Εισαγωγή Μαθητών στον Προγραµµατισµό Εκπαιδευτικών Ροµπότ µε Αξιοποίηση Σεναρίων Πανελλήνιου ιαγωνισµού

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Χριστίνα Βολιώτη Α.Ε.Μ. 1414 Εισαγωγή Μαθητών στον Προγραµµατισµό Εκπαιδευτικών Ροµπότ µε Αξιοποίηση Σεναρίων Πανελλήνιου ιαγωνισµού (Student Introduction to Programming Educational Robots using National Competition Scenarios) Επιβλέπων: ΣΤΑΥΡΟΣ ΗΜΗΤΡΙΑ ΗΣ Επίκουρος Καθηγητής ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, 2010

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην παρούσα διπλωµατική εργασία γίνεται µια προσπάθεια για την προσέγγιση της διδακτικής του προγραµµατισµού σε µαθητές της δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης, η οποία υποστηρίζεται από την πλατφόρµα Lego Mindstorms. Ο αρχικός µας στόχος είναι να χρησιµοποιήσουµε την πλατφόρµα για να εκπαιδεύσουµε και να προετοιµάσουµε τους µαθητές, µέσα από µια σειρά οργανωµένων µαθηµάτων, προκειµένου να ανταπεξέλθουν στις απαιτήσεις ενός ολοκληρωµένου σεναρίου προβλήµατος το οποίο καλούνται να φέρουν εις πέρας. Επιπλέον, ως ευρύτερο στόχο έχουµε να παρουσιάσουµε µία νέα διδακτική προσέγγιση στη διδακτική του προγραµµατισµού και της πληροφορικής σε όλες τις βαθµίδες της εκπαίδευσης, η οποία θα αξιοποιεί στο έπακρο τις δυνατότητες που προσφέρει η πλατφόρµα Lego Mindstorms και θα κάνει πιο δηµιουργική και ευχάριστη τη δηµιουργία της µάθησης. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ III

ABSTRACT A B S T R A C T In the present thesis there is an attempt for the approach of teaching programming to students of secondary school. This approach is supported by the platform Lego Mindstorms. Our primary goal is to use the platform in order to teach and prepare the students, having attended a series of organised lessons, in order to solve a complete scenario problem. Our further goal is to present a new teaching approach which will fully use all the abilities of the Lego Mindstorms platform and will make learning creative and entertaining. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ V

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Πριν την παρουσίαση των αποτελεσµάτων της παρούσας διπλωµατικής εργασίας, αισθάνοµαι την υποχρέωση να ευχαριστήσω ορισµένους από τους ανθρώπους που γνώρισα, συνεργάστηκα µαζί τους και έπαιξαν πολύ σηµαντικό ρόλο στην πραγµατοποίησή της. Καταρχήν, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή κ. ηµητριάδη Σταύρο, επίκουρο καθηγητή του τµήµατος Πληροφορικής του Α.Π.Θ., για την εµπιστοσύνη που µου έδειξε µε την ανάθεση της συγκεκριµένης εργασίας και για τη δυνατότητα που µου έδωσε να αποκτήσω εµπειρία πάνω στην εκπαιδευτική διαδικασία και να εντρυφήσω πάνω σε καινοτόµες µεθόδους διδασκαλίας του προγραµµατισµού. Στη συνέχεια, την καθηγήτρια Πληροφορικής κ. Ατµατζίδου Σουµέλα, για την πολύτιµη βοήθειά της και την καθοδήγηση που µου προσέφερε καθ' όλη τη διάρκεια εκπόνησης της διπλωµατικής εργασίας, για τη συνεχή παρακολούθηση της πορείας της έρευνας και για την άµεση ανταπόκρισή της σε οποιαδήποτε απορία και πιθανό πρόβληµα που προέκυπτε. Τη συνάδελφο Νίκα Παναγιώτα για τη σηµαντική υποστήριξη που µου προσέφερε. Τους µαθητές µου για την ανιδιοτελή συµµετοχή τους στη διδασκαλία. Τέλος, τους συναδέλφους µου Κυροπούλου Κλεοπάτρα και Χαλδογερίδη Αγησίλαο για την άψογη συνεργασία µας και το ευχάριστο κλίµα που αναπτύχθηκε µεταξύ µας. 1 / 11 / 2010 Χριστίνα Βολιώτη ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ VII

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ... III ABSTRACT...V ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... VII ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... IX ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ... XIII ΛΙΣΤΑ ΠΙΝΑΚΩΝ... XV ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ...17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ...21 2.1 ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ...23 2.1.1 Α ΥΝΑΜΙΕΣ ΤΗΣ ΠΑΡΑ ΟΣΙΑΚΗΣ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ...24 2.1.2 ΝΕΑ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ...24 2.1.3 ΤΑ LEGO MINDSTORMS...25 2.1.4 ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΤΩΝ ΡΟΜΠΟΤ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ...29 2.1.4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΕ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ & ΟΜΕΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΤΙΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ LEGO MINDSTORMS...29 2.1.4.1.1 Αποτελέσµατα & Συζήτηση...30 2.1.4.2 ΜΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ ΤΗΣ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΗ ΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ ΜΕ ΤΑ LEGO MINDSTORMS...31 2.1.4.2.1 Εφαρµογή Σειράς Μαθηµάτων Ευρήµατα...31 2.1.4.2.2 Συµπεράσµατα...33 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ IX

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2.1.4.3 ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ LEGO MINDSTORMS ΣΤΟ ΗΜΟΤΙΚΟ & ΛΥΚΕΙΟ: ΤΟ ΠΑΙΧΝΙ Ι ΩΣ ΕΝΑΥΣΜΑ ΜΑΘΗΣΗΣ...34 2.1.4.3.1 Εφαρµογή & Αποτελέσµατα...34 2.1.4.4 ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΥΠΟΒΟΗΘΟΥΜΕΝΗ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ LEGO MINDSTORMS...36 2.1.4.5 ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ ΩΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΣΤΗΝ ΠΡΩΤΟΒΑΘΜΙΑ & ΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ, Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΟΜΙΛΩΝ...37 2.1.4.5.1 Σχολιασµός...38 2.1.5 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΙ ΜΕ LEGO MINDSTORMS...39 2.2 ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ...40 2.2.1 ΓΕΝΙΚΑ...40 2.2.1.1 ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ...40 2.2.1.2 ΟΙ ΤΡΕΙΣ (3) ΟΜΕΣ ΚΟΙΝΩΝΙΚΗΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ...41 2.2.1.3 ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ...41 2.2.1.4 ΣΥΝΤΟΜΗ ΙΣΤΟΡΙΑ...42 2.2.2 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ...43 2.2.2.1 ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ...43 2.2.2.2 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΑΛΛΗΛΕΞΑΡΤΗΣΗΣ...44 2.2.2.3 ΟΜΑ ΕΣ...44 2.2.2.4 ΤΑΞΗ...46 2.2.2.5 ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΣ...46 2.2.2.6 ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΣΤΑ ΙΑ...47 2.2.2.7 ΤΥΠΟΙ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ...48 2.2.2.8 ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ...49 2.2.2.8.1 Brainstorming (Πρόκληση νοητικής θύελλας)...49 2.2.2.8.2 Student Teams Achievement Divisions (STAD)...49 2.2.2.8.3 Jigsaw...50 2.2.2.8.4 Jigsaw ΙΙ...51 2.2.2.8.5 H µέθοδος δηµιουργίας οµάδων έρευνας...51 2.2.2.8.6 Co op Co op...52 2.2.2.8.7 Guided reciprocal peer questioning (Καθοδηγούµενη ανταλλαγή απόψεων)...53 2.2.2.8.8 Think Pair Share (Σκέψου Συνεργάσου Μοιράσου)...53 2.2.2.8.9 Numbered Heads Together (Αριθµηµένα κεφάλια από κοινού)...54 2.2.2.8.10 One Minute Papers (Έγγραφα ενός λεπτού)...55 2.2.2.8.11 Three step Interview (Σε τρία στάδια συνέντευξη)...55 2.2.2.8.12 Roundtable (Στρογγυλή τράπεζα)...56 2.2.2.8.13 Focused Listing (Εστιασµένη Λίστα)...56 2.2.2.8.14 Paired Annotations (Ταξινοµηµένοι κατά ζεύγος σχολιασµοί)...56 2.2.2.8.15 Structured Learning Team Group Roles ( οµηµένοι ρόλοι οµάδας µάθησης)...57 2.2.2.8.16 Send A Problem (Στείλε ένα πρόβληµα)...57 2.2.2.8.17 Uncommon Commonalities (Ασυνήθιστες Συµπτώσεις)...58 2.2.2.8.18 Team Expectations (Προσδοκίες οµάδας)...59 2.2.2.8.19 Double Entry Journal ( ιπλογραφία Περιοδικού)...59 2.2.2.8.20 Problem solving (Επίλυση προβλήµατος)...60 2.2.2.9 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ...60 X ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2.2.2.10 ΕΦΑΡΜΟΓΗ...60 2.2.3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...61 2.2.3.1 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ...61 2.2.3.2 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ...61 2.2.3.3 ΈΡΕΥΝΕΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...62 2.2.3.4 ΣΥΝΟΨΗ...64 2.3 ΜΕΣΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ...65 2.3.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...65 2.3.2 ΘΕΩΡΙΑ GAGNE...66 2.3.3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ...67 2.3.4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...69 2.3.5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...71 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ...73 3.1 ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ...75 3.1.1 ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ...75 3.1.2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ...76 3.1.3 ΛΟΓΟΙ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ...77 3.1.4 Ι ΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΥ ΣΕΝΑΡΙΟΥ...78 3.1.5 ΛΟΓΟΙ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΜΕΘΟ ΩΝ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ...79 3.1.6 ΟΜΗ ΤΩΝ ΦΥΛΛΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑΣ...81 3.1.7 ΟΜΗ ΤΩΝ ΣΧΕ ΙΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...83 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...85 4.1.1 ΠΡΩΤΟ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ...87 4.1.1.1 1 Ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΚΑΝΕΙ ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΤΟΥ ΒΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΦΩΤΟΣ...87 4.1.1.2 1 Ο ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...110 4.1.2 ΕΥΤΕΡΟ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ...118 4.1.2.1 2 Ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΚΑΙ ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ ΜΙΑ ΜΑΥΡΗ ΓΡΑΜΜΗ...118 4.1.2.2 2 Ο ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...139 4.1.3 ΤΡΙΤΟ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ...147 4.1.3.1 3 Ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΝΙΧΝΕΥΕΙ, ΠΙΑΝΕΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΚΑΙ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙ ΝΑ ΒΓΕΙ ΑΠΟ ΕΝΑ MINI ΛΑΒΥΡΙΝΘΟ...147 4.1.3.2 3 Ο ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...166 4.1.4 ΤΕΤΑΡΤΟ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ...173 4.1.4.1 4 Ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΜΕΤΡΑΕΙ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΜΕ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΥΠΕΡΗΧΩΝ...173 4.1.4.2 4 Ο ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...191 4.1.5 ΤΕΛΙΚΟ ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ...198 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ XI

