Σενάριο Διδασκαλίας της Δομής Ακολουθίας στο προγραμματιστικό περιβάλλον Scratch

Transcript

1 Σενάριο Διδασκαλίας της Δομής Ακολουθίας στο προγραμματιστικό περιβάλλον Scratch Λεωνίδας Λεβέντης 1 Φανή Αποστολίνα 2 levenleo@otenet.gr faposto@sch.gr 1 Καθηγητής Πληροφορικής ΠΕ19-2 Καθηγήτρια Πληροφορικής ΠΕ19 Περίληψη Στην εργασία αυτή θα γίνει μια προσπάθεια να παρουσιαστεί μια διδασκαλία πάνω στη δομή ακολουθίας χρησιμοποιώντας το λογισμικό scratch, στη διάρκεια μίας (1) διδακτικής ώρας, σε μαθητές της Γ τάξης του Γυμνασίου. Έχοντας ως αρχικό στόχο οι μαθητές να καταλάβουν το πόσο σημαντικό ρόλο παίζει η σωστή και ακριβής ακολουθία των εντολών στη δημιουργία ενός προγράμματος, τους μοιράζεται ένα «σενάριο» με αλλαγμένη τη σειρά των διαλόγων. Στη συνέχεια τους δίνεται ένα δεύτερο «σενάριο» με τη σωστή σειρά των διαλόγων, οδηγώντας με αυτό τον τρόπο τους μαθητές στο συμπέρασμα ότι η σειρά κάθε διαλόγου στο σχηματισμό ενός σεναρίου είναι αυστηρά καθορισμένη. Ακολούθως προβάλλεται στο βιντεοπροβολέα το παραπάνω «σενάριο» με τη βοήθεια του λογισμικού scratch, έτσι ώστε να μπορέσουν οι μαθητές να συνειδητοποιήσουν ότι στην ουσία ο προγραμματισμός είναι σενάρια της καθημερινής ζωής μας, δηλαδή εντολές που η μια ακολουθεί την άλλη με αυστηρά καθορισμένη σειρά. Τώρα οι μαθητές είναι πια έτοιμοι να υλοποιήσουν ένα έτοιμο σενάριο που τους δίνεται, εργαζόμενοι ομαδοσυνεργατικά, χρησιμοποιώντας το λογισμικό scratch, το οποίο είναι εγκατεστημένο σε όλους τους σταθμούς εργασίας του εργαστηρίου πληροφορικής. Αφού τελειώσουν γίνεται μια σύντομη συζήτηση για τα κυριότερα σημεία που τους δυσκόλεψαν ή τους εντυπωσίασαν. Τέλος γίνεται μια αυτοαξιολόγηση του σεναρίου, δίνοντας στους μαθητές ένα ηλεκτρονικό φύλλο αξιολόγησης, έτσι ώστε να γίνει η αυτοκριτική και να εντοπιστούν πιθανές αδυναμίες του σεναρίου. Λέξεις κλειδιά: Σενάριο, δομή ακολουθίας, λογισμικό scratch, προγραμματισμός, εντολές. Εισαγωγή Οι ειδικοί σκοποί του μαθήματος της Πληροφορικής στο Γυμνάσιο είναι να δώσει στους μαθητές όλα τα απαιτούμενα εφόδια ώστε να αποκτήσουν γνώσεις σχετικά µε τη διαδικασία επίλυσης απλών προβλημάτων µε τη χρήση του υπολογιστή και να διαπιστώσουν αλλά και να αντιληφθούν ότι μια απλή μηχανή ελέγχεται και προγραμματίζεται από τον άνθρωπο. Σύμφωνα με το Διαθεματικό Ενιαίο Πλαίσιο Προγράμματος Σπουδών Πληροφορικής, το μάθημα της Πληροφορικής στο Γυμνάσιο έχει σαφή εργαστηριακό προσανατολισμό. Στο σχολικό εργαστήριο, και στο πλαίσιο ποικίλων δραστηριοτήτων, δίνεται η ευκαιρία στους μαθητές, χρησιμοποιώντας υπολογιστικά εργαλεία και τεχνικές, να δραστηριοποιούνται, να πειραματίζονται, να δημιουργούν και να ανακαλύπτουν τη γνώση. Το Scratch είναι ένα πλούσιο σε οπτικοακουστικά μέσα προγραμματιστικό περιβάλλον στο οποίο οι αρχάριοι προγραμματιστές μπορούν να εκφράσουν την δημιουργικότητά τους ενώ ταυτόχρονα μαθαίνουν να σκέφτονται υπολογιστικά. Σύντομη περιγραφή του διδακτικού σεναρίου. Πρακτικά Εργασιών 8 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής, Βόλος, Μαρτίου 2014

