ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΠΑΙ ΑΓΩΓΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΦΛΩΡΙΝΑΣ ΠΑΙ ΑΓΩΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΝΗΠΙΑΓΩΓΩΝ, ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΠΑΙ ΑΓΩΓΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΦΛΩΡΙΝΑΣ ΠΑΙ ΑΓΩΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΝΗΠΙΑΓΩΓΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: «ΣΧΟΛΙΚΗ ΠΑΙ ΑΓΩΓΙΚΗ ΚΑΙ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ (ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΚΑΙ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ)» ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΩΝ ΒΑΣΙΚΩΝ ΕΝΝΟΙΩΝ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΤΑΞΕΙΣ ΤΟΥ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ ΣΧΟΛΕΙΟΥ» ΕΙΣΗΓΗΤΡΙΑ ΔΟΓΟΥΛΗ ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΗΤΡΩΟΥ: 59 ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΜΠΡΑΤΙΤΣΗΣ ΘΑΡΡΕΝΟΣ ΚΑΡΙΩΤΟΓΛΟΥ ΠΕΤΡΟΣ ΦΑΧΑΝΤΙΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ Επόπτης Μέλος 3μελούς συμβουλευτικής επιτροπής Μέλος 3μελούς συμβουλευτικής επιτροπής ΛΕΚΤΟΡΑΣ, ΠΑΙ ΑΓΩΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΝΗΠΙΑΓΩΓΩΝ, ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ. ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ, ΠΑΙ ΑΓΩΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΝΗΠΙΑΓΩΓΩΝ, ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ. ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΙ ΑΓΩΓΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΔΗΜΟΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ, ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ. ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΦΛΩΡΙΝΑ

2 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΠΕΡΙ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΙΔΗ ΤΟΥ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ... 6 Τα είδη του εκπαιδευτικού λογισμικού... 7 Εκπαιδευτικό λογισμικό εξάσκησης-εκγύμνασης (Drill and Practice)... 7 Εκπαιδευτικό λογισμικό εκπαίδευσης-φροντιστηρίου (Tutorial)... 7 Εκπαιδευτικό λογισμικό λύσης προβλημάτων (problem solving)... 8 Εκπαιδευτικό λογισμικό προσομοιώσεων (simulations)... 9 Λογισμικό εκπαιδευτικών παιχνιδιών (educational games ή instructional games)... 9 Εκπαιδευτικό λογισμικό μοντελοποίησης (modeling) Κατηγοριοποίηση ως προς το βαθμό αλληλεπίδρασης με το χρήστη Ανοικτά και κλειστά μαθησιακά περιβάλλοντα Κριτήρια επιλογής κατάλληλου εκπαιδευτικού προγράμματος ΘΕΩΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΑΘΗΣΗ Γενικά στοιχεία για τη μάθηση Θεωρίες μάθησης Συμπεριφοριστικές Θεωρίες Μάθησης Κονστρουκτιβιστικές Θεωρίες Μάθησης Κοινωνικοπολιτισμικές Θεωρίες Μάθησης ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η έννοια του προγραμματισμού στην πληροφορική Η χρησιμότητα του προγραμματισμού Οι δυσκολίες εκμάθησης του προγραμματισμού Είδη και συχνότητα προγραμματιστικών λαθών Η διαδικασία μάθησης του Προγραμματισμού Τύποι γνώσεων στον προγραμματισμό που πρέπει να αποκτηθούν Η κλασσική μέθοδος εισαγωγής στον προγραμματισμό Η σημασία και οι δυνατότητες της αλγοριθμικής σχεδίασης στην επίλυση προβλημάτων Προτεραιότητα της αναπαράσταση του αλγορίθμου έναντι της γλώσσας προγραμματισμού ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ανάλυση Σχεδίαση Ανάπτυξη-Υλοποίηση Έλεγχος Ολοκλήρωση και διανομή

3 Λειτουργία και συντήρηση Η ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΡΩΤΟΒΑΘΜΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Το ΕΠΠΣ και το ΔΕΠΠΣ για το δημοτικό Ο Γενικός Σκοπός της Πληροφορικής στο δημοτικό Άξονες υλοποίησης του σκοπού της Πληροφορικής στο δημοτικό Νέο Σχολείο (Σχολείο 21ου αιώνα) Νέο πρόγραμμα σπουδών ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΥΠΑΡΧΟΥΣΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΙΤΛΩΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΠΡΩΤΟΒΑΘΜΙΑΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗ-ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΓΙΑ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ Ε ΚΑΙ ΣΤ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΑΙΤΗΣΕΩΝ ΤΟΥ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Περιεχόμενο Στοιχεία πολυμέσων Κείμενο Ήχος Εικόνα Συνθετική κίνηση Πλοήγηση ( Navigation ) Διεπαφή (Interface) Γενική σχεδίαση διεπαφής Οπτική σχεδίαση της διεπαφής χρήστη Ηχητική σχεδίαση της διεπαφής χρήστη ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ «ΜΑΘΑΙΝΩ ΝΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΩ ΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΜΟΥ» ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ-ΔΙΑΜΟΡΦΩΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

4 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Από τις αρχές της προηγούμενης δεκαετίας και έπειτα πολύς λόγος γίνεται για τη μετατροπή της κοινωνίας σε κοινωνία της γνώσης, όπου κυρίαρχο ρόλο διαδραματίζει η πληροφορία και κυρίως η μετατροπή της σε γνώση. Η γνώση όμως από μόνη της δεν είναι αρκετή. Στη σημερινή ταχέως μεταβαλλόμενη παγκόσμια πραγματικότητα, οι άνθρωποι πρέπει συνεχώς να είναι έτοιμοι να προτείνουν δημιουργικές λύσεις για όλα τα απρόβλεπτα προβλήματα. Με άλλα λόγια η επιτυχία σήμερα δεν βασίζεται μόνο σε αυτά που ήδη γνωρίζει κάποιος, αλλά και στην ικανότητά του να σκέφτεται και να δρα δημιουργικά. Εν ολίγοις, η κοινωνία σήμερα τείνει να μετασχηματιστεί σε μια δημιουργική κοινωνία.. Οι νέες τεχνολογίες διαδραματίζουν διττό ρόλο στη δημιουργική κοινωνία. Αφενός, η διάδοσή τους επιταχύνει τους ρυθμούς της αλλαγής τονίζοντας την ανάγκη για δημιουργική σκέψη σε όλες τις πτυχές της ζωής των ανθρώπων, αφετέρου, η σωστή αξιοποίησή τους στο χώρο της εκπαίδευσης, δίνει τη δυνατότητα στους μαθητές να γίνουν δημιουργικοί στοχαστές, έτσι ώστε να είναι καλύτερα προετοιμασμένοι για το μέλλον. Η διδασκαλία του προγραμματισμού, ως μια πτυχή της πληροφορικής επιστήμης, αναλαμβάνει έως ένα βαθμό να βοηθήσει τους μαθητές να αναπτύξουν αναλυτική και συνθετική σκέψη, να αποκτήσουν ικανότητες μεθοδολογικού χαρακτήρα, να αναπτύξουν τη δημιουργικότητα και τη φαντασία τους. Προϋπόθεση όμως για τα παραπάνω αποτελεί η σωστή προσέγγιση και διδασκαλία του προγραμματισμού, που πρέπει να ξεκινά από την πρωτοβάθμια εκπαίδευση. Σκοπός της εργασίας είναι η δημιουργία μιας εφαρμογής που θα αποτελέσει ένα εργαλείο για την ομαλότερη και ευκολότερη μετάβαση του μαθητή στη διδασκαλία του προγραμματισμού. Απευθύνεται στους μαθητές των δύο τελευταίων τάξεων του δημοτικού και σύμφωνα με το πρόγραμμα σπουδών έχει στόχο να τους εξοικειώσει με τις βασικές έννοιες του προγραμματισμού. Το δεύτερο κεφάλαιο της εργασίας χωρίζεται σε δύο μέρη. περιλαμβάνει το θεωρητικό πλαίσιο και Στο πρώτο μέρος γίνεται αναφορά στο εκπαιδευτικό λογισμικό, τα είδη του και η σύνδεσή τους με τις θεωρίες μάθησης. Ακολουθεί η επισκόπηση της έννοιας του προγραμματισμού ως κομμάτι της πληροφορικής επιστήμης και αναλύονται η χρησιμότητά του, ο τρόπος εκμάθησης και οι δυσκολίες που παρουσιάζει. Ακολουθεί 4