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 4.1.5.1 CHALLENGE: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΛΥΝΕΙ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΟΥ ΛΑΒΥΡΙΝΘΟΥ...198 4.1.5.2 ΤΕΛΙΚΟ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...207 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...213 5.1 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...215 5.1.1 ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΜΑΘΗΤΩΝ ΜΕΣΑ ΣΤΙΣ ΟΜΑ ΕΣ...215 5.1.2 ΧΡΗΣΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΩΝ ΟΜΩΝ & ΠΛΑΤΦΟΡΜΑΣ NXT...216 5.1.3 ΓΝΩΣΗ, Ι ΕΕΣ & ΙΑΘΕΣΗ ΜΑΘΗΤΩΝ...217 5.1.4 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΟΥ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΑΝ ΟΙ ΜΑΘΗΤΕΣ...218 5.1.5 ΚΡΙΤΙΚΗ ΣΧΕ ΙΑΣΗΣ ΦΥΛΛΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΠΙΘΑΝΗ ΑΝΑΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥΣ...219 5.1.6 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΧΡΟΝΟΣ...220 5.1.7 ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ...220 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I: ΑΝΑΦΟΡΕΣ...223 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ II: ΓΛΩΣΣΑΡΙΟ...233 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ III: ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ...237 XII ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 1: ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟ «ΤΟΥΒΛΟ» RCX ΤΗΣ 1ΗΣ ΓΕΝΙΑΣ (1998) ΚΑΙ ΤΟ ΠΙΟ ΣΥΓΧΡΟΝΟ NXT ΤΗΣ 2ΗΣ ΓΕΝΙΑΣ (2006)...26 ΕΙΚΟΝΑ 2: ΤΟ ΠΛΗΡΕΣ ΣΕΤ LEGO MINDSTORMS NXT...27 ΕΙΚΟΝΑ 3: ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΝΧΤ...29 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ XIII

ΛΙΣΤΑ ΠΙΝΑΚΩΝ ΛΙΣΤΑ ΠΙΝΑΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 1: ΡΗΜΑΤΑ ΠΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΥ ΣΤΟΧΟΥ...70 ΠΙΝΑΚΑΣ 2: ΥΠΟ ΕΙΓΜΑ ΣΧΕ ΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ...71 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ XV

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Αντικείµενο της παρούσας εργασίας είναι η προσπάθεια εισαγωγής του πακέτου Lego Mindstorms NXT στη διδασκαλία του προγραµµατισµού στη δευτεροβάθµια εκπαίδευση. Η εκπαιδευτική διαδικασία βασίζεται στη χρήση Φύλλων Εργασίας και Σχεδίων Μαθήµατος σε συνδυασµό µε την εφαρµογή διαφόρων µεθόδων Συνεργατικής Μάθησης. Η εργασία δοµείται σε κεφάλαια ως εξής: Το Κεφάλαιο 1 περιγράφει τη δοµή της διπλωµατικής εργασίας. Το Κεφάλαιο 2 χωρίζεται σε τρία υποκεφάλαια. Στο πρώτο γίνεται µια εισαγωγή στην εκπαιδευτική ροµποτική, παρουσιάζονται οι αδυναµίες της παραδοσιακής διδασκαλίας και προτείνονται νέες προσεγγίσεις, όπως η χρήση των φυσικών µοντέλων. Γίνεται µια συνοπτική περιγραφή των Lego Mindstorms και παρουσιάζονται προσπάθειες χρήσης των ροµπότ στην εκπαίδευση µε την παράθεση αποτελεσµάτων ερευνών και εργασιών της ακαδηµαϊκής κοινότητας. Τέλος, αναφέρονται επιγραµµατικά οι διάφοροι διαγωνισµοί που διεξάγονται µε το πακέτο Lego Mindstorms. Στο δεύτερο υποκεφάλαιο, αναλύεται η µέθοδος της Συνεργατικής Μάθησης, γίνεται µια αναφορά στα στοιχεία της, στο ρόλο που παίζουν οι οµάδες και ο εκπαιδευτικός, στα στάδια εφαρµογής της, στους τύπους της, καθώς επίσης αναλύονται και συγκεκριµένες µέθοδοι της Συνεργατικής Μάθησης. Τέλος, παρουσιάζονται τα πλεονεκτήµατα και τα µειονεκτήµατα των µεθόδων, καθώς και τα συµπεράσµατα από έρευνες που έχουν πραγµατοποιηθεί. Στο τρίτο υποκεφάλαιο, γίνεται µια αναφορά στα Μέσα ιδασκαλίας και πιο συγκεκριµένα στα Φύλλα Εργασίας και στα Σχέδια Μαθήµατος. Στο Κεφάλαιο 3 παραθέτονται κάποιες επεξηγήσεις για το Εκπαιδευτικό Σενάριο που επιλέχθηκε, οι ιδακτικοί Στόχοι του καθώς και γιατί επιλέχθηκαν οι συγκεκριµένοι µέθοδοι Συνεργατικής Μάθησης. Στο Κεφάλαιο 4 παραθέτονται τα Φύλλα Εργασίας και τα Σχέδια Μαθήµατος που χρησιµοποιήθηκαν στην προετοιµασία των µαθητών για την Τελική ραστηριότητα. Η Τελική ραστηριότητα περιλαµβάνει ένα ολοκληρωµένο σενάριο που απαιτεί τον προγραµµατισµό του ροµπότ για τη επίτευξη ενός στόχου. Στο Κεφάλαιο 5 παραθέτονται τα Συµπεράσµατα που απορρέουν από τη διδασκαλία των Φύλλων Εργασίας και της Τελικής ραστηριότητας. Πιο συγκεκριµένα στα Συµπεράσµατα αναφέρονται η συνεργασία µεταξύ των µαθητών και µεταξύ αυτών και του ροµπότ, οι ιδέες και δυσκολίες των µαθητών και η πιθανή αναθεώρηση της σχεδίασης του Φύλλου Εργασίας. Στο Παράρτηµα I παρουσιάζονται αλφαβητικά η Ελληνική και η Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία καθώς και οι δικτυακοί τόποι που αναφέρονται στην εργασία. Στο Παράρτηµα II παρουσιάζεται το Γλωσσάριο Ξενικών Όρων οι οποίοι χρησιµοποιούνται σε αυτή την εργασία για την διευκόλυνση του αναγνώστη. Στο Παράρτηµα III παρουσιάζεται το Ευρετήριο των όρων οι οποίοι χρησιµοποιούνται σε αυτή την εργασία για την διευκόλυνση του αναγνώστη. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 19

