Προσομοιώσεις και οπτικοποιήσεις στη μαθησιακή διαδικασία

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Προσομοιώσεις και οπτικοποιήσεις στη μαθησιακή διαδικασία Ο υπολογιστής ως γνωστικό εργαλείο Διδάσκων: Καθηγητής Αναστάσιος Α. Μικρόπουλος

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 Ο υπολογιστής ως γνωστικό εργαλείο Καθηγητής Τ. Α. Μικρόπουλος

4 Τεχνολογίες Πληροφορίας & Επικοινωνιών ΟιΤΠΕχαρακτηρίζουνόλαταμέσαπουείναιφορείς άυλων μηνυμάτων (χαρακτήρες, εικόνες, ήχοι). Η αξιοποίησή τους στην εκπαιδευτική διαδικασία έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη σημαντικών εκπαιδευτικών εφαρμογών τόσο στη διδακτική και μαθησιακή διαδικασία, όσο και στη διαχείριση του σχολικού περιβάλλοντος.

5 Εισαγωγή των ΤΠΕ στην εκπαίδευση Κατά την ένταξη και την εισαγωγή της πληροφορικής στο εκπαιδευτικό σύστημα, δεν έλειψαν οι διαφορετικές προσεγγίσεις και οι πολλαπλές θεωρήσεις για τη θέση των ΤΠΕ στο σχολείο, τεχνολογιών που ουσιαστικά καλύπτουν στο σύνολό της τη σύγχρονη εκπαιδευτική τεχνολογία.

6 Εισαγωγή των ΤΠΕ στην εκπαίδευση Οι προσεγγίσεις για την εισαγωγή των ΤΠΕ στην εκπαίδευση, σχετίζονται με: το επίπεδο της τεχνολογικής ανάπτυξης τη βαθμίδα εκπαίδευσης το ενιαίο πλαίσιο προγράμματος σπουδών το αναλυτικό πρόγραμμα τους προς επίτευξη γνωστικούς στόχους τις οικονομικές, πολιτικές και κοινωνικές συγκυρίες τις φιλοσοφικές και ιδεολογικές θεωρήσεις των πρωτεργατών.

7 Φάσεις εισαγωγής 1. Η πληροφορική προσέγγιση ( ) διδασκαλία προγραμματισμού, Δι.Β.Υ. 2. Η εποχή της ένταξης ( ) οη/υ εργαλείο διδασκαλίας & μάθησης, κατάρτιση για όλους 3. Οι ΤΠΕ ως εργαλείο διδασκαλίας & μάθησης (μετά το 1990) ενσωμάτωση των ΤΠΕ στην παιδαγωγική πράξη

8 Προσεγγίσεις ένταξης 1. Οι ΤΠΕ ως αυτόνομο γνωστικό αντικείμενο (τεχνοκεντρική προσέγγιση) 2. Οι ΤΠΕ σε όλα τα μαθήματα, ως έκφραση μιας ολιστικής, διαθεματικής προσέγγισης της μάθησης (ολοκληρωμένη ή ολιστική, οριζόντια προσέγγιση) 3. Οι ΤΠΕ ως συνδυασμός των δύο προηγούμενων τρόπων (πραγματολογική προσέγγιση, μεταβατική, εφικτή).

9 Απαιτήσεις

10 Αναγκαιότητα (τα μηνύματα των καιρών, το έλλειμμα ποιότητας στην εκπαίδευση) Χρησιμότητα (συμβολή στη βελτίωση της ποιότητας της εκπαίδευσης) Σκοπιμότητα (θεωρητικό πλαίσιο, γενικός σκοπός, άξονες υλοποίησης, επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα) Μεθοδολογία ένταξης (γωνιά υπολογιστή, εργαστήριο, μεικτή προσέγγιση) Λογισμικό (γενικής χρήσης, εκπαιδευτικό, επιμορφωτικό) Υποδομές (υπολογιστικός και δικτυακός εξοπλισμός, δικτύωση, εργαστήρια) Προσαρμογές, ανατροπές (ωρολόγιο πρόγραμμα, πρόγραμμα σπουδών, προδιαγραφές, περιεχόμενο, τρόποι παραγωγής, αξιολόγησης και διακίνησης διδακτικού υλικού, τρόποι αξιολόγησης μαθητών & εκπαιδευτικού έργου, κατάσταση των στελεχών της εκπαίδευσης, τρόποι επικοινωνίας ΥΠΕΠΘ, Π.Ι. και στελεχών της εκπαίδευσης με την εκπαιδευτική κοινότητα) Επιμόρφωση (εκπαιδευτικοί, στελέχη εκπαίδευσης, στελέχη διοίκησης της εκπαίδευσης) Μηχανισμοί παιδαγωγικής και τεχνικής υποστήριξης (σχολική μονάδα, νομός, εθνικό επίπεδο)

