Δημιουργία εκπαιδευτικού υλικού Ο εκπαιδευτικός ως δημιουργός υλικού και δραστηριοτήτων Βασίλης Κόμης, Επίκουρος Καθηγητής Ερευνητική Ομάδα «ΤΠΕ στην Εκπαίδευση» Τμήμα Επιστημών της Εκπαίδευσης και της Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία, Πανεπιστήμιο Πατρών, komis@upatras.gr
Δημιουργός Μοντέλων & ModellingSpace Δημιουργία νέων οντοτήτων Δημιουργία «δυναμικού» εκπαιδευτικού υλικού
Προβληματική Η ανάγκη δημιουργίας παιδαγωγικού υλικού το οποίο μπορεί να δημιουργηθεί, περιγραφεί, διαμοιραστεί και επαναχρησιμοποιηθεί στο πλαίσιο εκπαιδευτικού λογισμικού συνιστά πρόκληση στο χώρο των εφαρμογών των ΤΠΕ στην Εκπαίδευση.
Ευκολία ανάπτυξης παιδαγωγικού υλικού Η δημιουργία κατάλληλου παιδαγωγικού υλικού από τους τελικούς χρήστες σχεδιαστές σύγχρονων προγραμμάτων σπουδών, εκπαιδευτικούς και ενδεχόμενα μαθητές χωρίς την χρήση προγραμματιστικού περιβάλλοντος είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την ευρεία χρήση ανοικτών περιβαλλόντων μάθησης που στηρίζονται στην υπολογιστική τεχνολογία.
Χαρακτηριστικά ψηφιακού παιδαγωγικού υλικού αλληλεπιδραστικό Να υπακούει σε ενέργειες άμεσου χειρισμού από τους χρήστες του αλλά και να αλληλεπιδρά με αντίστοιχο υλικό όταν υπάρχουν οι κατάλληλες προϋποθέσεις, διαισθητικό Να περιγράφει με απλό και εποπτικό τρόπο τις βασικές πτυχές του αντικειμένου ή της έννοιας που αναπαριστά ώστε να επιτρέπει τη μετατροπή του αφηρημένου σε συγκεκριμένο, συνεπές οπτικά Να χρησιμοποιεί κατάλληλες εξωτερικές αναπαραστάσεις μέσα από ένα σύνολο κοινωνικά αποδεκτών συμβόλων για την έκφραση των ιδεών με έμφαση στις αναλογικής και όχι στις συμβολικής μορφής αναπαραστάσεις,
Χαρακτηριστικά ψηφιακού παιδαγωγικού υλικού κατάλληλο μαθησιακά Να προκύπτει από τις γνώσεις που έχουμε για τα νοητικά μοντέλα των μαθητών στους οποίους απευθύνεται και να ανταποκρίνεται στη δομή του γνωστικού τομέα που αφορά, σύνθετο Να αναπαριστά, εάν αυτό είναι γνωστικά απαραίτητο, τις αλληλεπιδράσεις των επιμέρους ιδιοτήτων του αντικειμένου ή της έννοιας που αντιπροσωπεύει, επεξεργάσιμο και εξελίξιμο Να υπόκειται, εάν αυτό κρίνεται διδακτικά αναγκαίο, σε επεξεργασία της δομής και του περιεχομένου του από τον τελικό χρήστη,
Χαρακτηριστικά ψηφιακού παιδαγωγικού υλικού «Συνεργάσιμο» Να έρχεται σε συνέργια με εκπαιδευτικό υλικό ανάλογης μορφής στο πλαίσιο δημιουργίας πιο σύνθετων εκπαιδευτικών αντικειμένων, ανοικτό και επαναχρησιμοποιήσιμο Να μπορεί να χρησιμοποιηθεί από διαφορετικά εκπαιδευτικά περιβάλλοντα, αρκείαυτάναυποστηρίζουντοντρόπο περιγραφής του.