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 2.1 ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ Ο προγραµµατισµός αποτελεί όχι µόνο γνωστικό αντικείµενο αλλά και εκπαιδευτικό εργαλείο το οποίο χρησιµοποιείται για την ανάπτυξη νοητικών ικανοτήτων. Πλέον, η χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών αναφέρεται σχεδόν σε κάθε πτυχή της καθηµερινής µας ζωής και η γνώση τους είναι απαραίτητη για κάθε άνθρωπο. Οι προσπάθειες όµως που έχουν γίνει για την ένταξή τους στις βαθµίδες της εκπαίδευσης δεν είναι οι αναµενόµενες. Στις περισσότερες περιπτώσεις τόσο οι µαθητές όσο και οι εκπαιδευτικοί δηλώνουν απογοητευµένοι από την προσέγγιση του προγραµµατισµού. Αυτό οφείλεται κυρίως στην παραδοσιακή προσέγγιση που ακολουθείται, κατά την οποία διδάσκεται µια γλώσσα προγραµµατισµού γενικού σκοπού (Pascal, Basic, C κ.ά.), που δεν ικανοποιεί τις ανάγκες τους και δεν τους βοηθά στην κατανόηση των νέων εννοιών. Κατά κανόνα καλούνται να αντιµετωπίσουν προβλήµατα που αφορούν συνήθως την εκτέλεση υπολογισµών ή την εµφάνιση αποτελεσµάτων. Έτσι οι µαθητές επικεντρώνουν την προσοχή τους περισσότερο στην εκµάθηση της ίδιας της γλώσσας, παρά στην επίλυση προβληµάτων και ασχολούνται µε προβλήµατα που δεν τους φαίνονται ενδιαφέροντα, όπως αναφέρεται από τους Weinberg, 1971; Bonar et al., 1985; Dagdilelis, 1986; Du Boulay, 1989; Brusilovsky et al., 1999 (Καγκάνη K., αγδιλέλης B., Σατρατζέµη M. & Ευαγγελίδης Γ., 2005). Από τα παραπάνω είναι εµφανές ότι απαιτείται η εισαγωγή νέων µεθόδων της διδασκαλίας του προγραµµατισµού, προκειµένου να αντιµετωπιστούν οι δυσκολίες που οφείλονται στην παραδοσιακή προσέγγιση. Εδώ και κάποια χρόνια, έχουν εισαχθεί στη διδασκαλία του προγραµµατισµού φυσικά µηχανικά µοντέλα όπως είναι η πλατφόρµα Lego Mindstorms, τα οποία µπορούν να εκτελούν κινήσεις, δράσεις, έργα και να αλληλεπιδρούν γενικότερα µε το περιβάλλον τους. Αποτελούν, δηλαδή, αυτό που είναι περισσότερο γνωστό ως ροµπότ. Η χρήση των ροµπότ στη διδασκαλία του προγραµµατισµού εδραιώνεται ακόµα περισσότερο αν αναλογιστεί κανείς ότι πολλά εκπαιδευτικά ιδρύµατα, όλων των βαθµίδων, επανεξέτασαν τα προγράµµατα σπουδών τους, και δηµιούργησαν νέες σειρές µαθηµάτων (Καγκάνη K., αγδιλέλης B., Σατρατζέµη M. & Ευαγγελίδης Γ., 2005). Στη συνέχεια, θα παρουσιαστούν οι δυσκολίες που εµφανίζει η κλασσική µέθοδος διδασκαλίας του προγραµµατισµού καθώς και µια αναλυτική περιγραφή της πλατφόρµας Lego Mindstorms. Τέλος, θα αναφερθούν οι τρόποι χρήσης της και ποιοι διαγωνισµοί γίνονται µε βάση την πλατφόρµα αυτή. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 23

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2.1.1 Αδυναµίες της Παραδοσιακής ιδασκαλίας Το Πρόγραµµα Σπουδών θέτει τους αντικειµενικούς στόχους τους οποίους πρέπει να εκπληρώνουν τα µαθήµατα του προγραµµατισµού και περιλαµβάνουν από τη µία, την απόκτηση γνώσεων, η οποία σχετίζεται µε την κατανόηση του προβλήµατος, το σχεδιασµό αλγορίθµων, είδη, τεχνικές και περιβάλλοντα προγραµµατισµού, δοµές δεδοµένων, δοµές αλγορίθµων και από την άλλη, τις δεξιότητες οι οποίες σχετίζονται µε την υλοποίηση, έλεγχο, εκσφαλµάτωση, τεκµηρίωση και αξιολόγηση προγράµµατος. Σύµφωνα µε έρευνες που έχουν πραγµατοποιηθεί στο παρελθόν, η παραδοσιακή µέθοδος διδασκαλίας αποτελεί σηµαντικό παράγοντα που δυσκολεύει την εκµάθηση του προγραµµατισµού. Τα σηµαντικότερα προβλήµατα που αντιµετωπίζουν οι αρχάριοι είναι τα εξής (Du Boulay, 1989; Brusilovsky et al., 1999): Οι γλώσσες γενικού σκοπού διαθέτουν µια µεγάλη ποικιλία εντολών και είναι πολύπλοκες. Η προσοχή των µαθητών επικεντρώνεται στην εκµάθηση της ίδιας της γλώσσας και όχι στην ανάπτυξη ικανοτήτων επίλυσης προβληµάτων. Το προγραµµατιστικό περιβάλλον συνήθως δεν παρέχει δυνατότητες οπτικοποίησης. Οι εµπορικοί µεταγλωττιστές δεν ικανοποιούν τις ανάγκες των αρχαρίων προγραµµατιστών. Η επίλυση ενδιαφερόντων προβληµάτων απαιτεί την εκµάθηση ενός µεγάλου υποσυνόλου της γλώσσας και την ανάπτυξη µεγάλων προγραµµάτων. Η διανοητική πολυπλοκότητα που απαιτεί η εκφορά ενός αλγορίθµου σε µια γλώσσα προγραµµατισµού είναι µεγάλη (Καγκάνη K., αγδιλέλης B., Σατρατζέµη M. & Ευαγγελίδης Γ., 2005). 2.1.2 Νέα Προσέγγιση Χρήση Φυσικών Μοντέλων Η διδακτική προσέγγιση που ακολουθείται στην εργασία αυτή, εµπνέεται από τις βασικές ιδέες της εποικοδοµητικής (constructivist) αντίληψης για τη µάθηση (Piaget, 1972) και την «κατασκευαστική» εκπαιδευτική φιλοσοφία (constructionism) του Papert (Papert, 1993) σύµφωνα µε τις οποίες η κατασκευή νέας γνώσης είναι περισσότερο αποτελεσµατική όταν οι µαθητές εµπλέκονται στην κατασκευή προϊόντων που έχουν προσωπικό νόηµα για τους ίδιους (Καρατράντου Α., Τάχος Ν. & Αλιµήσης., 2005). Πολλοί εκπαιδευτικοί αλλά και ερευνητές εκπαιδευτικοί θεωρούν πως η χρήση µοντέλων, ενός είδους «µικρόκοσµου», που ελέγχονται µέσω υπολογιστή αποτελούν σηµαντικό βοηθητικό εργαλείο για µια εισαγωγή στον προγραµµατισµό (Barnes 2002). Παραδείγµατα που ενισχύουν την άποψη αυτή είναι η χελώνα (Logo) αλλά και το ροµπότ Karel (Becker 2001) (Καγκάνη K., αγδιλέλης B., Σατρατζέµη M. & Ευαγγελίδης Γ., 2005). Η µέθοδος που ακολουθείται στις περισσότερες περιπτώσεις, βασίζεται στη χρήση φυσικών µηχανικών µοντέλων και την εφαρµογή εννοιών και ιδεών από την πλευρά 24 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ των µαθητών, µε σκοπό την επίλυση πραγµατικών προβληµάτων. Οι διδασκόµενοι, ατοµικά ή οµαδικά, κατασκευάζουν φυσικά µοντέλα (ένα αυτοκίνητο, ένα σπίτι κ.ά.,) τα οποία συλλέγουν πληροφορίες από το περιβάλλον και αντιδρούν ανάλογα µε τα ερεθίσµατα που λαµβάνουν. Στο πλαίσιο της εκπαιδευτικής διαδικασίας µαθαίνουν τις βασικές έννοιες του προγραµµατισµού υλοποιώντας προγράµµατα (σε κάποιο προγραµµατιστικό περιβάλλον) για να καθορίσουν τη συµπεριφορά του µοντέλου όχι στην οθόνη του υπολογιστή τους αλλά στο φυσικό τους περιβάλλον. Η µέθοδος αυτή λαµβάνει υπόψη τα ενδιαφέροντα των µαθητών και τους εµπλέκει σε δραστηριότητες που έχουν πραγµατική χρησιµότητα και σηµασία για αυτούς. Χαρακτηρίζεται από υψηλό βαθµό αλληλεπίδρασης µεταξύ του υπολογιστή και του πραγµατικού αντικειµένου, µε αποτέλεσµα, ο διδασκόµενος να µπορεί να συσχετίσει τις αντιδράσεις του µοντέλου µε τις εντολές του προγράµµατος και να παρατηρήσει τις συνέπειες που έχουν στη συµπεριφορά του µοντέλου οι αλλαγές που πραγµατοποιεί στο πρόγραµµα (Eden et al., 1996). Τα φυσικά µοντέλα λοιπόν προσφέρουν απτή ανατροφοδότηση (feedback) στους µαθητές για την αποτελεσµατικότητα των προγραµµάτων τους (Barnes, 2002). Η δυνατότητα αυτή βοηθά τους µαθητές να οδηγούνται σταδιακά σε καλύτερες, αποτελεσµατικότερες, πληρέστερες και ακριβέστερες λύσεις. Ακόµη, επιτρέπει στον εκπαιδευτικό να διδάξει την ίδια θεωρία και τις ίδιες έννοιες όχι µόνο πιο αποτελεσµατικά αλλά και σε λιγότερο χρόνο (Fagin, 2000). Το γεγονός αυτό σηµαίνει ότι ο εκπαιδευτικός έχει στη διάθεσή του περισσότερο χρόνο για να παρακολουθήσει την πορεία κάθε µαθητή ξεχωριστά και να εντοπίσει τις αδυναµίες, παρανοήσεις, δυσκολίες που αυτός αντιµετωπίζει. Επίσης, ο µαθητής εργάζεται µε το δικό του ρυθµό µάθησης, έτσι ώστε να µπορεί να σταθεί όσο χρόνο χρειάζεται σε κάποια σηµεία. Μπορεί κανείς δηλαδή να µιλάει για εξατοµικευµένη µάθηση. Η χρήση φυσικών µοντέλων κατά τη διδασκαλία των αρχών του προγραµµατισµού µπορεί να δηµιουργήσει διδακτικά προβλήµατα, τα σηµαντικότερα από τα οποία οφείλονται σε φυσικούς περιορισµούς και τεχνικούς περιορισµούς του υλικού (περιορισµοί που µπορεί να δηµιουργήσει η τριβή στην κίνηση ενός αντικειµένου π.χ. ενός κινητήρα, φόρτωσης του προγράµµατος στον επεξεργαστή κ.ά.), χρονικούς περιορισµούς (χρόνος εκµάθησης του συστήµατος) και περιορισµούς κόστους επένδυσης (µεγάλη οικονοµική επιβάρυνση για την απόκτηση και συντήρηση επικαιροποίηση απαιτούµενου αριθµού συστηµάτων) (Καγκάνη K., αγδιλέλης B., Σατρατζέµη M. & Ευαγγελίδης Γ., 2005). 2.1.3 Τα Lego Mindstorms Τα Lego Mindstorms (http://www.legomindstorms.com) είναι ένα σύνθετο προϊόν που συνδυάζει προγραµµατιζόµενα «τούβλα» µε ηλεκτρικές µηχανές, αισθητήρες, απλά τούβλα, και τεχνικά κοµµάτια όπως εργαλεία, άξονες, ακτίνες, και υδραυλικά µέρη, κατάλληλα για να χτίσει ο χρήστης διάφορα ροµπότ και άλλα αυτοµατοποιηµένα ή διαλογικά συστήµατα. Στο κεντρικό προγραµµατιζόµενο τµήµα του µπορεί να συνδεθεί µια αρκετά µεγάλη ποικιλία από αισθητήρες αφής, ήχου, φωτισµού, χρώµατος, απόστασης, επιτάχυνσης, µαγνητικής πυξίδας καθώς και οι σερβοµηχανισµοί κίνησης µοτέρ. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 25

