ιδακτική της Πληροφορικής Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΠΛHPOΦOPIKH KAI EKΠAI EYΣH Τόµος A' ιδακτική της Πληροφορικής BΑΣΙΛΕΙΟΣ KΟΜΗΣ Λέκτορας Παιδαγωγικού Tµήµατος Nηπιαγωγών Πανεπιστηµίου Πατρών ΠATPA 2001
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΠΛHPOΦOPIKH KAI EKΠAI EYΣH Τόµος A' ιδακτική της Πληροφορικής Συγγραφή BAΣIΛEIOΣ KOMHΣ Λέκτορας Παιδαγωγικού Tµήµατος Nηπιαγωγών Πανεπιστηµίου Πατρών Κριτική Ανάγνωση ANAΣTAΣIOΣ MIKPOΠOYΛOΣ Aναπληρωτής Kαθηγητής Tµήµατος ηµοτικής Eκπαίδευσης Πανεπιστηµίου Iωαννίνων Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΠANAΓIΩTHΣ ΠINTEΛAΣ Καθηγητής Tµήµατος Mαθηµατικών Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση XPHΣTOΣ ΠANAΓIΩTAKOΠOYΛOΣ Γλωσσική Επιµέλεια PΩΞANH KATΣH Τεχνική Επιµέλεια EΣΠI EK OTIKH E.Π.E. Καλλιτεχνική Επιµέλεια, Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / 1997 2001 ISBN: 960 538 216 4 Kωδικός Έκδοσης: ΠΛH 37/1 Copyright 2000 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, 26222 Πάτρα Τηλ: (0610) 314094, 314206 Φαξ: (0610) 317244 Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.
ÂÚÈ fiìâó K º π 1 ı ÛË ÙË appleïëúôêôúèî ÛÙËÓ ÂÎapple  ÛË: applefi ÙËÓ ÂÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ÓÙ ÍË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 9 1.1 Μάθηση της πληροφορικής ή µάθηση µέσω της πληροφορικής;... 11 1.1.1 Η πληροφορική ως αντικείµενο µέσο γνωστικό εργαλείο... 11 Σύνοψη... 16 Bιβλιογραφία κεφαλαίου... 16 K º π 2 µ ÛÈÎ ÓÓÔÈ ÙË È ÎÙÈÎ ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 17 2.1 Εννοιολογική οριοθέτηση και ορισµοί... 19 2.2 ιδακτικό συµβόλαιο στην τάξη της πληροφορικής... 25 2.3 ιδακτικός µετασχηµατισµός βασικών εννοιών πληροφορικής... 27 2.3.1 Το πέρασµα από την επιστηµονική στη διδαχθείσα γνώση... 27 2.3.2 Oι κοινωνικές πρακτικές αναφοράς και η πληροφορική... 31 2.3.3 Επέκταση της έννοιας του διδακτικού µετασχηµατισµού... 33 2.4 Νοητικά µοντέλα και αναπαραστάσεις της πληροφορικής... 34 2.4.1 Η αναπαράσταση στη γνωστική και την κοινωνική ψυχολογία... 35 2.4.2 Παιδαγωγικές και διδακτικές πτυχές των αναπαραστάσεων... 37 2.4.3 Αναπαραστάσεις και νέες τεχνολογίες: διδακτική προσέγγιση... 38 2.5 ιαδικασίες µάθησης και διδασκαλία της πληροφορικής... 49 2.5.1 H κοινωνικογνωστική σύγκρουση στην τάξη της πληροφορικής... 49 2.5.2 Εννοιολογική αλλαγή και διδασκαλία της πληροφορικής... 51 Σύνοψη... 56
6 I AKTIKH TH HPOºOPIKH Bιβλιογραφία κεφαλαίου... 57 K º π 3 appleúôáú ÌÌ ÙÈÛÙÈÎ Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ ˆ ÓÙÈΠÌÂÓÔ ÂÎapple  ÛË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 59 3.1 Η πληροφορική και ο προγραµµατισµός στο εκπαιδευτικό σύστηµα... 60 3.1.1 Η δραστηριότητα του προγραµµατισµού... 61 3.1.2 Η µάθηση του προγραµµατισµού... 66 3.2 Η πληροφορική ως γνωστικό αντικείµενο... 71 3.2.1 Ιδιαιτερότητες της πληροφορικής ως αντικειµένου εκπαίδευσης... 71 3.2.2 Προβλήµατα και µέθοδοι στον προγραµµατισµό... 72 Σύνοψη... 77 Bιβλιογραφία κεφαλαίου... 78 K º π 4 appleïëúôêôúèî ÛÙËÓ ÂÏÏËÓÈÎ ÂÎapple  ÛË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 79 4.1 Ενιαίο Πλαίσιο Σπουδών και νέα Αναλυτικά Προγράµµατα Πληροφορικής... 81 4.2 Πληροφορική και γενική παιδεία... 86 4.2.1 Η πληροφορική στο δηµοτικό σχολείο... 87 4.2.2 Η πληροφορική στο γυµνάσιο... 95 4.2.3 Η πληροφορική στο ενιαίο λύκειο... 100 4.2.4 Η πληροφορική στην αρχική επαγγελµατική κατάρτιση... 113 4.3 Κριτικός σχολιασµός... 115 Σύνοψη... 116 Bιβλιογραφία κεφαλαίου... 117