Περιορισμοί των υφιστάμενων εργαλείων Τα υπάρχοντα εργαλεία λογισμικού (περιβάλλοντα συγγραφής πολυμέσων και υπερμέσων) για την παραγωγή εκπαιδευτικού υλικού δεν καλύπτουν παρά μέρος των παραπάνω απαιτήσεων, ενώ στην περίπτωση που τείνουν να ικανοποιήσουν κάποιες πρόσθετες απαιτήσεις είναι αναγκαία η προσφυγή στη χρήση προγραμματισμού, όπως σε script languages πουταεργαλείααυτάδιαθέτουνή απευθείας σε κλασικές γλώσσες προγραμματισμού. Απαγορευτική η χρήση τους, σε ευρεία κλίμακα, από εκπαιδευτικούς και μαθητές.
Δημιουργός Οντοτήτων εργαλείο δημιουργίας ψηφιακού εκπαιδευτικού υλικού ενότητες διαφορετικών γνωστικών αντικειμένων «εκπαιδευτική οντότητα» (learning object).
Περιγραφή βασικών λειτουργιών του συστήματος Ο χρήστης ορίζει μια εκπαιδευτική οντότητα (όνομα, εικονική αναπαράσταση και περιγραφή) και προσδιορίζει τις ιδιότητές της Ο χρήστης διαθέτει επίσης όλα τα απαραίτητα εργαλεία διαχείρισης μίας οντότητας (προσθήκη ή διαγραφή ιδιότητας, διόρθωση ιδιότητας, δοκιμή οντότητας), μιας ιδιότητας καθώς και των καταστάσεων της οντότητας
Περιγραφή των εκπαιδευτικών οντοτήτων Ο «Δημιουργός Οντοτήτων» επιτρέπει την αποθήκευση κάθε νέας εκπαιδευτικής οντότητας σε ένα αρχείο και μπορεί να λειτουργήσει σε συνέργια με άλλες εφαρμογές, μέσω κατάλληλων προγραμματιστικών διεπαφών. Επιτυγχάνεται ο χωρισμός του εκπαιδευτικού υλικού από το περιβάλλον χρήσης του. Για παράδειγμα, το εκπαιδευτικό λογισμικό «Δημιουργός Μοντέλων» δέχεται εκπαιδευτικές οντότητες που έχουν δημιουργηθεί από τον «Δημιουργό Οντοτήτων» μέσω της προγραμματιστικής διεπαφής τύπου DCOM.
Ορισμός Εκπαιδευτικής Οντότητας Μια εκπαιδευτική οντότητα συνιστά σύνθετο μαθησιακό υλικό, το οποίο προσομοιώνει επιμέρους πτυχές του πραγματικού κόσμου (αντικείμενα ή έννοιες), δημιουργείται χωρίς τη χρήση προγραμματισμού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί από περιβάλλοντα ανοικτού εκπαιδευτικού λογισμικού και είναι δημοσιεύσιμο στο Διαδίκτυο.
Αρχιτεκτονική εκπαιδευτικών οντοτήτων Advanced User Entity Type Editor Open Learning Environment User Entity Manager Entity Type EntityType Repository
Βασικά χαρακτηριστικά -1 Συνεργάζεται με τα εκπαιδευτικά λογισμικά ModellingSpace & «Δημιουργός Μοντέλων» παράγει εκπαιδευτικό υλικό το οποίο περιγράφεται μέσω της γλώσσας XML μπορεί εύκολα να διαμοιραστεί και να προσπελαστεί μέσω Διαδικτύου
Βασικά χαρακτηριστικά -2 επιτρέπει την παραγωγή εκπαιδευτικών οντοτήτων που διαθέτουν ιδιότητες (ποσοτικού ή ποιοτικού τύπου) και προσομοιώνουν συμπεριφορές αντικειμένων ή εννοιών του πραγματικού κόσμου. Οι εκπαιδευτικές αυτές οντότητες μπορούν να συνδεθούν με σχέσεις (ποσοτικού ή λογικού τύπου) στο πλαίσιο δημιουργίας μοντέλων για την αναπαράσταση πτυχών του πραγματικού κόσμου
Λειτουργίες της εκπαιδευτικής οντότητας μια κατασκευή που χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση μιας αφαιρετικής έννοιας ή ενός αντικειμένου και περιγράφει το σύνολο των κοινών χαρακτηριστικών μιας ομάδας ομοειδών οντοτήτων Τύποι οντότητας στατικός ή δυναμικός και απλός ή σύνθετος.
