Η χρήση διαφορετικών κατηγοριών δραστηριοτήτων στη διδασκαλία της δομή επιλογής στο Scratch

Η χρήση διαφορετικών κατηγοριών δραστηριοτήτων στη διδασκαλία της δομή επιλογής στο Scratch Σαρημπαλίδης Ιωάννης johnsaribalidis@gmail.com Εκπαιδευτικός ΠΕ19 Περίληψη Η παρούσα έρευνα εξετάζει τη διδασκαλία της δομής επιλογής στο Scratch με χρήση διαφορετικών κατηγοριών δραστηριοτήτων σε 22 μαθητές της Γ Γυμνασίου. Οι μαθητές έπρεπε να υλοποιήσουν ένα φύλλο εργασίας και επτά δραστηριότητες τόσο στο εργαστήριο όσο και σπίτι τους με την βοήθεια μίας ενότητας της πλατφόρμας moodle. Εξετάσθηκαν οι δυσκολίες που συνάντησαν οι μαθητές στην υλοποίηση των δραστηριοτήτων καθώς επίσης και η προσπάθεια που κατέβαλαν στις διάφορες κατηγορίες δραστηριοτήτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μαθητές συναντούν προβλήματα στη δημιουργία των λογικών συνθηκών ιδίως μάλιστα όταν αυτές περιλαμβάνουν λογικούς τελεστές. Φάνηκε επίσης ότι οι μαθητές για να καταφέρουν να υλοποιήσουν μία δραστηριότητα απαιτείται ορισμένες φορές να κάνουν πολλαπλές προσπάθειες. Οι δραστηριότητες μάλιστα που φαίνεται να δυσκολεύουν περισσότερο τους μαθητές είναι αυτές που περιλαμβάνουν διόρθωση προγραμμάτων. Τέλος φαίνεται ότι οι ελεύθερες δραστηριότητες αποθαρρύνουν τους μαθητές αλλά ταυτόχρονα ευνοούν τη δημιουργικότητα τους. Λέξεις κλειδιά: Scratch, Δομή Επιλογής, Πληροφορική Γυμνασίου, Προγραμματισμός Εισαγωγή Η διδασκαλία του προγραμματισμού στη Γ Γυμνασίου βασιζόταν, μέχρι πριν μερικά χρόνια, σχεδόν αποκλειστικά στη χρησιμοποίηση του προγραμματιστικού περιβάλλοντος του MicroWorlds Pro. Η λογική όμως του ίδιου του περιβάλλοντος οδηγούσε τους εκπαιδευτικούς να διδάξουν με έναν τρόπο που έδινε βαρύτητα στους συντακτικούς κανόνες της γλώσσας και στη χρήση μαθηματικών και γεωμετρικών προβλημάτων. Ο προγραμματισμός όμως περιλαμβάνει πολύ περισσότερα πράγματα από τη διδασκαλία του συντακτικού και της σημασιολογίας μιας γλώσσας προγραμματισμού (Τζιμογιάννης, 2005) ενώ η χρήση μαθηματικών προβλημάτων ίσως να είναι ένας από τους λόγους που οι μαθητές θεωρούν τον προγραμματισμό μία όχι και τόσο ελκυστική δραστηριότητα. Ένα από τα περιβάλλοντα που προσπαθεί να εξαλείψει τα παραπάνω μειονεκτήματα είναι το Scratch. Σε πρόσφατη μάλιστα έρευνα (Σταγάκης, 2012) διαπιστώθηκε ότι το Scratch σε σχέση με το MicroWorlds Pro θεωρείται από τους μαθητές ως ευκολότερο και περισσότερο ελκυστικό. Αυτό πιθανόν συμβαίνει διότι στο περιβάλλον του Scratch ο μαθητής δεν χρειάζεται να απομνημονεύσει συντακτικούς κανόνες αφού μπορεί να συνθέσει όλα του τα προγράμματα με χρήση ψηφίδων διαφορετικών σχημάτων και χρωμάτων που μπορούν όμως να συνδυαστούν μεταξύ τους μόνο με συντακτικά σωστούς τρόπους (Φεσάκης & Σεραφείμ, 2009, Νικολός, 2010). Το σημαντικότερο όμως πλεονέκτημα του Scratch είναι ότι ευνοεί τη δημιουργία πολλών διαφορετικών ειδών προγραμμάτων όπως π.χ. είναι τα παιχνίδια, οι διαδραστικές ιστορίες και οι προσομοιώσεις (Resnick, et al., 2009). Η χρήση τέτοιων προγραμμάτων είναι αρκετά πιθανό να κινητοποιεί περισσότερο το ενδιαφέρον των μαθητών. Όλα αυτά βέβαια ευνοούνται και από το γεγονός ότι οι μαθητές δεν ασχολούνται πλέον μόνο με αριθμούς, συμβολοσειρές και απλά γραφικά αλλά μπορούν να διαχειριστούν εικόνες, ήχους και κινούμενα σχέδια (Φουντουλάκη, 2011). Ένα ακόμα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του Scratch είναι ότι μπορεί να υποστηρίξει μεγάλο πλήθος διαφορετικών δραστηριοτήτων. Η Κορδάκη (2012) μάλιστα προτείνει 11 διαφορετικές κατηγορίες δραστηριοτήτων όπως είναι οι ελεύθερες δραστηριότητες, η επίλυση συγκεκριμένου προβλήματος, οι δραστηριότητες πολλών λύσεων, ο πειραματισμός με έτοιμα προγράμματα και η μετατροπή έτοιμων προγραμμάτων. Οι τρεις μάλιστα πρώτες κατηγορίες αντιμετωπίστηκαν θετικά από 20 εκπαιδευτικούς Πληροφορικής οι οποίοι ανέφεραν ότι θα τις χρησιμοποιούσαν και στην τάξη τους (Κορδάκη & Ψώμος, 2012). Ωστόσο είχαν την άποψη ότι οι ελεύθερες δραστηριότητες μειονεκτούν ως προς την ενθάρρυνση της προσέγγισης συγκεκριμένων μαθησιακών στόχων και ότι Πρακτικά Εργασιών 7 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής, Θεσσαλονίκη, 12-14 Απριλίου 2013

