Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Ακαδημαϊκό Έτος 2013-14 ΠΜΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ 6 η Νέες Τεχνολογίες Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εργασία στο Μαθήμα Σχεδίαση Εκπαιδευτικού Λογισμικού Θέμα: Βασικές έννοιες Προγραμματισμού σε ΓΛΩΣΣΑ Υπεύθυνη Καθηγήτρια: Γρηγοριάδου Μαρια Επιμέλεια εργασίας 1.Μπαντές Αθανάσιος - Α.Μ.: M1317 2.Φλώρος Βασίλειος Α.Μ.: Μ1336 3.Ηλιάκης Αντώνιος Α.Μ.: Μ1339 4.Τάσσης Στέφανος Α.Μ.: M 1329 5.Κυριακίδης Ιωάννης Α.Μ.: Μ1231
Τίτλος Σχεδίου μαθήματος Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού σε ΓΛΩΣΣΑ Γνωστικό Αντικείμενο, ανάγκες που καλύπτει. Η διδακτική ενότητα αφορά τα βασικά στοιχεία της ΓΛΩΣΣΑΣ στα πλαίσια του μαθήματος ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ της Γ' Λυκείου Τεχνολογικής κατεύθυνσης. Πιο συγκεκριμένα, αναφερόμαστε στο 7 ο κεφάλαιο και στις ενότητες 7.1-7.10. Ο γενικός σκοπός του μαθήματος είναι να καταστούν ικανοί οι μαθητές να κατανοούν και να χρησιμοποιούν τις βασικές έννοιες σε δομημένη γλώσσα προγραμματισμού και να είναι σε θέση να γράφουν απλά προγράμματα. Σύντομη περιγραφή του σχεδίου μαθήματος Παρουσιάζονται τα βασικά στοιχεία της ΓΛΩΣΣΑΣ: τύποι δεδομένων, είδη μεταβλητών, υπολογισμός παραστάσεων, βασικές εντολές και δομή του προγράμματος. Μαθησιακοί Στόχοι Μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος, οι μαθητές θα πρέπει να είναι σε θέση: Να διατυπώνουν τη δομή ενός προγράμματος. Να διακρίνουν τις σταθερές από τις μεταβλητές. Να αναγνωρίζουν τους διάφορους τύπους μεταβλητών. Να μετατρέπουν τις αριθμητικές πράξεις σε εντολές προγράμματος. Να χρησιμοποιούν σωστά την εντολή εκχώρησης. Να χρησιμοποιούν τις εντολές εισόδου και εξόδου. Να αναγνωρίζουν έννοιες και να είναι σε θέση γράφουν παραδείγματα. Επίπεδο των εκπαιδευόμενων και οι προαπαιτούμενες γνώσεις Οι μαθητές έχουν ήδη διδαχθεί τις βασικές θεωρητικές έννοιες στα πλαίσια των ενοτήτων Ανάλυση Προβλήματος και Σχεδίαση Αλγορίθμου, όπου η έμφαση δίνεται στην ανάπτυξη δεξιοτήτων αλγοριθμικής προσέγγισης των προβλημάτων. Σχέδιο Μαθήματος Η διάρκεια του μαθήματος είναι 3 διδακτικές ώρες (2 ημερολογιακές ημέρες). Προετοιμασία μαθήματος Στα πλαίσια της προετοιμασίας του μαθήματος ο εκπαιδευτικός δημιουργεί τον Ε.Χ. για την 2
συγκεκριμένη ενότητα, με το εργαλείο CmapTools. Πριν την παράδοση του μαθήματος στην τάξη οι μαθητές, παίρνουν τυπωμένο τον εννοιολογικό χάρτη Πρόγραμμα σε Γλώσσα (Φύλλο Εργασίας 1). Οι μαθητές καλούνται να μελετήσουν το χάρτη και να σημειώσουν με κόκκινο χρώμα τις έννοιες και τις προτάσεις που δε γνωρίζουν ή δεν κατανοούν. Οι απορίες που αναμένει ο εκπαιδευτικός από τους μαθητές και σύμφωνα με την ύλη που έχει καλύψει εστιάζονται κυρίως στο αλφάβητο και στους τύπους δεδομένων της Γλώσσας. Για τις ανάγκες του μαθήματος η αίθουσα διδασκαλίας πρέπει να διαθέτει υπολογιστής και βιντεοπροβολέα. 1η ΩΡΑ 1η Φάση (10 λεπτά): Ο διδάσκων καταγράφει στον πίνακα τις έννοιες του εννοιολογικού χάρτη που δε γνωρίζουν οι μαθητές και ζητά από κάποιους που ενδεχομένως τις γνωρίζουν, να τις εξηγήσουν. 