2 2 8 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Το σενάριο υλοποιήθηκε στην τρίτη τάξη (τμήμα Γ3) του 2 ου Γυμνασίου Καλαμπάκας και η διάρκειά του ήταν μία (1) διδακτική ώρα. Τίτλος του σεναρίου είναι Η διδασκαλία της δομής ακολουθίας με τη χρήση του λογισμικού scratch. Συνοπτικά οι στόχοι του σεναρίου είναι μετά το τέλος της διδακτικής ενότητας να μπορούν οι μαθητές να χρησιμοποιούν συνδυαστικά απλές εντολές σε σενάρια δημιουργώντας διάλογους και να είναι σε θέση να κατανοήσουν ότι στην ακολουθιακή δομή οι εντολές εκτελούνται διαδοχικά με την σειρά που είναι γραμμένες. Το σενάριο έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μπορεί να πραγματοποιηθεί στο σχολικό εργαστήριο πληροφορικής. Οι μαθητές αρχικά χωρίζονται σε τρεις ομάδες και κάθε ομάδα έχει έναν «μαθητήηθοποιό». Αφού ολοκληρώσουν τους ρόλους των σεναρίων, οι μαθητές χωρίζονται εκ νέου σε ομάδες των 2 ατόμων και εργάζονται ομαδοσυνεργατικά χρησιμοποιώντας ένα υπολογιστικό σύστημα η κάθε ομάδα. Στη συνέχεια σε κάθε ομάδα γίνεται κατανομή ρόλων, ώστε ο κάθε μαθητής να είναι ενεργό και ουσιαστικό μέλος της ομάδας. Στο τέλος θα δίνεται η δυνατότητα στους μαθητές να παρουσιάζουν τα αποτελέσματα στις υπόλοιπες ομάδες χρησιμοποιώντας τον βιντεοπροβολέα του εργαστηρίου. Επίσης οι μαθητές θα πρέπει να είναι εξοικειωμένοι με τα βασικά του περιβάλλοντος scratch, δηλαδή θα πρέπει να έχει προηγηθεί μια εισαγωγική παρουσίαση των βασικών εργαλείων του περιβάλλοντος την προηγούμενη ώρα. Η υλικοτεχνική υποδομή και το λογισμικό που απαιτείται για την υλοποίηση των δραστηριοτήτων είναι : οι ενεργοί σταθμοί εργασίας του εργαστηρίου ώστε να δουλέψουν οι ομάδες, βιντεοπροβολέας, το προγραμματιστικό περιβάλλον scratch, λογισμικό δημιουργίας ασκήσεων κλειστού τύπου για χρήση μέσω Ηλεκτρονικού Υπολογιστή (Η/Υ) καθώς και η δυνατότητα σύνδεσης στο διαδίκτυο. Το επιμορφωτικό σενάριο Ο εκπαιδευτικός χρησιμοποιεί αρχικά δύο σενάρια και προτρέπει τους μαθητές να μεταμορφωθούν για λίγο σε ηθοποιούς. Στο πρώτο σενάριο οι διάλογοι είναι σε τυχαία σειρά, ενώ στο δεύτερο στην επιθυμητή. Στην συνέχεια προβάλλεται το παραπάνω σενάριο στον βιντεοπροβολέα με την χρήση του λογισμικού Scratch. Για την διευκόλυνση των μαθητών στην κατανόηση της διαδικασίας προγραμματισμού με το λογισμικό Scratch, παρουσιάζονται κάποια έτοιμα προγράμματα από την ιστοσελίδα Έπειτα, οι μαθητές εμπλέκονται ομαδοσυνεργατικά στην εφαρμογή ενός σεναρίου σε προγραμματιστικό περιβάλλον Scratch. Με την ολοκλήρωση του σεναρίου από την πλειοψηφία των μαθητών και μέσα σε κάποιο ορισμένο χρονικό διάστημα, γίνεται προβολή του στον βιντεοπροβολέα. Τέλος γίνεται μία σύντομη συζήτηση με τους μαθητές για τα σημεία που τους δυσκόλεψαν ή τους εντυπωσίασαν και τους δίνεται σε ηλεκτρονική μορφή ένα φύλλο αυτοαξιολόγησης. Αναστοχασμός Το σενάριο υλοποιήθηκε σχεδόν απόλυτα, σύμφωνα με τον αρχικό σχεδιασμό. Οι μαθητές στην πλειοψηφία τους έδειξαν ότι μπορούν να χρησιμοποιήσουν συνδυαστικά εντολές σε σενάρια, να χρησιμοποιούν βασικές εντολές δημιουργώντας διάλογους, να χρησιμοποιούν απλές εντολές κίνησης, αλλαγής εμφάνισης, εισαγωγής «πρωταγωνιστών» και να κατανοούν ότι στην ακολουθιακή δομή οι εντολές εκτελούνται διαδοχικά με τη σειρά που είναι γραμμένες. Το σενάριο προκάλεσε σε έντονο βαθμό το ενδιαφέρον των μαθητών. Το παιχνίδι ρόλων τους εντυπωσίασε, το γεγονός ότι μεταμορφώθηκαν, έστω και για λίγο, σε ηθοποιούς και σεναριογράφους κέντρισε ιδιαίτερα το ενδιαφέρον τους. Επίσης τους άρεσε που χρησιμοποιήθηκε σαν σκηνικό σε μια δραστηριότητα η φωτογραφία του εργαστηρίου του σχολείου τους, εικόνα πολύ οικεία και γνωστή σε αυτούς. Τέλος τους ενθουσίασε για μια ακόμη φορά που εργάστηκαν ομαδικά και που συμπλήρωσαν ένα φύλλο εργασίας σε ηλεκτρονική μορφή. Οι μαθητές συμμετείχαν πολύ ενεργητικά στη διδακτική διαδικασία. Στην αρχή με τους ρόλους των μαθητών-ηθοποιών, απέκτησαν έντονο ενδιαφέρον για την εξέλιξη του μαθήματος. Ο

