«Αλγοριθμική σκέψη στο Λύκειο Πρόταση διδασκαλίας της δομής σύνθετης επιλογής με χρήση του Scratch και της Γλωσσομάθειας» Δημήτριος Χασανίδης 1, Θαρρενός Μπράτιτσης 2 1 Μεταπτυχιακός φοιτητής, Παιδαγωγικό Τμήμα Νηπιαγωγών, Παν. Δυτικής Μακεδονίας dchasani@gmail.com 2 Λέκτορας, Παιδαγωγικό Τμήμα Νηπιαγωγών, Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας bratitsis@uowm.gr ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια πρόταση για τη διδασκαλία της Δομής Σύνθετης Επιλογής στο μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον που διδάσκεται στη Γ Λυκείου, με χρήση των περιβαλλόντων Scratch και Γλωσσομάθειας. Το προτεινόμενο σχέδιο μαθήματος περιλαμβάνει πέντε φάσεις: εισαγωγικό σχόλιο, δραστηριότητα κατανόησης, εισαγωγή έννοιας, δραστηριότητα εμπέδωσης και αξιολόγηση. Η χρήση του Scratch γίνεται στη δεύτερη φάση δραστηριότητα κατανόησης πριν από την εισαγωγή της έννοιας στους μαθητές. Με τον τρόπο αυτό η έννοια γίνεται «οικεία» στους μαθητές με έμμεσο τρόπο, μέσα από την εκτέλεση του αλγορίθμου, ο οποίος χαρίζει ζωή σε ένα χαρακτήρα. Η χρήση της Γλωσσομάθειας γίνεται στην τέταρτη φάση (δραστηριότητα εμπέδωσης) και πέμπτη φάση (δραστηριότητα αξιολόγησης), έτσι ώστε να γίνει η σύνδεση του γραφικού τρόπου παρουσίασης των εντολών στο Scratch με την τυπική μορφή των εντολών του σχολικού βιβλίου, την οποία χρησιμοποιεί το περιβάλλον της Γλωσσομάθειας. Η συναρμολόγηση των γραφικών πλακιδίων του Scratch για τη δημιουργία των αλγορίθμων και η ισχυρή οπτικοποίηση των δομών που προσφέρει, βοηθάει τους μαθητές να ξεπεράσουν τις δυσκολίες που έχουν διατυπωθεί στη βιβλιογραφία και να κατανοήσουν καλύτερα την έννοια της Δομής Σύνθετης Επιλογής, μέσα από δραστηριότητες που έχουν νόημα και είναι ευχάριστες γι αυτούς. Το γεγονός ότι στις οδηγίες του ΥΠΕΠΘ δεν αναφέρεται ρητά η χρήση κάποιου συγκεκριμένου περιβάλλοντος για την πρακτική εξάσκηση των μαθητών στο εργαστηριακό κομμάτι του μαθήματος, δίνει τη δυνατότητα για εναλλακτικές προτάσεις όπως το Scratch, τουλάχιστον κατά την εισαγωγή του μαθήματος και των βασικών εννοιών του στους μαθητές. Φυσικά η χρήση εναλλακτικών περιβαλλόντων μπορεί πάντα να γίνεται σε συνδυασμό με τα υπάρχοντα περιβάλλοντα, τα οποία χρησιμοποιούν την τυπική μορφή της ΓΛΩΣΣΑΣ του σχολικού βιβλίου. [992]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Δομή επιλογής, Scratch, Διδακτική της Πληροφορικής, Αλγοριθμική σκέψη ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το μάθημα Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (Α.Ε.Π.Π.) διδάσκεται στην Γ τάξη του Ενιαίου Λυκείου, στην Τεχνολογική κατεύθυνση (Κύκλος Πληροφορικής και Υπηρεσιών), έχοντας σαν γενικό σκοπό οι μαθητές να αναπτύξουν αναλυτική και συνθετική σκέψη, να αποκτήσουν ικανότητες μεθοδολογικού χαρακτήρα και να μπορούν να επιλύουν απλά σχετικά προβλήματα (Ε.Π.Π.