Συντάκτης Οντότητας Το σύστημα εμπεριέχει τρεις κατηγορίες οντοτήτων: στατικές (χωρίς ιδιότητες) για ποιοτικές σχέσεις, απλές ημιποσοτικές και σύνθετες.
Δημιουργία στατικής οντότητας Δεν εμπεριέχει ιδιότητες. Xρησιμοποιείται για τους χάρτες εννοιών και μπορεί να συνδεθεί με τις αντίστοιχες ποιοτικές σχέσεις. Για τη δημιουργία τέτοιας οντότητας απαιτείται η ύπαρξη ενός εικονιδίου αναπαράστασης. Ο χρήστης ζητά δημιουργία στατικής οντότητας μέσα στο χώρο δημιουργίας οντοτήτων.
Δημιουργία οντότητας για ποσοτικές και ημιποσοτικές σχέσεις «Δυναμική» Οντότητα Ο χρήστης επιλέγει δημιουργία οντότητας για ποσοτικές και ημιποσοτικές σχέσεις. Παρέχονται οι εξής δύο επιλογές: Φόρτωση (load) προ-υπάρχοντος τύπου οντότητας για επεξεργασία Δημιουργία νέας οντότητας
Δυναμική Οντότητα Η δυναμική οντότητα έχει «συμπεριφορά». Ηαπλήοντότηταέχειιδιότητες που αναπαριστούν ένα χαρακτηριστικό της Οντότητα(Ρολόι) με Ιδιότητα(Χρόνος), Οντότητα(Άνθρωπος) με Ιδιότητα1(Φύλο), Ιδιότητα2(Ηλικία).
Ιδιότητα Οντότητας Μία ιδιότητα είναι μια κατασκευή η οποία περιγράφει ένα μεταβαλλόμενο χαρακτηριστικό του αντικειμένου ή της έννοιας που μια οντότητα αναπαριστά τύπου πραγματικού ή ακεραίου αριθμού, που στη γενική τους μορφή παίρνουν τιμές από ένα υποσύνολο του R (ή τουz) και καλούνται. τύπου Boolean ή set, που είναι τύπου Boolean ή παίρνουν διακριτές τιμές από ένα σύνολο τιμών, διατεταγμένων ή όχι.
Σχέση Οι ιδιότητες μιας οντότητας ή διαφορετικών οντοτήτων μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους με σχέσεις. Η λειτουργία των σχέσεων είναι ανεξάρτητη του περιβάλλοντος του «Δημιουργού Οντοτήτων».
Είδη Σχέσεων Μια σχέση είναι μια συσχέτιση μεταξύ ιδιοτήτων ποσοτικού τύπου με μορφή Φ(χ)=ψ ή λογικού τύπου της μορφής Εάν... Τότε... Διαφορετικά Ηιδιότητα, της οποίας η τιμή προσδιορίζεται από τη σχέση, παίζει το ρόλο της εξαρτημένης μεταβλητής, ενώ η ιδιότητα της οποίας η τιμή δεν επηρεάζεται από τη σχέση παίζει το ρόλο της ανεξάρτητης μεταβλητής
Επεξεργασία υπάρχουσας οντότητας -1 Το σύστημα προσφέρει τον κατάλογο με τις διαθέσιμες οντότητες από όπου επιλέγεται κάποια για επεξεργασία. Το σύστημα εισαγάγει το χρήστη στο χώρο επεξεργασίας οντότητας και αναπαριστά τον επιλεγέντα τύπο με το εικονίδιο του.
Επεξεργασία υπάρχουσας οντότητας -2 Οι λειτουργίες που προσφέρονται στην περίπτωση αυτή αφορούν στην επεξεργασία των χαρακτηριστικών της οντότητας, στην προσθήκη, τροποποίηση, διαγραφή, περιγραφή ιδιότητας, στον ορισμό, επεξεργασία και διαγραφή κατάστασης, στη δημιουργία, επεξεργασία και διαγραφή σχέσης που συνδέει ιδιότητες της οντότητας.