2η Φάση (35 λεπτά): O εκπαιδευτικός γνωρίζοντας τις μαθησιακές ανάγκες τους, παρουσιάζει αναλυτικά όλες τις έννοιες, δίνοντας έμφαση στις άγνωστες έννοιες για αυτούς. Για να μπορέσει να προσδώσει όσο το δυνατόν καλύτερα τις έννοιες του Εννοιολογικού Χάρτη στους μαθητές, χρησιμοποιεί και τις διαφάνειες της παρουσίασης Βασικές έννοιες προγραμματισμού.ppt. 2η ΩΡΑ 2η Φάση συνέχεια (35 λεπτά): Συνεχίζεται η αναλυτική παρουσίαση της διδακτικής ενότητας. 3η Φάση (5-10 λεπτά): Στη συνέχεια γίνεται μια σύντομη ανακεφαλαίωση και τονίζονται τα σημαντικότερα σημεία της διδακτικής ενότητας. Κατόπιν ο διδάσκων απαντά σε ερωτήσεις των μαθητών και επιλύει τις απορίες τους. Τέλος ο διδάσκων τους γνωστοποιεί ότι το εκπαιδευτικό υλικό θα είναι διαθέσιμο στην ιστοσελίδα του σχολείου για το μάθημα και τους διανέμει τα φύλλα εργασίας 2 και 3, με σκοπό να προετοιμαστούν για το επόμενο μάθημα. 3η ΩΡΑ 4η Φάση (25 λεπτά): Έχοντας ολοκληρωθεί η διδασκαλία των βασικών εννοιών προγραμματισμού και οι μαθητές έχουν μελετήσει τη διδακτική ενότητα στο σπίτι τους, ο εκπαιδευτικός επιλύει τυχόν απορίες. Κατόπιν οι μαθητές καλούνται να συμπληρώσουν τα παρακάτω φύλλα αξιολόγησης 2 και 3. 5η Φάση (20 λεπτά): Στη συνέχεια οι μαθητές σε συνεργασία με το διδάσκοντα καλούνται να βρουν τις σωστές απαντήσεις στις ερωτήσεις των φύλλων αξιλόγησης. Κάθε μαθητής περιγράφει την απάντησή του σε μία ερώτηση, η οποία αξιολογείται από την υπόλοιπη τάξη και τέλος από το διδάσκοντα. Οι εννοιολογικοί χάρτες που κατασκευάστηκαν από τους μαθητές παρουσιάζονται στον πίνακα και σχολιάζονται από τους ίδιους, προκειμένου να εντοπιστούν/επεξηγηθούν οι έννοιες/σχέσεις εννοιών, που δεν έχουν γίνει κατανοητές ή έχουν παρανοηθεί. Μαθησιακά Αντικείμενα 1. Για τη δημιουργία των εννοιολογικών χαρτών χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό CmapTools. Το λογισμικό χαρτογράφησης εννοιών CmapTools, έχει αναπτυχθεί από το Institute for Human and Machine Cognition και διατίθεται ελεύθερο για τους 3
χρήστες στην ηλεκτρονική διεύθυνση: http://cmap.ihmc.us/. Πέρα των πλεονεκτημάτων που παρουσιάζει η χρήση των λογισμικών στη δημιουργία των εννοιολογικών χαρτών, το CmapTools προσφέρει αναλυτικότερα τα εξής (Novak & Cañas, 2006): αναδιοργάνωση κόμβων, επιγραφών και δεσμών, ευκολία μετακίνησής τους και αναδόμησης του συνόλου του εννοιολογικού χάρτη δυνατότητα μετακίνησης, προσθήκης εννοιών, αλλαγής χρώματος και μεγέθους γραμματοσειρών εύκολη χρήση προγραμμάτων, δυνατή και από μαθητές χωρίς ιδιαίτερες γνώσεις υπολογιστών δυνατότητα εξαγωγής των εννοιολογικών χαρτών σε άλλες ηλεκτρονικές μορφές, όπως κειμενογράφο, αρχείο pdf, εικόνα, κτλ παρέχεται δωρεάν, χωρίς καμία απολύτως υποχρέωση για το χρήση συνεχώς αναβαθμίζεται, και οι χρήστες ενημερώνονται για τις επιπλέον εκδόσεις τις οποίες και μπορούν να κατεβάσουν στον προσωπικό τους υπολογιστή επίσης δωρεάν υπάρχουν εκδόσεις σε διάφορες γλώσσες και στην ελληνική μπορεί κάποιος να δημιουργήσει νέες προτάσεις γράφοντας απλά κείμενο, όπως και με έναν κλασικό κειμενογράφο επιτρέπει στους χρήστες να