5 η διατύπωση των βασικών αρχών σχεδίασης ενός εκπαιδευτικού λογισμικού και ακολουθεί ανάλυση των βημάτων που ακολουθούνται για το σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας ολοκληρωμένης εφαρμογής. Το δεύτερο μέρος του δευτέρου κεφαλαίου της εργασίας πραγματεύεται την πορεία του γνωστικού αντικειμένου της πληροφορικής στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση διαμέσου των προγραμμάτων σπουδών, του ΕΠΠΣ του 1997, των ΔΕΠΠΣ του 2001 και 2003 και του προγράμματος σπουδών που αφορά το νέο σχολείο. Στο τρίτο κεφάλαιο της εργασίας αποτυπώνεται η υπάρχουσα κατάσταση όσον αφορά τους τίτλους εκπαιδευτικού λογισμικού της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης και ειδικότερα αυτούς που ασχολούνται με τη διδασκαλία του προγραμματισμού και διατυπώνεται η αναγκαιότητα για τη δημιουργία μιας εφαρμογής με συγκεκριμένους στόχους. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά η υλοποίηση του λογισμικού, πραγματοποιείται εσωτερική-διαμορφωτική αξιολόγηση του προϊόντος για να ελεγχθεί κατά πόσο ικανοποιεί τις απαιτήσεις ενός καλά σχεδιασμένου εκπαιδευτικού λογισμικού ενώ προτείνονται και σχέδια μαθήματος για να αποδειχθεί με παραδείγματα η παιδαγωγική αξιοποίηση της αναπτυχθείσας εφαρμογής. Τέλος στον επίλογο, πραγματοποιείται μια σύνοψη και διατυπώνονται προτάσεις για μελλοντική αξιοποίηση και επέκταση της χρήσης της εκπαιδευτικής εφαρμογής. 5

6 2. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ Στο θεωρητικό πλαίσιο, δίνεται ο ορισμός του εκπαιδευτικού λογισμικού και καθορίζονται οι κατηγορίες στις οποίες μπορεί να διακριθεί. Ακολουθεί η διατύπωση των θεωριών μάθησης και αποσαφηνίζεται η σχέση κάθε θεωρίας με τα είδη του λογισμικού. Εξετάζεται η έννοια του προγραμματισμού στην πληροφορική, η χρησιμότητά του στην αντιμετώπιση οποιουδήποτε προβλήματος και οι δυσκολίες εκμάθησής του. Στη συνέχεια αναφέρονται οι βασικές αρχές σχεδίασης ενός εκπαιδευτικού λογισμικού και αναλύονται τα βήματα για την ανάπτυξή του. Το θεωρητικό πλαίσιο κλείνει με την πορεία της πληροφορικής στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση από τα πρώτα χρόνια εισαγωγής της στο δημοτικό μέχρι και σήμερα. 2.1.ΠΕΡΙ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΙΔΗ ΤΟΥ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Οι Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών υποβοηθούν το εκπαιδευτικό έργο και ενισχύουν τη μάθηση με τη χρήση κατάλληλων εφαρμογών που είναι ευρέως γνωστά με την ονομασία εκπαιδευτικό λογισμικό Ο γενικότερος όρος εκπαιδευτικό πρόγραμμα χρησιμοποιείται για τα προγράμματα που εκτελούνται από ένα υπολογιστικό σύστημα, που δεν είναι άλλο από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Μια ειδική κατηγορία του είναι το εκπαιδευτικό πρόγραμμα (educational software), δηλαδή το πρόγραμμα που σχεδιάζεται και χρησιμοποιείται για εκπαιδευτικούς σκοπούς (Μακράκης, 2000). Σύμφωνα με το ΙΤΥ εκπαιδευτικό λογισμικό ορίζεται το εξειδικευμένο λογισμικό που μπορεί να υποστηρίξει διδακτικές και μαθησιακές δραστηριότητες, που προορίζεται για την εκπαίδευση με χρήση υπολογιστικών συστημάτων και που ικανοποιεί πλήρως τις διδακτικές, παιδαγωγικές, γνωστικές και τεχνολογικές απαιτήσεις για τις οποίες σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε (ΙΤΥ 2008). Το εκπαιδευτικό λογισμικό χρησιμοποιείται ως συμπληρωματικό μέσο διδασκαλίας από τον εκπαιδευτή αλλά και ως υποστηρικτικό μέσο αυτοδιδασκαλίας από τον εκπαιδευόμενο (Παναγιωτακόπουλος, Πιερρακέας, Πιντέλας, 2003; Πιντέλας,2000). Πρέπει να γίνει σαφές ότι κανένα πρόγραμμα και κανένας ηλεκτρονικός υπολογιστής δεν έχει σκοπό να αντικαταστήσει το δάσκαλο. Αντιθέτως αποτελούν σύμμαχο του δασκάλου και σημαντικά εργαλεία που θα τον βοηθήσουν στην επίτευξη της 6