Σ., 1997). Για το εργαστηριακό κομμάτι του μαθήματος έχουν αναπτυχθεί διάφορα περιβάλλοντα, όπως: το λογισμικό «Γλωσσομάθεια», το λογισμικό «ο Διερμηνευτής της Γλώσσας» και το online εργαλείο «pseudoglossa.gr». Στις οδηγίες του ΥΠΕΠΘ ωστόσο, δεν υπάρχει κάποια σαφής πρόταση χρήσης συγκεκριμένου περιβάλλοντος στα πλαίσια του μαθήματος, δίνοντας έτσι την ελευθερία στον διδάσκοντα να αποφασίσει ποιο θα χρησιμοποιήσει στο εργαστήριο. Σύμφωνα με έρευνες, το 57% των εκπαιδευτικών δεν υλοποιούν το εργαστήριακό μέρος του μαθήματος, αλλά διδάσκουν χρησιμοποιώντας μόνο τον πίνακα και εξετάζουν τους μαθητές στο χαρτί. Οι υπόλοιποι που χρησιμοποιούν το εργαστήριο, διαχωρίζονται ως εξής: το 11% χρησιμοποιεί κάποιας γνωστή γλώσσα προγραμματισμού, το 20% το«διερμνηνευτή της Γλώσσας» και το 65% των καθηγητών Πληροφορικής χρησιμοποιεί στο εργαστήριο τη Γλωσσομάθεια, (Κοιλιάς κ.α., 2004) Ένα εναλλακτικό περιβάλλον το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στη διδασκαλία του Α.Ε.Π.Π. είναι το Scratch, το οποίο δημιουργήθηκε από το ΜΙΤ και διατίθεται δωρεάν στα ελληνικά στην ιστοσελίδα http://scratch.mit.edu. Αν και το περιβάλλον απευθύνεται κυρίως σε παιδιά 8 με 12 ετών μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί τόσο από εφήβους όσο και από αρχάριους προγραμματιστές. Οι μαθητές στο Scratch δημιουργούν κομμάτια κώδικα με την τεχνική «σύρε και άσε», συναρμολογώντας γραφικά πλακίδια που συμβολίζουν εντολές και διάφορες δομές, οι οποίες συναντώνται σε όλες τις γλώσσες προγραμματισμού. Τα «σενάρια» κώδικα που δημιουργούν δίνουν «ζωή» σε χαρακτήρες. Η οπτικοποίηση των εντολών προγραμματισμού που προσφέρει το Scratch, το καθιστά μια πολύ ενδιαφέρουσα πρόταση για την εισαγωγή στον προγραμματισμό και ειδικά στο μάθημα Α.Ε.Π.Π. Η παρούσα εργασία μελετά τις δυνατότητες που φαίνεται να προσφέρει η χρήση του Scratch, στη διδασκαλία του μαθήματος ΑΕΠΠ. Συγκεκριμένα επιλέχθηκε η διδασκαλία της Δομής Σύνθετης Επιλογής για το σχεδιασμό μιας διδακτικής προσέγγισης με το Scratch, σε συνδυασμό με το λογισμικό Γλωσσομάθεια, καθώς είναι από τις σημαντικότερες δομές στη διδασκαλία του προγραμματισμού και υλοποιείται σε όλα τα προγραμματιστικά περιβάλλοντα (Κόμης, 2005). Η Δομή Σύνθετης Επιλογής παρουσιάζει αρκετές δυσκολίες στη [993]
διδασκαλία και την κατανόησή της από τους μαθητές (Εφόπουλος κ.α., 2005), τις οποίες το γραφικό περιβάλλον του Scratch ενδεχομένως μπορεί να αμβλύνει, σε συνδυασμό με τα περισσότερο χρησιμοποιούμενα περιβάλλοντα, διευκολύνοντας τη διδασκαλία της, τουλάχιστον κατά την εισαγωγή της στους μαθητές. ΣΧΕΔΙΟ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΣΥΝΘΕΤΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ SCRATCH ΚΑΙ ΤΗΣ ΓΛΩΣΣΟΜΑΘΕΙΑΣ Στο προτεινόμενο σχέδιο διδασκαλίας, η έννοια της Δομής Σύνθετης Επιλογής δεν παρουσιάζεται από την αρχή στο μαθητή αλλά την «ανακαλύπτει» μόνος του, με μια δραστηριότητα στο περιβάλλον Scratch. Αφού έχει