11 Συμπεράσματα και ανοικτά ερωτήματα Η εκπαίδευση είναι έτοιμη να δεχτεί τις αναγκαίες αλλαγές από την εισαγωγή των ΤΠΕ; Η εισαγωγή της πληροφορικής στο σχολικό σύστημα λαμβάνει υπόψη της τους τελικούς στόχους ανάπτυξης μιας επιστημονικής και τεχνολογικής κουλτούρας; Η εισαγωγή των ΤΠΕ δημιουργεί μια νέα σχέση με τη γνώση; Με τη χρήση των ΤΠΕ εισάγονται νέες διαδικασίες μάθησης, ποιοτικά διαφορετικές, ή στην πραγματικότητα αναπαράγονται με άλλα μέσα οι ίδιοι μηχανισμοί και διαδικασίες όπως σε περιβάλλοντα μάθησης χωρίς μηχανές;

12 Σκοπός εισαγωγής στην εκπαίδευση Η εισαγωγή και χρήση τους στην εκπαιδευτική πράξη δε θα πρέπει να αντιμετωπιστεί υπό το πρίσμα ενός απλού τεχνολογικού εκσυγχρονισμού ως αυτοσκοπού. Θα πρέπει να γίνει µε παιδαγωγικές προϋποθέσεις οι οποίες θα εξασφαλίσουν την ανθρωπιστική παιδεία για την κοινωνία που οραματιζόμαστε. Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, ΕΠΠΣ, ΔΕΠΠΣ,

13 Στόχος εισαγωγής στην εκπαίδευση Οι μαθητές χρησιμοποιούν με (ή χωρίς) τη βοήθεια του εκπαιδευτικού τον υπολογιστή ως γνωστικό-διερευνητικό εργαλείο, αναζητούν πληροφορίες, επικοινωνούν και προσεγγίζουν βασικές αρχές που διέπουν τη χρήση της υπολογιστικής τεχνολογίας. Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, ΕΠΠΣ, ΔΕΠΠΣ,

14 Άξονες υλοποίησης του γενικού σκοπού Ουπολογιστήςως: γνωστικό - διερευνητικό εργαλείο εποπτικό μέσο διδασκαλίας σε βασικά γνωστικά αντικείμενα εργαλείο επικοινωνίας και αναζήτησης πληροφοριών πληροφορικός αλφαβητισμός

15 Τεχνολογία Παιδαγωγική αξιοποίηση Διαχείριση μεγάλου όγκου δεδομένων σε μικρό χρόνο Παρουσίαση πληροφορίας μέσω δυναμικών πολλαπλών αναπαραστάσεων Ενεργός συμμετοχή μαθητή εκπαιδευτικού Αλληλεπίδραση - ανάδραση Επικοινωνία Πρόσβαση σε δυναμικό ψηφιακό περιεχόμενο Πλαίσιο για τη δημιουργία νοητικών μοντέλων Κίνητρο για ενασχόληση.

16 Εκπαιδευτικό λογισμικό Εκπαιδευτικό λογισμικό θεωρείται το λογισμικό που εμπεριέχει διδακτικούς στόχους, ολοκληρωμένα σενάρια, διεπιφάνειες (interface) και αλληγορίες με παιδαγωγική σημασία, και κυρίως επιφέρει συγκεκριμένα μαθησιακά αποτελέσματα.