2 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής οι δραστηριότητες πολλαπλών επιλύσεων παρά το ότι είναι σύνθετες συνδυάζουν την ενθάρρυνση της ανάπτυξης της δημιουργικότητας, της φαντασίας και της κατασκευής πολλαπλών οπτικών με την κατάκτηση συγκεκριμένων μαθησιακών στόχων. Σε αυτά τα πλαίσια επιλέχτηκε το περιβάλλον του Scratch για την εκμάθηση των βασικών προγραμματιστικών εννοιών (μεταβλητές, δομή επιλογής, δομή επανάληψης και άλλων). Ωστόσο στην παρούσα έρευνα παρουσιάζεται η μελέτη περίπτωσης της δομής επιλογής που είναι μία από τις τρεις βασικές αλγοριθμικές δομές. Πιο συγκεκριμένα παρουσιάζεται μία ολοκληρωμένη διδασκαλία όλων των βασικών μορφών της δομής επιλογής (απλή, σύνθετη και πολλαπλή) αλλά και των τριών λογικών τελεστών ΚΑΙ, Ή και ΌΧΙ. Η προσέγγιση αυτή δεν στηρίζεται μόνο σε απλά παραδείγματα ή μισοτελειωμένα προγράμματα αλλά σε συνδυασμό πολλών διαφορετικών κατηγοριών δραστηριοτήτων οι οποίες υποστηρίζονται από το Scratch (Kordaki, 2012). Για τη διδασκαλία της δομής επιλογής στο Scratch έχουν μέχρι στιγμής υλοποιηθεί στην Ελλάδα έρευνες σε 2 μαθητές της Β Γυμνασίου (Νικολός & Κόμης, 2011) σε μαθητές της Γ Λυκείου (Χασανίδης & Μπράτιστης, 2010) και σε μαθητές της Α Λυκείου (Σαρημπαλίδης, 2012). Η πρώτη χρησιμοποίησε ένα μισοτελειωμένο πρόγραμμα ενώ η δεύτερη τρία απλά παραδείγματα για την εισαγωγή των μαθητών στις τρεις βασικές μορφές της δομής επιλογής (απλή, σύνθετη και πολλαπλή). Και στις δύο έρευνες δεν γίνεται αναφορά σε λογικούς τελεστές εκτός από μία απλή χρήση του τελεστή Ή σε έτοιμο πρόγραμμα που υπάρχει στην δεύτερη έρευνα. Στην τρίτη έρευνα οι μαθητές ασχολήθηκαν αρχικά για 6 ώρες με το Scratch και στη συνέχεια ο κάθε μαθητής υλοποίησε ένα project δικής του επιλογής. Από τα αποτελέσματα της έρευνας προέκυψαν προβλήματα τόσο ως προς την κατανόηση των εμφωλευμένων δομών επιλογών όσο και ως προς την χρησιμοποίηση των λογικών τελεστών. Συνεπώς δεν έχει ακόμα εξεταστεί η χρήση διαφόρων δραστηριοτήτων στη διδασκαλία της δομής επιλογής ενώ δεν υπάρχει έρευνα που να έχει υλοποιηθεί στις πραγματικές συνθήκες μίας τάξης Γ Γυμνασίου. Για τον λόγο αυτό υλοποιήθηκε η έρευνα αυτή που σκοπό έχει να εξετάσει την κατανόηση της δομής επιλογής με χρήση πολλών διαφορετικών κατηγοριών δραστηριοτήτων στο περιβάλλον του Scratch.Τα ερευνητικά ερωτήματα που τέθηκαν ήταν τα εξής: Ποια ήταν τα σημεία των δραστηριοτήτων στα οποία συνάντησαν δυσκολίες οι μαθητές; Ποιος ήταν ο βαθμός υλοποίησης των δραστηριοτήτων; Ποιες κατηγορίες δραστηριοτήτων δυσκόλεψαν περισσότερο τους μαθητές; Διδακτικά προβλήματα σχετικά με τη δομή επιλογής Όπως φαίνεται από αρκετές έρευνες οι μαθητές συναντούν ιδιαίτερες δυσκολίες στην κατανόηση της δομής επιλογής (Κόμης, 2005). Κάποια από αυτά τα προβλήματα οφείλονται στη σύνταξη της δομής ΑΝ ενώ άλλα οφείλονται στην αναπαράσταση που έχουν ήδη οι μαθητές για την σειριακή εκτέλεση των εντολών. Επίσης συναντάμε προβλήματα που έχουν να κάνουν με το λογικό περιεχόμενο των συνθηκών αλλά και με τις προ-προγραμματιστικές γνώσεις που έχουν οι μαθητές και σχετίζονται με την αναπαράσταση των συνθηκών. Τα δύο πρώτα προβλήματα πάντως φαίνεται ότι εξαλείφονται στο Scratch (Νικολός & Κόμης, 2011, Χασανίδης & Μπράτιστης, 2010) εξαιτίας του γεγονότος ότι στο Scratch τα προγράμματα σχηματίζονται μόνο με ορθούς συντακτικά τρόπους ενώ παράλληλα η δομή ΑΝ ξεχωρίζει λόγω του χρωματικού κώδικα από την ακολουθιακή εκτέλεση των προγραμμάτων. Ερευνητική διαδικασία Η παρούσα έρευνα ήταν μία μελέτη περίπτωσης που πραγματοποιήθηκε κατά το μήνα Δεκέμβριο του σχολικού έτους 2012-2013. Η ερευνητική διαδικασία που ακολουθήθηκε περιελάμβανε τη διδασκαλία της δομής επιλογής με χρήση του Scratch σε 2 διδακτικές ώρες και στην συνέχεια καταγραφή των προβλημάτων που συνάντησαν οι μαθητές και μελέτη του βαθμού υλοποίησης των ασκήσεων που έπρεπε να παραδώσουν. Οι συμμετέχοντες ήταν τα δύο συνολικά τμήματα της Γ τάξης ενός μικρού επαρχιακού Γυμνασίου όπου το πρώτο τμήμα αποτελούνταν από 9 αγόρια και το δεύτερο τμήμα από 12 κορίτσια.