οικοδομήσει μια πρωταρχική αντίληψη με την εισαγωγική δραστηριότητα κατανόησης, η έννοια παρουσιάζεται από το διδάσκοντα. Το κομμάτι της εμπέδωσης γίνεται στο περιβάλλον της Γλωσσομάθειας όπου οι μαθητές προσπαθούν να σχηματίσουν σε ΓΛΩΣΣΑ πρόγραμμα, ίδιο με αυτό της δραστηριότητας κατανόησης που έγινε στο Scratch. Αυτό γίνεται γιατί η ΓΛΩΣΣΑ είναι αυτή που διδάσκεται στο σχολικό βιβλίο και θα πρέπει οι μαθητές να μπουν στη διαδικασία να κάνουν την αντιστοίχηση των οπτικών πλακιδίων του Scratch με τις εντολές και τη σύνταξη της ΓΛΩΣΣΑΣ, που υπάρχει στο σχολικό πακέτο. Αυτό θα τους δώσει ισχυρή οπτική αναπαράσταση της δομής. Τέλος, στη φάση της αξιολόγησης, οι μαθητές καλούνται να γράψουν ένα πρόγραμμα, πάλι σε ΓΛΩΣΣΑ, στο περιβάλλον της Γλωσσομάθειας, έτσι ώστε να ελεγχθεί αν οι στόχοι (Πίνακας 1) που τίθενται από το προτεινόμενο σχέδιο επιτυγχάνονται. Τα δομικά χαρακτηριστικά του προτεινόμενου σχεδίου μαθήματος φαίνονται στον Πίνακα 1. Τόπος Τάξη Ενότητα Μέσα Προτεινόμενη διάρκεια Σκοπός Στόχοι Εργαστήριο Πληροφορικής Γ Λυκείου - Τεχνολογική Κατεύθυνση (Κύκλος Πληροφορικής και Υπηρεσιών) 8 ο Κεφάλαιο Δομή επιλογής Υπολογιστές στους οποίους υπάρχει εγκατεστημένο το Scratch και η «Γλωσσομάθεια», πίνακας, μαρκαδόροι, προβολέας. 45 λεπτά Η εισαγωγή των μαθητών στη δομή σύνθετης επιλογής και η κατανόηση της χρήσης της σε απλά προβλήματα. Οι μαθητές στο τέλος της διδασκαλίας θα πρέπει να είναι σε θέση να: 1) Συντάσσουν μια δομή σύνθετης επιλογής 2) Κατανοήσουν τον τρόπο εκτέλεσης μια δομής σύνθετης επιλογής [994]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ Προαπαιτούμενες γνώσεις Φάσεις 3) Είναι σε θέση να χρησιμοποιούν μια δομή σύνθετης επιλογής για να λύσουν πολύ απλά προβλήματα αλγορίθμων Οι μαθητές έχουν διδαχθεί και κατανοήσει τις έννοιες της μεταβλητής, των λογικών τελεστών και της δομές ακολουθίας σε ΓΛΩΣΣΑ όπως επίσης και τη χρήση του λογισμικού «Γλωσσομάθεια». 1) Εισαγωγικό σχόλιο (προτεινόμενη διάρκεια 3 λεπτά) 2) Δραστηριότητα κατανόησης (προτεινόμενη διάρκεια 10 λεπτά) 3) Εισαγωγή έννοιας (προτεινόμενη διάρκεια 5 λεπτά) 4) Δραστηριότητα εμπέδωσης (προτεινόμενη διάρκεια 10 λεπτά) 5) Δραστηριότητα αξιολόγησης (προτεινόμενη διάρκεια 10 λεπτά) Πίνακας 2: Η δομή του σχεδίου μαθήματος 1 Η ΦΑΣΗ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΟ ΣΧΟΛΙΟ Κατά τη διάρκεια της φάσης αυτής, ο διδάσκων αφηγείται μια ιστορία, έτσι ώστε να αποσπάσει την προσοχή των μαθητών. Το θέμα της ιστορίας είναι κατάλληλα επιλεγμένο έτσι ώστε οι μαθητές ταυτιστούν με τον ήρωα της ιστορίας και να προετοιμαστούν ψυχολογικά για την εισαγωγή της καινούργιας έννοιας. Στόχος Φάσης Η απόσπαση της προσοχής των μαθητών, το «κέντρισμα» του ενδιαφέροντος και η ψυχολογική τους προετοιμασία για τις υπόλοιπες φάσεις του μαθήματος. Περιγραφή Φάσης Ο διδάσκων διηγείται την παρακάτω ιστορία: «Μια ακόμα κουραστική μέρα είχε τελειώσει για το Λεωνίδα. Θα επέστρεφε στο σπίτι του μετά από 6 ώρες μάθημα στο σχολείο και 2 ώρες στο ωδείο για το μάθημα μουσικής που είχε. Η διαδρομή ήταν ίδια κάθε μέρα..» 1. Ξύπνημα στις 8 2. Σχολείο μέχρι τις 2 3. Λεωφορείο για το ωδείο 4. Μάθημα μουσικής από τις 3 μέχρι τις 5 5. Λεωφορείο για το σπίτι 6. Επιστροφή στο σπίτι [995]