συνεργάζονται από απόσταση κατά τη δημιουργία ή και την περαιτέρω αξιολόγηση του χάρτη τους. Με σύγχρονη ή ασύγχρονη επικοινωνία οι χρήστες από διαφορετικά μέρη, μπορούν να δημιουργήσουν τον εννοιολογικό χάρτη που επιθυμούν. Έτσι ενισχύεται η συνεργατική μάθηση και οι χρήστες επικοινωνούν με άλλους που έχουν κοινά ενδιαφέροντα δίνεται η δυνατότητα δημοσίευσης του χάρτη στο διαδίκτυο και η αποθήκευση του σε επιλεγμένους server του ινστιτούτου, τους CmapServers. Αρκετοί από τους CmapServers είναι δημόσιοι, επιτρέποντας στον καθένα (χωρίς να απαιτείται άδεια) να εκδίδει τις συλλογές από εννοιολογικούς χάρτες που διαθέτει καθώς και τις πηγές του μπορούν να συμπεριλάβουν στους χάρτες συνδέσμους για το διαδίκτυο, αναζητήσεις περαιτέρω πληροφοριών από το διαδίκτυο, καθώς και περιεχόμενα του χάρτη επιτρέπει τη δημιουργία συνδέσμων σε διάφορες πηγές (φωτογραφίες, γραφικά, βίντεο, γραφήματα, πίνακες, κείμενα, ιστοσελίδες, άλλους εννοιολογικούς χάρτες) που βρίσκονται τοπικά ή οπουδήποτε στο διαδίκτυο, απλά με drag & drop. Οι σύνδεσμοι αυτοί φαίνονται με εικονίδια που βρίσκονται κάτω από τις έννοιες, ενώ επιλέγοντας ένα από αυτά τα εικονίδια ο χρήστης θα δει μία λίστα από συνδέσμους από όπου μπορεί να επιλέξει εκείνον που επιθυμεί συνδέοντας διαφορετικούς εννοιολογικούς χάρτες μεταξύ τους, μπορεί να δημιουργηθεί ένα Γνωστικό Μοντέλο (Cañas & Novak, 2005), το οποίο είναι συλλογή από διαφορετικούς εννοιολογικούς χάρτες με ποικίλες συνδέσεις. 2. Για την αναπαράσταση προγραμμάτων σε Γλώσσα χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Γλωσσομάθεια (http://spinet.gr/glossomatheia/) Η ΓλωσσοΜάθεια είναι ένα ολοκληρωμένο εκπαιδευτικό περιβάλλον προγραμματισμού. 4
Η γλώσσα που υλοποιεί είναι αυτή που διδάσκεται στα πλαίσια του πανελλαδικά εξεταζόμενου μαθήματος "Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον" (ΑΕΠΠ), της τεχνολογικής κατεύθυνσης της Γ' Λυκείου. 3. Για τη δημιουργία των εγγράφων της εργασίας χρησιμοποιήθηκε το ελεύθερο λογισμικό LibreOffice (http://www.libreoffice.org) Φύλλα εργασίας 1. Φύλλο Εργασίας 1 ΜΑΘΗΜΑ Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον ΤΑΞΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ Γ' Λυκείου Τεχνολογική ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1 Κεφάλαιο 7: Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ Δραστηριότητα 1: Στον ακόλουθο εννοιολογικό χάρτη που αφορά στην κεντρική έννοια «Πρόγραμμα σε Γλώσσα», παρουσιάζονται οι βασικές έννοιες προγραμματισμού. Να μελετήσετε τον εννοιολογικό χάρτη και να σημειώσετε με κόκκινο χρώμα τις έννοιες ή τις προτάσεις που δε γνωρίζετε ή δεν κατανοείτε. 5
Φύλλα αξιολόγησης Τα φύλλα αξιολόγησης θα χρησιμοποιηθούν από τον εκπαιδευτικό για να δει κατά πόσο οι μαθητές έχουν κατανοήσει τις διδακτικές ενότητες που διδάχτηκαν. Οι μαθητές επιπλέον θα αξιολογηθούν με βάση την συμμετοχή τους στην εκπαιδευτική δραστηριότητα, δηλαδή με τη παρουσία τους στη τάξη, τη διατύπωση αποριών, την κριτική τους ικανότητα καθώς και από τη συνεργασία τους τόσο με το διδάσκοντα όσο και με τους υπολοίπους μαθητές.