17 Πλαίσιο για τη σχεδίαση εκπαιδευτικού λογισμικού Να παρέχει προσανατολισμό στο μαθητή: να περιέχει, να θέτει στόχους, ή να δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να θέτει τους δικούς να υποδεικνύει τα επιδιωκόμενα αποτελέσματα να θέτει δραστηριότητες, κλειστού και ανοικτού τύπου Να περιλαμβάνει αλληλεπιδράσεις: για αναζήτηση, αξιολόγηση, επιλογή και αξιοποίηση πληροφορίας για ανατροφοδότηση και ενεργό συμμετοχή του χρήστη για συνεργατικές δράσεις, όταν απαιτούνται Να περιέχει αξιολόγηση.

18 Βασικά σημεία για τη σχεδίαση και αξιολόγηση εκπαιδευτικού λογισμικού Η μαθησιακή διαδικασία να κυριαρχεί έναντι της τεχνολογίας Ικανοποιητική γνώση των δυνατοτήτων αλλά και των περιορισμών της τεχνολογίας Η αξιοποίηση των ΤΠΕ να γίνεται με φειδώ Να δίνεται έμφαση στους διδακτικούς στόχους και τα αναμενόμενα αποτελέσματα Να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στη γνωστική υπερφόρτωση Διεπιστημονικές ομάδες σχεδίασης και αξιολόγησης Να υλοποιούνται διαμορφωτικές αξιολογήσεις από εκπαιδευτικούς και μαθητές Γνώση θεωριών μάθησης και ΤΠΕ

19 Μία εφικτή πρόταση: ο υπολογιστής ως γνωστικό εργαλείο Ως γνωστικά εργαλεία (cognitive tools) αναφέρονται οι τεχνολογίες που υποστηρίζουν γνωστικές διεργασίες όπως τη σκέψη, την επίλυση προβλημάτων, τη μάθηση. Ο σύγχρονος υπολογιστής στα πλαίσια των δυνατοτήτων και των περιορισμών του θεωρείται ως το ισχυρότερο γνωστικό εργαλείο.

20 Ο υπολογιστής ως γνωστικό εργαλείο Τα γνωστικά εργαλεία μας αποδεσμεύουν από μηχανιστικές διεργασίες και απομνημόνευση, μειώνουν τη γνωστική υπερφόρτωση, κάνουν υπολογισμούς, αναπαριστούν μεγέθη, φαινόμενα και καταστάσεις με τη συνδρομή των τεχνολογιών. Είναι εφαρμογές λογισμικού οι οποίες όταν χρησιμοποιούνται από το μαθητή για να αναπαραστήσει τις γνώσεις του, τον εμπλέκουν απαραίτητα σε διεργασίες κριτικής σκέψης σχετικά με το υπό μελέτη θέμα.

21 Συνεισφορά στην οικοδόμηση της γνώσης Υποστηρίζουν την κατασκευή γνώσης μέσω της αναπαράστασης των ιδεών των μαθητών μέσω της οργάνωσης βάσεων γνώσης από τους μαθητές Υποστηρίζουν την αναζήτηση, εξερεύνηση, διερεύνηση για πρόσβαση σε πληροφορία για σύγκριση καταστάσεων, προσεγγίσεων, εκδοχών Υποστηρίζουν τη μάθηση μέσω ενεργειών μέσω προσομοιώσεων πραγματικών καταστάσεων και φαινομένων παρέχοντας ένα ασφαλές και ελεγχόμενο περιβάλλον εργασίας

22 Συνεισφορά στην οικοδόμηση της γνώσης Υποστηρίζουν τη μάθηση μέσω συνδιαλλαγής μέσω της συνεργασίας με άλλους μέσω της συζήτησης, επιχειρηματολογίας και συναίνεσης μεταξύ των μελών κοινοτήτων μάθησης Υποστηρίζουν τη μάθηση μέσω αναστοχασμού βοηθώντας το μαθητή να διατυπώσει με σαφήνεια και να αναπαραστήσει τις γνώσεις του βοηθώντας το μαθητή στην απόδοση νοήματος σε φυσικά μεγέθη και καταστάσεις.