7 διδασκαλίας. Ίσως και ένας από τους λόγους που οι δάσκαλοι είναι διστακτικοί στη χρήση τέτοιων προγραμμάτων, να είναι και η λανθασμένη πεποίθηση ότι υπάρχει κίνδυνος αντικατάστασής τους από τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές στο μέλλον (Ράπτης & Ράπτη, 2004). Τα είδη του εκπαιδευτικού λογισμικού Τα εκπαιδευτικά λογισμικά, ανάλογα με τη φιλοσοφία κατασκευής τους, τους στόχους που επιδιώκουν να πετύχουν, τη χρήση του στη μαθησιακή διαδικασία, το βαθμό αλληλεπίδρασης και την παιδαγωγική τους προσέγγιση (Alessi & Trollip, 2000) κατηγοριοποιούνται ως εξής: Εκπαιδευτικό λογισμικό εξάσκησης-εκγύμνασης (Drill and Practice) Τα λογισμικά αυτού του τύπου, δίνουν τη δυνατότητα στους μαθητές να εξασκηθούν σε διδαχθείσα ύλη, ενώ αποβλέπουν στην αναδραστική απάντηση του μαθητή. Παρουσιάζει και αναλύει μια ολοκληρωμένη θεματική ενότητα και στη συνέχεια ζητά από τους εκπαιδευόμενους να εξασκηθούν σε σχετικές με την ύλη ερωτήσεις κατανόησης και ασκήσεις. Τα λογισμικά αυτά είναι αξιοποιήσιμα από τους δασκάλους που θέλουν να εξασκήσουν τους μαθητές τους σε ένα συγκεκριμένο θέμα αλλά και να έχουν άμεση ανάδραση. Προσφέρουν στον μαθητή εξάσκηση σε έννοιες και προβλήματα μέχρι να απομνημονεύσει το περιεχόμενο ή να αποκτήσει μια ορισμένη δεξιότητα. Συνήθως δίνουν ανάδραση στο μαθητή, εξηγούν τα όποια λάθη του και τον καθοδηγούν προς τη σωστή απάντηση. Τέλος ανάλογα με επίπεδο κατασκευής του λογισμικού παρουσιάζονται και ερωτήσεις με διαβαθμισμένη δυσκολία για να καλύψει το γνωστικό επίπεδο και τις δυνατότητες όλων των εκπαιδευόμενων (Παναγιωτακόπουλος, Πιερρακέας, Πιντέλας, 2003; Μαρκέα & Πιντέλας, 2000). Εκπαιδευτικό λογισμικό εκπαίδευσης-φροντιστηρίου (Tutorial) Τα λογισμικά αυτού του τύπου παρουσιάζουν είτε πρωτότυπη είτε ήδη διδαγμένη ύλη. Εμφανίζουν διαδοχικά σύνολα πληροφοριών και στη συνέχεια θέτουν στο χρήστη σχετικές ερωτήσεις, μέσα από ένα κύκλο του τύπου: Πληροφορία Ερώτηση Ανάδραση. Η παρουσίαση της πληροφορίας γίνεται κατά ένα μη σειριακό τρόπο και ενισχύεται με τη χρήση διαφορετικών μέσων όπως ήχος, κείμενο, εικόνες. Ένα καλά 7

8 σχεδιασμένο λογισμικό τύπου εκπαίδευσης-φροντιστηρίου έχει τη δυνατότητα αξιολόγησης-μετάφρασης των λανθασμένων απαντήσεων του χρήστη, προσφέροντας, μέσω ανατροφοδότησης, διευκρινήσεις πριν δοθεί νέα πληροφορία. Η παράθεση σχετικών βοηθητικών πληροφοριών και διευκρινήσεων, δηλαδή η τροποποίηση του εκπαιδευτικού υλικού ανάλογα με τις ανάγκες του μαθητή είναι απαραίτητη όταν εκείνος δεν έχει καλές επιδόσεις στις ερωτήσεις που τίθενται γιατί βοηθά στην καλύτερη κατανόηση του αντικειμένου που η θεωρία περιγράφει. Η παρουσίαση των διαδοχικών συνόλων πληροφοριών προς το μαθητή γίνεται με συγκεκριμένα διακριτά βήματα. Ανάλογα με τη συμπεριφορά του μαθητή, καταγράφεται η επίδοσή του και γίνεται προσπάθεια επίτευξης των επιθυμητών εκπαιδευτικών στόχων και σε καθορισμένο χρονικό διάστημα (Παναγιωτακόπουλος, Πιερρακέας, Πιντέλας, 2003; Μαρκέα & Πιντέλας, 2000). Εκπαιδευτικό λογισμικό λύσης προβλημάτων (problem solving) Τα λογισμικά αυτού του τύπου ζητούν από το μαθητή να επιλύσει προβλήματαστηριζόμενος σε γνώσεις που αποκτήθηκαν νωρίτερα και να βελτιώσει τις δεξιότητες επίλυσης προβλήματος. Συχνά περιέχουν κάποια προσομοίωση ενός φαινομένου του πραγματικού κόσμου. Βρίσκουν εφαρμογή κυρίως στα Μαθηματικά και στις Φυσικές Επιστήμες. Τα εκπαιδευτικά λογισμικά λύσης προβλημάτων βοηθούν το μαθητή να δημιουργήσει και να αναπτύξει περισσότερο την δική του στρατηγική επίλυσης Αυτού του είδους τα λογισμικά πρέπει να ζητούν από το χρήστη να εφαρμόσει αποδεκτές αρχές ή κανόνες για να καταλήξει σε συμπεράσματα και λύσεις. Πρέπει να δίνουν στο μαθητή τη δυνατότητα να παραμετροποιεί το πρόβλημα και να περιλαμβάνει μια εξήγηση ή μια γραφική αναπαράσταση της τελικής κατάστασης από τις απαντήσεις που δόθηκαν κατά την προσπάθεια επίλυσης. Πρέπει τέλος να αναπτύσσουν στο μαθητή μια εκτίμηση και κατανόηση των αλγοριθμικών μεθόδων και να αποθαρρύνουν τις διαδικασίες δοκιμής - λάθους και αντίστοιχα να ενθαρρύνουν αποφάσεις και λύσεις που απορρέουν από πνευματική διαδικασία. Στα περισσότερα προγράμματα προσομοίωσης και στα παιχνίδια υπάρχουν χαρακτηριστικά problem solving. Αυτά τα λογισμικά μπορούν να είναι σπουδαία εναύσματα για την διερευνητική μάθηση στην τάξη (Πιντέλας, 2000; Μαρκέα & Πιντέλας, 2000; Παναγιωτακόπουλος, 1998). 8

9 Εκπαιδευτικό λογισμικό προσομοιώσεων (simulations) Τα εκπαιδευτικά λογισμικά προσομοιώσεων παρέχουν την δυνατότητα υλοποίησης καταστάσεων που δεν θα ήταν δυνατές με άλλο τρόπο καθώς επιτρέπουν την εικονική αναπαράσταση και μοντελοποίηση ενός φαινομένου ή ενός πραγματικού συστήματος, κάτω από συνθήκες που προσεγγίζουν τις πραγματικές. Για παράδειγμα, ο μαθητής μπορεί να εξασκηθεί σε καταστάσεις που σε πραγματικό περιβάλλον θα ήταν ριψοκίνδυνο να υλοποιηθούν, όπως ένα επικίνδυνο πείραμα χημείας. Τα εκπαιδευτικά λογισμικά προσομοιώσεων κατά κανόνα στηρίζονται σε μια σειρά αλγορίθμων και οι μαθητές έχουν τη δυνατότητα να αλλάζουν τις τιμές ορισμένων μεταβλητών, να μεταβάλλουν δηλαδή τις συνθήκες κάτω από τις οποίες πραγματοποιείται το εικονικό πείραμα και να παρατηρούν τα αποτελέσματα της πράξης τους. Ένα σημείο αμφισβήτησης σχετικά με αυτού του είδους τα λογισμικά είναι ότι οι μαθητές δεν βλέπουν τον αλγόριθμο και κάθε φορά που δίνουν νέα τιμή στη μεταβλητή βλέπουν το αποτέλεσμα αλλά όχι την αιτία του. Τα εκπαιδευτικά λογισμικά προσομοιώσεων βρίσκουν εφαρμογή κυρίως στη Φυσική, τα Μαθηματικά, την Κοινωνιολογία και τη Γλώσσα. (Πιντέλας, 2000; Μαρκέα & Πιντέλας, 2000; Παναγιωτακόπουλος, 1998). Λογισμικό εκπαιδευτικών παιχνιδιών (educational games ή instructional games) Το λογισμικό εκπαιδευτικών παιχνιδιών βοηθά στην απόκτηση και ανάπτυξη δεξιοτήτων σε περιβάλλον παιχνιδιού. Το παιχνίδι χρησιμοποιείται σαν κίνητρο για τον μαθητή έτσι ώστε να αποκτήσει συγκεκριμένες δεξιότητες και γνώσεις καθώς περιηγείται και ολοκληρώνει τις διαδικασίες του παιχνιδιού. Είναι μάλλον το πιο δύσκολο είδος λογισμικού για αξιολόγηση δεδομένου ότι είναι αμφίβολο αν οι ικανότητες που προωθούνται από το παιχνίδι είναι δυνατόν να μεταφέρουν και έννοιες. Ένα καλό παιχνίδι πρέπει να έχει μαθησιακούς στόχους συμβατούς με το πρόγραμμα σπουδών. Τα εκπαιδευτικά παιχνίδια δίνουν στους μαθητές τη δυνατότητα να διδαχθούν σε ένα πλαίσιο που αυξάνει την κινητοποίηση και τον ενθουσιασμό αλλά και την προσοχή στην μαθησιακή διαδικασία. Για να ανταποκριθεί ο μαθητής στις ανάγκες του παιχνιδιού πρέπει να έχει συγκεκριμένες δεξιότητες και γνώσεις και να υπάρχει συσχετισμός μεταξύ του επιπέδου δυσκολίας και του βαθμού ικανότητας. Πολύ συχνά τα παιχνίδια χρησιμοποιούνται λανθασμένα μια και οι μαθητές ενδιαφέρονται 9