EPIEXOMENA 7 K º π 5 È ÈÎ ı Ì Ù È ÎÙÈÎ ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 119 5.1 Απαραίτητες δεξιότητες για τη µάθηση του προγραµµατισµού... 121 5.1.1 Ο προγραµµατισµός ως πρόσκτηση µιας δεξιότητας... 121 5.1.2 Στάδια µάθησης του προγραµµατισµού... 123 5.2 Επίλυση προβληµάτων σε προγραµµατιστικό περιβάλλον... 129 5.2.1 Η έννοια της µεταβλητής... 130 5.2.2 Οι δοµές ελέγχου και η έννοια της επιλογής... 133 5.2.3 Η έννοια της επανάληψης... 138 5.2.4 Η έννοια της διαδικασίας... 143 5.2.5 Η έννοια της αναδροµικότητας... 144 5.3 ιδακτική προσέγγιση της Logo... 149 Σύνοψη... 152 Bιβλιογραφία κεφαλαίου... 153 Απαντήσεις ασκήσεων αυτοαξιολόγησης... 155 Ενδεικτικές απαντήσεις δραστηριοτήτων... 159 Γλωσσάριο... 173
ÛË ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ ÛÙËÓ EÎapple  ÛË: applefi ÙËÓ EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ŒÓÙ ÍË ÎÔapplefi Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να παρουσιαστεί το πλαίσιο που διέπει την εισαγωγή και την ένταξη των τεχνολογιών της πληροφορικής στην εκπαίδευση. Αναλύονται συνοπτικά τα διάφορα πρότυπα που εφαρµόστηκαν ή εφαρµόζονται στα διάφορα εκπαιδευτικά συστήµατα, ενώ έµφαση δίνεται στην πληροφορική ως αντικείµενο εκπαίδευσης. 1 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει το κεφάλαιο αυτό, θα µπορείτε να: περιγράψετε τα διάφορα πρότυπα εισαγωγής της πληροφορικής στο εκπαιδευτικό σύστηµα αναφέρετε τα βασικά επιχειρήµατα για τη διδασκαλία της πληροφορικής στην εκπαίδευση ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È πληροφορική και εκπαίδευση πρότυπα εισαγωγής της πληροφορικής στην εκπαίδευση πληροφορική ως γνωστικό αντικείµενο ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Για την καλύτερη κατανόηση του κεφαλαίου, την εκπλήρωση των προσδοκώµενων αποτελεσµάτων, την υλοποίηση των δραστηριοτήτων και την επίλυση των ασκήσεων αυτοαξιολόγησης, θεωρείται χρήσιµο ο σπουδαστής να έχει πρόσβαση στο ενιαίο πλαίσιο προγράµµατος σπουδών πληροφορικής της ελληνικής εκπαίδευσης (http://www.pi-schools.gr). Στο παρόν κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση των προτύπων που άπτονται της ένταξης των τεχνολογιών της πληροφορικής στην εκπαίδευση, ενώ δίνεται έµφαση στην εισαγωγή της ως µέρους του προγράµµατος σπουδών. Μια πιο αναλυτική παρουσίαση του όλου θέµατος αποτελεί αντικείµενο του πρώτου κεφα-
10 KEºA AIO 1. H E H TH HPOºOPIKH THN EK AI EY H: A O THN EI A ø H THN ENTA H λαίου της ενότητας «Πληροφορική στην Εκπαίδευση», στο οποίο και παραπέµπεται ο σπουδαστής. Η µελέτη της θέσης της πληροφορικής στην ελληνική εκπαίδευση αναλύεται στο τέταρτο κεφάλαιο της παρούσας ενότητας.
1.1 π π : ª ƒ º ƒπ ª ª ø ƒ º ƒπ ; 11 1.1 Ô appleï ÛÈÔ: Ì ıëûë ÙË appleïëúôêôúèî Ì ıëûë Ì Ûˆ ÙË appleïëúô- ÊÔÚÈÎ ; 1.1.1 appleïëúôêôúèî ˆ ÓÙÈÎÂ ÌÂÓÔ Ì ÛÔ ÁÓˆÛÙÈÎfi ÂÚÁ ÏÂ Ô Η εξέλιξη της εισαγωγής (τις προηγούµενες δεκαετίες) και της ένταξης (στις µέρες µας) των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στα σχολικά συστή- µατα των ανεπτυγµένων χωρών υπήρξε ιδιαίτερα σηµαντική, συνιστώντας ίσως την πιο καταλυτική αλλαγή των τελευταίων χρόνων στην εκπαίδευση. Οι βασικές παρά- µετροι που συνθέτουν την εξέλιξη αυτή είναι η πληροφοριοποίηση της κοινωνίας και τα ερωτήµατα που τίθενται για την αποστολή του σχολείου στα πλαίσιά της, η ανοικτή κρίση του εκπαιδευτικού συστήµατος και η συνακόλουθη καθολική επιταγή για παιδαγωγική ανανέωση. Στα πλαίσια αυτά, δύο µεγάλες προσεγγίσεις κυριάρχησαν στην προσπάθεια ένταξης των τεχνολογιών της πληροφορικής στο σχολικό σύστηµα: 1. Η πληροφορική και οι νέες τεχνολογίες ως αυτόνoµo γνωστικό αντικείµενο, που εντάσσεται στο πρόγραµµα σπουδών και διδάσκεται στις διάφορες βαθµίδες της εκπαίδευσης. 