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 3 Όλοι οι μαθητές είχαν προηγουμένως διδαχθεί τις εντολές που περιλαμβάνονται στις παλέτες Κίνηση, Όψεις και Πένα. Πιο συγκεκριμένα σε κάθε μία από αυτές τις ενότητες υλοποιούσαν στο εργαστήριο ένα φύλλο εργασίας και διάφορες δραστηριότητες ενώ στη συνέχεια έπρεπε να υλοποιήσουν και κάποιες δραστηριότητες στο σπίτι. Όλο το υλικό που χρησιμοποιήθηκε ήταν διαθέσιμο μέσω μίας πλατφόρμας moodle. Έτσι οι μαθητές είχαν πρόσβαση στο υλικό τόσο από το εργαστήριο όσο και από το σπίτι τους. Ο ρόλος λοιπόν των μαθητών ήταν ενεργητικός και εξερευνητικός καθ όλη την διάρκεια του μαθήματος ενώ ο ρόλος του καθηγητή περιοριζόταν σε μία μικρή παρουσίαση στην αρχή του μαθήματος και στην συνέχεια αναλάμβανε ρόλο ενθαρρυντικό. Να σημειωθεί επίσης ότι στην αρχική αυτή φάση της διδασκαλίας του Scratch οι μαθητές δούλευαν ατομικά τόσο στο σπίτι τους όσο και στο εργαστήριο. Η πλατφόρμα moodle δεν χρησιμοποιήθηκε όμως μόνο για να έχουν πρόσβαση οι μαθητές στο υλικό του μαθήματος. Οι μαθητές είχαν την δυνατότητα να ανεβάσουν τις εργασίες τους στην πλατφόρμα όσες φορές ήθελαν. Κάθε φορά που ανέβαζαν μία εργασία ελάμβαναν ένα σχόλιο από τον καθηγητή και έναν βαθμό στην εκατονταβάθμια κλίμακα. Οι μαθητές γνώριζαν ότι αν δεν είχαν πάρει βαθμό ίσο με 100 θα έπρεπε να ξαναστείλουν την άσκηση διορθωμένη. Ας τονίσουμε ακόμη ότι αν ένας μαθητής δεν προλάβαινε να υλοποιήσει, για διάφορους λόγους, μία δραστηριότητα στο εργαστήριο έπρεπε να την υλοποιήσει στο σπίτι. Ας δούμε όμως την σειρά με την οποία υλοποιήθηκε η ερευνητική διαδικασία. Στην αρχή της πρώτης διδακτικής ώρας ο καθηγητής παρουσίασε εν συντομία τις διάφορες παραλλαγές της εντολής ΑΝ και στη συνέχεια έκανε ειδική αναφορά στην λειτουργία των τριών λογικών τελεστών (ΚΑΙ, Ή και ΌΧΙ). Ωστόσο δεν έγινε κάποια ιδιαίτερη προσπάθεια να αναλυθούν σε βάθος οι παραπάνω έννοιες. Στη συνέχεια οι μαθητές έπρεπε να υλοποιήσουν ένα φύλλο εργασίας που περιελάμβανε μία πρώτη εξοικείωση με τις εντολές που έπρεπε να μάθουν καθώς και να ολοκληρώσουν ένα μισοτελειωμένο πρόγραμμα. Τέλος οι μαθητές είχαν να υλοποιήσουν δύο ασκήσεις για το σπίτι με την πρώτη άσκηση να αφορά τη δημιουργία προγράμματος στο οποίο έπρεπε να χρησιμοποιηθεί η εντολή ΑΝ και τη δεύτερη άσκηση να αφορά τη διόρθωση ενός προγράμματος στο οποίο έπρεπε να χρησιμοποιηθεί ο λογικός τελεστής Ή. Στην δεύτερη διδακτική ώρα οι μαθητές έπρεπε να υλοποιήσουν δύο δραστηριότητες. Στην πρώτη δραστηριότητα θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουν εμφωλευμένη δομή ΑΝ και στη δεύτερη να δημιουργήσουν ένα απλό παιχνίδι στο οποίο θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουν εντολές ΑΝ. Τέλος οι μαθητές έπρεπε να υλοποιήσουν δύο ασκήσεις για το σπίτι. Η πρώτη αφορούσε την ανάγνωση και κατανόηση κώδικα που περιελάμβανε εντολές ΑΝ και η δεύτερη ήταν μία πρόκληση για τους μαθητές γιατί θα έπρεπε να συνδυάσουν τις γνώσεις που είχαν αποκτήσει για την επίλυση ενός προβλήματος που δεν ήταν φανερή η λύση του. Στη συνέχεια φαίνεται συνοπτικά για κάθε δραστηριότητα ο χώρος στον οποίο υλοποιήθηκε, ο διδακτικός στόχος στον οποίο αποσκοπούσε αλλά και η κατηγορία δραστηριοτήτων στην οποία ανήκει. Πίνακας 1. Υλικό που χρησιμοποιήθηκε Δραστηριότητα Φύλλο εργασίας Δραστηριότητα: Κίνηση αυτοκινήτου Χώρος υλοποίησ ης Εργαστήρι ο Εργαστήρι ο Διδακτικός στόχος Εξοικείωση με τις εντολές που σχετίζονται με τη δομή επιλογής Εντολή ΑΝ Κατηγορία Μελέτη έτοιμων προγραμμάτων Ημιτελές πρόγραμμα Άσκηση: Παρκάρισμα αυτοκινήτου Σπίτι Εντολή ΑΝ, Τελεστές ΚΑΙ, ΌΧΙ Ημιτελές πρόγραμμα Άσκηση: Παιχνίδι αριθμών Σπίτι Εντολή ΑΝ ΑΛΛΙΩΣ, Τελεστής Ή Μετατροπή έτοιμου προγράμματος