10 περισσότερο να φτάσουν γρήγορα στον τελικό στόχο ή να παρατηρήσουν τα ηχητικά και οπτικά εφέ, παρά να χρησιμοποιήσουν τις δυνατότητες που τους δίνει το λογισμικό για να εμπλουτίσουν τις γνώσεις τους. Για αυτό το σκοπό πρέπει το λογισμικό να ενθαρρύνει τους εκπαιδευτικούς στόχους και να προσφέρει καθοδήγηση για την επίτευξή τους. Πρέπει επίσης να προσεχθεί μήπως τα διάφορα εφέ επισκιάζουν τους μαθησιακούς στόχους του παιχνιδιού. Το λογισμικό εκπαιδευτικών παιχνιδιών προσφέρεται ιδιαίτερα για συνεργατική μάθηση. Στοιχεία εκπαιδευτικού παιχνιδιού είναι σημαντικό να υπάρχουν και στα υπόλοιπα είδη εκπαιδευτικού λογισμικού. Σαν εκπαιδευτικό παιχνίδι μπορεί να θεωρηθεί γενικά ένα λογισμικό εξάσκησης-εκγύμνασης με νικητή ή τελική επίδοση. Λογισμικά τύπου λύσης προβλημάτων ή προσομοιώσεων μπορούν επίσης να έχουν τη μορφή παιχνιδιού (Πιντέλας, 2000; Μαρκέα & Πιντέλας, 2000; Παναγιωτακόπουλος, 1998). Εκπαιδευτικό λογισμικό μοντελοποίησης (modeling) Με το λογισμικό μοντελοποίησης μπορεί να γίνουν αναπαραστάσεις συστημάτων ή διαδικασιών. Ένα μοντέλο είναι και λειτουργεί ως μια αναπαράσταση ενός συστήματος. Δεν είναι ποτέ ένα ακριβές αντίγραφο αλλά αναπαριστά κάποια ή κάποιες πτυχές της δομής, των ιδιοτήτων ή της συμπεριφοράς αυτού του οποίου είναι το μοντέλο. Η κατηγοριοποίηση στο εκπαιδευτικό λογισμικό δεν είναι σαφώς οριοθετημένη στην πράξη. Σήμερα, στο εκπαιδευτικό λογισμικό μπορεί κανείς να συναντήσει στοιχεία από απλά προγράμματα εξάσκησης-εκγύμνασης μέχρι προσομοιώσεων ή εκπαίδευσης-φροντιστηρίου. Μια εφαρμογή που περιέχει στοιχεία από όλες τις παραπάνω κατηγορίες θα παρουσιάζει μεγαλύτερο ενδιαφέρον και θα προσφέρει κίνητρο χρήσης. Οι σύγχρονες τάσεις κατασκευής εκπαιδευτικού λογισμικού τείνουν στην ενοποίηση των προηγούμενων κατηγοριών λογισμικού (Παναγιωτακόπουλος, Πιερρακέας, Πιντέλας, 2003) Κατηγοριοποίηση ως προς το βαθμό αλληλεπίδρασης με το χρήστη Ανοικτά και κλειστά μαθησιακά περιβάλλοντα Κλειστά περιβάλλοντα θεωρούνται εκείνα που υποστηρίζουν το παραδοσιακό δασκαλοκεντρικό μοντέλο διδασκαλίας, που δεν επιτρέπουν στο μαθητή να εισάγει δεδομένα, αφού η αντίδραση του συστήματος είναι προδιαγεγραμμένη, όπως για 10

11 παράδειγμα εκπαιδευτικό λογισμικό εκπαίδευσης-φροντιστηρίου, εκπαιδευτικό λογισμικό εξάσκησης-εκγύμνασης, λογισμικό εκπαιδευτικών παιχνιδιών, εκπαιδευτικό λογισμικό προσομοιώσεων. Τα κλειστά μαθησιακά περιβάλλοντα προσφέρονται για εστιασμένες προσεγγίσεις. Τέτοιου είδους προσεγγίσεις έχουν πολύ περισσότερες δυνατότητες εφαρμογής στη σχολική πρακτική, γιατί χαρακτηρίζονται ως βραχυχρόνιες, απαιτούν μικρό χρονικό διάστημα για την ολοκλήρωσή τους και εμφανίζουν μεγάλη προσαρμοστικότητα στους σχεδιασμούς των εκπαιδευτικών. Παρέχουν ακόμα τη δυνατότητα αυτόνομης και εξατομικευμένης μάθησης. Ανοικτά μαθησιακά περιβάλλοντα θεωρούνται εκείνα που σχεδιάζονται κυρίως με βάση τις σύγχρονες γνωσιοθεωρητικές τοποθετήσεις (οικοδομισμός, κοινωνικές και πολιτισμικές διαστάσεις της γνώσης, θεωρία πολλαπλής νοημοσύνης). Στα ανοικτά περιβάλλοντα οι επιλογές καθορίζονται τόσο από τις ανάγκες του χρήστη όσο και από νοητικές διεργασίες. Σαν ανοικτά περιβάλλοντα μάθησης μπορούν να χαρακτηριστούν οι μικρόκοσμοι, οι γλώσσες προγραμματισμού, οι εφαρμογές υπερκειμένου / υπερμέσων. Από τα πιο γνωστά ανοικτά περιβάλλοντα μάθησης που έχουν καθιερωθεί διεθνώς είναι και η γλώσσα Logo. Τα ανοικτά περιβάλλοντα μάθησης προσφέρονται για προσεγγίσεις ολιστικού τύπου. Οι προσεγγίσεις ολιστικού τύπου προσφέρουν μια άποψη ευρείας και σφαιρικής προσέγγισης ενός θέματος. Το πλεονέκτημα στις προσεγγίσεις αυτές είναι η πολύπλευρη κάλυψη των θεμάτων που διαπραγματεύονται, απαιτούν όμως την ύπαρξη σύνθετων δραστηριοτήτων, πράγμα που απαιτεί μεγάλο χρονικό διάστημα για την ολοκλήρωσή τους δημιουργώντας έτσι πρόβλημα εφαρμογής τους στη σχολική πρακτική που ο χρόνος διδασκαλίας για κάθε ενότητα είναι περιορισμένος (Παναγιωτακόπουλος, 1998; Πρέζας, 2003). Κριτήρια επιλογής κατάλληλου εκπαιδευτικού προγράμματος Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα που θα χρησιμοποιηθεί σε εκπαιδευτικές εφαρμογές, θα πρέπει να είναι επεξεργασμένο τόσο στην εκπαίδευση όσο και στην τεχνολογική του διάσταση (Ράπτης & Ράπτη, 2004). Όμως για να είναι σε θέση τα παιδιά να συγκεντρώσουν τα μέγιστα οφέλη από τη χρησιμοποίησή της τεχνολογίας, το εκπαιδευτικό πρόγραμμα θα πρέπει να είναι εξελικτικά κατάλληλο, δηλαδή σύμφωνα με τον τρόπο που τα παιδιά μαθαίνουν και αναπτύσσονται και να υποστηρίζει ή να 11