1. Φύλλο Αξιολόγησης 1 ΜΑΘΗΜΑ ΤΑΞΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ 1 ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον Γ' Λυκείου Τεχνολογική Κεφάλαιο 7: Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού Δραστηριότητα 1: Συμπληρώστε τον παρακάτω Εννοιολογικό Χάρτη, ώστε να αποτυπώνει: 1. Από τη αποτελείται μια Αριθμητική Έκφραση; 2. Ποιοι είναι οι Αριθμητικοί Τελεστές; 3. Τι περιλαμβάνει το Κύριο Μέρος του Προγράμματος;
Δραστηριότητα 2: Επεκτείνετε τον παραπάνω εννοιολογικό χάρτη αντιστοιχίζοντας τις έννοιες με παραδείγματα από το ακόλουθο πρόγραμμα σε ΓΛΩΣΣΑ.
2. Φύλλο Αξιολόγησης 2 ΜΑΘΗΜΑ ΤΑΞΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ 2 ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον Γ' Λυκείου Τεχνολογική Κεφάλαιο 7: Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού Δραστηριότητα 1: Σας δίνεται το ακόλουθο πρόγραμμα σε ΓΛΩΣΣΑ. Κατασκευάστε τον αντίστοιχο εννοιολογικό χάρτη αποτυπώνοντας τις έννοιες που αναγνωρίζετε στο πρόγραμμα.
Δραστηριότητα 2: Σας δίνεται το ακόλουθο Πρόγραμμα σε Γλώσσα:
Ποιες έννοιες του Εννοιολογικού Χάρτη αναγνωρίζετε σε κάθε γραμμή κώδικα του προγράμματος. Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα. (Κάποιες γραμμές είναι ήδη συμπληρωμένες ως παράδειγμα). Γραμμή Έννοιες Κώδικα 1. Πρόγραμμα σε Γλώσσα 2. 3. 4. Σταθερά, Τύπος Δεδομένων: Ακέραιος 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Εντολή εκχώρησης, Μεταβλητή 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27.
Συμπεράσματα Η διδασκαλία της διδακτικής ενότητας με τη βοήθεια των εννοιολογικών χαρτών, βοηθάει τους μαθητές να εμπλέκονται στη διαδικασία οργάνωσης, αποσαφήνισης και οικοδόμησης των βασικών εννοιών, των σχέσεών τους και της δομής τους. Βιβλιογραφία Διδακτικές προσεγγίσεις και εργαλεία για τη διδασκαλία της πληροφορικής - Μ. Γρηγοριάδου, Ε.Γουλή, Α.Γόγουλου Ο Εννοιολογικός Χάρτης ως Εργαλείο ιδασκαλίας - Μ. Γρηγοριάδου, Ε. Γουλή, Α. Γόγουλου Αξιοποιώντας τον Εννοιολογικό Χάρτη ως Εργαλείο ιδασκαλίας και Αξιολόγησης στο Μάθημα Πληροφορικής Γυμνασίου - Ευαγγελία Γουλή, Αγορίτσα Γόγουλου, Κυπαρισία Παπανικολάου, Μαρία Γρηγοριάδου http://www.etpe.eu/new/custom/pdf/etpe743.pdf «Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον» της Γ τάξης Ενιαίου Λυκείου Τεχνολογικής Κατεύθυνσης των Α. Βακάλη, Η. Γιαννόπουλου, Ν. Ιωαννίδη, Χ. Κοίλια, Κ. Μάλαμα, Ι. Μανωλόπουλου, Π. Πολίτη, έκδοση 2013 http://ebooks.edu.gr/2013/course-main.php?course=dsgl-c101 Παρουσίαση διαφανειών του Κεφαλαίου 7 - Βασικά Στοιχεία Προγραμματισμού http://alkisg.mysch.gr/steki/index.php?action=dlattach;topic=3167.0;attach=19 25 - Δημήτρης Δαλαγιώργος, Πληροφορικός Πανεπιστημίου Αθηνών Λογισμικό IHMC Cmap Tools: http://cmap.ihmc.us/ Λογισμικό Γλωσσομάθεια: http://spinet.gr/glossomatheia/ Λογισμικό LibreOffice: http://www.libreoffice.org Ανάλογες εργασίες για το συγκεκριμένο μάθημα βρίσκονται στον ιστοχώρο Εργαλεία Web 2.0 και η εκπαιδευτική τους χρήση (Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, Παν/μιο Αθηνών Εργαστήριο Εκπαιδευτικής και Γλωσσικής Τεχνολογίας): http://wiki-project-diuoa.wikispaces.com/λύκειο