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Η διασύνδεσή του µε τον υπολογιστή γίνεται µέσω θύρας USB ή µε ασύρµατη επικοινωνία Bluetooth. Το συγκεκριµένο προϊόν συνδυάζει έναν προγραµµατιζόµενο λογικό ελεγκτή µαζί µε ένα σετ από αισθητήρες και µοτέρ κίνησης τα οποία µπορούν πολύ εύκολα να συνδυαστούν και να δηµιουργήσουν ένα λειτουργικό µοντέλο. Το οποιοδήποτε µοντέλο κατασκευαστεί µε χρήση Mindstorms µπορεί και πρέπει να προγραµµατιστεί και να εκτελέσει τις όποιες εντολές του δοθούν. Ο προγραµµατισµός του µπορεί να γίνει µέσω µιας µεγάλης ποικιλίας γλωσσών προγραµµατισµού όπως τις RCX Code και ROBOLAB που απευθύνονται αποκλειστικά στη συγκεκριµένη πλατφόρµα ή σε γλώσσες τρίτων κατασκευαστών όπως οι: C and C++ under BrickOS (formerly LegOS) Java under lejos or TinyVM NQC ("Not Quite C") pbforth (επεκτάσεις της Forth γλώσσας προγραµµατισµού) Visual Basic (µέσω του COM+ interface παρεχόµενο µε το CD) RobotC (επέκταση της γλώσσας C) (Παπαλεωνίδας Α., 2009) Η πρώτη λιανική έκδοση των Lego Mindstorms κυκλοφόρησε το 1998 και πωλήθηκε εµπορικά µε την επωνυµία Robotics Invention System (RIS). Η τρέχουσα έκδοση κυκλοφόρησε το 2006 ως Lego Mindstorms NXT. Η αρχική έκδοση Mindstorms Robotics Invention System περιείχε δύο (2) µηχανές, δύο (2) αισθητήρες αφής, και έναν ελαφρύ αισθητήρα. Η έκδοση NXT έχει τρεις (3) σερβοµηχανές και τέσσερις (4) αισθητήρες για την αφή, το φως, τον ήχο και την απόσταση. Τα Lego Mindstorms µπορούν να χρησιµοποιηθούν για να κατασκευαστεί ένα µοντέλο ενσωµατωµένου συστήµατος µε ηλεκτροµηχανικά µέρη ελεγχόµενα από υπολογιστή. Πολλά είδη πραγµατικών ενσωµατωµένων συστηµάτων, από ελεγκτές ανελκυστήρων έως βιοµηχανικά ροµπότ, µπορούν να διαµορφωθούν χρησιµοποιώντας τα Mindstorms. Εικόνα 1: Το προγραµµατιζόµενο «τούβλο» RCX της 1 ης γενιάς (1998) και το πιο σύγχρονο NXT της 2 ης γενιάς (2006) 26 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ Τα Mindstorms kits πωλούνται επίσης και χρησιµοποιούνται ως εκπαιδευτικά εργαλεία (αρχικά µέσω µιας συνεργασίας µεταξύ της Lego και του MIT Media Laboratory). Η εκπαιδευτική έκδοση των προϊόντων καλείται Lego Mindstorms for Schools, και έρχεται µε το γραφικό λογισµικό προγραµµατισµού ROBOLAB, που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήµιο Tufts χρησιµοποιώντας ως µηχανή το LabVIEW της National Instruments. Το πακέτο εκπαιδευτικής ροµποτικής περιέχει συνολικά 431 δοµικά στοιχεία LEGO και µια πλατφόρµα ανάπτυξης εφαρµογών µε επεξεργαστή 32 bit (ΑRΜ7) η οποία υποστηρίζει: οθόνη LCD, ηχείο 8Ω, Bluetooth, τέσσερις εισόδους και τρεις εξόδους, πλήκτρα ελέγχου και θύρα USB για σύνδεση µε Η/Υ. Πιο συγκεκριµένα το πακέτο εκπαιδευτικής ροµποτικής περιέχει: Τρεις (3) βηµατικούς κινητήρες µε αισθητήρα περιστροφής (ακρίβεια ελέγχου µιας µοίρας) Έναν αισθητήρα υπερήχων (αναγνώριση αντικειµένων, µέτρηση αποστάσεων) Έναν αισθητήρα ήχου (µέτρηση decibel, dba) ύο (2) αισθητήρες αφής (µε τρεις (3) διακοπτικές λειτουργίες λογικής εξόδου 0 ή 1) Έναν αισθητήρα φωτός (διακριτοποίηση της κλίµακας του γκρι σε 1024 τιµές) (http://www.mindstormsnxt.gr/index) Εικόνα 2: Το πλήρες σετ Lego Mindstorms NXT ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 27