2. Η πληροφορική ως εργαλείο γνώσης, έρευνας και µάθησης, που εντάσσεται και χρησιµοποιείται σε όλα τα γνωστικά αντικείµενα του αναλυτικού προγράµµατος. Παράλληλα µε τις δύο προηγούµενες προσεγγίσεις, η πληροφορική αντιµετωπίζεται από διάφορα εκπαιδευτικά συστήµατα και ως στoιχείo της γενικής κουλτoύρας που πρέπει να αποκτηθεί και ως κοινωνικό φαινόµενο που πρέπει να µελετηθεί. Με βάση τα παραπάνω, και όπως καταγράφεται από τη βιβλιογραφία (εκτεταµένη ανάλυση για τη θέση της πληροφορικής στην εκπαίδευση έχει γίνει στην ενότητα «Πληροφορική στην Εκπαίδευση») αλλά και την καθηµερινή σχολική πρακτική, φαίνεται να επικρατούν τρία πρότυπα εισαγωγής και χρήσης των νέων τεχνολογιών της πληροφορίας και της επικοινωνίας στην εκπαιδευτική διαδικασία. α) Η Tεχνοκεντρική προσέγγιση, όπου η πληροφορική θεωρείται αυτόνοµο γνωστικό αντικείµενο. Η πρώτη, χρονολογικά, προσέγγιση εισαγωγής της πληροφορικής στην εκπαιδευτική διαδικασία συνάδει µε την αντίληψη ότι οι µαθητές πρέπει να αποκτήσουν στέρεες γνώσεις πάνω στους υπολογιστές και στον προγραµµατισµό τους, γι αυτό είναι απαραίτητη η διδασκαλία ενός αµιγούς µαθήµατος πληροφορικής. Ως πρότυπο κυριάρχησε κατά τη δεκαετία του 70 και ξεκίνησε από τις υψηλότερες βαθµίδες της εκπαίδευσης. Σχετίζεται άµεσα µε το επίπεδο ανάπτυξης της
12 KEºA AIO 1. H E H TH HPOºOPIKH THN EK AI EY H: A O THN EI A ø H THN ENTA H ίδιας της επιστήµης της πληροφορικής και κυρίως µε τη µέχρι τότε εξέλιξη του υλικού και του λογισµικού. Η δυσκολία ανάπτυξης εφαρµογών µε τις γλώσσες προγραµµατισµού, η έλλειψη διαφόρων εφαρµογών και η ανυπαρξία φιλικού ως προς τους χρήστες λογισµικού οδήγησε στην ανάγκη µιας βασικής και σε εύρος εκπαίδευσης στην πληροφορική και τον προγραµµατισµό ήδη από τις µεσαίες εκπαιδευτικές βαθµίδες (γυµνάσιο, λύκειο). Το πρότυπο αυτό θέτει, συνεπώς, ως στόχο την απόκτηση γνώσεων που αφορούν τη λειτουργία των υπολογιστών και στην εισαγωγή στον προγραµµατισµό τους. Το πρότυπο αυτό τείνει να εξαλειφθεί ολοσχερώς σήµερα, κυρίως όσον αφορά τις χαµηλότερες βαθµίδες της εκπαίδευσης (γενική παιδεία αλλά και λύκειο). β) Η ολοκληρωµένη προσέγγιση, όπου η πληροφορική θεωρείται εργαλείο µάθησης σε όλο το εύρος του αναλυτικού προγράµµατος και έκφραση µιας ολιστικής, διαθεµατικής προσέγγισης της µάθησης. Η ένταξη των νέων τεχνολογιών µέσα σε όλα τα µαθήµατα, ως έκφραση µιας ολοκληρωµένης και διαθεµατικής προσέγγισης της µάθησης, συνιστά σήµερα ένα ζητούµενο που απασχολεί σε µεγάλο βαθµό τα διάφορα εκπαιδευτικά συστήµατα. Το πρότυπο αυτό εµφανίστηκε τα τελευταία χρόνια και χαρακτηρίζεται από την ιδέα ότι η διδασκαλία της χρήσης των νέων τεχνολογιών αλλά και η χρήση τους ενσωµατώνεται στα επιµέρους γνωστικά αντικείµενα του αναλυτικού προγράµµατος. Όλα τα θέµατα που αφορούν την πληροφορική και τις νέες τεχνολογίες κατανέµονται και διδάσκονται µέσα από όλα τα γνωστικά αντικείµενα και δεν αποτελούν πλέον αυτόνοµο γνωστικό αντικείµενο. Το πρότυπο αυτό προϋποθέτει διαφορετικές παιδαγωγικές αντιλήψεις, τόσο στην επιλογή της γνώσης και της διδακτικής πρακτικής όσο και στην εκπαίδευση των εκπαιδευτικών και στην υλικοτεχνική υποδοµή. Οι ανατροπές που θα προκαλέσει στο πρόγραµµα σπουδών η εφαρ- µογή της προσέγγισης αυτής την καθιστούν βραχυπρόθεσµα µη εφαρµόσιµη. γ) H πραγµατολογική προσέγγιση, όπου η πληροφορική θεωρείται συνδυασµός των δύο προηγούµενων προσεγγίσεων [Μακράκης, Κοντογιαννοπούλου, 1995]. Η αδυναµία βραχυπρόθεσµης εφαρµογής της ολοκληρωµένης προσέγγισης αλλά και η παραδοχή ότι είναι αναγκαίος (τουλάχιστον προς το παρόν) ο αλφαβητισµός στη χρήση των υπολογιστών οδηγεί στο πραγµατολογικό πρότυπο ένταξης. Το πρότυπο αυτό φαίνεται να συνδυάζει τα παιδαγωγικά πλεονεκτήµατα της ολοκληρωµένης προσέγγισης µε τους όρους του εφικτού. Χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη ενός αυτόνοµου µαθήµατος γενικών γνώσεων πληροφορικής και την προοδευτική ένταξη της χρήσης των νέων τεχνολογιών ως µέσου στήριξης της µαθησιακής διαδικασίας σε όλα τα γνωστικά αντικείµενα του προγράµµατος σπουδών.