3 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Διδασκαλία και Διδακτική 3 εκπαιδευτικός στην ουσία με διακριτικό τρόπο και δίνοντας τους ελεγχόμενες πρωτοβουλίες, τους οδηγούσε να ανακαλύψουν από μόνοι τους επιδιωκόμενους σκοπούς και στόχους. Τέλος σε όλη την διάρκεια της διδακτικής ενότητας, κάνανε εποικοδομητικά σχόλια και χρήσιμες ερωτήσεις. Δεν παρουσιάστηκαν κάποιες ιδιαίτερες δυσκολίες κατά την εφαρμογή του σεναρίου. Το πιο συχνό λάθος ήταν ότι μπέρδευαν τους χρόνους και τις συντεταγμένες των μορφών των σεναρίων. Αν σχεδίαζα και πάλι το σενάριο δεν νομίζω ότι θα άλλαζα κάτι. Θεωρώ ότι λειτούργησε ικανοποιητικά και ότι είχε πολύ καλά αποτελέσματα. Πιστεύω ότι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση του σεναρίου μου έδωσε τη δυνατότητα να βελτιωθώ ως εκπαιδευτικός. Επειδή ο συγκεκριμένος ήταν πιο αναλυτικός από τους συνηθισμένους έγινε η αιτία ώστε να βρω νέους τρόπους και τεχνικές που θεωρώ ότι βοήθησαν τους μαθητές μου, να κατανοήσουν πιο εύκολα και πιο σφαιρικά το αντικείμενο του μαθήματος. Συμπεράσματα Το σενάριο εντάσσεται στο Πρόγραμμα Σπουδών για τον Πληροφορικό Γραμματισμό στο Γυμνάσιο και συγκεκριμένα, στο κεφάλαιο «Πληροφορική Γ Γυμνασίου», ενότητα «Προγραμματίζω τον Υπολογιστή». Οι μαθητές, αφού έχουν ήδη διδαχτεί την έννοια του αλγορίθμου θα πρέπει να κατανοήσουν ότι το επόμενο στάδιο της διαδικασίας προγραμματισμού είναι η μετατροπή του αλγορίθμου σε πρόγραμμα. Δηλαδή θα πρέπει να μάθουν να υλοποιούν προγράμματα χρησιμοποιώντας κάποια προγραμματιστικά περιβάλλοντα. Η δομή ακολουθίας μπορεί να μην αναφέρεται ξεχωριστά στα βασικά θέματα της ενότητας, αλλά είναι η απαραίτητη και πιο απλή μορφή δομής που υπάρχει στον προγραμματισμό. Βασικός στόχος του σεναρίου είναι οι μαθητές να αντιληφθούν την αναγκαιότητα και την χρησιμότητα της δομής ακολουθίας. Η πρωτοτυπία του σεναρίου είναι ότι οι μαθητές παίζουν αρχικά ένα «παιχνίδι ρόλων» και μεταμορφώνονται σε ηθοποιούς και σεναριογράφους. Δεν γνωρίζουν τον τίτλο του μαθήματος αλλά τον ανακαλύπτουν σταδιακά ύστερα από την διακριτική και φθίνουσα καθοδήγηση του εκπαιδευτικού. Η αίσθηση ότι είναι οι πρωταγωνιστές στην εξέλιξη της διδακτικής ώρας και ότι όλη η διαδικασία είναι διαφορετική από τις συνηθισμένες, τους κεντρίζει το ενδιαφέρον και έχει σαν αποτέλεσμα την ουσιαστική κατανόηση του μαθήματος. Σε αυτό βοηθάει το γεγονός ότι το προγραμματιστικό περιβάλλον που χρησιμοποιείται είναι απλό στη χρήση, οι εντολές είναι μερικά γραμμένες στην καθομιλουμένη και η δομή του προγράμματος μπορεί να σχεδιαστεί όπως ένα παζλ, δηλαδή με αποσπώμενα κομμάτια κώδικα που μπορούν να μετακινηθούν και να προσαρμοστούν μαζί. Τέλος ένα άλλο αξιοσημείωτο κομμάτι του σεναρίου είναι ότι οι μαθητές εργάζονται σε ομάδες, πράγμα που επιτρέπει την ανάπτυξη ομαδικού πνεύματος και συλλογικής εργασίας.

4 4 8 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Σενάριο: Δομή ακολουθίας 1. Τίτλος διδακτικού σεναρίου: Η διδασκαλία της Δομής Ακολουθίας με την χρήση του λογισμικού scratch. 2. Εκτιμώμενη διάρκεια διδακτικού σεναρίου Ο αρχικός σχεδιασμός του σεναρίου προβλέπει την ολοκλήρωση του σε μία (1) διδακτική ώρα και γενικώς κρίνεται επαρκής. Για να μπορέσει ο εκπαιδευτικός να μην παρεκκλίνει από την αρχικά σχεδιασμένη διάρκεια του σεναρίου θα πρέπει να αξιοποιήσει με ισορροπία και οικονομία τα μέσα και τα εργαλεία μάθησης, να ενισχύσει την κατευθυνόμενη ανακάλυψη και την ενεργό συμμετοχή των μαθητών στη μαθησιακή διαδικασία, να προωθήσει τις συνεργατικές δραστηριότητες, να επιμείνει στο διερευνητικό χαρακτήρα της μάθησης και να διαθέτει ευελιξία και εναλλακτικές πρακτικές. Βέβαια πάντοτε μπορεί να υπάρξουν απρόβλεπτοι παράγοντες, οι οποίοι μερικές φορές, είναι ικανοί να επεκτείνουν τον χρόνο εφαρμογής του σεναρίου. Στις περιπτώσεις αυτές, ο εκπαιδευτικός θα πρέπει να διαθέτει την απαραίτητη ευελιξία ώστε να τροποποιήσει τον αρχικό σχεδιασμό του σεναρίου για να είναι μέσα στα χρονικά περιθώρια που έχει θέσει. 3. Ένταξη του διδακτικού σεναρίου στο πρόγραμμα σπουδών/προαπαιτούμενες γνώσεις Πρόκειται για διδακτικό σενάριο που μπορεί να ενταχθεί κατά κύριο λόγο στο μάθημα της Πληροφορικής του Γυμνασίου. Σχετίζεται άμεσα με το Δ.Ε.Π.Π.Σ. για την Πληροφορική και τα προγράμματα σπουδών των νέων διδακτικών αντικειμένων που έχουν εισαχθεί στο Ενιαίο Αναμορφωμένο Εκπαιδευτικό Πρόγραμμα (ΕΑΕΠ) (ΦΕΚ 1139/ ). Σύμφωνα με το νέο αναλυτικό πιλοτικό πρόγραμμα και ειδικότερα στο επιστημονικό πεδίο Τεχνολογίας Πληροφορίας & Επικοινωνιών στην Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση ορίζεται στους βασικούς άξονες μαθησιακών στόχων του Π.Σ. για τις ΤΠΕ ο προγραμματισμός του υπολογιστή (Ενότητα: Διερευνώ, ανακαλύπτω και λύνω προβλήματα με ΤΠΕ). Ειδικότερα, Προγραμματίζω τον υπολογιστή (12 ώρες). Προαπαιτούμενες γνώσεις Οι μαθητές θα πρέπει : Να έχουν διδαχτεί την έννοια του αλγορίθμου, Να είναι εξοικειωμένοι με το περιβάλλον του λογισμικού Scratch, Να γνωρίζουν σε ικανοποιητικό βαθμό την χρήση του λογισμικού HotPotatoes6 (λογισμικό δημιουργίας ασκήσεων κλειστού τύπου για χρήση μέσω Η/Υ), Να έχουν ευχέρεια στην αναζήτηση πληροφοριών στο διαδίκτυο αλλά και αξιοποίηση διαδικτυακού πολυμεσικού υλικού. 4. Σκοποί και στόχοι του διδακτικού σεναρίου Σκοπός του σεναρίου

