) Proceedings of the 10th International Conference on Computer Based Learning in Science, Learning Science in the Society of Computers, (pp ), Centre for Research in Science and Mathematics Education (CRECIM), Barcelona, Spain, June ΕΑΙΤΥ, (2011). Επιμορφωτικό υλικό για την εκπαίδευση των επιμορφωτών στα Πανεπιστημιακά Κέντρα Επιμόρφωσης. Πάτρα: ΕΑΙΤΥ. Μάργαρης, Α., & Παπαστεργίου, Μ. (2008). Εισάγοντας αρχάριους στον προγραμματισμό με τα περιβάλλοντα Kara: Μια προσέγγιση βασισμένη στη θεωρία υπολογισμού. Στο Β. Κόμης (επιμ) Πρακτικά 4 ου Πανελληνίου Συνεδρίου με Διεθνή Συμμετοχή «Διδακτική της Πληροφορικής», (σσ ), Πάτρα, Μάρτιος 2008 Αθήνα: Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών. Ουασίτσα, Ε., & Σάμψων, Δ. (2012). Αξιοποίηση Εργαλείων για τη δημιουργία Ηλεκτρονικών Μαθημάτων κατάλληλων για Κινητές Συσκευές. Στο Χ. Καραγιαννίδης, Π. Πολίτης & Η. Καρασαββίδης (επιμ.) Πρακτικά του 8ου Πανελλήνιο Συνέδριο με Διεθνή Συμμετοχή «Τεχνολογίες Πληροφορίας & Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση», Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Βόλος, Σεπτεμβρίου 2012.