1.1 π π : ª ƒ º ƒπ ª ª ø ƒ º ƒπ ; 13 Μελετήστε το κεφάλαιο που αφορά την ένταξη της πληροφορικής στο Ενιαίο Λύκειο (http://www.pi-schools.gr) και αναφέρετε ποια προσέγγιση ακολουθεί. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 1 1.1.2 ÏËÚÔÊÔÚÈÎ : ÌÈ È È ÙÂÚË appleâú appleùˆûë ÛÙÔ Ó Ï ÙÈÎfi appleúfiáú ÌÌ Η πληροφορική, µια νέα σχετικά επιστήµη, συνιστά ένα πανεπιστηµιακό κλάδο που έχει εµφανιστεί τις τελευταίες δεκαετίες (στη χώρα µας τα πρώτα πανεπιστηµιακά τµήµατα πληροφορικής δηµιουργήθηκαν αρχές της δεκαετίας του 80). Έχει καθιερωθεί, συνεπώς, στο πανεπιστηµιακό επίπεδο, αποτελώντας µάλιστα µια ιδιαίτερα ελκυστική προοπτική για πολλούς µαθητές. Αντίθετα, η πληροφορική διατηρεί µε τις χαµηλότερες βαθµίδες της εκπαίδευσης εξελικτικούς δεσµούς που αλλάζουν από περίοδο σε περίοδο, όπως αναφέρθηκε προηγούµενα. Κατά τη δεκαετία του 70 (και στη χώρα µας κατά τη δεκαετία του 80) η πληροφορική είχε εισαχθεί στο Λύκειο (στην Ελλάδα µόνο ως κλάδος κατεύθυνσης στα ΤΕΛ και ΕΠΛ) µε έµφαση στις δραστηριότητες προγραµµατισµού (αλγοριθµική, µοντελοποίηση και οργάνωση δεδοµένων). Τη δεκαετία του 90 άλλου τύπου προσπάθειες είδαν το φως της ηµέρας: η χρήση της πληροφορικής και γενικότερα των νέων τεχνολογιών στην εκπαιδευτική διαδικασία έτεινε να εξαλείψει την προσέγγιση της πληροφορικής ως αντικείµενου εκπαίδευσης [Baron, Bruillard, 1996], τουλάχιστον από τα εκπαιδευτικά συστήµατα των διαφόρων ευρωπαϊκών χωρών, κάτι που δε συµβαίνει στη χώρα µας (βλέπε τέταρτο κεφάλαιο). Η τάση του εξοβελισµού της πληροφορικής ως γνωστικού αντικειµένου από το πρόγραµµα σπουδών της γενικής παιδείας δε φαίνεται να λαµβάνει υπόψη της µια σειρά από γενικότερους προβληµατισµούς, που διατυπώθηκαν ήδη από τη δεκαετία του 70. Οι νέες τεχνολογίες της πληροφορικής συµβάλλουν µε καταλυτικό τρόπο στην τροποποίηση της σχέσης ανάµεσα στον άνθρωπο, την πληροφορία και τη γνώση. H θεώρηση ενός σχολείου µε κεντρικό άξονα τον εκπαιδευτικό, που εστιάζεται στη µετάδοση πληροφοριών και γνώσεων, χάνει όλο και περισσότερο έδαφος προς όφελος ενός εκπαιδευτικού συστήµατος που αναπτύσσει νέου τύπου δεξιότητες και στρατηγικές µε έµφαση: στην επίλυση προβληµάτων, στη διατύπωση υποθέσεων και στην επαλήθευσή τους, στη δυνατότητα αναζήτησης, εντοπισµού και αξιολόγησης γνώσεων µέσα από ένα
14 KEºA AIO 1. H E H TH HPOºOPIKH THN EK AI EY H: A O THN EI A ø H THN ENTA H όλο και περισσότερο αυξανόµενο πεδίο πληροφοριών, στην αντιµετώπιση περίπλοκων καταστάσεων του περιρρέοντα χώρου, στην αυτονοµία αντιµετώπισης καταστάσεων και προβληµάτων, στην επαγωγική προσέγγιση της γνώσης, στην ανάπτυξη µοντέλων και στη διερεύνηση των ορίων εγκυρότητάς τους, στην ανάπτυξη της κριτικής σκέψης, µε απώτερο τελικά σκοπό την ανάπτυξη ικανοτήτων διαρκούς µάθησης και αυτόνο- µης προσέγγισης της γνώσης. H ύπαρξη, συνεπώς, ενός γνωστικού αντικειµένου που να αντιµετωπίζει τα παραπάνω θέµατα στα πλαίσια της γενικής παιδείας αλλά και η συγκροτηµένη χρήση των νέων τεχνολογιών στα επιµέρους γνωστικά αντικείµενα µπορούν να βοηθήσουν ώστε οι µαθητές να κατανοήσουν τη σηµασία και την αξία της επιστηµονικής και της τεχνολογικής προόδου και ταυτόχρονα να αντιληφθούν τα αποτελέσµατά τους στο περιβάλλον και την εργασία. Επίσης, θα τους επιτρέψει να σταθµίσουν κάποιες από τις κοινωνικές συνέπειες της πληροφορικής και να τεκµηριώσουν τις απόψεις τους σχετικά µε την τεχνολογία, ώστε να προσδίδουν το µέγεθος που αναλογεί σε κάθε πολιτισµικό ή κοινωνικό φαινόµενο που συνδέεται µε αυτήν, χωρίς άκριτες απλουστεύσεις, αδιαφορία ή δραµατικές υπερβολές [Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών Πληροφορικής, Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, εκέµβριος 1997]. Βέβαια, η