5 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Διδασκαλία και Διδακτική 5 Μετά το τέλος της διδακτικής ενότητας οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση να έχουν κατανοήσει την δομή ακολουθίας και να είναι ικανοί να δημιουργούν δικά τους μικρά προγράμματα-σενάρια χρησιμοποιώντας το προγραμματιστικό περιβάλλον scratch. Στόχοι Ο μαθητής/τρια πρέπει να είναι ικανός/ή Α. Ως προς το γνωστικό αντικείμενο να χρησιμοποιεί απλές εντολές κίνησης, εισαγωγής «πρωταγωνιστών», να χρησιμοποιήσει συνδυαστικά εντολές σε σενάρια, να χρησιμοποιήσει βασικές εντολές δημιουργώντας διάλογους, να κατανοήσει ότι στην ακολουθιακή δομή οι εντολές εκτελούνται διαδοχικά με τη σειρά που είναι γραμμένες. Β. Ως προς τη χρήση των νέων τεχνολογιών να χρησιμοποιεί το προγραμματιστικό περιβάλλον scratch, να χρησιμοποιεί λογισμικό δημιουργίας ασκήσεων κλειστού τύπου για χρήση μέσω Η/Υ (hotpotatoes6), να χρησιμοποιεί τον Η/Υ ως εργαλείο προγραμματισμού, να αναγνωρίζει τον Η/Υ ως μηχανή επεξεργασίας που δέχεται δεδομένα και παράγει πληροφορίες, να αναπτύξει θετική διάθεση απέναντι στον Η/Υ ως περιβάλλον εργασίας. Γ. Ως προς τη μαθησιακή διαδικασία να πάρει πρωτοβουλίες για την εξέλιξη της διδακτικής διαδικασίας και να παίξει πρωταγωνιστικό ρόλο, να αναπτύξει την ομαδικότητα και τη συνεργασία μέσα στα πλαίσια της ομάδας, να συνειδητοποιήσει ότι κατά την διάρκεια του μαθήματος δεν αξιολογείται μόνο ο μαθητής, αλλά και η ίδια η διαδικασία στο σύνολό της. 5. Περιγραφή του διδακτικού σεναρίου Ο εκπαιδευτικός χρησιμοποιεί αρχικά δύο σενάρια και προτρέπει τους μαθητές να μεταμορφωθούν για λίγο σε ηθοποιούς. Στο πρώτο σενάριο οι διάλογοι είναι σε τυχαία σειρά, ενώ στο δεύτερο στην επιθυμητή. Στην συνέχεια προβάλλεται το παραπάνω σενάριο στον βιντεοπροβολέα με την χρήση του λογισμικού Scratch. Για την διευκόλυνση των μαθητών στην κατανόηση της διαδικασίας προγραμματισμού με το λογισμικό Scratch, παρουσιάζονται κάποια έτοιμα προγράμματα από την ιστοσελίδα Έπειτα, οι μαθητές εμπλέκονται ομαδοσυνεργατικά στην εφαρμογή ενός σεναρίου σε προγραμματιστικό περιβάλλον Scratch. Με την ολοκλήρωση του σεναρίου από την πλειοψηφία των μαθητών και μέσα σε κάποιο ορισμένο χρονικό διάστημα, γίνεται προβολή του στον βιντεοπροβολέα. Τέλος γίνεται μία σύντομη συζήτηση με τους μαθητές για τα σημεία που τους δυσκόλεψαν ή τους εντυπωσίασαν και τους δίνεται σε ηλεκτρονική μορφή ένα φύλλο αυτοαξιολόγησης. 6. Επιστημολογική προσέγγιση και εννοιολογική ανάλυση θέματα θεωρίας του διδακτικού σεναρίου