Ο διδάσκων αναγράφει στη μια άκρη του πίνακα τα παραπάνω βήματα με αυτή την αρίθμηση και συνεχίζει ως εξής: «Επειδή δεν προλαβαίνει να φάει το μεσημέρι, οι γονείς του Λεωνίδα του δίνουν πάντα χρήματα, από 2 ευρώ και πάνω, πότε λιγότερα, πότε περισσότερα για να αγοράσει κάτι από το κυλικείο του ωδείου, πριν ξεκινήσει το μάθημα μουσικής. Αν τα χρήματά του είναι πάνω από 3, μαζί με το τοστ αγοράζει και ένα χυμό, διαφορετικά αγοράζει μόνο το τοστ. Το πρόγραμμά του λοιπόν διαμορφώνεται κάπως έτσι» 1. Ξύπνημα στις 8 2. Σχολείο μέχρι τις 2 3. Λεωφορείο για το ωδείο 4. Αν χρήματα >= 3 τότε a. «Θα αγοράσω τοστ και χυμό» 5. Αλλιώς a. «Θα αγοράσω μόνο το τοστ» 6. Μάθημα μουσικής από τις 3 μέχρι τις 5 7. Λεωφορείο για το σπίτι 8. Επιστροφή στο σπίτι Ο διδάσκων αναγράφει στην άλλη άκρη του πίνακα τα παραπάνω βήματα με αυτή την αρίθμηση και συνεχίζει με την εξής ερώτηση η οποία δίνει την αφορμή διαλόγου: «Το δικό σας το πρόγραμμα πως πηγαίνει, καθημερινά; Έχετε τέτοιες περιπτώσεις σαν το Λεωνίδα στις οποίες οι καθημερινή ρουτίνα σας μεταβάλλεται ανάλογα με κάποιες συνθήκες;» Ο σκοπός της ερώτησης, πέρα από το διάλογο, είναι η ψυχολογική προετοιμασία των μαθητών και ο προβληματισμός τους για το ότι ακόμα και στην καθημερινότητα δεν λειτουργούν όλα σειριακά και προκαθορισμένα, αλλά μεταβάλλονται ανάλογα με διάφορες συνθήκες. Στη συνέχεια ανακοινώνεται στους μαθητές ότι θα ακολουθήσουν δύο δραστηριότητες στο Scratch με τον χαρακτήρα της ιστορίας και στη συνέχεια θα γίνει το ίδιο στο περιβάλλον της Γλωσσομάθειας. Επίσης αναφέρονται και οι στόχοι του μαθήματος (Πίνακας 1). 2 Η ΦΑΣΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ Στη δεύτερη φάση του προτεινόμενου σχεδίου, οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν το Scratch. Μέσα από μια δραστηριότητα τοποθέτησης των πλακιδίων του αλγορίθμου στο Scratch, στη σωστή σειρά, οι μαθητές έρχονται σε πρώτη επαφή με τη Δομή Σύνθετη Επιλογής, χωρίς να τους έχει παρουσιαστεί προηγουμένως. Δημιουργείται έτσι μια «τεχνητή» γνωστική σύγκρουση στους μαθητές, οι οποίοι ενώ πιστεύουν ότι εκτελούνται πάντα όλες οι εντολές σειριακά, όπως έχουν μάθει στη Δομή Ακολουθίας, στη συγκεκριμένη περίπτωση κάποιες εκτελούνται και κάποιες όχι, βάση μιας συνθήκης που ισχύει ή όχι. Στόχος φάσης [996]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ Η συγκεκριμένη φάση έχει ως στόχο οι μαθητές να κατανοήσουν τον τρόπο εκτέλεσης της Δομής Σύνθετης Επιλογής και τα δομικά της μέρη. Μετά το πέρας της συγκεκριμένης φάσης θα πρέπει να «ανακαλύψουν» ότι άλλες εντολές εκτελούνται όταν