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Προσφέρει επίσης ένα απλό γραφικό περιβάλλον προγραµµατισµού, που δίνει τη δυνατότητα δηµιουργίας προγραµµατιζόµενων «συµπεριφορών» για τις µηχανικές κατασκευές. Οι προγραµµατιζόµενες «συµπεριφορές» µεταβιβάζονται από τον Η/Υ στη µηχανική κατασκευή µέσω σύνδεσης USB ή Bluetooth µεταξύ του Η/Υ και του µικροεπεξεργαστή των µηχανικών κατασκευών. Το εκπαιδευτικό λογισµικό LEGO MINDSTORMS Education NXT βασίζεται στη χρήση εικονιδίων και είναι µια εκπαιδευτική έκδοση του επαγγελµατικού λογισµικού LabVIEW της National Instruments, λογισµικό που χρησιµοποιούν παγκοσµίως επιστήµονες και µηχανικοί, προκειµένου να σχεδιάσουν, να ελέγξουν και να δοκιµάσουν προϊόντα και συστήµατα. Το λογισµικό έχει µια διαισθητική διεπαφή σύρε και άφησε (drag and drop) και ένα γραφικό προγραµµατιστικό περιβάλλον, το οποίο καθιστά την εφαρµογή προσιτή για έναν αρχάριο, αλλά και εξίσου δυναµική για έναν εξειδικευµένο χρήστη. Οι παλέτες προγραµµατισµού προσφέρουν όλα τα blocks προγραµµατισµού που απαιτούνται για να δηµιουργηθούν τα προγράµµατα. Κάθε block προγραµµατισµού περιλαµβάνει τις οδηγίες που το NXT µπορεί να ερµηνεύσει. Ένα πρόγραµµα δηµιουργείται µε συνδυασµό διαφορετικών blocks. Τα διαθέσιµα εικονίδια blocks περιλαµβάνουν µεταξύ άλλων block κίνησης (κάνουν τα ροµπότ να κινούνται), block αναµονής (κάνουν το ροµπότ να περιµένει για την ενεργοποίηση των αισθητήρων του ή για τη λήξη ενός οριζόµενου χρονικού διαστήµατος), block επανάληψης (Loop) (το ροµπότ επαναλαµβάνει την ίδια συµπεριφορά όσες φορές ορίσουµε ή µέχρι να ενεργοποιηθεί κάποιος αισθητήρας), block επιλογής (Switch block) (επιτρέπουν στο ροµπότ να παίρνει τις δικές του αποφάσεις). Η πλήρης παλέτα εικονιδίων περιλαµβάνει blocks δράσης που επιτρέπουν τον έλεγχο διάφορων εξωτερικών συσκευών (διαδραστικού κινητήρα, ήχων, λαµπτήρων κ.ά.). Τα blocks ροής επιτρέπουν τη δηµιουργία σύνθετων συµπεριφορών. Περιλαµβάνουν τον έλεγχο για την επανάληψη, την αναµονή και τις συνθήκες µεταβλητών για τη διακοπή συµπεριφοράς ή τον καθορισµό µιας λογικής σειράς σε ένα πρόγραµµα και τη λήψη αποφάσεων για τον προγραµµατισµό αντιδράσεων σε καθορισµένες τιµές των αισθητήρων. Τέλος το πρόγραµµα προσφέρει «Τα δικά µου blocks» (My Blocks) µε τα οποία ο χρήστης µπορεί να αποθηκεύσει ένα δικό του πρόγραµµα ως ένα µοναδικό block, που µπορεί να το ξαναχρησιµοποιήσει σε κάποιο άλλο πρόγραµµα (http://dide.ilei.sch.gr/keplinet/education/robotics.php). 28 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ Εικόνα 3: Το περιβάλλον του λογισµικού ΝΧΤ 2.1.4 Προσπάθειες Χρήσης των Ροµπότ στην Εκπαίδευση Παρακάτω θα παρουσιαστούν οι πρώτες προσπάθειες που έγιναν για την ένταξη των Lego Mindstorms στα εισαγωγικά µαθήµατα του προγραµµατισµού. Επίσης σηµαντικό στοιχείο είναι τα συµπεράσµατα παρατηρήσεις που απορρέουν από κάθε έρευνα για τη διδακτική αξιοποίηση των ροµπότ. 2.1.4.1 Εισαγωγή σε Βασικές Αρχές & οµές Προγραµµατισµού µε τις Ροµποτικές Κατασκευές LEGO Mindstorms Στην εργασία αυτή των Καρατράντου Α., Τάχου Ν. και Αλιµήση., παρουσιάζεται η πιλοτική προσπάθεια αξιοποίησης του εκπαιδευτικού πακέτου ροµποτικών κατασκευών LEGO Mindstorms στην κατανόηση βασικών αρχών, εννοιών και δοµών προγραµµατισµού. Η βασισµένη σε σχέδιο εργασίας (project) εκπαιδευτική δραστηριότητα πραγµατοποιήθηκε σε ένα Τ.Ε.Ε. της Πάτρας µε τη συµµετοχή µαθητών του Ηλεκτρολογικού και του Μηχανολογικού τοµέα, αρχάριων στον προγραµµατισµό, µε αυξηµένες όµως κατασκευαστικές δεξιότητες. Οι µαθητές κλήθηκαν να σχεδιάσουν, να κατασκευάσουν και κυρίως να προγραµµατίσουν µια ροµποτική κατασκευή χρησιµοποιώντας γρανάζια, αισθητήρες και τουβλάκια Lego ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 29

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ σε µια προσπάθεια να διερευνήσουν την επίδραση των τεχνικών χαρακτηριστικών των γραναζιών και των συνδυασµών τους στη µετάδοση της κίνησης. Η παρατήρηση και αξιολόγηση των ενεργειών των µαθητών έδειξαν πως η εργασία αυτή τους βοήθησε να κατανοήσουν και να χρησιµοποιήσουν βασικές αρχές (κύκλος προγράµµατος) και έννοιες του προγραµµατισµού (δοµή ακολουθίας, δοµή ελέγχου, δοµή επανάληψης, παράλληλες διαδικασίες) αλλά και της µηχανικής ενώ ταυτόχρονα συνεργάστηκαν µεταξύ τους ανταλλάσσοντας εµπειρίες και δεξιότητες και δοκιµάζοντας νέους τρόπους µάθησης ενδυναµώνοντας την αυτοπεποίθησή και αυτοεκτίµησή τους. Η εργασία των µαθητών αποτελούνταν από τρεις (3) βασικές εκπαιδευτικές δραστηριότητες: εξοικείωση µε το πακέτο Lego Mindstorms και το ROBOLAB, προγραµµατισµός συσκευής µέτρησης της ταχύτητας περιστροφής ενός ηλεκτροκινητήρα και τέλος αξιοποίηση της συσκευής για την κατανόηση της µετάδοσης της κίνησης µε χρήση γραναζιών. 2.1.4.1.1 Αποτελέσµατα & Συζήτηση Όσον αφορά τα αποτελέσµατα της έρευνας αυτής, παρατηρώντας τη δουλειά των µαθητών διαπιστώθηκε ένα αυξανόµενο ενδιαφέρον και αφοσίωση για το έργο. Όλοι οι µαθητές ήταν αρχάριοι στον προγραµµατισµό και αρχικά αντιµετώπισαν µε δυσπιστία την όλη διαδικασία. Στο τέλος της εργασίας, όλοι τους ήταν σε θέση να χρησιµοποιούν το ROBOLAB για να προγραµµατίσουν τις κατασκευές τους. Ήταν σε θέση να αναλύσουν το πρόβληµα, να σχεδιάσουν τον τρόπο λύσης του και στη συνέχεια να αναπτύξουν το πρόγραµµα για τη διαχείριση της κατασκευής τους προσδίδοντας τις λειτουργίες που εκείνοι επιθυµούσαν. θεωρήθηκε πως ήρθαν σε επαφή και κατανόησαν, έστω και εισαγωγικά, βασικές δοµές προγραµµατισµού και τον τρόπο χρήσης τους. Είχαν την ευκαιρία να εργαστούν σε ένα πλούσιο σε υλικά περιβάλλον που ενεθάρρυνε τον πειραµατισµό και τους έδινε τη δυνατότητα να βλέπουν άµεσα το αποτέλεσµα του προγράµµατός τους, έτσι ώστε να γνωρίσουν τον προγραµµατισµό του υπολογιστή ως µια διαδικασία αλληλεπίδρασης και όχι µαθηµατικών υπολογισµών και συλλογισµών. ουλεύοντας σε κάθε δραστηριότητα οι µαθητές είχαν την ευκαιρία να αποκτήσουν εµπειρία και να επωφεληθούν τελικά από τα λάθη τους. Η µεταξύ τους συνεργασία ανέπτυξε το αίσθηµα της συλλογικής σκέψης και το πνεύµα οµαδικότητας. Ταυτόχρονα απέκτησαν καλύτερη άποψη για τις µαθησιακές τους δυνατότητες και η εµπιστοσύνη στον εαυτό τους µεγάλωσε. Η πιλοτική αυτή εφαρµογή παρέχει θετικές ενδείξεις ότι ο προγραµµατισµός µπορεί να ενταχθεί αποδοτικά σε µια διαδικασία δηµιουργίας ροµποτικών κατασκευών, κατά την οποία οι προγραµµατιστικές τεχνικές «αποκτούν νόηµα» για τους µαθητές χάρη στην άµεση και παρατηρήσιµη σύνδεση του αλγόριθµου τους µε τη συµπεριφορά της κατασκευής τους. Έδειξε επίσης πως οι ροµποτικές κατασκευές LEGO Mindstorms, µε την προϋπόθεση της κατάλληλης παιδαγωγικής πλαισίωσης, µπορούν να συµβάλλουν ουσιαστικά στη διδασκαλία της Πληροφορικής και του προγραµµατισµού ( Καρατράντου Α., Τάχος Ν. & Αλιµήσης., 2005). 30 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 2.1.4.2 Μια Μελέτη Περίπτωσης της ιδασκαλίας του Προγραµµατισµού στη ευτεροβάθµια Εκπαίδευση µε τα LEGO Mindstorms Στο πλαίσιο της εργασίας αυτής, των Καγκάνη Κ., αγδιλέλη Β., Σατρατζέµη Μ. και Ευαγγελίδη Γ., προτείνεται µια µέθοδος διδασκαλίας του προγραµµατισµού που στηρίζεται στην καθοδήγηση των ροµπότ Lego Mindstorms, από προγράµµατα που συντάσσονται µε τη βοήθεια του γραφικού προγραµµατιστικού περιβάλλοντος Robolab. Παρουσιάζεται επίσης η εφαρµογή της πρότασης αυτής στη ευτεροβάθµια εκπαίδευση και εξετάζεται ο βαθµός στον οποίο συµβάλλει η νέα αυτή προσέγγιση στην εξάλειψη των αδυναµιών και των προβληµάτων της παραδοσιακής µεθόδου εισαγωγής στον προγραµµατισµό. Μελετώντας τις εφαρµογές των LEGO Mindstorms στην εκπαίδευση, επιχειρήθηκε να σχεδιαστεί µια ολοκληρωµένη σειρά µαθηµάτων για τη διδασκαλία του εισαγωγικού µαθήµατος στον προγραµµατισµό της Γ Τάξης Γυµνασίου ή της Α Τάξης Ενιαίου Λυκείου µε χρήση των LEGO Mindstorms. Για κάθε µάθηµα παρέχεται το παρακάτω διδακτικό υλικό: Σχέδιο Μαθήµατος Παρουσίαση του Μαθήµατος µε τη βοήθεια διαφανειών Φύλλο Ελέγχου Φύλλο Εργασιών 2.1.4.2.1 Εφαρµογή Σειράς Μαθηµάτων Ευρήµατα Η σειρά µαθηµάτων εφαρµόστηκε κατά το σχολικό έτος 2003 2004 σε δύο τµήµατα των 14 ατόµων στην Α Λυκείου. Στο πλαίσιο της εφαρµογής των µαθηµάτων η προσοχή επικεντρώθηκε στην εκµάθηση των αρχών του προγραµµατισµού και όχι στην ανάπτυξη κατασκευαστικών ικανοτήτων. Οι απαντήσεις που συµπλήρωσαν οι µαθητές στα Φύλλα ελέγχου και τα Φύλλα Εργασίας οδήγησαν στα παρακάτω συµπεράσµατα: Οι µαθητές δεν αντιλαµβάνονται επακριβώς τις διασυνδέσεις των υποσυστηµάτων του ροµποτικού µηχανισµού και τον τρόπο µε τον οποίο κυκλοφορεί η πληροφορία. Οι µαθητές συχνά δυσκολεύονταν να αποµνηµονεύσουν την ακριβή λειτουργία που συµβόλιζε κάθε εικονίδιο, γεγονός που ίσως να αποτελεί ένδειξη του σχετικά µεγάλου πλήθους εικονιδίων στο Robolab και της σχετικής πολυπλοκότητας που παρουσιάζουν. Αν και οι µαθητές αναγνώριζαν τη λειτουργία ορισµένων εικονιδίων σε έτοιµα προγράµµατα, δυσκολεύονταν να τα χρησιµοποιήσουν όταν κατασκεύαζαν τα δικά τους προγράµµατα για να επιλύσουν κάποιο πρόβληµα. Παρά το γεγονός ότι οι µαθητές δυσκολεύονταν να αποµνηµονεύσουν τις εντολές, η γλώσσα που χρησιµοποιήθηκε για να προγραµµατιστεί το ροµπότ τελικά αποδείχτηκε πολύ κατανοητή. Μάλιστα οι απαντήσεις που δόθηκαν στο τρίτο µάθηµα δείχνουν µε σαφή τρόπο ότι οι µαθητές είχαν κατανοήσει µερικές βασικές λειτουργίες των επαναληπτικών δοµών. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 31