4 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Δραστηριότητα: Έλεγχος αριθμού Εργαστήρι ο Εμφωλευμένη ΑΝ Επίλυση συγκεκριμένου προβλήματος Δραστηριότητα: Δύτης και καρχαρίας Εργαστήρι ο Δημιουργία παιχνιδιού με χρήση της δομής ΑΝ Δραστηριότητα πολλών λύσεων Άσκηση: Εφέ γραμμάτων Σπίτι Ανάγνωση κώδικα που περιλαμβάνει εντολές ΑΝ Ελεύθερη δραστηριότητα μετά από ανάγνωση κώδικα Άσκηση: Σύννεφα που κουνιούνται Σπίτι Δομή ΑΝ με άγνωστη συνθήκη Δραστηριότητα Μαύρου Κουτιού Υλικό που χρησιμοποιήθηκε Ας εξετάσουμε όμως αναλυτικά το υλικό το οποίο χρησιμοποιήθηκε. Πρώτα απ όλα λοιπόν χρησιμοποιήθηκε ένα φύλλο εργασίας που είχε ως βασικό του στόχο την εξοικείωση των μαθητών με τις εντολές του μαθήματος. Πιο συγκεκριμένα εξετάστηκαν κατά σειρά οι τρεις μορφές της ΑΝ (απλή, σύνθετη και πολλαπλή) και οι λογικές τελεστές ΚΑΙ, Ή και ΌΧΙ. Για την κατανόηση των παραπάνω εντολών υπήρχε μία σύντομη εξήγηση του τρόπου που χρησιμοποιούνται και στη συνέχεια οι μαθητές καλούνταν να αντιγράψουν έτοιμα κομμάτια κώδικα (σχήμα 1) στο περιβάλλον του Scratch και να κατανοήσουν τη σημασία τους. Τα κομμάτια αυτά κώδικα δεν προσπαθούσαν απλά και μόνο να αναφερθούν στον τρόπο χρήσης της κάθε εντολής αλλά αναφέρονταν και σε ενέργειες που πιθανόν να ήθελε να κάνει ο μαθητής σε ένα δικό του πρόγραμμα. Έτσι με το πρώτο κομμάτι κώδικα (πάνω αριστερά κώδικας στο σχήμα 1) παρουσιάζεται η απλή μορφή της ΑΝ μέσα από ένα παράδειγμα στο οποίο αλλάζει το κοστούμι της γάτας αν το ποντίκι την αγγίζει. Στην συνέχεια οι μαθητές καλούνται να βελτιώσουν το πρόγραμμα, με χρήση της σύνθετης ΑΝ, ώστε η γάτα να έχει ένα κοστούμι όταν το ποντίκι την αγγίζει και ένα άλλο κοστούμι όταν δεν την αγγίζει. Σχήμα 1. Παραδείγματα φύλλου εργασίας Το επόμενο παράδειγμα που χρησιμοποιήθηκε αφορά τη διδασκαλία της έννοιας της εμφωλευμένης ΑΝ με τη βοήθεια της συντεταγμένης x του ποντικιού (κάτω κώδικας στο σχήμα 1). Οι μαθητές προτρέπονται να εκτελέσουν τον κώδικα και να τον κατανοήσουν δίνοντας σημασία όχι τόσο στην κατανόηση της χρήσης της ΑΝ αλλά στο τι κάνει ο κώδικας. Τέλος το τρίτο παράδειγμα (πάνω δεξιά κώδικας στο σχήμα 1) αφορά την διδασκαλία του λογικού τελεστή ΚΑΙ και αφορά την απόκρυψη της γάτας όταν κάποιος κάνει κλικ πάνω της (αυτό μπορεί να εκφραστεί ως συνδυασμός δύο συνθηκών: να ακουμπήσει ο δείκτης του ποντικιού τη γάτα και να πατήσει ο χρήστης το

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 5 αριστερό πλήκτρο του ποντικιού). Εσκεμμένα υπάρχει μία απλή ΑΝ ώστε οι μαθητές να αναρωτηθούν τι πήγε στραβά (γιατί δηλαδή εξαφανίζεται η γάτα) και να αναζητήσουν μία καλύτερη λύση με χρήση της σύνθετης ΑΝ. Στη συνέχεια οι μαθητές υλοποίησαν την πρώτη δραστηριότητα στο εργαστήριο η οποία αφορούσε την ολοκλήρωση ενός μισοτελειωμένου παιχνιδιού στο οποίο ένα αυτοκίνητο μετακινούνταν σε μία πίστα. Στο παιχνίδι είχε ήδη υλοποιηθεί η μετακίνηση του αυτοκινήτου με τα βελάκια (σχήμα 2) ενώ οι μαθητές έπρεπε να προσθέσουν κώδικα ο οποίος θα τοποθετούσε το αυτοκίνητο στην αρχική του θέση αν αυτό ακουμπούσε εκτός διαδρομής και κώδικα ο οποίος θα τερμάτιζε το παιχνίδι αν το αυτοκίνητο έφτανε στο τέλος της διαδρομής. Σχήμα 2. Δραστηριότητα «Κίνηση αυτοκινήτου» Μετά το τέλος της πρώτης διδακτικής ώρας ανατέθηκε στους μαθητές η υλοποίηση δύο ασκήσεων για το σπίτι. Η πρώτη άσκηση αφορούσε την υλοποίηση ενός προγράμματος στο οποίο οι μαθητές θα έπρεπε να γράψουν κώδικα με τον οποίο ένας παίκτης θα έπρεπε να παρκάρει ένα αυτοκίνητο. Οι μαθητές έπρεπε να σχεδιάσουν ένα απλό σκηνικό, να συμπληρώσουν ένα σενάριο κώδικα (το κομμάτι αυτό αφορούσε την κίνηση του αυτοκινήτου) και να προσθέσουν δύο ακόμα σενάρια κώδικα τα οποία θα έκαναν το αυτοκίνητο να επιστρέφει στην αρχική του θέση αν έβγαινε εκτός δρόμου και να τερματίζει το παιχνίδι αν κατάφερνε να παρκάρει. Για μεγαλύτερη βοήθεια δόθηκαν στους μαθητές οι εντολές που θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν για κάθε σενάριο κώδικα. Σχήμα 3. Άσκηση «Παρκάρισμα αυτοκινήτου».