12 επεκτείνει το αναλυτικό πρόγραμμα. Κατά συνέπεια, το εκπαιδευτικό πρόγραμμα θα πρέπει να επιλέγεται με τρόπο ώστε: Να διεγείρει πολλές αισθήσεις, περιέχοντας ήχο- μουσική- φωνή. Να ελέγχεται από τα παιδιά και να τους επιτρέπει να εξερευνούν χωρίς φόβο τα λάθη τους. Να απεικονίζει και να στηρίζεται σε αυτό που τα παιδιά γνωρίζουν ήδη. Να αποσπά τον ενθουσιασμό των παιδιών και να ενθαρρύνει τη γλωσσική ανάπτυξη. Να αναφέρεται σε πραγματικά προβλήματα με πραγματικές συνδέσεις. Να ανταποκρίνεται στην εξερεύνηση των παιδιών. Να επιτρέπει την ενεργό μάθηση των παιδιών και να τα ενθαρρύνει και παροτρύνει στη λήψη αποφάσεων και κριτικής σκέψης. Συμπερασματικά, το εκπαιδευτικό λογισμικό έχει σαν κύριο στόχο να αποτελέσει ένα πολύτιμο εργαλείο στα χέρια του εκπαιδευτικού, να διευκολύνει τους μαθητές στην επίτευξη των διδακτικών στόχων και γενικότερα να υποβοηθήσει τη διαδικασία της μάθησης. Για να μπορέσει όμως κάποιος να αντιληφθεί τη χρησιμότητα του εκπαιδευτικού λογισμικού, πρέπει πρώτα να κατανοήσει την έννοια της μάθησης, να γνωρίσει τις θεωρίες που έχουν αναπτυχθεί γύρω από αυτήν και αντιληφθεί σε ποια θεωρία εντάσσεται η κάθε κατηγορία λογισμικού που αναφέρθηκε παραπάνω ΘΕΩΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΑΘΗΣΗ Γενικά στοιχεία για τη μάθηση Σύμφωνα με το ΙΤΥ (2008) ένας τυπικός ορισμός της μάθησης θεωρεί τη μάθηση ως μια διαδικασία η οποία οδηγεί σε διαρκή μεταβολή της συμπεριφοράς ενός ατόμου και η οποία προκύπτει ως αποτέλεσμα εμπειρίας ή άσκησης. Η μάθηση μπορεί να είναι αποτέλεσμα μιας οργανωμένης διαδικασίας (διδασκαλίας, εκπαίδευσης), αλλά να προέρχεται επίσης και αποκλειστικά από την εν γένει εμπειρία του ατόμου. Ο ορισμός αυτός υπονοεί ότι η μεταβολή της συμπεριφοράς όχι μόνο είναι διαρκής, αλλά έχει ένα σχετικά μόνιμο χαρακτήρα. Ο ορισμός αυτός επίσης υπονοεί έμμεσα ότι τα αποτελέσματα της μάθησης είναι παρατηρήσιμα. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλοι ορισμοί της μάθησης, ευρύτεροι, που θεωρούν τη μάθηση ως τη 12

13 μεταβολή της κατανόησης, των στάσεων, των γνώσεων, των πληροφοριών, των δεξιοτήτων και των ικανοτήτων του ατόμου. Κατ αυτόν τον τρόπο εντάσσονται στις διαδικασίες της μάθησης και μεταβολές οι οποίες αναφέρονται στις γνώσεις, στις δεξιότητες, στις συνήθειες του ατόμου και γίνεται, κατά τον τρόπο αυτό, μια αναφορά και σε εσωτερικές διεργασίες του ατόμου, μη-παρατηρήσιμες. Δεν υφίσταται λοιπόν ένας ορισμός της μάθησης ο οποίος να είναι γενικά αποδεκτός, αλλά στο επίκεντρο των σύγχρονων θεωρήσεων για τη μάθηση βρίσκεται η απόκτηση γνώσεων και η μεταβολή των γνωστικών δομών και όχι μόνον η παρατηρήσιμη συμπεριφορά. Ένας ορισμός πιο συμβατός με τις σύγχρονες αντιλήψεις είναι ο εξής: μάθηση είναι η απόκτηση και η μεταβολή γνώσεων, δεξιοτήτων, στρατηγικών, πεποιθήσεων, στάσεων και διαφόρων μορφών συμπεριφοράς, δηλαδή η διαδικασία κατά την οποία αλλάζει το γνωστικό δυναμικό του ατόμου, ως αποτέλεσμα των ποικίλων εμπειριών τις οποίες το άτομο επεξεργάζεται. Θεωρίες μάθησης Τα ρεύματα και οι θεωρίες για τη μάθηση την κατηγοριοποιούν ως εξής: μια διαδικασία πρόσκτησης της γνώσης (θεωρίες που συνδέονται με το συμπεριφορισμό), μια διαδικασία δημιουργίας της γνώσης (και συνδέονται με τον κονστρουκτιβισμό) ως ένα αποτέλεσμα της συμμετοχής σε κοινωνικές ομάδες (και συνδέονται με τις κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες). Συμπεριφοριστικές Θεωρίες Μάθησης Κυριότεροι εκπρόσωποι των συμπεριφοριστικών θεωριών μάθησης είναι οι J. B. Watson, E. L. Thorndike, B. F. Skinner και ο γνωστός για τα πειράματά του Ι. Pavlov. Οι θεωρίες του μπηχεϋβιορισμού (συμπεριφορισμού) λαμβάνουν υπόψη μόνο τις μεταβολές, τις μετατροπές της εξωτερικά παρατηρούμενης συμπεριφοράς. Καθώς οι εσωτερικές νοητικές διεργασίες του μανθάνοντος υποκειμένου δεν προσφέρονται στην παρατήρηση, δεν μπορούν να μελετηθούν άμεσα πάντοτε σύμφωνα με τους μπηχεϋβιοριστές. Για το λόγο αυτό, οι συμπεριφοριστές μελετούν συστηματικά μόνο τις εξωτερικές αντιδράσεις των ατόμων και απορρίπτουν τις υποθέσεις ή τις ερμηνείες που στηρίζονται στις εσωτερικές νοητικές διεργασίες των ανθρώπων. Κατά 13