ένταξη της πληροφορικής στο πρόγραµµα σπουδών και η διδασκαλία της παρουσιάζουν σηµαντικές ιδιαιτερότητες. Ήδη από τα πρώτα χρόνια εµφάνισής της, οι επιστήµονες που δίδασκαν την επιστήµη της πληροφορικής (informatique στα γαλλικά) ή την επιστήµη των υπολογιστών (computer science στα αγγλικά), κατά τη δεκαετία του 60, συνειδητοποίησαν τα διάφορα ζητήµατα που ανέκυπταν κατά τη διδασκαλία της: Ποιο ήταν το επιστηµονικό πλαίσιο αυτής της επιστήµης; Τι έπρεπε να διδαχθεί; Σε ποιους; Με ποιες προαπαιτούµενες γνώσεις; Επιπρόσθετα, µια σειρά άλλα θέµατα ζητούσαν (και κάποια από αυτά ζητούν ακόµα) απάντηση: Τι γνώσεις και τι δεξιότητες πρέπει να διαθέτουν οι εκπαιδευτικοί της πληροφορικής; Ποια «πληροφορική» πρέπει να γνωρίζουν οι µελλοντικοί χρήστες; Τι είδους ευαισθητοποίηση πρέπει να απαιτηθεί; Τελικά, ποιου τύπου εκπαίδευση για την ανάπτυξη της κριτικής σκέψης µέσα σε έναν κόσµο σε πλήρη πληροφοριοποίηση; Eίναι γεγονός ότι η πληροφορική δεν είναι µια τεχνολογία όπως όλες οι άλλες. Oύτε περισσότερο µια εκπαιδευτική τεχνολογία. Tα µέσα και οι τεχνικές που αναπτύσσονται στα πλαίσιά της αποτελούν ένα µεγάλο σύνολο από ευέλικτα και πολυ-
1.1 π π : ª ƒ º ƒπ ª ª ø ƒ º ƒπ ; 15 χρηστικά εργαλεία που εντάσσονται σε πλήθος ανθρώπινων δραστηριοτήτων. O υπολογιστής, καθολική µηχανή επεξεργασίας της πληροφορίας, είναι πλέον ένα από αυτά τα µέσα των νέων τεχνολογιών ανάµεσα σε µια σειρά άλλα που χρησιµοποιούνται για διαφοροποιηµένες χρήσεις. Tελικά, το ερώτηµα εκπαιδευτική τεχνολογία προγραµµατισµός της µηχανής (το ερώτηµα δηλαδή που αφορά την πληροφορική ως µέσο εκπαίδευσης ή ως αντικεί- µενο διδασκαλίας) απαντάται σε µεγάλο βαθµό από τη δύναµη των πραγµάτων, χωρίς ωστόσο να µπορούµε να προδικάσουµε τις εξελίξεις που µπορεί να παραχθούν γύρω από τις νέες τεχνολογίες της πληροφορίας και της επικοινωνίας. Tο αυξανό- µενο ενδιαφέρον για το υποκείµενο που µαθαίνει, η άνθιση των γνωστικών επιστη- µών αλλά και η ίδια η ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας οδηγούν πολλούς ερευνητές στο να θεωρούν σήµερα τις τεχνολογίες ως βοηθητικά εργαλεία και µέσα µάθησης παρά ως αντικείµενα διδασκαλίας [Μακράκης, Κοντογιαννοπούλου, 1995, Ράπτης, Ράπτη, 1999]. ÕÛÎËÛË A ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.1 Αναφέρετε συνοπτικά τους τύπους δεξιοτήτων που πρέπει να αναπτύσσονται από τα σύγχρονα εκπαιδευτικά συστήµατα και µπορούν να καλλιεργηθούν από τις τεχνολογίες της πληροφορικής.
16 KEºA AIO 1. H E H TH HPOºOPIKH THN EK AI EY H: A O THN EI A ø H THN ENTA H ÓÔ Ë Οι τεχνολογίες της πληροφορίας και της επικοινωνίας είναι δυνατόν να αποτελέσουν κινητήρια δύναµη για την καλλιέργεια νέων παιδαγωγικών αντιλήψεων, οι οποίες διευκολύνουν την ενεργητική απόκτηση της γνώσης και αναπτύσσουν δεξιότητες µεθοδολογικού χαρακτήρα. Kάτω από το πρίσµα αυτό, οι τεχνολογίες αυτές είναι σε θέση να ευνοήσουν νέου τύπου δεξιότητες που αφορούν µάθηση πάνω στο πώς µαθαίνουµε, δυνατότητα έκφρασης και διερεύνησης ιδεών, διαθεµατική προσέγγιση της γνώσης, ανάπτυξη δεξιοτήτων επικοινωνίας, ερευνητική διάθεση και συνεργατικότητα, πειρα- µατισµό και διερεύνηση των λαθών, αλγοριθµική προσέγγιση προβληµάτων. µè ÏÈÔÁÚ Ê [1]] Baron (G. L.), Bruillard (E.), L informatique et ses usages dans l éducation, PUF, Paris, 1996. [2] Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών Πληροφορικής, Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, Aθήνα, 1997. [3] Mακράκης (Β.), Kοντογιαννοπούλου (Γ.), Υπολογιστές στην Εκπαίδευση: µια κριτική επισκόπηση στο διεθνή χώρο και την Ελλάδα, Εθνικό Ίδρυµα Ερευνών, Aθήνα, 1995. [4] Pάπτης (Α.), Pάπτη (Α.), Πληροφορική και Εκπαίδευση, µια συνολική προσέγγιση, Eκδόσεις Pάπτη, Αθήνα, 1999.