Δημιουργία οντότητας Το σύστημα ζητά το όνομα της οντότητας και την εικονική αναπαράστασή της στη βιβλιοθήκη. Ο χρήστης πληκτρολογεί το όνομα και επιλέγει την αναπαράσταση από λίστα διαθέσιμων εικονιδίων. Το σύστημα στη συνέχεια εισάγει το χρήστη στοχώροεπεξεργασίαςοντότητας.
επεξεργασία των χαρακτηριστικών οντότητας Προσθήκη, τροποποίηση, διαγραφή, περιγραφή ιδιότητας.
Προσθήκη ιδιότητας Από κατάλληλο πλήκτρο ο χρήστης μπορεί να προσθέσει νέα ιδιότητα. Η προσθήκη νέας ιδιότητας απαιτεί να της δοθεί ένα όνομα (με πληκτρολόγηση στο κατάλληλο πεδίο) και ένα πεδίο ορισμού, της μορφής [χ, ψ]. Είναι απαραίτητο ο χρήστης να πληκτρολογήσει όνομα και τα δύο άκρα του πεδίου ορισμού.
Τροποποίηση ιδιότητας Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει από τη λίστα των έτοιμων ιδιοτήτων οντότητας μια ιδιότητα και να τροποποιήσει το όνομα, το πεδίο ορισμού, την περιγραφή και την κατάστασή της.
Διαγραφή ιδιότητας Ο χρήστης επιλέγει από τη λίστα των έτοιμων ιδιοτήτων οντότητας (κάνοντας κλικ στο combo box) μία ιδιότητα και ζητά διαγραφή της από κατάλληλο πλήκτρο. Το σύστημα ζητά επιβεβαίωση και εάν η επιβεβαίωση είναι θετική τότε την διαγράφει από τη λίστα των ιδιοτήτων.
Περιγραφή ιδιότητας Σε κατάλληλο πεδίο κειμένου ο χρήστης πληκτρολογεί μια περιγραφή της ιδιότητας, η οποία μπορεί να εμφανιστεί (π.χ. με δεξί κλικ πάνω στο όνομα της ιδιότητας) όταν ο τύπος οντότητας είναι στο χώρο δημιουργίας δοκιμής μοντέλων.
Κατάσταση οντότητας Κάθε οντότητα ορίζεται από ένα πεπερασμένο σύνολο καταστάσεων. Κάθε κατάσταση ορίζεται από ένα υποσύνολο ιδιοτήτων του αντικειμένου και τις αντίστοιχες τιμές ή πεδία τιμών τους. Για κάθε κατάσταση ορίζεται η αντίστοιχη απεικόνιση της οντότητας. Ο ορισμός κατάστασης γίνεται μέσω κατάλληλης διεπιφάνειας.
Ορισμός, επεξεργασία και διαγραφή κατάστασης Όταν ο χρήστης έχει ορίσει την ή τις ιδιότητες της οντότητας (έχοντας προσδιορίσει τα χαρακτηριστικά, το όνομα και το πεδίο ορισμού τους) μπορεί να ζητήσει από το σύστημα τον ορισμό της κατάστασης της ιδιότητας (και του συνδυασμού ιδιοτήτων) όταν οι τιμές της μεταβάλλονται στο πεδίο ορισμού της αλλά και τις καταστάσεις της οντότητας.
Προσδιορισμός καταστάσεων οντότητας Το σύστημα δημιουργεί αυτόματα και παρουσιάζει ένα πίνακα με όλους τους συδυασμούς όλων των καταστάσεων ιδιοτήτων που δημιουργήθηκαν. Εδώ ο χρήστης μπορεί να επιλέξει ένα ή περισσότερα κελιά του πίνακα αυτού και τα κελιά αυτά να τα ονομάσει Κατάσταση οντότητας Χ, στην οποία να επισυνάψει εικονίδιο και λεκτική περιγραφή.