14 κάποιο τρόπο, το μανθάνον υποκείμενο, για το συμπεριφορισμό, είναι ένα μαύρο κουτί του οποίου αγνοούμε το περιεχόμενο. Αυτό που ενδιαφέρει είναι μόνο το εξωτερικό ερέθισμα από το περιβάλλον προς το άτομο και η ανταπόκριση του ατόμου στο δοσμένο ερέθισμα. Η μάθηση σημαίνει τη σύνδεση ερεθισμάτων-ανταπόκρισης. Οι επαναλήψεις ενισχύουν τις συνδέσεις και άρα τη μάθηση. Επίσης οι θετικές ενισχύσεις ενισχύουν μια συγκεκριμένη μάθηση, ενώ οι αρνητικές την αποδυναμώνουν. Κάθε είδος μάθησης, κατά τους συμπεριφοριστές, όσο πολύπλοκη και αν είναι, μπορεί πάντοτε να αναλυθεί σε στοιχειωδέστερα τμήματα, τα οποία με τη σειρά τους μπορούν να αναλυθούν σε ακόμη πιο απλά κ.ο.κ. μέχρις ότου η προς μετάδοση γνώση μπορεί να αποσυναρμολογηθεί σε τμήματα απλά, μικρά, τα οποία το άτομο μπορεί εύκολα να μάθει. Η γνώση λοιπόν είναι μια οντότητα η οποία μπορεί να μεταδοθεί. Το μάθημα που βασίζεται στο συμπεριφορισμό προϋποθέτει βέβαια την ενεργή συμμετοχή του μαθητή. Η προς διδασκαλία ύλη αναλύεται σε επιμέρους τμήματα, τα οποία διδάσκονται με βαθμιαία πρόοδο από τα πλέον απλά τμήματα της ύλης προς τα πλέον σύνθετα και δυσνόητα. Στα μαθήματα αυτά, στις απαντήσεις των μαθητών, πρέπει να υπάρχει ταχεία ανατροφοδότηση θετική ή αρνητική, ανάλογα με την απάντηση. Όσες ερωτήσεις δεν απαντώνται σωστά από τους μαθητές, τίθενται εκ νέου (ενδεχομένως με άλλη σειρά και διαφορετική διατύπωση) και ξανά, μέχρι ο μαθητής να απαντήσει σωστά. Βασισμένα πάνω στις θεωρίες αυτές έχουν αναπτυχθεί αρκετά μοντέλα διδασκαλίας, από την Προγραμματισμένη Διδασκαλία (Skinner, 1953) ως το Διδακτικό Σχεδιασμό (Gagne, 2005). O διδακτικός Σχεδιασμός θεωρήθηκε επί μακρόν ως μια αξιόπιστη διαδικασία για την προετοιμασία προγραμμάτων και μαθημάτων κατάρτισης. Περιλαμβάνει 5 στάδια: Ανάλυση του στοχευόμενου κοινού και των αναγκών του, Σχεδίαση των μαθημάτων, Ανάπτυξη του διδακτικού υλικού, Εφαρμογή, Αξιολόγηση και επιστροφή στο πρώτο στάδιο. 14

15 Το μοντέλο αυτό ταιριάζει πολύ καλά με τη διαδικασία ανάπτυξης λογισμικού με διδακτικό χαρακτήρα (tutorials) και χρησιμοποιήθηκε εκτεταμένα κατά τη δημιουργία περιβαλλόντων αυτού του τύπου. Ένα πολύ σημαντικό τμήμα του υφιστάμενου σήμερα εκπαιδευτικού λογισμικού έχει δημιουργηθεί με τις αρχές του συμπεριφορισμού ίσως γιατί οι θεωρίες αυτές διευκολύνουν πολύ το σχεδιασμό των εκπαιδευτικών λογισμικών. Τα λογισμικά καθοδήγησης, διδασκαλίας (tutorials) και πρακτικής και εξάσκησης (drill and practice), κατά κανόνα βασίζονται πάνω στις θεωρίες αυτές. Τα λογισμικά αυτά είναι κατάλληλα κυρίως για την εξάσκηση δεξιοτήτων χαμηλού επιπέδου (όπως είναι η εκτέλεση πράξεων, η απομνημόνευση κ.ά), για την αξιολόγηση των μαθητών, για εποπτική διδασκαλία. Ωστόσο, ο συμπεριφορισμός επέδρασε με ένα γενικότερο τρόπο στη σχεδίαση και τη χρήση των εφαρμογών των ΤΠΕ, καθώς έδωσε μεγάλη έμφαση στη διαρκή και ενεργό συμμετοχή του μαθητή, στην ενθάρρυνση του, στην εξάσκηση, στο ρόλο της ταχείας ανάδρασης (ITY 2008). Κονστρουκτιβιστικές Θεωρίες Μάθησης Οι γνωστικές θεωρίες και ιδιαίτερα ο κονστρουκτιβισμός αποδίδουν πολύ μεγάλη σημασία στις εσωτερικές, νοητικές διεργασίες του ατόμου. Η μάθηση στις θεωρίες αυτές δεν μεταδίδεται, αλλά είναι μια διαδικασία προσωπικής κατασκευής της γνώσης, η οποία εδράζεται πάνω σε προγενέστερες γνώσεις (οι οποίες φυσικά τροποποιούνται κατάλληλα ώστε να συζευχθούν με τη νέα γνώση). Η μάθηση απαιτεί δηλαδή την αναδιάταξη και αναδόμηση των νοητικών δομών του ατόμου, έτσι ώστε αυτές να προσαρμοστούν με τη νέα γνώση, αλλά και να προσαρμόσουν τη νέα γνώση στις υφιστάμενες νοητικές δομές. Ο εποικοδομισμός του J. Piaget θεωρεί ότι η ανάπτυξη της λογικής και επιστημονικής σκέψης του παιδιού είναι μια εξελικτική διαδικασία με διάφορα στάδια. Η θεωρία του J. Piaget είναι ουσιαστικά στον αντίποδα του συμπεριφορισμού, καθώς ξεκινά με την υπόθεση ότι ο κάθε μαθητής κατασκευάζει τη γνώση με το δικό του τρόπο, ενεργητικά, και δεν αποτελεί απλά έναν παθητικό υποδοχέα πληροφοριών και γνώσεων. Άρα ο μαθητής πρέπει να μαθαίνει σε ένα περιβάλλον πλούσιο σε ποικίλα εξωτερικά ερεθίσματα, το οποίο να δίνει τη δυνατότητα στο μαθητή να αλληλεπιδρά μαζί του. 15