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Παρατηρήθηκε ότι οι µαθητές αποδίδουν στις εντολές ευρύτερη σηµασία από την πραγµατική: για παράδειγµα οι µαθητές θεωρούν ότι η παρουσία ενός χρονοµέτρου σηµαίνει ότι το σύστηµα επανέρχεται στην πρότερη κατάστασή του µετά το πέρας του αναγραφόµενου χρόνου και πολλές φορές την παραλείπουν. Αξίζει βέβαια να σηµειωθεί ότι αρκετά συµπεράσµατα προέκυψαν από δεδοµένα που συγκεντρώθηκαν µε άµεσο τρόπο από την εµπειρία µέσα στην τάξη. Πιο συγκεκριµένα µπορούµε να αναφέρουµε τα εξής: Ενθάρρυνση, παροχή κινήτρων για µάθηση και συµµετοχή όλων στις δραστηριότητες του µαθήµατος. Το Robolab είναι ένα περιβάλλον προγραµµατισµού που έχει σχεδιαστεί για εκπαιδευτικούς σκοπούς και απευθύνεται σε παιδιά, λαµβάνοντας υπόψη τις διδακτικές τους ανάγκες. Η διαδικασία σύνταξης ενός προγράµµατος είναι αρκετά απλή και βασίζεται στη σωστή σύνδεση των κατάλληλων εικονιδίων. Κατά τη διάρκεια λοιπόν των µαθηµάτων δεν χρειάστηκε οι µαθητές να εξοικειωθούν µε κάποιο δύσκολο περιβάλλον, να ζητήσουν την ερµηνεία αγγλικών λέξεων και γενικά να ασχοληθούν µε την αποµνηµόνευση συντακτικών κανόνων. Από τα πρώτα κιόλας µαθήµατα και µε τη χρήση περιορισµένου αριθµού εντολών, οι µαθητές είχαν την ευκαιρία να αναπτύξουν προγράµµατα που έλεγχαν τη συµπεριφορά του αυτοκινήτου και να δουν τα αποτελέσµατα των προσπαθειών τους. Αυτό είναι ιδιαίτερα σηµαντικό αν σκεφτεί κανείς ότι δεν είναι λίγοι οι µαθητές που απογοητεύονται από τις δυσκολίες που συναντούν στην αρχή και εγκαταλείπουν την προσπάθεια εκµάθησης του προγραµµατισµού. Η σχέση που υπάρχει ανάµεσα στη δηµιουργία του προγράµµατος και τον «χώρο» ή το µηχανισµό εκτέλεσής του γίνεται πιο ευδιάκριτη. Όταν οι µαθητές µαθαίνουν να προγραµµατίζουν µε τις γλώσσες γενικού σκοπού χρησιµοποιούν τον Η/Υ (µηχανή) για να αναπτύξουν το πρόγραµµά τους και ταυτόχρονα χρησιµοποιούν την ίδια µηχανή τον Η/Υ για να εκτελέσει το πρόγραµµα ώστε να ελέγξει τη συµπεριφορά του «εαυτού» του. Το πρόβληµα γίνεται εµφανές ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα όπως τα παλαιότερα Basic, Pascal, LogoWriter κ.ά. (αλλά και σε µερικά σύγχρονα). Προγραµµατίζοντας όµως τα Lego Mindstorms, χρησιµοποιείται ο Η/Υ για την ανάπτυξη του προγράµµατος, αλλά η εκτέλεσή του πραγµατοποιείται από µια άλλη µηχανή τον RCΧ που ελέγχει µε τη σειρά του τη συµπεριφορά του ροµπότ. Περιορισµός του χρόνου θεωρητικής παρουσίασης. Τα εικονίδια που χρησιµοποιούνται, αναπαριστούν τις εντολές αρκετά επιτυχηµένα. Η παραστατικότητα των εικονιδίων επέτρεψε να αφιερωθεί λιγότερος χρόνος στην παρουσίαση της θεωρίας, αφήνοντας περισσότερο χρόνο για πρακτική εφαρµογή από την πλευρά των µαθητών και για συστηµατική παρακολούθηση, εντοπισµό των αδυναµιών, παρανοήσεων, δυσκολιών από την πλευρά του εκπαιδευτικού. Αναγκαιότητα συµµετοχής των µαθητών στην κατασκευή του φυσικού µοντέλου. Από τις απαντήσεις των µαθητών σε ασκήσεις που απαιτούσαν τη χρήση κάποιου modifier για δήλωση της θύρας εισόδου ή εξόδου, και τους διαλόγους τους στην τάξη διαπιστώθηκε σύγχυση σχετικά µε τις θύρες και γενικά τα υποσυστήµατα του ροµπότ. Κρίνεται λοιπόν σκόπιµο να συµµετέχουν οι µαθητές στην κατασκευή του φυσικού µοντέλου, ώστε να αναγνωρίζουν τον τρόπο σύνδεσης των συσκευών εισόδου και εξόδου του µοντέλου και εποµένως να είναι σε θέση να ορίσουν µε ακρίβεια, ορθότητα, πληρότητα τις εντολές που ελέγχουν τη λειτουργία των συσκευών αυτών. 32 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ Αναγκαιότητα παροχής φυσικού µοντέλου για κάθε οµάδα εργασίας. Κατά την εφαρµογή της σειράς µαθηµάτων που προτείνεται χρησιµοποιήθηκε µόνο ένα ροµπότ, το οποίο ήταν διαθέσιµο για όλες τις οµάδες. Το γεγονός αυτό καθυστερούσε την εκπαιδευτική διαδικασία, δηµιουργούσε αναστάτωση στην τάξη, αλλά κυρίως δεν επέτρεπε στους µαθητές να πραγµατοποιήσουν όσες δοκιµές ήταν απαραίτητες για να ολοκληρώσουν τα προγράµµατά τους. Είναι λοιπόν σηµαντικό, κάθε οµάδα να διαθέτει το δικό της ροµπότ, ώστε να µπορεί να παρακολουθεί καλύτερα τα αποτελέσµατα των ενεργειών της και να προχωρά µε το δικό της ρυθµό. ιαθεµατικότητα στη διδασκαλία. Πολλά από τα ερωτήµατα που διατυπώθηκαν από τους µαθητές κατά τη διάρκεια των µαθηµάτων σχετίζονταν και µε άλλα επιστηµονικά πεδία, όπως Φυσική, Ροµποτική κ.ά.. 2.1.4.2.2 Συµπεράσµατα Τα συµπεράσµατα της παραπάνω έρευνας είναι: Η προσέγγιση της διδασκαλίας του προγραµµατισµού µε τα LEGO Mindstorms, πιστεύεται ότι µπορεί να συµβάλλει στην εξάλειψη των αδυναµιών που συνεπάγεται η παραδοσιακή µέθοδος και να δηµιουργήσει τις κατάλληλες συνθήκες µάθησης, ώστε να γίνει αποτελεσµατικότερη η διδασκαλία. Ωστόσο αυτή η βελτίωση της διδασκαλίας συνοδεύεται ταυτόχρονα από µια σειρά δυσκολιών που οφείλονται στην ύπαρξη φυσικών στοιχείων (µηχανισµών), τα οποία πρέπει να συνθέσει και να διαχειριστεί ο µαθητής. Η διδασκαλία έδειξε ότι η χρήση των φυσικών µοντέλων που απαιτεί χειρισµό από τους ίδιους τους µαθητές δίνει περισσότερα κίνητρα και προκαλεί το ενδιαφέρον για µάθηση. Η άµεση εµπειρία, ο πειραµατισµός και η ενεργός συµµετοχή ευνοούν την ανάπτυξη προβληµατισµού και την καλλιέργεια χαρακτηριστικών όπως κριτική συµπεριφορά, διορατικότητα, πρωτοτυπία, δηµιουργική σκέψη και επιµονή. Πάντως, όπως φαίνεται να προκύπτει και από τα διεθνή ερευνητικά ευρήµατα, τα θετικά στοιχεία από τη χρήση των Lego Mindstorms καθίστανται φανερά κυρίως σε διδασκαλίες (µε µορφή projects) που έχουν σχετικά µεγάλη διάρκεια. Η ανάπτυξη προγραµµάτων µε την χρήση εικονο εντολών απαλλάσσει τους µαθητές από την εκµάθηση µιας γλώσσας προγραµµατισµού και την αποµνηµόνευση των συντακτικών της κανόνων. Όσον αφορά την αποτελεσµατικότητα της µεθόδου οι µαθητές φαίνεται να αποκτούν σχετικά γρήγορα τις επιθυµητές γνώσεις και να µπορούν να διαχειριστούν τα ροµπότ µε σχετική ευκολία. Πιο συγκεκριµένα, η εκµάθηση των σχετικών εντολών απαίτησε πολύ λιγότερο χρόνο από την εκµάθηση αντίστοιχων γραπτών εντολών και οι µαθητές έλεγχαν ταχύτερα το διάγραµµα των προγραµµάτων τους. Ωστόσο, σε πολλές περιπτώσεις, οι γνώσεις τους αυτές είναι αποσπασµατικές και ανακριβείς, δηλαδή οι µαθητές δεν είχαν µια επαρκή κατανόηση της σηµασίας των εντολών. Τέλος, η οπτικοποίηση της εκτέλεσης του προγράµµατος παίζει σηµαντικό ρόλο στην κατανόηση της λειτουργίας βασικών εντολών, αλλά µπορεί να αποτελέσει και πηγή δυσκολιών, γιατί ο έλεγχος των φυσικών αντικειµένων και των ενεργειών τους δεν είναι απόλυτος. Οι κινήσεις ενός φυσικού µοντέλου δεν είναι πάντα ακριβείς, αλλά ούτε και απολύτως προβλέψιµες (Καγκάνη K., αγδιλέλης B., Σατρατζέµη M. & Ευαγγελίδης Γ., 2005). ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 33