6 6 8 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Το συγκεκριμένο σενάριο έχει σαν βασικό σκοπό να διδάξει στους μαθητές τη Δομή Ακολουθίας χρησιμοποιώντας το λογισμικό Scratch. Με τον όρο δομή ακολουθίας (ή ακολουθιακής δομής) εννοούμε μια σειρά λογικών βημάτων (εντολών), που εκτελούνται διαδοχικά (δηλαδή το ένα μετά το άλλο). Μια τέτοια δομή θεωρείται ολοκληρωμένη όταν έχουν εκτελεστεί όλες οι εντολές της. Η δομή ακολουθίας θεωρείται η πιο απλή αλγοριθμική δομή. Το Scratch είναι ένα περιβάλλον προγραμματισμού στο οποίο οι χρήστες δημιουργούν προγράμματα με βάση το υπόδειγμα της θεατρικής σκηνής. Ο προγραμματιστής έχει στη διάθεση του μια σκηνή (κεντρική οθόνη της εφαρμογής) στην οποία δημιουργούν αντικείμενα (ηθοποιοί και σκηνικά) επιλέγοντας από μια συλλογή ή ζωγραφίζοντας τα δικά τους. Τα αντικείμενα της σκηνής μπορούν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με το χρήστη με βάση προκαθορισμένη συμπεριφορά που ορίζει ο χρήστης-προγραμματιστής. Η συμπεριφορά των αντικειμένων ορίζεται με το σύρσιμο δομικών στοιχείων τα οποία αναπαριστούν ενέργειες-εντολές, οι οποίες αναφέρονται σε ένα αντικείμενο. Τα δομικά στοιχεία αυτά αποτελούν τη γλώσσα προγραμματισμού του Scratch. Ο σχεδιασμός με δομικά στοιχεία επιτρέπει τον εύκολο προγραμματισμό με εξάλειψη των λαθών στη σύνταξη, επιτρέποντας ανάδραση από τον χώρο που είναι στοιβαγμένα τα δομικά στοιχεία και δίνοντας δυνατότητες άμεσης εκτέλεσης για πειραματισμό. Ο σχεδιασμός του Scratch ευνοεί σκόπιμα τους αρχάριους προγραμματιστές. Εκτός από την παραγωγή εφαρμογών ως εκπαιδευτικό περιβάλλον, στοχεύει στην ανάπτυξη βασικών ικανοτήτων, όπως είναι: η δημιουργική σκέψη, η σαφής επικοινωνία, η συστηματική ανάλυση, η αποδοτική συνεργασία και ο επαναληπτικό-προοδευτικός σχεδιασμός. Σχήμα 1. Το περιβάλλον εργασίας του Scratch Το λεξιλόγιο - λέξεις κλειδιά του επιστημονικού περιεχομένου του σεναρίου είναι: Αλγόριθμος, δομή ακολουθίας, λογισμικό scratch, εντολές, σκηνικό, μορφή 7. Χρήση Η.Υ. και γενικά ψηφιακών μέσων για το διδακτικό σενάριο Το σενάριο θα υλοποιηθεί στο σχολικό εργαστήριο πληροφορικής στο οποίο υπάρχουν 11 ενεργοί σταθμοί εργασίας, φορητός υπολογιστής και βιντεοπροβολέας. Σε κάθε σταθμό εργασίας είναι εγκατεστημένο το περιβάλλον προγραμματισμού Scratch.