µ ÛÈÎ ŒÓÓÔÈ ÙË È ÎÙÈÎ ÙË ÏËÚÔÊÔÚÈÎ ÎÔapplefi Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να µελετηθεί η ανάδυση του νέου γνωστικού πεδίου που οριοθετείται µε τον όρο ιδακτική της Πληροφορικής, να παρουσιαστούν και να αναλυθούν συνοπτικά οι βασικές έννοιες και η χρησιµοποιούµενη ορολογία της ιδακτικής της Πληροφορικής. 2 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει το κεφάλαιο αυτό, θα µπορείτε να: περιγράψετε τις έννοιες ιδακτική και ιδακτική της Πληροφορικής περιγράψετε την έννοια του ιδακτικού Συµβολαίου και να αναγνωρίζετε πώς υλοποιείται στο πλαίσιο του µαθήµατος της πληροφορικής περιγράψετε την έννοια του ιδακτικού Μετασχηµατισµού και να µελετήσετε παραδείγµατα µετασχηµατισµού από το χώρο της πληροφορικής σχολιάσετε την έννοια των Κοινωνικών Πρακτικών Αναφοράς και να αναφέρετε παραδείγµατα από το χώρο της πληροφορικής περιγράψετε τις έννοιες Νοητικό Μοντέλο και Αναπαράσταση και να αναγνωρίσετε τις δυνατές διδακτικές χρήσεις τους στο χώρο της πληροφορικής περιγράψετε την έννοια της Κοινωνικογνωστικής Σύγκρουσης και να αναφέρετε παραδείγµατα δηµιουργίας κοινωνικογνωστικών συγκρούσεων στην πληροφορική αναφέρετε την έννοια της Εννοιολογικής Αλλαγής και να περιγράψετε πώς εφαρ- µόζεται στη διδακτική πράξη ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È ιδακτική ιδακτική της Πληροφορικής διδακτικό τρίγωνο οικοδοµητισµός συµπεριφορισµός
18 KEºA AIO 2. µ π π π π ƒ º ƒπ διδακτικό συµβόλαιο διδακτικός µετασχηµατισµός κοινωνικές πρακτικές αναφοράς νοητικά µοντέλα γνωστικές αναπαραστάσεις κοινωνικές αναπαραστάσεις γνωστική σύγκρουση κοινωνικογνωστική σύγκρουση εννοιολογική αλλαγή εκσφαλµάτωση (debugging) ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Για την καλύτερη κατανόηση του κεφαλαίου, την εκπλήρωση των προσδοκώµενων αποτελεσµάτων, την υλοποίηση των δραστηριοτήτων και την επίλυση των ασκήσεων αυτοαξιολόγησης, θεωρείται χρήσιµο ο σπουδαστής να έχει παρακολουθήσει διδασκαλία µαθηµάτων πληροφορικής στο ελληνικό γυµνάσιο και λύκειο. Στο παρόν κεφάλαιο δίνεται έµφαση στην παρουσίαση και στην ανάλυση των βασικών εννοιών της ιδακτικής της Πληροφορικής: διδακτικό συµβόλαιο, διδακτικός µετασχηµατισµός, κοινωνικοτεχνικές πρακτικές αναφοράς, νοητικά µοντέλα και αναπαραστάσεις, κοινωνικογνωστική σύγκρουση, εννοιολογική αλλαγή. Οι έννοιες αυτές χρησιµοποιούνται σήµερα ευρέως σε όλη τη ιδακτική των Επιστηµών και, κατά κανόνα, έχουν εισαχθεί στο πλαίσιο της ιδακτικής των Μαθηµατικών. Το κεφάλαιο περιέχει πέντε ενότητες. Στην πρώτη παρουσιάζονται και αναλύονται οι έννοιες της ιδακτικής και το σύγχρονο παιδαγωγικό και ψυχολογικό πλαίσιο µέσα στο οποίο εντάσσονται. Στη δεύτερη, τρίτη και τέταρτη ενότητα περιγράφονται οι ευρέως χρησιµοποιούµενες έννοιες: του διδακτικού συµβολαίου, του διδακτικού µετασχηµατισµού και των αναπαραστάσεων, ενώ παρουσιάζονται και σχολιάζονται συγκεκριµένα παραδείγµατα από διάφορες έρευνες. Στην πέµπτη ενότητα περιγράφεται ένα επιστηµολογικό πλαίσιο (µε αναφορά στους όρους της γνωστικής και της κοινωνικογνωστικής σύγκρουσης και της εννοιολογικής αλλαγής) το οποίο µπορεί να χρησι- µοποιηθεί για να περιγραφεί µια ουσιαστική διδακτική παρέµβαση στην τάξη της πληροφορικής.
2.1 π π ƒπ π ƒπ ª π 19 2.1 ÓÓÔÈÔÏÔÁÈÎ ÔÚÈÔı ÙËÛË Î È ÔÚÈÛÌÔ π π : π ƒ ƒ π Το θέµα της σχολικής µάθησης και της διδακτικής έχει γνωρίσει τα τελευταία χρόνια µια ιδιαίτερη θέση στην επιστηµονική έρευνα και στην εκπαιδευτική κοινότητα. Η ιδακτική µελετά τις διαδικασίες µετάδοσης και πρόσκτησης των γνώσεων µε απώτερο στόχο τη βελτίωση αυτών των διαδικασιών [Vergnaud, 1994]. Μελετά, συνεπώς, τις συνθήκες µέσα στις οποίες τα υποκείµενα µαθαίνουν ή δε µαθαίνουν, εστιάζοντας την προσοχή της στα ιδιαίτερα προβλήµατα που ανακινούν τόσο το περιεχόµενο των γνώσεων όσο και των