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2.1.4.3 Χρήση των LEGO Mindstorms στο ηµοτικό & Λύκειο: Το παιχνίδι ως έναυσµα µάθησης Στο άρθρο αυτό των Ατµατζίδου Σ., Μαρκέλη Η. και ηµητριάδη Σ., παρουσιάζεται µια διδακτική προσέγγιση η οποία συνδυάζει τη µάθηση µε το παιχνίδι (edutainment) για την υποστήριξη µαθητών πρωτοβάθµιας και δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης στην εκµάθηση βασικών εννοιών προγραµµατισµού. Ο αρχικός σκοπός είναι η διερεύνηση της αποτελεσµατικότητας της χρήσης των Lego Mindstorms ροµπότ ως εργαλείων εκµάθησης επίλυσης προβληµάτων. ευτερεύων στόχος είναι η δηµιουργία ολοκληρωµένου εκπαιδευτικού υλικού, το οποίο θα είναι διαθέσιµο προς χρήση για τη διδασκαλία του προγραµµατισµού µε την χρήση των ροµπότ. Σχετικές έρευνες δεν δίνουν µια σαφή εικόνα σε ό, τι αφορά τα οφέλη αυτής της εναλλακτικής µεθόδου διδασκαλίας του προγραµµατισµού. Παρόλα αυτά, αρκετές αναφέρουν ότι τα ροµπότ βοήθησαν σηµαντικά. Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται µια προσπάθεια να χρησιµοποιηθούν τα ροµπότ για την εισαγωγή των µαθητών σε θέµατα προγραµµατισµού, µέσα από µια διδακτική προσέγγιση µε συνεργατικό και παιγνιώδη χαρακτήρα, που τονίζει το στοιχείο του ανταγωνισµού των οµάδων. Η «τάξη» αποτελούνταν από δύο (2) οµάδες των τριών (3) µαθητών η κάθε µία. Κατά τη διάρκεια των προπονήσεων οι µαθητές υποστηρίχθηκαν για τη σταδιακή κατανόηση των τεχνικών προγραµµατισµού του ροµπότ. Παράλληλα, παροτρύνονταν να πειραµατιστούν, να παρατηρήσουν και να καταγράψουν την επίδραση που έχουν οι αλλαγές των τιµών των διαφόρων παραµέτρων του προγράµµατος, στη λειτουργία των ροµπότ. Κύριος στόχος ήταν οι µαθητές να εξοικειωθούν µε τον προγραµµατισµό του ροµπότ έτσι ώστε να προετοιµαστούν κατάλληλα για να υλοποίηση του προγράµµατος της πρόκλησης. Επιπλέον, τόσο κατά τη διάρκεια των προπονήσεων όσο και κατά τη διάρκεια πιθανών διαλειµµάτων, οι συµµετέχοντες συζητούσαν, ανταλλάσσοντας µεταξύ τους απόψεις για πιθανά σενάρια που θα µπορούσαν να υλοποιήσουν οι οµάδες από µόνες τους Το περιβάλλον µάθησης είχε ως βασικό χαρακτηριστικό του ένα µοντέλο επικοινωνίας που επέτρεπε στους συµµετέχοντες να αλληλεπιδράσουν µέσα σε ελεγχόµενες συνθήκες ανταγωνισµού. Οι εκπαιδευτικοί καθ' όλη τη διάρκεια των µαθηµάτων προσπάθησαν να περάσουν το µήνυµα στα παιδιά πως: α) η ισόποση καταµέριση των εργασιών σε όλα τα µέλη της οµάδας, β) η ταυτόχρονη εργασία για την επίτευξη του στόχου, γ) η καλή επικοινωνία µεταξύ των µελών των οµάδων, δ) η σωστή συµπεριφορά και ε) η τήρηση των κανόνων της ευγενούς άµιλλας είναι στοιχεία που βοηθούν τις οµάδες να επιτύχουν γρηγορότερα και καλύτερα τον στόχο τους (Marlow, 2001). Επιπλέον φρόντισαν να είναι σαφείς οι στόχοι που θα πρέπει να επιτευχθούν µέσα από την τελική ανταγωνιστική δραστηριότητα και να κατανοήσουν οι δύο (2) οµάδες ότι τελικά όλοι θα είναι νικητές, συµµετέχοντας ενεργά στην παραπάνω εκπαιδευτική διαδικασία (Marlow, 2001). 2.1.4.3.1 Εφαρµογή & Αποτελέσµατα Τα ροµπότ Lego Mindstorms χρησιµοποιήθηκαν στα πλαίσια της διδακτικής προσέγγισης που περιγράφεται στα προηγούµενα, µε στόχο την εκµάθηση των βασικών εννοιών του προγραµµατισµού σε µαθητές Ε και ΣΤ τάξης ηµοτικού (ηλικίας 11 12 χρονών) και Γ τάξης Επαγγελµατικού Λυκείου (ηλικίας 17 18 χρονών). Τα ερευνητικά δεδοµένα αφού συγκεντρώθηκαν και οµαδοποιήθηκαν, εξήχθησαν τα εξής συµπεράσµατα: 34 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ Η ενασχόληση των µαθητών µε το ροµπότ Lego Mindstorms, µέσα από τη σειρά των µαθηµάτων που συµµετείχαν, συνετέλεσε στην εξοικείωση των µαθητών µε τις αρχές του δοµηµένου προγραµµατισµού, γεγονός που είχε σηµαντικά θετική επίδραση στην ανάπτυξη των δεξιοτήτων τους για την επίλυση προβληµάτων. Παρατηρήθηκε ότι κατανόησαν πιο εύκολα προγραµµατιστικές έννοιες (π.χ. όπως αυτή του µετρητή, της σηµαίας, της επανάληψης κ.α.) τις οποίες κατά την διδασκαλία του µαθήµατος του προγραµµατισµού (Pascal, Visual Basic) είχαν πρόβληµα να τις αντιληφθούν και τις εφαρµόσουν. Χαρακτηριστική δήλωση µαθητή: «καταλαβαίνω καλύτερα µια δοµή επανάληψης, όταν είναι να κάνω το ροµπότ να κτυπήσει σε ένα εµπόδιο 3 φορές και να σταµατήσει. Έτσι έχει ενδιαφέρον..» Χρησιµοποιώντας τα ροµπότ οι προγραµµατιστικές έννοιες αποκτούν νόηµα για τους µαθητές χάρη στην άµεση ανάδραση που υπάρχει ανάµεσα στο αλγόριθµο και την υλοποίησή του. Οι µαθητές έδειξαν τη διάθεση να «µειώσουν» τον αντίπαλο, συγκεκριµένα σκέφτηκαν µε ποιον τρόπο θα µπορούσαν να επηρεάσουν αρνητικά τη λειτουργία του ροµπότ της άλλης οµάδας. Χαρακτηριστική ερώτηση µαθητή: «θα µπορούσαµε να στείλουµε λανθασµένη εντολή στο ροµπότ της άλλης οµάδας»; Στη περίπτωση αυτή, σηµαντικός ήταν ο ρόλος του εκπαιδευτή, ο οποίος έπρεπε αρχικά να δώσει τη γνώση του στους µαθητές για το πώς µπορούν να επέµβουν στη λειτουργία του άλλου ροµπότ και παράλληλα, να τονίσει τη σηµαντικότητα της ευγενούς άµιλλας, καλλιεργώντας ανάµεσά τους συνεργατική συνείδηση. Σηµαντικές ήταν οι παρατηρήσεις και οι αναφορές των µαθητών κατά την διάρκεια των µαθηµάτων προγραµµατισµού, που πραγµατοποιήθηκαν στα πλαίσια του προγράµµατος σπουδών τους (εκµάθηση της γλώσσας προγραµµατισµού Visual Basic). Οι µαθητές κατά τη διδασκαλία νέων εντολών παρατηρήθηκε ότι τις συνέδεαν µε αντίστοιχες δραστηριότητες τους στα ροµπότ και αυτό τους βοηθούσε να τις κατανοήσουν καλύτερα και ευκολότερα. Από συζητήσεις, συνεντεύξεις και σχόλια των µαθητών διαφαίνεται ότι το κίνητρο του ανταγωνισµού ανάµεσα στις δύο (2) οµάδες κατά την τελική πρόκληση ήταν αυτό που κράτησε αµείωτο το ενδιαφέρον των µαθητών και βοήθησε να ξεπεραστούν οι όποιες δυσκολίες. Επιπλέον, ενίσχυσε σηµαντικά την διάθεση των µαθητών για ενασχόληση µε το προγραµµατισµό. Η πτυχή του παιχνιδιού που εµπεριέχουν τα προγραµµατιζόµενα ροµπότ προέτρεπε οι µαθητές να είναι περισσότερο δηµιουργικοί αντιµετωπίζοντας τον προγραµµατισµό του ροµπότ ως µια ψυχαγωγική και ευχάριστη ενασχόληση. Ο ενθουσιασµός τους είναι εµφανής στα σχόλια τους: «Γιατί δεν τα χρησιµοποιούµε στο µάθηµα;» «Θα ήθελα πολύ να έχω ένα στο σπίτι. Πως µπορώ να το αγοράσω;» «Θα µπορούµε να παίζουµε µε τα ροµπότ και µετά;» (Ατµατζίδου Σ., Μαρκέλης Η. & ηµητριάδης Σ., 2008). ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 35