23 Αξιοποιούν τις αρχές σχεδίασης εκπαιδευτικού λογισμικού εποικοδομητικού τύπου 1. Παροχή εμπειριών για την οικοδόμηση της γνώσης 2. Παροχή εμπειριών με τη συνεκτίμηση πολλαπλών προοπτικών 3. Ενσωμάτωση της μάθησης σε ρεαλιστικά πλαίσια άμεσα σχετιζόμενα με το υπό μελέτη αντικείμενο 4. Ενθάρρυνση της κυριότητας των απόψεων και της έκφρασης των μαθητών κατά τη μαθησιακή διαδικασία 5. Ένταξη της μάθησης σε ένα κοινωνικό πλαίσιο με κοινωνική αλληλεπίδραση 6. Ενθάρρυνση της χρήσης πολλαπλών μορφών αναπαράστασης 7. Ενθάρρυνση της αυτοσυναίσθησης κατά τη διαδικασία οικοδόμησης της γνώσης.

24 ΤΠΕ στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση η εφαρμογή του ΔΕΠΠΣ η σχετική ευελιξία που προσφέρει το ΑΠΣ η διεύρυνση του ΑΠΣ στα πλαίσια του ολοήμερου σχολείου η δυνατότητα χαλαρής σύνδεσης της παιδαγωγικής αξιοποίησης των ΤΠΕ με τη διδασκόμενη ύλη οι δυνατότητες και ευκαιρίες για υλοποίηση της συναισθηματικής και ψυχοκινητικής ταξινομίας εκτός από τη γνωστική οι γνώσεις και η ετοιμότητα των νέων δασκάλων, αποφοίτων των Πανεπιστημιακών Παιδαγωγικών Τμημάτων η συνεχιζόμενη και διαρθρωμένη σε επίπεδα επιμόρφωση των εν ενεργεία δασκάλων η θετική στάση των εκπαιδευτικών απέναντι στις ΤΠΕ.

25 Τεχνολογικές προσεγγίσεις γνωστικών εργαλείων Εργαλεία δυναμικής μοντελοποίησης λογιστικά φύλλα, έμπειρα συστήματα, μοντέλα, μικρόκοσμοι. Εργαλεία οικοδόμησης της γνώσης ανοικτά περιβάλλοντα με υπερμεσικά χαρακτηριστικά Ερμηνευτικά εργαλεία εργαλεία αναζήτησης πληροφοριών εργαλεία οπτικοποίησης Εργαλεία επικοινωνίας σύγχρονα και ασύγχρονα εργαλεία επικοινωνίας Εργαλεία σημασιολογικής οργάνωσης βάσεις δεδομένων εννοιολογικοί χάρτες.

26 Εργαλεία δυναμικής μοντελοποίησης: λογιστικά φύλλα

27 Εργαλεία οικοδόμησης της γνώσης: υπερμεσικά περιβάλλοντα

28 Ερμηνευτικά εργαλεία: εργαλεία αναζήτησης πληροφοριών ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΥΠΕΠΘ ΦΟΡΕΑΣ Παιδαγωγικό Ινστιτούτο ΥΠΕΠΘ, Πανελλήνιο σχολικό δίκτυο Ευρωπαϊκή επιτροπή Ινστιτούτο πολιτιστικής και εκπαιδευτικής τεχνολογίας Εκπαιδευτική πύλη Νοτίου Αιγαίου Ελληνική Επιστημονική Ένωση Τεχνολογιών Πληροφορίας & Επικοινωνιών στην Εκπαίδευση ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ Δραστηριότητες, άρθρα Άρθρα, πληροφορίες Πληροφορίες Άρθρα, πληροφορίες Γενικές πληροφορίες Δραστηριότητες, άρθρα, πληροφορίες Άρθρα, πληροφορίες

29 Τέλος Ενότητας

30 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

31 Σημειώματα

32 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

33 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Καθηγητής Αναστάσιος Α. Μικρόπουλος. «Προσομοιώσεις και οπτικοποιήσεις στη μαθησιακή διαδικασία. Ο υπολογιστής ως γνωστικό εργαλείο». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

34 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]