ισχύει η συνθήκη και άλλες εντολές όταν είναι ψευδής. Περιγραφή φάσης Οι μαθητές κάθονται ανά 2 μπροστά από τους υπολογιστές, στους οποίους υπάρχει εγκατεστημένο το Scratch. Ξεκινούν να τοποθετούν σε σειρά τα πλακίδια, έτσι ώστε να διαμορφωθεί η σωστή σειρά ενεργειών για το παράδειγμα του Λεωνίδα. Ο κάθε μαθητής αναλαμβάνει από ένα ρόλο: ο ένας το ρόλο του χειριστή και ο άλλος το ρόλο του παρατηρητή. Οι μαθητές μπορούν να δοκιμάζουν κάθε στιγμή το πρόγραμμα που φτιάχνουν, έτσι ώστε να βλέπουν αν αυτό που έχουν δημιουργήσει οδηγεί σε σωστό αποτέλεσμα. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται στους μαθητές η σωστή σειρά των πλακιδίων στο Scratch, με επεξηγήσεις, αναφορικά με την εκτέλεση του αλγορίθμου, έτσι ώστε να κατανοήσουν οι μαθητές ότι η σειριακή εκτέλεση των εντολών διακόπτεται και να αναγνωρίσουν ποιο είναι το πλακίδιο που «ευθύνεται» για τη διακοπή αυτή. Έμμεσα λοιπόν, έρχονται σε επαφή με την έννοια της δομής η οποία τους παρουσιάζεται αναλυτικά στην επόμενη φάση. Η σημασία των επεξηγήσεων και της παρουσίασης της εκτέλεσης είναι πολύ μεγάλη, για να μπορέσουν οι μαθητές να κατανοήσουν ότι ο αλγόριθμος ακολουθεί διαφορετικά μονοπάτια, ανάλογα με τον αν η συνθήκη είναι αληθής ή ψευδής. Εξάλλου, όπως αναφέρεται και στον Πίνακα 1, οι μαθητές είναι ήδη εξοικειωμένοι με τους λογικούς τελεστές και με τα λογικά αποτελέσματα αυτών. [997]
Εικόνα 5: Η αρχική μορφή των πλακιδίων πριν τη συναρμολόγηση Εικόνα 6: Η σωστή σειρά των πλακιδίων [998]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ Στις Εικόνες 3 και 4, παρουσιάζονται στιγμιότυπα από την εκτέλεση του αλγόριθμου που προκύπτει από την τοποθέτηση σε σωστή σειρά, των πλακιδίων που εμφανίζονται στην Εικόνα 2. Η σωστή σειρά οδηγεί στην εμφάνιση των «σκέψεων» του ήρωα στην οθόνη, ανάλογα με το νούμερο που δίνεται ως είσοδος από το χρήστη, στην ερώτηση «Πόσα χρήματα έχω μαζί μου;». Εικόνα 7: Η εκτέλεση του αλγορίθμου της 1 ης Φάσης όταν η συνθήκη είναι ψευδής [999]
Εικόνα 8: Η εκτέλεση του αλγορίθμου της 1 ης Φάσης όταν η συνθήκη είναι ψευδής 3 Η ΦΑΣΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΝΝΟΙΑΣ ΣΥΝΘΕΤΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ Στην 3 η φάση γίνεται η πρώτη αναφορά στη Δομή Σύνθετης Επιλογής, σύμφωνα με τις οδηγίες αλλά και στη μορφή που υπάρχει στο σχολικό βιβλίο. Οι μαθητές προσπαθούν να συνδέσουν τα στοιχεία της δομής επιλογής σε ΓΛΩΣΣΑ με τα γραφικά πλακίδια του Scratch, έτσι ώστε να ισχυροποιηθεί η οπτική αναπαράσταση της δομής. Στόχος Φάσης Οι μαθητές πρέπει μετά το τέλος της φάσης πρέπει να μπορούν να συντάξουν μια Δομή Σύνθετης Επιλογής και να αναγνωρίζουν τα δομικά της στοιχεία, εστιάζοντας έτσι στη δηλωτική γνώση του αντικειμένου της διδασκαλίας. Περιγραφή φάσης Παρουσιάζεται η σύνταξη της Δομής Σύνθετης Επιλογής στη ΓΛΩΣΣΑ, όπως αναφέρεται στο σχολικό βιβλίο. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στα μέρη της και στις 3 υποδοχές που έχει: α) μια για τη συνθήκη β) μια για τις εντολές που εκτελούνται όταν η συνθήκη είναι αληθής και γ) μια για τις εντολές που εκτελούνται στην περίπτωση «αλλιώς», όταν η συνθήκη είναι ψευδής. Στη συνέχεια γίνονται ερωτήσεις του τύπου: «Πώς εμφανίζεται οπτικά η δομή στο Scratch;», «Πώς εμφανίζονται τα μέρη της δομής σύνθετης επιλογής του σχολικού βιβλίου σε σχέση με το πλακίδιό που την αναπαριστά στο Scratch;». Έτσι επιδιώκεται να γίνει η αντιστοίχηση των δομικών μερών της Δομής [1000]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ Σύνθετης Επιλογής, όπως αυτή εμφανίζεται στη ΓΛΩΣΣΑ, με τον τρόπο που παρουσιάζεται στο παράδειγμα στο Scratch. Οι ερωτήσεις γίνονται γιατί επιδιώκεται να δημιουργήσουν οι μαθητές οπτική σύνδεση ανάμεσα στις απλές λέξεις του σχολικού βιβλίου που αναπαριστούν τη δομή σύνθετης επιλογής και στη γραφική της μορφή, όπως παρουσιάζεται οπτικοποιημένη στο Scratch. 4 Η ΦΑΣΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΕΜΠΕΔΩΣΗΣ Στην 4 η φάση της δραστηριότητας, μαθητές εμπλέκονται σε μια άσκηση συμπλήρωσης κενών, του αλγορίθμου που παρουσιάστηκε κατά τη διάρκεια της 3 ης φάσης. Αυτή τη φορά εργάζονται στο περιβάλλον της Γλωσσομάθειας. Αυτό γίνεται για να μπορέσουν οι μαθητές να εστιάσουν στη διαδικαστική γνώση της έννοιας της Δομής Σύνθετης Επιλογής και να γίνει η εφαρμογή της με την τυπική μορφή που υπάρχει στο σχολικό βιβλίο. Άλλωστε, σε αυτή τη μορφή θα εξεταστούν οι μαθητές αργότερα, στις πανελλήνιες εξετάσεις. Εικόνα 9: Η δραστηριότητα συμπλήρωσης κενών στη Γλωσσομάθεια Στόχος φάσης Οι μαθητές να μπορούν να χρησιμοποιούν τη Δομή Σύνθετης Επιλογής για να επιλύσουν ένα πολύ απλό πρόβλημα, με τη μορφή του προγράμματος. Περιγραφή δραστηριότητας Οι μαθητές καλούνται να συμπληρώσουν τις εντολές στο παράδειγμα του Λεωνίδα σε μορφή προγράμματος στην «Γλωσσομάθεια» (Εικόνα 5), έτσι ώστε να δημιουργηθεί το πρόγραμμα της εκφώνησης που αναφέρεται στη συνέχεια: «Να αναπτύξετε πρόγραμμα σε ΓΛΩΣΣΑ το οποίο θα δέχεται σαν είσοδο τα χρήματα που έχει μαζί του ο Λεωνίδας (χρήματα >=2 ) και να εκτυπώνει κατάλληλο μήνυμα για το τι θα αγοράσει. Επίσης θα εκτυπώνεται και [1001]
κατάλληλο μήνυμα με τα χρήματα που του απομένουν αφού αγοράσει αυτό που του επιτρέπουν τα χρήματά του. Δίνεται ότι το τοστ κοστίζει 2 και ο χυμός 1». Σε αυτή τη φάση της δραστηριότητας, οι μαθητές εναλλάσσονται στους ρόλους του «χειριστή» και του «παρατηρητή», ώστε να γίνει καλύτερη η εμπέδωση. Αλλάζοντας ρόλους, μεταβάλλεται η οπτική γωνία, με την οποία παρακολουθούν τόσο τη σύνταξη όσο και την εκτέλεση του αλγορίθμου. 