16 Ο J. Bruner πρότεινε ως βασική θεωρία για τη μάθηση την ανακαλυπτική μάθηση. Οι μαθητές ανακαλύπτουν τη γνώση (κανόνες, αρχές, ανάπτυξη δεξιοτήτων) μέσα από ανακαλυπτικές διαδικασίες με το πείραμα, τη δοκιμή, την επαλήθευση ή τη διάψευση. Η σταδιακή ανακάλυψη των εσωτερικών δομών, αρχών και νόμων που διέπουν ένα φαινόμενο συντελούν στη βαθύτερη κατανόησή του από το μαθητή. Η ιδέα της σταδιακής ανακάλυψης της γνώσης μπορεί να αποτελέσει ένα ιδιαίτερα σημαντικό κίνητρο για το μαθητή, τον οποίο ο εκπαιδευτικός μπορεί να βοηθήσει ή και να καθοδηγήσει ακόμη (καθοδηγούμενη ανακάλυψη). Σύμφωνα με τις θεωρίες του Bruner, o εκπαιδευτικός έχει το ρόλο του εμψυχωτή, του διευκολυντή, του καθοδηγητή στη διαδικασία της ανακάλυψης: ο μαθητής έρχεται αντιμέτωπος με προβλήματα τα οποία καλείται να επιλύσει και ο εκπαιδευτικός τον υποστηρίζει στην προσπάθεια του αυτή, την οποία ο μαθητής όμως πραγματοποιεί με το δικό του ρυθμό και με βάση τις δικές του αποφάσεις και επιλογές. Ο J. Bruner, με νεότερες θεωρίες του, έδωσε ιδιαίτερη βαρύτητα στον κοινωνιοπολιτισμικό παράγοντα, πλησιάζοντας έτσι τη σχολή των κοινωνιοπολιτισμικών θεωριών μάθησης. Στην ίδια σχολή (των γνωστικών θεωριών μάθησης) εντάσσονται και άλλες θεωρίες, όπως η θεωρία της επεξεργασία της πληροφορίας, και γενικότερα όλες οι νεότερες απόψεις που στηρίζονται στις σύγχρονες προόδους της Βιολογίας και της νευροφυσιολογίας. Τα εκπαιδευτικά λογισμικά και περιβάλλοντα που σχεδιάζονται λαμβάνοντας υπόψη τις γνωστικές θεωρίες μάθησης πρέπει να ενθαρρύνουν μια σειρά από διαδικασίες και να υποστηρίζουν τη δημιουργία διδακτικών καταστάσεων με τα ακόλουθα (μεταξύ άλλων) χαρακτηριστικά: Τα εκπαιδευτικά λογισμικά και περιβάλλοντα πρέπει να υποστηρίζουν την ιδέα της οικοδόμησης της γνώσης από τον ίδιο το μαθητή, καθώς αυτός προσπαθεί να επιλύσει προβλήματα και στην προσπάθεια του αυτή αλληλεπιδρά με το υλικό περιβάλλον (στο οποίο εντάσσεται το εκπαιδευτικό λογισμικό), τους συμμαθητές του και τον εκπαιδευτικό. Ο μαθητής διερευνά, ανακαλύπτει σταδιακά, κάνει υποθέσεις τις οποίες επαληθεύει ή διαψεύδει και το εκπαιδευτικό περιβάλλον πρέπει να στηρίζει αυτή την πορεία του μαθητή. Τα εκπαιδευτικά λογισμικά και περιβάλλοντα πρέπει να ενθαρρύνουν την προσωπική έκφραση των μαθητών και να υποστηρίζουν την προσωπική τους 16

17 εμπλοκή, λαμβάνοντας επίσης υπόψη το γενικότερο πλαίσιο μέσα στο οποίο λαμβάνουν χώρα οι κοινωνικές αλληλεπιδράσεις των μαθητών. Τα εκπαιδευτικά λογισμικά και περιβάλλοντα πρέπει να παρέχουν, στο μέτρο του δυνατού, πολλαπλές αναπαραστάσεις των εννοιών, σχέσεων και των οντοτήτων που είναι υπό διαπραγμάτευση σε κάθε μάθημα. Ακόμη, τα περιβάλλοντα δεν πρέπει να υποδεικνύουν στο μαθητή τις ορθές διαδικασίες, αλλά αντίθετα να τον αφήνουν να εκφράζει τις απόψεις του (έστω και λαθεμένες) και να υποστηρίζουν τη διαδικασία την κοινωνιογνωστικής σύγκρουσης, κατά την οποία τα ίδια τα γεγονότα ή τα επιχειρήματα άλλων μαθητών ανατρέπουν τις ενδεχόμενες λανθασμένες αντιλήψεις του μαθητή. Η οικογένεια των περιβαλλόντων Logo αποτελεί δημιούργημα του S. Papert, ο οποίος υλοποίησε και επεξέτεινε τις ιδέες του J. Piaget με έναν πολύ ιδιαίτερο τρόπο. Τα περιβάλλοντα αυτής της κατηγορίας και η ευρύτερη κλάση των ανοιχτών μικρόκοσμων (στην οποία εντάσσονται και τα περιβάλλοντα Logo) στηρίζονται πάνω ακριβώς στις ιδέες αυτές και αποτελούν τα πλέον τυπικά παραδείγματα εκπαιδευτικών λογισμικών που είναι κατασκευασμένα με βάση τις γνωστικές θεωρίες (ITY 2008). Κοινωνικοπολιτισμικές Θεωρίες Μάθησης Τα τελευταία χρόνια, στις θεωρίες μάθησης επικρατεί όλο και περισσότερο η γενική ιδέα ότι ο κοινωνιοπολιτισμικός παράγοντας παίζει έναν ουσιώδη ρόλο στη μάθηση. Η μάθηση, σύμφωνα με τις θεωρίες αυτές, συντελείται μέσα σε συγκεκριμένα πολιτισμικά πλαίσια (γλώσσα, στερεότυπα, αντιλήψεις) και ουσιαστικά δημιουργείται από την αλληλεπίδραση του ατόμου με άλλα άτομα, σε συγκεκριμένες επικοινωνιακές περιστάσεις και μέσω της υλοποίησης κοινών δραστηριοτήτων (activities). Οι θεωρίες μάθησης αυτής της κατηγορίας δηλαδή προσδίδουν ένα σημαντικό ρόλο στην κοινωνική αλληλεπίδραση, καθώς, σύμφωνα με τις απόψεις τους, το μανθάνον υποκείμενο δεν κατασκευάζει την προσωπική του γνώση μέσα σε ένα πολιτισμικό και επικοινωνιακό κενό, αλλά πάντοτε μέσα σε ευρύτερα πλαίσια, μέσα στο οποία η γνώση δημιουργείται και σηματοδοτείται. Βασικοί εκπρόσωποι αυτής της κατηγορίας θεωριών είναι ο L. Vygotsky, οι Doise και Mugny, που υποστηρίζουν τις κοινωνιογνωστικές θεωρίες μάθησης, και νεότεροι ερευνητές όπως ο Ε. Wenger, θεωρητικός των Κοινοτήτων Πρακτικής και Μάθησης. 17

18 Κατά κάποιο τρόπο, ο κοινωνικός εποικοδομισμός δεν είναι ασύμβατος με τις γνωστικές θεωρίες, όπως είναι ο συμπεριφορισμός, αλλά λειτουργεί, σε ορισμένο επίπεδο, ακόμη και συμπληρωματικά με τις θεωρίες αυτές. Οι θεωρίες του L. Vyotsky και άλλων ψυχολόγων της Σοβιετικής σχολής Ψυχολογίας, ιδιαίτερα σημαντικές για τις κοινωνιοπολιτιστικές θεωρίες μάθησης, αποδίδουν πολύ μεγάλη σημασία στη γλώσσα ως παράγοντα για τη μάθηση και στηρίζονται στην υπόθεση σύμφωνα με την οποία ο μαθητής μπορεί να δημιουργήσει ένα επίπεδο γνώσεων με τη βοήθεια του περιβάλλοντος αλλά όχι ακόμη μόνος. Έτσι, ο ρόλος του εκπαιδευτικού και γενικότερα του σχολείου και του περιβάλλοντος μέσα στο οποίο ζει και μαθαίνει ο μαθητής είναι ιδιαίτερα σημαντικός. Οι θεωρίες της δραστηριότητας (activity theory) και οι θεωρίες της εγκαθιδρυμένης μάθησης και της κατανεμημένης νόησης (situated cognition, distributed cognition) είναι νεότερες θεωρίες, οι οποίες επίσης εντάσσονται στη γενικότερη ομάδα των κοινωνιοπολιτισμικών και κοινωνιογνωστικών θεωριών. Είναι σαφές ότι οι κοινωνιοπολιτισμικές θεωρίες υποστηρίζουν τη συνεργατική μάθηση σε όλες τις μορφές της και επομένως ένα μάθημα οργανωμένο έτσι ώστε να λαμβάνει υπόψη του τις θεωρίες αυτές πρέπει να είναι προσεκτικά σχεδιασμένο, έτσι ώστε να ενθαρρύνει τη συνεργασία μεταξύ των μαθητών και γενικότερα την κοινωνική αλληλεπίδραση. Οι κοινωνιοπολιτισμικές θεωρίες μάθησης είναι συμβατές με όλη την νέα γενιά εκπαιδευτικών περιβαλλόντων, τα οποία ενσωματώνουν ένα πλήθος δυνατοτήτων αλληλεπίδρασης και επικοινωνίας των μαθητών και επιπλέον παρέχουν ένα πολύ συγκροτημένο θεωρητικό πλαίσιο για τη διδακτική εκμετάλλευση των δυνατοτήτων που προσφέρει το λεγόμενο Web2.0 και η κοινωνική δικτύωση. Υπάρχουν σχετικώς λίγα αυτόνομα λογισμικά που σχεδιάστηκαν με βάση τις κοινωνιοπολιτισμικές θεωρίες. Ωστόσο, όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, όλα τα σύγχρονα εκπαιδευτικά λογισμικά και περιβάλλοντα περιλαμβάνουν υπηρεσίες επικοινωνίας και συνεργασίας. Επιπλέον, οι κοινωνιοπολιτισμικές θεωρίες επηρέασαν σε σημαντικό βαθμό τον τρόπο με τον οποίο τα εκπαιδευτικά λογισμικά εντάσσονται στη διδασκαλία καθώς ευνόησαν το μοντέλο των μαθητών που συνεργάζονται με τη βοήθεια των Τ.Π.Ε. (με πολλαπλούς τρόπους), αντί να προσπαθούν ατομικά να επιλύσουν τα προτεινόμενα προβλήματα (ΙΤΥ 2008). 18