δεξιοτήτων που πρέπει να προσκτηθούν. Η ιδακτική, συνεπώς, ενδιαφέρεται για τους τρόπους µε τους οποίους ευνοείται η οικοδόµηση των γνώσεων στο πλαίσιο καταστάσεων διδασκαλίας (ατοµικών ή συλλογικών). Εντούτοις, δεν υπάρχει µέχρι σήµερα µια θεωρία Γενικής ιδακτικής και, συνακόλουθα, γίνεται χρήση των εννοιών και των θεωρητικών πλαισίων που αναπτύσσονται στις διδακτικές των διαφόρων µαθηµάτων, και κυρίως αυτών που έχουν διαµορφωθεί στη ιδακτική των Επιστηµών. Η ιδακτική των Επιστηµών έχει γνωρίσει σηµαντική πρόοδο την τελευταία εικοσαετία. Οι πρώτες προσπάθειες δηµιουργίας ενός θεωρητικού πλαισίου που να ξεφεύγει από τον εµπειρισµό έγιναν στο χώρο της ιδακτικής των Μαθηµατικών. Το θεωρητικό αυτό πλαίσιο γνώρισε αρκετές διακυµάνσεις, αλλά κατάφερε εντέλει να παγιώσει µια σειρά από βασικές έννοιες και µια µεθοδολογική προσέγγιση που είναι πλέον αποδεκτή στις µέρες µας από το σύνολο των ερευνητών στο χώρο της ιδακτικής. Μπορούµε να διακρίνουµε τρεις µεγάλους άξονες αυτού του θεωρητικού πλαισίου: την επιστηµολογία των γνώσεων, τη γένεση και την πρόσκτηση των γνώσεων από τα υποκείµενα, δηλαδή την τοποθέτηση αυτής της γένεσης µέσα σε πραγµατικές σχολικές καταστάσεις [Vergnaud, 1994]. Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει σηµαντικές προσπάθειες για µια διεπιστηµονική και διαθεµατική προσέγγιση που να επιτρέπει την ανάδυση κοινών εννοιών στις διδακτικές των διαφόρων µαθη- µάτων. Τις έννοιες αυτές θα µελετήσουµε στη συνέχεια, συνδέοντάς τες µε τη διδασκαλία της πληροφορικής. π π ƒπ ø Η ιδακτική πολύ συχνά αναπαρίσταται από ένα τρίγωνο το οποίο συµβολίζει το σύστηµα που συνδέει τις γνώσεις, το µαθητή και τον εκπαιδευτικό. Στο τρίγωνο αυτό δεν πρέπει να ληφθούν υπόψη µόνο οι κορυφές, αφού καθεµιά από αυτές συνιστά ένα χώρο έρευνας που δεν αφορά αυτή καθαυτή τη ιδακτική. Πρέ-
20 KEºA AIO 2. µ π π π π ƒ º ƒπ Γνώσεις Ì 2.1 Το τρίγωνο της ιδακτικής Μαθητές ιδακτική Εκπαιδευτικός πει επίσης να θεωρηθούν η επιστηµολογική και εννοιολογική δοµή του χώρου (που αφορούν, συνεπώς, τις γνώσεις), οι διάφορες ψυχολογίες της µάθησης (που µελετούν το µαθητή), τα µοντέλα διδασκαλίας και η κοινωνική ψυχολογία (που σχετίζονται µε τον εκπαιδευτικό). Αυτό που ενδιαφέρει περισσότερο από διδακτική σκοπιά είναι οι διάφοροι τοµείς που συνδέουν τις κορυφές. Ο τοµέας ανάπτυξης των περιεχοµένων (διδακτικός µετασχηµατισµός, κοινωνικές πρακτικές αναφοράς κτλ., βλέπε παρακάτω). Ο τοµέας των στρατηγικών της οικοδόµησης των γνώσεων και της µάθησης (αναπαραστάσεις, διδακτικά εµπόδια, επίλυση προβλήµατος κτλ., βλέπε παρακάτω). Ο τοµέας της οικοδόµησης διδακτικών καταστάσεων (διδακτικό συµβόλαιο, κατάσταση πρόβληµα κτλ., βλέπε παρακάτω). Ο τοµέας των διδακτικών αλληλεπιδράσεων (διδακτική βοήθεια κτλ.) και των χρησι- µοποιούµενων µέσων που παίζουν διαµεσολαβητικό ρόλο στις αλληλεπιδράσεις. Κάτω από το πρίσµα αυτό, η ύπαρξη ενός τεχνολογικού µέσου, όπως ο υπολογιστής, δρα καταλυτικά κατά τη διδασκαλία της πληροφορικής ή κατά τη διδασκαλία µε χρήση υπολογιστή. Ο τοµέας αυτός είναι ιδιαίτερα σηµαντικός στη ιδακτική της Πληροφορικής, αφού κύριο ρόλο στη διδακτική πράξη διαδραµατίζει η αλληλεπίδραση του µαθητή µε το τεχνικό µέσο και οι παρεµβάσεις που παρέχει ο εκπαιδευτικός. π π ƒ º ƒπ : π π ƒπ ª À Για πολλά χρόνια ο εµπειρισµός και οι αναφορές από άλλους χώρους καθόριζαν τη θέση της πληροφορικής στο σχολείο. Την τελευταία εντούτοις δεκαετία ο χώρος της ιδακτικής της Πληροφορικής τείνει να καθιερωθεί ως αυτόνοµο γνωστικό πεδίο, παρά τις ιδιαιτερότητες που άπτονται της ραγδαίας εξέλιξης του λογισµικού και του υλικού, αλλά και της θέσης που κατέχει (ή δεν κατέχει) ο προγραµµατισµός στα σχολικά προγράµµατα. Η προβληµατική εστιάζεται τόσο στην ανάλυση των περιεχοµένων όσο και στη διασαφήνιση των αναφορών.