Επεξεργασία και διαγραφή κατάστασης Ο χρήστης μπορεί να τροποποιήσει όλα τα χαρακτηριστικά της κατάστασης (υποδιαστήματα πεδίου ορισμού, αντιστοίχηση εικονιδίων, λεκτική περιγραφή) κάνοντας κλικ στο αντίστοιχο κελί. Η αλλαγή διαστήματος και περιγραφής γίνεται με κλικ και πληκτρολόγηση στο αντίστοιχο κελί και η διαγραφή αρχείου γίνεται με δεξί κλικ πάνω στο thumb nail και επιλογή της διαγραφής.
Δοκιμή συμπεριφοράς Η δοκιμή συμπεριφοράς μιας οντότητας (σε σχέση με μία ή περισσότερες ιδιότητες) γίνεται μέσω κατάλληλης διεπιφάνειας.
Αποθήκευση οντότητας Η ενέργεια αυτή φυσιολογικά γίνεται στο τέλος της δημιουργίας οντότητας.
Δομή μιας εκπαιδευτικής οντότητας σε XML <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> < ---!DOCTYPE Sustem SYSTEM "../ModellerLibraryElement.dtd"> <Entity Name="ENTITY_NAME" Type="ENTITY_TYPE" Comment="xxx"> <GUID value="xxxx-xxxx-xxxx-xxxx"/> <Icon path="xxx" /> <Attribute id="xx" Name="ATTR_NAME" Type="ATTR_TYPE" Comment="xxx"> <Values max="xxx" min="xxx" default="xxxx"> <AttributeState > <Values AttributeStateID ="xx" max="xxx" min="xxx" default="xxxx"> </ AttributeState> <AttributeState > <Values AttributeStateID ="xx" max="xxx" min="xxx" default="xxxx"> </ AttributeState> <AttributeState >.... </Attribute> <Attribute <EntityState id="xxx"> <Icon Filename="xxx" /> <Attribute ID="xxx" AttributeStateID ="xx" /> <Attribute ID="xxx" AttributeStateID ="xx" /> <Attribute.. </EntityState> <EntityState > </Entity>
Συζήτηση Η ανάπτυξη τεχνικών και εργαλείων για τη δημιουργία σύνθετων εκπαιδευτικών οντοτήτων έχει σαφείς παιδαγωγικές αλλά και τεχνολογικές προεκτάσεις
Από παιδαγωγική σκοπιά η εμπλοκή των τελικών χρηστών ψηφιακού εκπαιδευτικού υλικού στη διαδικασία παραγωγής και διάδοσής του συνιστά σήμερα κομβικό σημείο της ευρείας ένταξης και της ενσωμάτωσης των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών στην εκπαιδευτική διαδικασία Η πιλοτική εφαρμογή του «Δημιουργού Οντοτήτων» από έμπειρους χρήστες (εκπαιδευτικούς που παράγουν παιδαγωγικά σενάρια χρήσης εκπαιδευτικού λογισμικού μοντελοποίησης) έδειξε ότι το εργαλείο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ευκολία για τη δημιουργία κατάλληλου εκπαιδευτικού υλικού με τη μορφή οντοτήτων που περιέχουν ιδιότητες ποσοτικού ή ποιοτικού τύπου.
Από τεχνολογική σκοπιά Η ανάπτυξη τεχνικών περιγραφής των ψηφιακών εκπαιδευτικών οντοτήτων μέσω της γλώσσας XML εντάσσεται στη γενικότερη προσπάθεια για τη δημιουργία προδιαγραφών πρωτοτυποποίησης του εκπαιδευτικού υλικού Τέτοιες προσπάθειες βρίσκονται σε εξέλιξη τα τελευταία χρόνια, κυρίως με τη ραγδαία εξάπλωση του Διαδικτύου, Το ευρωπαϊκό πλάνο ARIADNE, http://ariadne.unil.ch, ΗεπιτροπήεργασίαςτουIEEE για τα μαθησιακά αντικείμενα μεταδεδομένων (LOM. Learning Objects Metadata Working Group, IEEE, http://grouper.ieee.org/p1484/).