6 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Στην δεύτερη άσκηση για το σπίτι δόθηκε στους μαθητές ο κώδικας ενός απλού παιχνιδιού με αριθμούς στο οποίο ένας παίκτης κερδίζει αν πει έναν αριθμό μεγαλύτερο από 5 και χάνει σε κάθε άλλη περίπτωση. Οι μαθητές έπρεπε να μελετήσουν τον κώδικα, να τον τρέξουν στον υπολογιστή τους και να δημιουργήσουν στη συνέχεια ένα δικό τους παιχνίδι στο οποίο ο παίκτης θα κέρδιζε μόνο αν απαντούσε 4 ή 6 ή 8. Στην άσκηση αυτή λοιπόν οι μαθητές έπρεπε να αλλάξουν τη συνθήκη κάνοντας χρήση του λογικού τελεστή Ή. Σχήμα 4. Άσκηση «Παιχνίδι αριθμών». Στην δεύτερη διδακτική ώρα υλοποιήθηκαν στο εργαστήριο δύο δραστηριότητες. Η πρώτη δραστηριότητα είχε ως στόχο την κατανόηση των εμφωλευμένων ΑΝ. Για το σκοπό αυτό οι μαθητές έπρεπε να υλοποιήσουν ένα παιχνίδι (σχήμα 5) στο οποίο θα ζητούσαν από τον παίκτη έναν αριθμό και θα του απαντούσαν αν ο αριθμός αυτός ήταν μεγαλύτερος, μικρότερος ή ίσος με το μηδέν (δηλαδή θα έπρεπε να ελεγχθούν τρεις περιπτώσεις). Σχήμα 5. Δραστηριότητα «Έλεγχος αριθμού» Η δεύτερη δραστηριότητα αφορούσε τη δημιουργία ενός παιχνιδιού στο οποίο ένας δύτης θα προσπαθούσε να πιάσει ένα κλειδί για να κερδίσει το παιχνίδι (σχήμα 6). Στην προσπάθεια του αυτή θα τον κυνηγούσαν καρχαρίες που όταν τους ακουμπούσε θα έχανε. Στους μαθητές το μόνο που δόθηκε ήταν ένα σκηνικό (σχήμα 6). Σχήμα 6. Δραστηριότητα «Δύτης και καρχαρίας»

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 7 Μετά το τέλος της δεύτερης διδακτικής ώρας ανατέθηκε στους μαθητές η υλοποίηση δύο ασκήσεων για το σπίτι. Η πρώτη άσκηση είχε ως στόχο να διαβάσουν οι μαθητές ένα από τα έτοιμα παραδείγματα του Scratch (και συγκεκριμένα το Numbers.sb) δίνοντας ιδιαίτερη βαρύτητα στην κατανόηση του κώδικα που φαίνεται στο σχήμα 7. Στη συνέχεια οι μαθητές θα έπρεπε να δημιουργήσουν ένα δικό τους πρόγραμμα χρησιμοποιώντας τα γράμματα του ονόματος τους και τις δικές τους εικόνες. Σχήμα 7. Άσκηση «Εφέ γραμμάτων» Στην δεύτερη άσκηση για το σπίτι έπρεπε να υλοποιήσουν ένα πρόγραμμα στο οποίο θα εμφανίζονται στο πάνω μέρος της οθόνης δύο σύννεφα που θα μετακινούνται συνεχώς από δεξιά προς τα αριστερά. Όταν τα σύννεφα αυτά θα φτάνουν στο αριστερό άκρο της οθόνης θα πρέπει να εξαφανίζονται και να εμφανίζονται ξανά στο δεξί άκρο της οθόνης και να ξεκινάνε πάλι την πορεία τους από δεξιά προς τα αριστερά. Τα σύννεφα θα φαίνονται περίπου όπως στο σχήμα 8. Σχήμα 8. Άσκηση «Σύννεφα που κουνιούνται» Όλες οι παραπάνω δραστηριότητες έγινε προσπάθεια να έχουν μία παιγνιώδη μορφή με κύριο στόχο να προκαλέσουν το ενδιαφέρον των μαθητών αλλά και να τους δημιουργήσουν κίνητρα να ασχοληθούν με αυτές. Οι δραστηριότητες επίσης ανήκαν σε πολλές διαφορετικές κατηγορίες και αυτό συνέβη για διάφορους λόγους. Πρώτα απ όλα για να ευνοηθεί η δημιουργικότητα των μαθητών μέσα από κάποιες δραστηριότητες, να ικανοποιηθούν συγκεκριμένοι μαθησιακοί στόχοι με κάποιες άλλες δραστηριότητες αλλά και να υποστηριχθούν οι διαφορετικοί μαθησιακοί τύποι των μαθητών. Αποτελέσματα Το πρώτο ερευνητικό ερώτημα αφορούσε τα σημεία των δραστηριοτήτων στα οποία συνάντησαν δυσκολίες οι μαθητές. Τα σημεία αυτά εντοπίστηκαν τόσο από την παρατήρηση στην τάξη όσο και από την μελέτη των εργασιών που είχαν να παραδώσουν οι μαθητές. Πιο συγκεκριμένα η παρατήρηση στην τάξη έδειξε ότι το φύλλο εργασίας υλοποιήθηκε χωρίς μεγάλες δυσκολίες από όλους τους μαθητές. Φαίνεται δηλαδή ότι η χρήση έτοιμων μικρών παραδειγμάτων, που έχουν όμως κάποιο νόημα, βοηθούν στην γρήγορη εξοικείωση των μαθητών με τις εντολές της δομής επιλογής.