5 Η ΦΑΣΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Η τελική φάση περιλαμβάνει την παράθεση ενός προβλήματος στους μαθητές, το οποίο προέρχεται από το σχολικό βιβλίο. Καλούνται να γράψουν ένα πρόγραμμα σε ΓΛΩΣΣΑ, έτσι ώστε να μπορέσει να αξιολογήσει ο διδάσκων, αν κατακτήθηκαν οι στόχοι που τέθηκαν για το προτεινόμενο σχέδιο μαθήματος (Πίνακας 1). Στόχος Φάσης Να αξιολογηθεί η κατανόηση των στόχων του μαθήματος από τους μαθητές και να ληφθεί ανάδραση από τον διδάσκοντα, για βελτίωση της διδακτικής προσέγγισης σε μελλοντικές εφαρμογές του προτεινόμενου σχεδίου. Περιγραφή αξιολόγησης Ζητείται από τους μαθητές να δημιουργήσουν ένα πρόγραμμα στο λογισμικό Γλωσσομάθεια έτσι ώστε να επιλύσουν τη δραστηριότητα ΔΤ5 (Βακάλη κ.α. 2004, τετράδιο μαθητή, σελ. 22). Η εκφώνηση της δραστηριότητας είναι η εξής: «Να διαβάζονται δύο αριθμοί που αντιστοιχούν στο ποσοστό του διοξειδίου του άνθρακα και του αζώτου μιας ημέρας, όπως έχει καταγραφεί στα ειδικά μηχανήματα καταγραφής στην ατμόσφαιρα της πόλης. Να εκτυπώνεται ότι η ατμόσφαιρα είναι «καθαρή», αν το ποσοστό του διοξειδίου του άνθρακα είναι κάτω από 0,35, ή να εκτυπώνεται «μολυσμένη» στην αντίθετη περίπτωση. Επίσης να εκτυπώνεται «διαυγής» αν το άζωτο είναι κάτω από 0,17, αλλιώς να εκτυπώνεται το «αδιαυγής». Με την επιτυχή ή όχι επίλυση του συγκεκριμένου προβλήματος από τους μαθητές ο διδάσκων μπορεί να αξιολογήσει το βαθμό κατανόησης της Δομής Σύνθετης Επιλογής από τους μαθητές, τόσο σε επίπεδο δηλωτικής όσο και σε επίπεδο διαδικαστικής γνώσης. Επιπλέον μπορεί να διαπιστώσει αν μπορούν να τη χρησιμοποιήσουν στην επίλυση απλών προβλημάτων. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η παρούσα εργασία είχε σαν στόχο την παρουσίαση μιας πρότασης διδασκαλίας της Δομής Σύνθετης Επιλογής, με χρήση του περιβάλλοντος Scratch και του λογισμικού Γλωσσομάθεια. Η έννοια της σύνθετης επιλογής παρουσιάζεται στους μαθητές στην 3 η φάση, αφού πρώτα οι μαθητές έχουν [1002]
2o Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Ημαθίας ΠΡΑΚΤΙΚΑ ολοκληρώσει μια άσκηση τοποθέτησης εντολών στη σωστή σειρά στο Scratch. Οι μαθητές έρχονται πρώτα σε «ακούσια» επαφή με τη Δομή Σύνθετης Επιλογής, προσπαθώντας να κάνουν τον χαρακτήρα να «σκεφτεί» σωστά, ανάλογα με τα χρήματα που έχει. Στη συνέχεια εργάζονται με την τυπική μορφή της δομής που υπάρχει στο βιβλίο. Αυτό γίνεται γιατί έχει ιδιαίτερη σημασία η οπτικοποίηση της σύνθετης επιλογής στο Scratch, ως δομής με 3 «κενές θέσεις» : α) μια για τη συνθήκη (σε μορφή ρόμβου που συμβαδίζει με τα διαγράμματα ροής), β) μια για τις εντολές που εκτελούνται όταν ισχύει η συνθήκη, και γ) μια για τις εντολές που εκτελούνται όταν η συνθήκη είναι ψευδής (εκτελούνται οι εντολές του «Αλλιώς»). Με την αντιστροφή της παραδοσιακής σειράς των φάσεων διδασκαλίας (εδώ γίνεται πρώτα η εφαρμογή και στη συνέχεια η παρουσίαση της έννοιας), η εμπλοκή των μαθητών στο Scratch με το «κίτρινο κομμάτι που έχει μια διχάλα», αποκτά νόημα με την παρουσίαση της τυπικής μορφής της δομής και της σύνταξής της. Στη συνέχεια, οι δραστηριότητες εμπέδωσης και αξιολόγησης γίνονται στη Γλωσσομάθεια, έτσι ώστε οι μαθητές να κατανοήσουν