7 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Διδασκαλία και Διδακτική 7 8. Αναπαραστάσεις των μαθητών/πρόβλεψη δυσκολιών στο διδακτικό σενάριο Το σενάριο δεν απαιτεί από τους μαθητές να κατέχουν ιδιαίτερες γνώσεις προγραμματισμού, απλά να έχουν κατανοήσει την έννοια του αλγορίθμου και να γνωρίζουν τα εντελώς στοιχειώδη για τη χρήση του λογισμικού Scratch. Οι μαθητές «δείχνουν» αρχικά να θεωρούν ότι ο προγραμματισμός είναι μια πολύπλοκη εργασία που μπορούν να πραγματοποιήσουν μόνο οι επαγγελματίες. Γενικά τηρούν μια επιφυλακτική στάση απέναντι στον προγραμματισμό. Στην προσπάθεια υλοποίησης της δραστηριότητας ενδέχεται οι μαθητές να τοποθετήσουν σε λάθος σειρά το μπλοκ των εντολών και έτσι το αποτέλεσμα να είναι διαφορετικό του αναμενόμενου. Επίσης οι μαθητές ενδέχεται να κάνουν λάθος στους χρόνους, καθώς τους είναι δύσκολο να καταλάβουν το ότι κάθε μορφή προγραμματίζεται ξεχωριστά αλλά το σενάριο εμπλέκει όλες τις μορφές ταυτόχρονα. 9. Διδακτικό συμβόλαιο Το διδακτικό συμβόλαιο περιλαμβάνει τις προσδοκίες του εκπαιδευτικού και των μαθητών από την διδακτική διαδικασία. Ο καθηγητής αναμένει από το σύνολο των μαθητών του τη λήψη πρωτοβουλιών, το έντονο ενδιαφέρον, τον ενεργό και ουσιαστικό διάλογο, την δημιουργική συμμετοχή τους και τέλος την έντονη δραστηριοποίησή τους στα πλαίσια του σεναρίου. Οι μαθητές προσδοκούν από τον καθηγητή τους να δημιουργήσει ιδανικό και ευχάριστο κλίμα, να διακατέχεται από αντικειμενικότητα, δικαιοσύνη και αμεροληψία, να προσθέσει στη μέθοδο διδασκαλίας πρωτότυπες ιδέες και να μεταμορφώσει την βαρετή διδακτική ώρα σε ώρα δημιουργικότητας και απόλαυσης. Ο καθηγητής παίζει τον ρόλο του διακριτικού καθοδηγητή. Με έντεχνο τρόπο επιτρέπει στους μαθητές να ανακαλύψουν τους επιδιωκόμενους στόχους και σκοπούς του μαθήματος. Παρατηρεί τους μαθητές από απόσταση και επεμβαίνει μόνον αν του ζητηθεί βοήθεια. 10. Υποκείμενη θεωρία μάθησης Η διαφορετικότητα του συγκεκριμένου σεναρίου σε σχέση με τα συνηθισμένα είναι στο γεγονός ότι ξεκινά με ένα «Παιχνίδι ρόλων» Οι μαθητές μεταμορφώνονται σε ηθοποιούς και παίζουν δύο διαφορετικά σενάρια. Το «Παιχνίδι ρόλων» αποτελεί μια εναλλακτική τεχνική διδασκαλίας και είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τη διδασκαλία επιστημονικών εννοιών. Σύμφωνα με την τεχνική αυτή, μια ομάδα μαθητών αναλαμβάνει την αναπαράσταση μιας λειτουργίας ή ενός γεγονότος με στόχο την μάθηση. Το «Παιχνίδι Ρόλων» σαν τεχνική διδασκαλίας, συνδυάζει την ενεργητική συμμετοχή των συμμετεχόντων με τη συνεργατική και βιωματική μάθηση στα πλαίσια μιας εκπαιδευτικής δραστηριότητας που απεικονίζει μια πραγματική κατάσταση. (Κανίδης Ευάγγελος, 2005) Περιέχει στοιχεία από την θεωρία του Προσωπικού Εποικοδομισμού του Piaget, όπου οι μαθητές οικοδομούν καινούργιες έννοιες και ιδέες με βάση τις προϋπάρχουσες γνώσεις τους και μέσω της ενεργητικής συμμετοχής και εμπλοκής τους σε δραστηριότητες αυθεντικού τύπου, χρησιμοποιώντας πραγματικά εργαλεία. Ο ρόλος του εκπαιδευτικού και των χρησιμοποιούμενων μέσων είναι να διευκολύνουν την ενεργητική μάθηση, όπου οι μαθητές οικοδομούν τις δικές τους ολοκληρωμένες ερμηνείες και γνώσεις. Η μάθηση συμβαίνει μέσα σε ένα συγκεκριμένο κοινωνικό πλαίσιο, όπου η συνεργασία και η αλληλεπίδραση των μαθητών μεταξύ τους και με τον διδάσκοντα αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο της μαθησιακής διαδικασίας. Επίσης, περιέχει στοιχεία από την θεωρία του Κοινωνικού Πολιτισμικού Εποικοδομισμού του Vygotsky, όπου η διαδικασία της μάθησης είναι πιο αποτελεσματική μέσα από περιβάλλοντα τα οποία πραγματεύονται προβλήματα που εντάσσονται στο βιωματικό χώρο του εκπαιδευόμενου. Επικεντρώνεται, δηλαδή, σε αυθεντικές δραστηριότητες οι οποίες σχετίζονται με τα βιώματα των εκπαιδευομένων ή μπορούν να αναδειχθούν και να ενταχθούν στο βιωματικό και μαθησιακό τους χώρο ή να αναπαρασταθούν με τις πραγματικές τους καταστάσεις μέσω προσομοιώσεων.

8 8 8 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Παράλληλα όμως ακολουθούνται και οι τεχνικές της θετικής ενίσχυσης, της απόσβεσης, της ανάδρασης και της ανατροφοδότησης μέσω της Συμπεριφοριστικής θεωρίας (Skinner, Thordike, κ.τλ.), μέσα όμως από μια μορφή καθοδηγούμενης μαθησιακής πορείας. 11. Οργάνωση της τάξης εφικτότητα σχεδίασης Το σενάριο έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μπορεί να πραγματοποιηθεί στο σχολικό εργαστήριο πληροφορικής στο οποίο υπάρχουν 11 ενεργοί σταθμοί εργασίας, ένας εξυπηρετητής (server) και ένας βιντεοπροβολέας. Οι μαθητές αρχικά χωρίζονται σε τρεις ομάδες των 6 ή 7 ατόμων και παίζουν το αρχικά σχεδιασμένο παιχνίδι ρόλων. Στη συνέχεια χωρίζονται σε ομάδες των 2 ή 3 ατόμων, ανάλογα με τον συνολικό αριθμό μαθητών του τμήματος και εργάζονται ομαδοσυνεργατικά χρησιμοποιώντας ένα υπολογιστικό σύστημα η κάθε ομάδα. Σε κάθε ομάδα γίνεται αξιοκρατικά κατανομή ρόλων, ώστε κάθε μαθητής να είναι ενεργό και ουσιαστικό μέλος της ομάδας. Στο τέλος θα δίνεται η δυνατότητα στους μαθητές να παρουσιάζουν τα αποτελέσματα στις υπόλοιπες ομάδες χρησιμοποιώντας τον βιντεοπροβολέα του εργαστηρίου. Απαραίτητη προϋπόθεση πραγματοποίησης του σεναρίου είναι σε κάθε υπολογιστή να είναι εγκατεστημένο το λογισμικό Scratch και Hotpotatoes6 και να υπάρχει σύνδεση στο διαδίκτυο. 12. Αξιολόγηση Αξιολόγηση μαθητών Ένας τρόπος αξιολόγησης των μαθητών είναι οι ερωτήσεις που τους γίνονται κατά τη διάρκεια του μαθήματος (διαμορφωτική αξιολόγηση), ώστε να διαπιστωθεί η κατανόηση των εννοιών της διδακτικής διαδικασίας. Επιπλέον κρίνονται και από τον βαθμό ολοκλήρωσης της δραστηριότητας που θα τους δοθεί χρησιμοποιώντας το προγραμματιστικό περιβάλλον Scratch. Τέλος τους δίνεται σε ηλεκτρονική μορφή ένα φύλλο αξιολόγησης σχεδιασμένο σε λογισμικό hotpotatoes6. Το μειονέκτημα των δύο τελευταίων μεθόδων είναι ότι τα στοιχεία αξιολόγησης αφορούν την υπολογιστική μονάδα (σύνολο 2 ή 3 μαθητών) και όχι μεμονωμένους μαθητές. Έτσι μπορεί να προκύψει λάθος εκτίμηση αν δεν υπάρχει συλλογική λειτουργία της ομάδας και να βγούνε εσφαλμένα συμπεράσματα. Αξιολόγηση σεναρίου Η αξιολόγηση του σεναρίου στηρίζεται κυρίως στο βαθμό επίτευξης των αρχικών στόχων, στην ακριβή ή όχι τήρηση των χρονικών περιορισμών, στο πόσο αποτελεσματική ήταν η χρήση των χρησιμοποιούμενων εργαλείων (υλικού και λογισμικού). Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας προβλέπεται να πραγματοποιηθεί μια σύντομη κουβέντα με τους μαθητές σχετικά με τον τρόπο εφαρμογής του σεναρίου και κυρίως για το ποια σημεία τους εντυπωσίασαν και ποια τους δυσκόλεψαν, καθώς οι μαθητές είναι οι δέκτες της διαδικασίας και οι πιο κατάλληλοι να εκφράσουν την άποψή τους. 13. Το επιμορφωτικό σενάριο