19 Όλες οι παραπάνω θεωρίες, ανεξάρτητα από τις διαφορές που διατυπώνουν ως προς τον τρόπο απόκτησης της γνώσης, συμφωνούν στην αναγκαιότητα και τη χρησιμότητα απόκτησής της. Η διαδικασία της μάθησης, όπως και αν πραγματοποιείται βοηθά τους μαθητές να εμπλουτίσουν τις γνώσεις τους, να αναπτύξουν την φαντασία τους, να καλλιεργήσουν την κριτική τους σκέψη, να μάθουν να αντιμετωπίζουν προβλήματα μεθοδικά και αποτελεσματικά, είτε ανακαλώντας προϋπάρχουσα γνώση είτε δημιουργώντας νέα. Ο προγραμματισμός, που αποτελεί κομμάτι της επιστήμης της πληροφορικής, είναι μια έννοια που έχει να προσφέρει πολλά στην παραπάνω διαδικασία και η σημαντικότητα που του αποδίδεται τα τελευταία χρόνια είναι αξιοσημείωτη ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η έννοια του προγραμματισμού στην πληροφορική Ο προγραμματισμός υπολογιστών δεν αποτελεί απλά μια ικανότητα μεγάλης οικονομικής σημασίας αλλά έχει και αυξημένο εκπαιδευτικό ενδιαφέρον. Ο προγραμματισμός υπολογιστών θεωρείται δραστηριότητα με την οποία καλλιεργούνται ανώτερες μορφές σκέψης όπως η αναλυτική, η συνθετική, η αναγνώριση προτύπων, κ.α. Με τον προγραμματισμό είναι δυνατό να βελτιωθεί η ικανότητα επίλυσης προβλημάτων (Papert, 1991). Σήμερα ο προγραμματισμός ΗΥ αναφέρεται επίσης και ως εγγραματισμός για τη σύγχρονη κοινωνία, ο οποίος επιτρέπει στους πολίτες να είναι ενεργοί παραγωγοί διαδραστικού ψηφιακού περιεχομένου στο Web 2.0 (Monroy & Hernandez, 2007; Peppler & Kafai, 2007). Παρά την σημασία του ο προγραμματισμός παρουσιάζει δυσκολίες στην εκμάθηση του. Πολλοί μαθητές αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην κατανόηση κεντρικών εννοιών και στη σύνθεση προγραμμάτων με συγκεκριμένες προδιαγραφές. Η χρησιμότητα του προγραμματισμού Η διδασκαλία του προγραμματισμού και της αλγοριθμικής βοηθά τους μαθητές: να αναπτύξουν αναλυτική και συνθετική σκέψη να αποκτήσουν ικανότητες μεθοδολογικού χαρακτήρα να μπορούν να επιλύουν απλά προβλήματα σε προγραμματιστικό περιβάλλον 19

20 να αναπτύξουν δεξιότητες αλγοριθμικής προσέγγισης (ανάλυση προβλήματος, σχεδίαση αλγορίθμου, δομημένη σκέψη, αυστηρότητα έκφρασης) να αναπτύξουν τη δημιουργικότητα και τη φαντασία τους. Οι δυσκολίες εκμάθησης του προγραμματισμού Είναι σύνηθες φαινόμενο οι χρήστες και ειδικά οι αρχάριοι χρήστες όταν έρχονται για πρώτη φορά σε επαφή με τη χρήση προγραμματιστικών εργαλείων για την επίλυση προβλημάτων να αντιμετωπίζουν πολλές δυσκολίες (Bonar & Soloway 1985; Ennis 1994). Σύμφωνα με τον Du Boulay (1989) υπάρχουν πέντε βασικές περιοχές προβλημάτων όπου επικεντρώνεται η δυσκολία της εκμάθησης του προγραμματισμού. Αρχικά εντοπίζεται το πρόβλημα του προσανατολισμού. Οι χρήστες προσπαθούν ανεπιτυχώς να αντιληφθούν τη χρησιμότητα του προγραμματισμού, τα είδη των προβλημάτων που μπορούν να αντιμετωπιστούν με τη χρήση του και ποιο είναι τελικά το πλεονέκτημα που αποκτά κάποιος μαθαίνοντας προγραμματισμό. Το πρόβλημα αυτό επιτείνουν τα σύγχρονα πακέτα λογισμικού τα οποία λειτουργούν σε οπτικοποιημένο περιβάλλον με ενσωματωμένες τις προγραμματιστικές εντολές που βοηθούν τον χρήστη να τα χειρίζεται μηχανικά. Έτσι κάποιος μαθαίνοντας να χειρίζεται κάποια πακέτα λογισμικού νομίζει λανθασμένα πως γνωρίζει και προγραμματισμό. Στη συνέχεια, υπάρχει το πρόβλημα της εικονικής μηχανής. Οι χρήστες αντιμετωπίζουν δυσκολίες που αφορούν στην κατανόηση της λειτουργίας και των βασικών αρχών που διέπουν τη λειτουργία της μηχανής-ηλεκτρονικού υπολογιστή που καλούνται να μάθουν να χειρίζονται. Αδυνατούν να συσχετίσουν και να συγκρίνουν τον τρόπο που λειτουργούν η μηχανή και το ανθρώπινο μυαλό. Για παράδειγμα, πολλές φορές δεν μπορούν να προσδιορίσουν εάν η πληροφορία που προβάλλεται στην οθόνη του υπολογιστή είναι προϊόν της δικής του δουλειάς και εντολών ή μιας τυπικής λειτουργίας της μηχανής. Το τρίτο πρόβλημα είναι οι δυσκολίες των χρηστών να κατακτήσουν τη σημειογραφία της πληθώρας των γλωσσών προγραμματισμού που καλούνται να μάθουν και να χρησιμοποιήσουν. Η κάθε μία γλώσσα προγραμματισμού διαθέτει κατά κανόνα τη δική της συντακτική και σημασιολογική δομή και η ταυτόχρονη 20