8 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής Χωρίς μεγάλες δυσκολίες υλοποιήθηκε και η δραστηριότητα που αφορούσε την κίνηση του αυτοκινήτου. Σε αυτό συντέλεσε το γεγονός ότι το πρόγραμμα ήταν μισοτελειωμένο και οι μαθητές απλά έπρεπε να συμπληρώσουν κάποιες εντολές. Αξιοσημείωτο πάντως είναι ότι ο παιγνιώδης χαρακτήρας της άσκησης προκάλεσε το έντονο ενδιαφέρον των μαθητών. Φάνηκε δηλαδή ότι οι μαθητές ήθελαν να μάθουν να χρησιμοποιούν την εντολή ΑΝ μόνο και μόνο για να τερματίσουν το παιχνίδι. Εξάλλου ήταν φανερός και ένας ανταγωνισμός μεταξύ των μαθητών, κυρίως βέβαια των αγοριών, για το ποιος θα είναι αυτός ο οποίος θα καταφέρει να ολοκληρώσει πρώτος το παιχνίδι. Η πρώτη άσκηση για το σπίτι αφορούσε το παρκάρισμα ενός αυτοκινήτου και προκάλεσε ορισμένες δυσκολίες στους μαθητές. Οι δυσκολίες όμως αυτές δεν αφορούσαν τη σωστή χρήση της εντολής ΑΝ αλλά την τοποθέτηση κάποιων εντολών σε λάθος σημείο και τη δημιουργία της συνθήκης παρκαρίσματος. Στην πρώτη περίπτωση το πιο συνηθισμένο λάθος ήταν ότι η εντολή «Σταμάτησε τα Όλα» τοποθετήθηκε έξω από την ΑΝ που ελέγχει το παρκάρισμα του αυτοκινήτου. Στην δεύτερη περίπτωση κάποιοι μαθητές δεν έκαναν χρήση λογικών τελεστών αλλά προσπάθησαν με μία απλή συνθήκη να λύσουν το πρόβλημα. Η δεύτερη άσκηση για το σπίτι απαιτούσε την χρήση του λογικού τελεστή Ή δύο φορές και αυτό δημιούργησε στους μαθητές ορισμένα προβλήματα. Εδώ οι απαντήσεις των μαθητών ήταν πολλές και διαφορετικές. Δύο μαθητές χρησιμοποίησαν διαδοχικά τρεις εντολές ΑΝ ΑΛΛΙΩΣ, ένας άλλος χρησιμοποίησε μία απλή συνθήκη ενώ ένας άλλος μαθητής χρησιμοποίησε τη συνθήκη «απάντηση = 4 6 8». Στην άσκηση που αφορούσε τον έλεγχο της τιμής ενός αριθμού οι μαθητές συνάντησαν στην αρχή κάποιες δυσκολίες αλλά με μικρή βοήθεια από τον καθηγητή κατάφεραν να την ολοκληρώσουν. Οι δυσκολίες οφείλονταν κυρίως στο γεγονός ότι δεν μπορούσαν αρχικά να σκεφτούν να βάλουν μία ΑΝ μέσα σε μία άλλη ΑΝ. Στην άσκηση με τον καρχαρία και τον δύτη τα δύο τμήματα ακολούθησαν διαφορετική πορεία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η άσκηση μπορούσε να προσεγγιστεί με διαφορετικούς τρόπους, δηλαδή ο κάθε μαθητής να δώσει τη δική του λύση και να προσθέσει τα δικά του χαρακτηριστικά. Έτσι τα αγόρια υλοποίησαν το παιχνίδι με έναν περισσότερο δημιουργικό τρόπο αφού πρόσθεσαν και κίνηση στον καρχαρία ο οποίος ακολουθούσε τον δύτη. Τα κορίτσια σταμάτησαν στην υλοποίηση του κώδικα που αφορούσε τον δύτη και δεν έγραψαν κώδικα που κινούσε τον καρχαρία. Πάντως και η άσκηση αυτή, επειδή έχει τα στοιχεία ενός παιχνιδιού, έδρασε πολύ θετικά όσο αναφορά το ενδιαφέρον των μαθητών παρόλο που το μάθημα ήταν το τελευταίο πριν τις διακοπές των Χριστουγέννων. Η άσκηση με τα εφέ γραμμάτων δεν παρουσίαζε από την αρχή ιδιαίτερες δυσκολίες. Οι λόγοι όμως που χρησιμοποιήθηκε είναι ότι προτρέπει τους μαθητές να διαβάσουν κώδικα που έχουν γράψει κάποιοι άλλοι ενώ ενθαρρύνει και τη δημιουργικότητα τους. Έτσι ενώ υπήρχαν αρκετοί μαθητές που απλά χρησιμοποίησαν τα δικά τους γράμματα και τις δικές τους εικόνες υπήρχαν και ορισμένοι μαθητές (συνολικά 5 μαθητές) οι οποίοι πρόσθεσαν και δικά τους στοιχεία στον κώδικα. Στην τελευταία άσκηση οι μαθητές έπρεπε να δημιουργήσουν σύννεφα που κουνιούνται. Ωστόσο αυτό δεν ήταν φανερό πως μπορεί να υλοποιηθεί. Υπήρχαν και πάλι διάφορες λύσεις με επικρατέστερη αυτή στην οποία έγινε χρήση της εντολής «Εάν στα όρια αναπήδησε». Η λύση θεωρήθηκε αποδεκτή αν και δεν δημιουργεί ρεαλιστικά αποτελέσματα. Είναι ενδιαφέρον όμως να διαπιστώσουμε ότι οι μαθητές σε ένα περιβάλλον όπως το Scratch ψάχνουν αρχικά εντολές που να αντιμετωπίζουν συνολικά ένα πρόβλημα και δεν προσπαθούν να συνδυάσουν εντολές για να πετύχουν αυτό που τους ζητείται. Αξίζει πάντως να αναφερθεί ότι ορισμένοι μαθητές πρότειναν μία λύση αρκετά απλή χωρίς τη χρήση ΑΝ. Φαίνεται λοιπόν ότι ανοικτές δραστηριότητες, όπως οι τελευταίες δύο, ευνοούν τη δημιουργικότητα των μαθητών. Το δεύτερο ερευνητικό ερώτημα αφορούσε το βαθμό υλοποίησης των επτά δραστηριοτήτων που κλήθηκαν να υλοποιήσουν οι μαθητές. Τα αποτελέσματα φαίνονται συνοπτικά στον πίνακα 2 ο οποίος περιλαμβάνει για κάθε δραστηριότητα το συνολικό ποσοστό ολοκλήρωσης της (μία δραστηριότητα βαθμολογείται με 100 αν είναι απόλυτα επιτυχημένη και με 0 αν δεν έχει υποβληθεί), το πλήθος των μαθητών που προσπάθησαν να την υλοποιήσουν, το πλήθος των μαθητών που την υλοποίησαν με την 1 η προσπάθεια καθώς ο μέσος όρος των προσπαθειών που κατέβαλαν οι μαθητές για την υλοποίηση της.