9 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Διδασκαλία και Διδακτική 9 Σχήμα 2. Οι τρεις μαθητές-ηθοποιοί Α φάση(10 λεπτά): Οι μαθητές χωρίζονται σε τρεις ομάδες και κάθε ομάδα έχει έναν μαθητήηθοποιό. Οι τρεις μαθητές-ηθοποιοί παίζουν τους τρεις ρόλους του σεναρίου (φύλλο εργασίας1) με αλλαγμένη την σειρά των εντολών (οι μαθητές δεν το γνωρίζουν). Στη συνέχεια μοιράζεται στις ομάδες το φύλλο εργασίας2 και οι τρεις μαθητές-ηθοποιοί παίζουν τους τρεις ρόλους του σεναρίου με την επιθυμητή σειρά των εντολών τώρα. Ακολούθως προβάλεται στον βιντεοπροβολέα το παραπάνω σενάριο με την βοήθεια του λογισμικού scratch. Με αυτό τον τρόπο οι μαθητές μπορούν να καταλάβουν χωρίς την παραμικρή παρέμβαση του εκπαιδευτικού, την έννοια της δομής ακολουθίας στον προγραμματισμό, το πως η μία εντολή ακολουθεί την άλλη και το πόσο σημαντική είναι η θέση των εντολών στην δημιουργία ενός προγράμματος. Σχήμα 3. Εικόνα του εργαστηρίου πληροφορικής που χρησιμοποιείται ως σκηνικό Β φάση(5 λεπτά): Γίνεται προβολή στον βιντεοπροβολέα ενός έτοιμου σεναρίου από την επίσημη ιστοσελίδα του Scratch. Οι μαθητές βλέπουν τόσο το τελικό αποτέλεσμα, όσο και την ακολουθία των εντολών που προκάλεσαν το αποτέλεσμα αυτό. Το παιχνίδι είναι το Hide and Seek στο Γ φάση(20 λεπτά): Οι μαθητές επανέρχονται στις αρχικές τους ομάδες και τους μοιράζεται η δραστηριότητα1 στο φύλλο εργασίας3. Στο φύλλο αυτό τους δίνονται οι εντολές που θα χρησιμοποιήσουν, καθώς και οι οδηγίες υλοποίησης του σεναρίου. Δ φάση(5 λεπτά): Γίνεται μια σύντομη κουβέντα με τους μαθητές για τον τρόπο εφαρμογής του σεναρίου και κυρίως για το ποια σημεία τους εντυπωσίασαν και ποια τους δυσκόλεψαν. Ε φάση(5 λεπτά): Στη συνέχεια, οι μαθητές εμπλέκονται ομαδοσυνεργατικά στην δραστηριότητα κατανόησης της δομής ακολουθίας σε προγραμματιστικό περιβάλλον Scratch σε μορφή κουίζ, υλοποιημένη με τη βοήθεια του ελεύθερου λογισμικού Hotpotatoes6.

10 10 8 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής 14. Χρήση εξωτερικών πηγών Βασική πηγή για την σχεδίαση του σεναρίου αποτέλεσε το βιβλίο της Πληροφορικής του Γυμνασίου και συγκεκριμένα η εμπλουτισμένη ψηφιακή έκδοση