2.1 π π ƒπ π ƒπ ª π 21 Η ιδακτική της Πληροφορικής συγκεντρώνει όλη την προβληµατική που αναπτύσσεται γύρω από ένα κοινό αντικείµενο µελέτης, αυτό της παιδαγωγικής χρήσης λογισµικών των οποίων κύριο χαρακτηριστικό είναι η ένταξη και η ευρεία χρήση στοιχείων προγραµµατισµού [Rouchier et al., 1988]. H ένταξη αυτή πραγµατοποιείται ταυτόχρονα στο επίπεδο της δοµής: αντικείµενα, πράξεις, έγκυρες εκφράσεις κτλ., και στο επίπεδο της λειτουργίας: τύπος προβληµάτων για την επίλυση των οποίων ένα συγκεκριµένο λογισµικό µπορεί να χρησιµοποιηθεί. Ορισµένα από αυτά τα λογισµικά είναι γλώσσες προγραµµατισµού µε την κλασική έννοια του όρου: Logo, Pascal, Visual Basic, C++ κτλ. Άλλα δεν είναι γλώσσες προγραµµατισµού αλλά λογισµικό ευρείας χρήσης χωρίς άµεσες εκπαιδευτικές λειτουργίες, όπως, για παράδειγµα, επεξεργασία κειµένου, λογιστικό φύλλο, βάση δεδο- µένων κτλ. (τα οποία, ωστόσο, εµπερικλείουν και δοµικά στοιχεία προγραµµατισµού µε τη µορφή µακροεντολών). Η ένταξη τέτοιου τύπου λογισµικού στην εκπαίδευση και στην κατάρτιση µπορεί να αιτιολογηθεί µε πολλά επιχειρήµατα: έχουν δηµιουργηθεί γι αυτό το σκοπό (όπως, για παράδειγµα, οι γλώσσες προγραµµατισµού Logo, Multiworlds, Smalltalk), είναι αντικείµενα κατάρτισης (όπως, για παράδειγµα, το λογισµικό επεξεργασίας κειµένου, βάσεις δεδοµένων, λογιστικά φύλλα), συνιστούν γνωστικά εργαλεία που ενισχύουν τις ανθρώπινες γνωστικές δεξιότητες κατά τη σκέψη, τη µάθηση και την επίλυση προβληµάτων [Jonassen, 1995]. Μπορούν, συνεπώς, να προσεγγιστούν ταυτόχρονα ως αντικείµενα και ως τρόποι γνώσης και οικοδόµησης γνώσεων και δεξιοτήτων περισσότερο ή λιγότερο ειδικών. Με την αποδοχή της παραπάνω προοπτικής οφείλουµε να αναγνωρίσουµε τη διττή διάσταση αυτών των λογισµικών: οικοδόµηση εννοιών της πληροφορικής, από το ένα µέρος, δυνατότητα επεξεργασίας και επίλυσης προβληµάτων σχετικών µε χώρους εξωτερικούς της πληροφορικής, από το άλλο µέρος. Τα αποτελέσµατα αυτής της γνώσης φαίνονται ιδιαίτερα ενδιαφέροντα τόσο από γνωστική όσο και από διδακτική πλευρά. Καθένας από τους παραπάνω όρους χωρίζεται µε τη σειρά του σε δύο κατευθύνσεις: αυτή του αντικειµένου αφενός και αυτή της παρέµβασής του σε άλλους χώρους γνώσης αφετέρου. Βασικό αντικείµενο της ιδακτικής της Πληροφορικής είναι η µελέτη της οικοδόµησης των γνώσεων (όσον αφορά κυρίως τις διαχρονικές έννοιες) και της ανάπτυξης των δεξιοτήτων (τεχνικών και νοητικών) από τους µαθητές (και γενικότερα από τα υποκείµενα) που χρησιµοποιούν υπολογιστές και ασχολούνται µε την πληροφορική. Οι δεξιότητες
22 KEºA AIO 2. µ π π π π ƒ º ƒπ αυτές διαπιστώνονται, κατά κύριο λόγο, στο πλαίσιο επίλυσης προβληµάτων µε τη χρήση υπολογιστών. Η ανάπτυξη δεξιοτήτων πιστοποιείται όταν γίνεται συσχέτιση των γνώσεων πάνω σε µια διαδικασία ή σε ένα αντικείµενο που πρέπει να οικοδοµηθεί µε τις δυσχέρειες της χρήσης συγκεκριµένων ενεργειών, του προσδιορισµού συγκεκριµένων δοµών δεδοµένων και διακριτών κανόνων σύνταξης, όπως συµβαίνει κυρίως στον προγραµµατισµό. Ο χώρος αυτών των γνώσεων και των δεξιοτήτων, όπως προκύπτει και από τη µελέτη των Προγραµµάτων Σπουδών Πληροφορικής (βλέπε Κεφάλαιο 4), µπορεί να περιγραφεί συνοπτικά από τον παρακάτω πίνακα (Πίνακας 2.1). Ó Î 2.1 Ο χώρος γνώσεων και δεξιοτήτων της πληροφορικής (επίπεδο γενικής παιδείας) ø π Γνώση των βασικών τµηµάτων ενός υπολογιστή και των κύριων περιφερειακών συσκευών. Ικανή χρήση των διαχρονικών εννοιών πληροφορικής (που αφορούν στο υλικό) και αποστασιοποίηση από τις αλλαγές που προκύπτουν από την τεχνολογική πρόοδο. Γνώση των βασικών στοιχείων επεξεργασίας της πληροφορίας: κωδικοποίηση, αποθήκευση, επεξεργασία. Γνώση του ρόλου του λογισµικού συστήµατος. Γνώση των βασικών χαρακτηριστικών των αρχείων και δυνατότητα επεξήγησης των βασικών επεξεργασιών που πραγµατοποιούνται µε αυτά. Γνώση τού τι είναι λογισµικό και πρόγραµµα. Γνώση των βασικών προγραµµατιστικών δοµών (στο τέλος της γενικής παιδείας). Συνειδητοποίηση της ένταξης της πληροφορικής στο σύγχρονο κόσµο. π Ικανότητα χρήσης γενικού τύπου εφαρµογών, όπως: Λογισµικό συστήµατος, επεξεργασία κειµένου, λογιστικό φύλλο, βάση δεδοµένων, λογισµικό ιαδικτύου κτλ. Ικανότητα χρήσης λογισµικών ειδικού τύπου, που απαντώνται κατά τη διάρκεια των σπουδών, όπως: Εκπαιδευτικό λογισµικό, λογισµικό προσοµοιώσεων, παιχνίδια κτλ. Ικανότητα χρήσης προγραµµατιστικών εφαρµογών (κάνω κάτι να κάνει κάτι). Ανάπτυξη δεξιοτήτων ορολογίας (ανάγνωση και κατανόηση καταλόγων πληροφορικής και εγχειριδίων χρήσης).