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Προκλήσεις και Προοπτικές 9 Δραστηριότητα Πίνακας 2. Βαθμός υλοποίησης των δραστηριοτήτων Συνολικό Ποσοστό ολοκλήρωσης Μαθητές που προσπάθησαν να υλοποιήσουν την άσκηση Μαθητές που υλοποίησαν την άσκηση με την 1 η προσπάθεια Μ.Ο. Προσπαθειών Κίνηση αυτοκινήτου 95,24 20 19 1,05 Παρκάρισμα αυτοκινήτου 88,57 19 12 1,58 Παιχνίδι αριθμών 83,81 18 7 1,72 Έλεγχος αριθμού 95,24 20 20 1,00 Δύτης και καρχαρίας 87,62 20 11 1,25 Εφέ γραμμάτων 85,71 18 15 1,17 Σύννεφα που κουνιούνται 79,52 17 14 1,29 Προέκυψε λοιπόν ότι η υλοποίηση των δύο εκ των τριών δραστηριοτήτων στο εργαστήριο (κίνηση αυτοκινήτου και έλεγχος αριθμού) υλοποιήθηκε επιτυχημένα σχεδόν από όλους τους μαθητές. Η μόνη δραστηριότητα την οποία δεν πρόλαβαν να ολοκληρώσουν οι μαθητές ήταν αυτή με τον καρχαρία και τον δύτη (συνολικά 11 μαθητές ολοκλήρωσαν επιτυχημένα τη δραστηριότητα αυτή στο εργαστήριο). Ωστόσο η δυνατότητα που είχαν να διορθώσουν το πρόγραμμα τους από το σπίτι λειτούργησε θετικά σε αρκετούς μαθητές (μερικοί μάλιστα μαθητές έκαναν μέχρι και 3 προσπάθειες για να καταφέρουν να ολοκληρώσουν επιτυχημένα τη δραστηριότητα αυτή). Ωστόσο τα αποτελέσματα που αφορούν τις δραστηριότητες που έπρεπε να υλοποιηθούν στο σπίτι διέφεραν τόσο από τις δραστηριότητες που υλοποιήθηκαν στο εργαστήριο όσο και μεταξύ τους. Πιο συγκεκριμένα στις δραστηριότητες «παρκάρισμα αυτοκινήτου» και «παιχνίδι αριθμών», που κατά κάποιο τρόπο είχαν συγκεκριμένους διδακτικούς στόχους, οι μαθητές χρειάστηκαν πολλές φορές και δεύτερη και τρίτη προσπάθεια για να τα καταφέρουν. Αντίθετα στις δραστηριότητες «εφέ γραμμάτων» και «σύννεφα που κουνιούνται», που ήταν πιο ελεύθερες αλλά και πιο εύκολες, φάνηκε ότι οι μαθητές έκαναν μεν λιγότερες προσπάθειες για να τα καταφέρουν αλλά υπήρξαν και πολλοί μαθητές που είτε δεν προσπάθησαν να επιλύσουν την άσκηση είτε άργησαν να την παραδώσουν. Ίσως βέβαια στο γεγονός αυτό να συντέλεσε και η παιγνιώδη κατάσταση με την οποία προσφέρθηκαν οι δύο πρώτες δραστηριότητες. Από τα παραπάνω αποτελέσματα μπορούμε να διακρίνουμε και τη δυσκολία των διαφόρων κατηγοριών δραστηριοτήτων που χρησιμοποιήθηκαν. Έτσι φάνηκε ότι οι κατηγορίες που δυσκολεύουν αρκετά τους μαθητές είναι η διόρθωση έτοιμων προγραμμάτων αλλά και τα ημιτελή προγράμματα όταν αυτά υλοποιούνται στην τάξη. Οι υπόλοιπες κατηγορίες δραστηριοτήτων δεν φαίνεται να δυσκόλεψαν τους μαθητές οι οποίοι τις προσπάθησαν. Βέβαια οι δραστηριότητες του μαύρου κουτιού και η ελεύθερη δραστηριότητα φαίνεται ότι κατά κάποιον τρόπο αποθάρρυναν ορισμένους μαθητές να τις προσπαθήσουν. Συμπεράσματα Τα αποτελέσματα της ερευνητικής διαδικασίας μας οδήγησαν σε ορισμένα ενδιαφέροντα συμπεράσματα. Ως προς το πρώτο ερευνητικό ερώτημα που αφορούσε τα σημεία που συνάντησαν δυσκολίες οι μαθητές φάνηκε ότι οι μαθητές έχουν μία αδυναμία στην χρήση συνθηκών που περιλαμβάνουν λογικούς τελεστές αλλά και σε συνθήκες που δεν είναι ξεκάθαρο πως πρέπει να δημιουργηθούν. Ένα ακόμα πρόβλημα, για μερικούς μαθητές, φάνηκε να είναι η απόφαση αν μία εντολή πρέπει να τοποθετηθεί έξω ή μέσα στην ΑΝ. Ως προς το δεύτερο ερευνητικό ερώτημα το οποίο αφορούσε τον βαθμό υλοποίησης των δραστηριοτήτων φαίνεται ότι η συνεχής ανατροφοδότηση των μαθητών έδρασε ευεργετικά στην προσπάθεια που τελικά αυτοί κατέβαλλαν. Δεν είναι τυχαίο ότι αρκετοί μαθητές κατέβαλαν έως και τρεις προσπάθειες για να ολοκληρώσουν επιτυχημένα μία άσκηση. Οι μαθητές δηλαδή χρειάζονται ένα πλαίσιο στο οποίο θα έχουν την δυνατότητα με τον δικό τους ρυθμό να προσπαθούν όσες φορές