11 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Διδασκαλία και Διδακτική Φύλλα Εργασίας Αφού κάθε ομάδα επιλέξει αρχικά τον ρόλο της (καθηγητής, Μαρία, Ελένη) και ορίσει τον «μαθητήηθοποιό», ας υλοποιήσετε το παρακάτω σενάριο : Και χτυπάει το κουδούνι για έξω. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (μιλάει) : ΑΝΤΕ ΣΗΚΩ ΜΑΡΙΑ ΕΛΕΝΗ (μιλάει) : ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟ? ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (μιλάει) : ΠΟΙΟΣ ΘΑ ΣΗΚΩΘΕΙ ΣΤΟΝ ΠΙΝΑΚΑ? ΜΑΡΙΑ (μιλάει) : ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΚΥΡΙΕ ΛΕΒΕΝΤΗ ΕΛΕΝΗ (μιλάει) : ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟ? ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (μιλάει) : ΔΙΑΒΑΣΕ ΕΛΕΝΗ ΤΗΝ ΕΡΩΤΗΣΗ. ΕΛΕΝΗ (μιλάει) : ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΚΥΡΙΕ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (σκέφτεται) : ΠΑΛΙ ΤΟ Γ3 ΕΧΩ!!! ΜΑΡΙΑ (μιλάει) : ΕΓΩ ΕΓΩ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (μιλάει) : ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΠΑΙΔΙΑ. ΜΑΡΙΑ (μιλάει) : ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ ΣΥΝΟΛΟ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (σκέφτεται) : ΕΥΤΥΧΩΣ ΠΗΡΑ ΤΑ ΗΡΕΜΙΣΤΙΚΑ ΜΟΥ. ΕΛΕΝΗ (σκέφτεται) : ΑΧ ΝΑ ΜΗΝ ΠΕΙ ΕΜΕΝΑ. ΔΕΝ ΔΙΑΒΑΣΑ ΣΗΜΕΡΑ. Η Μαρία σηκώνεται και πλησιάζει προς τον πίνακα.

12 12 8 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Τώρα, υλοποιήστε το παρακάτω σενάριο : ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (σκέφτεται) : ΠΑΛΙ ΤΟ Γ3 ΕΧΩ!!! ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (σκέφτεται) : ΕΥΤΥΧΩΣ ΠΗΡΑ ΤΑ ΗΡΕΜΙΣΤΙΚΑ ΜΟΥ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (μιλάει) : ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΠΑΙΔΙΑ. ΜΑΡΙΑ (μιλάει) : ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΚΥΡΙΕ ΛΕΒΕΝΤΗ ΕΛΕΝΗ (μιλάει) : ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΚΥΡΙΕ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (μιλάει) : ΠΟΙΟΣ ΘΑ ΣΗΚΩΘΕΙ ΣΤΟΝ ΠΙΝΑΚΑ? ΕΛΕΝΗ (σκέφτεται) : ΑΧ ΝΑ ΜΗΝ ΠΕΙ ΕΜΕΝΑ. ΔΕΝ ΔΙΑΒΑΣΑ ΣΗΜΕΡΑ. ΜΑΡΙΑ (μιλάει) : ΕΓΩ ΕΓΩ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (μιλάει) : ΑΝΤΕ ΣΗΚΩ ΜΑΡΙΑ Η Μαρία σηκώνεται και πλησιάζει προς τον πίνακα. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (μιλάει) : ΔΙΑΒΑΣΕ ΕΛΕΝΗ ΤΗΝ ΕΡΩΤΗΣΗ. ΕΛΕΝΗ (μιλάει) : ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟ? ΜΑΡΙΑ (μιλάει) : ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ ΣΥΝΟΛΟ Και χτυπάει το κουδούνι για έξω.

13 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Διδασκαλία και Διδακτική 13 Ανοίξτε το προγραμματιστικό περιβάλλον Scratch. Ορίστε ως σκηνικό το school1 και ως μορφές τις boy1-standing και girl1-standing, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα : Χρησιμοποιείστε τις ακόλουθες εντολές, προκειμένου να δημιουργήσετε ένα διάλογο μεταξύ των δύο μορφών. Οδηγίες Υλοποίησης :

14 14 8 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Μόλις ο χρήστης επιλέξει την πράσινη σημαία το κορίτσι θα πρέπει να βρίσκεται στη θέση x = -180 και y = -90. Ακολούθως: να λέει «Γεια σου!» για 2 δευτερόλεπτα, να κινείται ομαλά σε μία θέση κοντά στο αγόρι για 1 δευτερόλεπτο, (προτεινόμενη θέση x = 100 και y = -90) να περιμένει για 6 δευτερόλεπτα, να σκέφτεται «Πώς να τον λένε?» για 2 δευτερόλεπτα, να περιμένει για 6 δευτερόλεπτα, να λέει «Πρώτη Γυμνασίου» για 6 δευτερόλεπτα. Μόλις ο χρήστης επιλέξει την πράσινη σημαία το αγόρι θα πρέπει να βρίσκεται στη θέση x = 180 και y = -90. Ακολούθως: να περιμένει για 5 δευτερόλεπτα. να λέει «Γεια σου» για 2 δευτερόλεπτα, να περιμένει 4 δευτερόλεπτα, να σκέφτεται «Τι τάξη να πάει?» για 2 δευτερόλεπτα, να περιμένει 4 δευτερόλεπτα, να λέει «Βαγγέλη» για 6 δευτερόλεπτα. Μετά την ολοκλήρωση της εργασίας, να την αποθηκεύσετε στην επιφάνεια εργασίας, στον φάκελο ΛΕΒΕΝΤΗΣ με το όνομα DOMI_AKOL_USER01 DOMI_AKOL_USER02 DOMI_AKOL_USER03 κλπ

15 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Διδασκαλία και Διδακτική 15 4 Ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ Ανοίξτε τον υπολογιστή σας. Στην επιφάνεια εργασίας και στον φάκελο ΛΕΒΕΝΤΗΣ βρίσκεται το αρχείο 3ΥΠΟΣΤ_ΦΥΛΛΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ.HTML Ανοίξτε το. Εμφανίζεται η παρακάτω εφαρμογή. Διαβάστε τις παρακάτω προτάσεις και απαντήστε αν είναι σωστές ή λάθος. Στη συνέχεια αποθηκεύσετε το αρχείο στο φάκελο ΛΕΒΕΝΤΗΣ της επιφάνειας εργασίας με τον αριθμό του υπολογιστικού συστήματος που χρησιμοποιείτε.