πλήρως τη δομή, στη μορφή που υπάρχει στο σχολικό βιβλίο. Η τελευταία αποτελεί μέρος όχι μόνο της διδακτέας, αλλά και της εξεταστέας ύλης. Έτσι μπορεί να αξιολογήσει ο διδάσκων ότι όντως οι μαθητές κατέκτησαν του στόχους του μαθήματος. Σύμφωνα με μια πιλοτική εφαρμογή (Χασανίδης & Μπράτιτσης, 2010) το περιβάλλον Scratch φάνηκε να έχει θετική επίδραση τόσο στην καλύτερη κατανόηση των δομών από τους μαθητές όσο και στην παροχή επιπλέον κινήτρου και πρόκλησης ενδιαφέροντος. Τα παραπάνω οφείλονται στην άμεση οπτική ανατροφοδότηση της εκτέλεσης των αλγορίθμων και της συναρμολόγησης των οπτικών πλακιδίων, της ευκολίας στη σύνταξη (δεν είναι δυνατόν να κάνει κανείς συντακτικά λάθη στο Scratch), αλλά και από στο ελκυστικό περιβάλλον εργασίας του Scratch. Η Δομή Σύνθετης Επιλογής αποτελεί πολύ σημαντικό κομμάτι στη διδασκαλία του μαθήματος Α.Ε.Π.Π.. Δυσκολίες όπως το λογικό περιεχόμενο των συνθηκών, η προηγούμενη εμπειρία των μαθητών στη σειριακή εκτέλεση των εντολών, η σύνταξη και η σημασιολογία είναι καταγεγραμμένες στη βιβλιογραφία και αποτελούν τροχοπέδη στη μάθηση (Κόμης, 2005). Οι οδηγίες του Υπουργείου Παιδείας δεν προτείνουν κάποιο συγκεκριμένο λογισμικό ή περιβάλλον για το εργαστηριακό κομμάτι του μαθήματος και την πρακτική εξάσκηση των μαθητών (Ε.Π.Π.Σ., 1997). Είναι δυνατή λοιπόν η εφαρμογή εναλλακτικών τρόπων διδασκαλίας, με χρήση διαφορετικών περιβαλλόντων, όπως το Scratch, τουλάχιστον κατά την εισαγωγή των μαθητών στις έννοιες που παρουσιάζουν δυσκολίες, όπως η Δομή Σύνθετης Επιλογής. Έτσι μπορούν να επιτευχθούν καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα αλλά και να αναβαθμιστεί σε επίπεδο ενδιαφέροντος και κινήτρου η μαθησιακή διαδικασία. [1003]
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Βακάλη, Α., Γιαννόπουλος, Η., Ιωαννίδης, Ν., Κοίλιας, Χ., Μάλαμας, Κ., Μανωλόπουλος, Ι., Πολίτης, Π. (2004). Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον Τετράδιο Μαθητή, Αθήνα: Παιδαγωγικό Ινστιτούτο, ΥΠΕΠΘ. 2. Ε.Π.Π.Σ. (1997). Ενιαίο Πλαίσιο Προγράμματος Σπουδών Πληροφορικής. Αθήνα: Παιδαγωγική Ινστιτούτο. 3. Εφόπουλος, Β., Ευαγγελίδης, Γ., Δαγδιδέλης, Β., & Κλεφτοδήμος, Α. (2005). Οι δυσκολίες των Αρχάριων Προγραμματιστών. Στο Α. Τζιμογιάννης (επιμ.) Πρακτικά Εργασιών 3 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου «Διδακτική της Πληροφορικής», Κόρινθος. 4. Κοίλιας, Χ., Δουκάκης, Σ., Γιαννοπούλου, Π., & Ψαλτίδου, Α. (2004). Μια στατιστική έρευνα των παραμέτρων διδασκαλίας του μαθήματος ΑΕΠΠ. 2η Διημερίδα Διδακτική Πληροφορικής. Βόλος. 5. Κόμης, Β. (2005). Εισαγωγή στη Διδακτική της Πληροφορικής. Αθήνα: Κλειδάριθμος. 6. Χασανίδης, Δ., Μπράτιτσης, Θ. (2010). Μαθήματα αλγοριθμικής σκέψης στη Γ Λυκείου, με χρήση του Scratch: Μια πρόταση για τη διδασκαλία της δομής επιλογής. 5 ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Διδακτική της Πληροφορικής», Αθήνα (υπεβλήθη) [1004]