10 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής χρειάζεται για να τα καταφέρουν. Ένα άλλο στοιχείο που φαίνεται πάντως να ευνόησε τη διαδικασία είναι και ο μη καθορισμός χρόνου παράδοσης των ασκήσεων. Ως προς το τρίτο ερευνητικό ερώτημα φάνηκε ότι οι διαφορετικές κατηγορίες δραστηριοτήτων απαιτούν και διαφορετικές δεξιότητες από τους μαθητές. Πάντως ήταν φανερό ότι η διόρθωση προγραμμάτων δυσκόλεψε αρκετά τους μαθητές ενώ οι πιο ελεύθερες δραστηριότητες ευνόησαν σημαντικά τη δημιουργικότητα κάποιων μαθητών αλλά ταυτόχρονα αποθάρρυναν και αρκετούς μαθητές. Μπορούμε λοιπόν να υποστηρίξουμε ότι η διδασκαλία του προγραμματισμού με χρήση του Scratch όταν υποστηριχθεί από πλήθος διαφορετικών δραστηριοτήτων αλλά και από ένα πλαίσιο πολλαπλής ανατροφοδότησης των μαθητών μπορεί να συμβάλλει σημαντικά στην ανάπτυξη των προγραμματιστικών ικανοτήτων των μαθητών αλλά και στη δημιουργικότητα και στην ερευνητική τους διάθεση. Θα ήταν βέβαια χρήσιμο να ελεγχθούν τα παραπάνω και σε σχέση με τους μαθησιακούς τύπους των μαθητών, με τον τρόπο δηλαδή που προτιμούν να μαθαίνουν. Ένα άλλο ενδιαφέρον στοιχείο θα ήταν να αξιολογηθεί η μάθηση των μαθητών όχι μόνο σε συγκεκριμένες δραστηριότητες αλλά και στη δημιουργία μεγάλων εργασιών, να φανεί δηλαδή κατά πόσο οι μαθητές είναι ικανοί να χρησιμοποιήσουν αυτά τα οποία έχουν μάθει. Τα τελευταία είναι μέρος μίας μεγαλύτερης έρευνας που υλοποιούμε την τρέχουσα σχολική περίοδο. Αναφορές Kordaki, M. (2012). Diverse categories of programming learning activities could be performed within Scratch. Procedia Social and Behavioral Sciences. Κορδάκη, Μ., Ψώμος, Π. (2012). Μαθησιακές δραστηριότητες στο περιβάλλον Scratch: Αντιλήψεις Εκπαιδευτικών. Στο Χ. Καραγιαννίδης, Π. Πολίτης & Η. Καρασαββίδης (επιμ.), Πρακτικά 8 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου με Διεθνή Συμμετοχή «Τεχνολογίες της Πληροφορικής & Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση», Βόλος. Κόμης, Β. (2005). Εισαγωγή στη διδακτική της Πληροφορικής. Αθήνα: Κλειδάριθμος. Νικολός, Δ. (2010). Ταυτόχρονα περιβάλλοντα προγραμματισμού: Διδακτικές προσεγγίσεις. Διπλωματική εργασία, Τμήμα Επιστημών της Εκπαίδευσης και της Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία του Πανεπιστημίου Πατρών. Νικολός, Δ., Κόμης, Β. (2011). Η Δομή Επιλογής στη Γλώσσα Προγραμματισμού Scratch: Μια Μελέτη Περίπτωσης με Μαθητές Γυμνασίου. Πρακτικά 5 ου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής (σ. 11-22), Ιωάννινα. Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernandez, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K., Millner, A., Rosenbaum, E., Silver, J., Silverman, B., Kafai, Y. (2009). Scratch Programming for All. Communications of the ACM, November 2009. Σαρημπαλίδης, Ι. (2012). Μάθηση Προγραμματισμού Η/Υ από μαθητές Α Λυκείου με το Scratch. Πρακτικά 6 ου Πανελληνίου Συνεδρίου «Διδακτική της Πληροφορικής» (σ. 147-156), Φλώρινα. Σταγάκης Ι. (2012). Εργαλεία Προγραμματισμού Γυμνασίου: Ποιο Προγραμματιστικό Περιβάλλον Προτιμούν Οι Μαθητές; Πρακτικά 6 ου Πανελλήνιου Συνέδριου Καθηγητών Πληροφορικής, Πάτρα. Τζιμογιάννης, Α. (2005). Προς ένα Παιδαγωγικό Πλαίσιο Διδασκαλίας του Προγραμματισμού στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. Στο Α. Τζιμογιάννης (επιμ.), Πρακτικά 3 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου «Διδακτική της Πληροφορικής» (σ. 99-111), Κόρινθος. Φεσάκης, Γ., Σεραφείμ, Κ. (2009). Μάθηση προγραμματισμού ΗΥ από εκκολαπτόμενους εκπαιδευτικούς με το Scratch. 1ο Εκπαιδευτικό Συνέδριο «Ένταξη και χρήση των ΤΠΕ στην εκπαιδευτική διαδικασία», Βόλος. Φουντουλάκη, Μ. (2011). Η συμβολή του Scratch στη διδασκαλία του προγραμματισμού στη Β /θμια εκπαίδευση. Διπλωματική εργασία, Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων του Πανεπιστημίου Πειραιά. Χασανίδης, Δ., Μπράτιστης, Θ. (2010). Μαθήματα αλγοριθμικής σκέψης στη Γ Λυκείου, με χρήση του Scratch: Μια πρόταση για τη διδασκαλία της δομής επιλογής. Στο Μ. Γρηγοριάδου (επιμ.), Πρακτικά 5 ου Συνεδρίου «Διδακτική της Πληροφορικής» (σ. 25-30), Αθήνα.