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2.1.4.4 Υποστήριξη ιδασκαλίας Μαθηµάτων Πληροφορικής υποβοηθούµενη από την πλατφόρµα LEGO Mindstorms Η εργασία του Παπαλεωνίδα Α. στηρίζεται στο αποτέλεσµα προγράµµατος Comenius που υλοποιήθηκε κατά τα σχολικά έτη 2007 2008 και 2008 2009 από τρία (3) σχολεία τριών (3) χωρών. Οι έτεροι του προγράµµατος ήταν τα VTI Veurne (Βέλγιο), Portalens Gymnasium Uddevalla (Σουηδία) και Επαγγελµατικό Λύκειο Ορεστιάδας (Ελλάδα). Επιπλέον βοήθεια υπήρχε και από τα Budai Középiskola (Ουγγαρία) και ISS Deambrosis Natta (Ιταλία), σχολεία τα οποία δεν χρηµατοδοτήθηκαν από τους εθνικούς τους φορείς αλλά παρόλα αυτά συµµετείχαν στο πρόγραµµα. Το 2007 τα παραπάνω σχολεία µετά από συνεννόηση και από µια προπαρασκευαστική επίσκεψη αποφάσισαν να ξεκινήσουν ένα πρόγραµµα Comenius µε θέµα την υιοθέτηση των LEGO MINDSTORMS σαν υποστηρικτικό υλικό µαθήµατος. Ο σκοπός του προγράµµατος ήταν να κάνει τους µαθητές αυτών των σχολείων να επικοινωνούν, να διεξάγουν πειράµατα µε το LEGO NXT και εν τέλει να αναπτυχθεί ένα ελκυστικό υλικό µαθηµάτων που θα απευθύνεται και σε µαθητές και σε εκπαιδευτικούς. Πολύ σύντοµα κάποιοι εκπαιδευτικοί έδειξαν ενδιαφέρον για το LEGO NXT και προσπάθησαν να το εισάγουν στα µαθήµατά τους. Έτσι λοιπόν δηµιουργήθηκαν κάποια βασικά µαθήµατα το οποία έχουν σκοπό να βοηθήσουν όσους ξεκινάνε τώρα µε το NXT. Οι σχολικές οµαδικές ασκήσεις που εισάγουν τα LEGO NXT στα µαθήµατα του τοµέα πληροφορικής αλλά και σε µαθήµατα γενικής παιδείας σχεδιάστηκαν για να επιδείξουν και να βοηθήσουν τη διδασκαλία µαθηµάτων φυσικής, µηχανικής, χηµείας κ.ά.. Ιδιαίτερα σηµαντικό στοιχείο των µαθηµάτων αυτών είναι η ιδέα της διαθεµατικότητας που προβάλουν µιας και κατά την υλοποίηση και ολοκλήρωση ενός µαθήµατος οι µαθητές ασχολούνται παράλληλα µε περισσότερα του ενός γνωστικά αντικείµενα. Ακόµα και στο εισαγωγικό, πρώτο µάθηµα, συνδυάζονται βασικές αρχές προγραµµατισµού, µε ξένη γλώσσα (αγγλικά), φυσική και γεωµετρία. Τα µαθήµατα είναι κλιµακούµενης δυσκολίας και απευθύνονται αρχικά σε µαθητές Γυµνασίου µε τα πιο «δύσκολα» να αποτελούν πρόκληση για µαθητές µεγαλύτερων βαθµίδων. Στο υλικό µαθήµατος που κατασκευάσθηκε στα πλαίσια του προγράµµατος, η πληροφορική δεν χρησιµοποιήθηκε ως βοηθητικό εργαλείο για την διδασκαλία άλλων γνωστικών αντικειµένων. Σκοπός ήταν η διδασκαλία της πληροφορικής ταυτόχρονα µε οποιοδήποτε άλλο γνωστικό αντικείµενο. Ή, όπως θα µπορούσε να πει και ένας καθηγητής φυσικής, η διδασκαλία µιας ενότητας της φυσικής ταυτόχρονα µε µια ενότητα της πληροφορικής. Το πρόβληµα και η πρόκληση που δόθηκε στους µαθητές ήταν η υλοποίηση µέσω της πλατφόρµας Mindstorms µιας κατασκευής η οποία θα αφορά και θα επιλύει ένα πρόβληµα από κάποιο µάθηµα εκτός της πληροφορικής. Η εφαρµογή της µεθόδου διδασκαλίας σε πραγµατικές συνθήκες τάξης βρήκε θετική ανταπόκριση από µαθητές διαφορετικών τάξεων και κατευθύνσεων. Ήταν το ίδιο προκλητική και ενδιαφέρουσα για τον µαθητή της Α Γυµνασίου µε αυτόν της Β Λυκείου. Ο κάθε µαθητής υλοποιούσε προκλήσεις ανάλογες µε το επίπεδο και την τάξη του, η ανταπόκριση όµως ήταν σε όλες τις περιπτώσεις πολύ µεγάλη. 36 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ Οι µαθητές υλοποιώντας διαφορετικές κατασκευές κάθε φορά, κλήθηκαν να υλοποιήσουν διαφορετικούς αλγορίθµους, πολύ απλούς σε απλά προβλήµατα και πολύ σύνθετους σε σύνθετα προβλήµατα, µε τον εκπαιδευτικό σε ρόλο συνεργάτη και σύµβουλο του µαθητή για την ανακάλυψη της γνώσης. Τα κύρια πλεονεκτήµατα της χρήσης µιας πλατφόρµας όπως τα Lego Mindstorms, όπως τα ανέφεραν οι ίδιοι οι µαθητές που εργάσθηκαν και δούλεψαν µ αυτή είναι ότι: 1. Οι µαθητές ασχολούνται µε κάτι το οποίο το κατασκευάζουν οι ίδιοι και τους θυµίζει περισσότερο παιχνίδι. 2. Οδηγούνται από µόνοι τους σε µια συνεργατική διαδικασία µάθησης δηµιουργώντας οµάδες εργασίας. 3. Παράγουν αποτελέσµατα, ορατά, χειροπιαστά και µετρήσιµα τα οποία αν δεν τους ικανοποιούν τα βελτιώνουν µέχρι το επιθυµητό αποτέλεσµα. 4. Συνδυάζουν και αναπαράγουν γνώση από πολλές θεµατικές ενότητες. Παρότι ο σκοπός της διδασκαλίας της πληροφορικής στην δευτεροβάθµια εκπαίδευση δεν είναι να ακολουθεί την εξέλιξη της τεχνολογίας, ωστόσο πρέπει όµως να διασφαλίζεται ότι οι δραστηριότητες που ενσωµατώνονται στην εκπαιδευτική διαδικασία, ενεργοποιούν τη φαντασία των µαθητών και δεν έχουν ήδη ξεπεραστεί από την συχνή επαφή των µαθητών µε προϊόντα πληροφορικής στην καθηµερινή τους ζωή. Η πλατφόρµα Lego Mindstorms που παρουσιάστηκε αποτελεί από τη φύση της ένα «ιδεατό» - «εικονικό» περιβάλλον προγραµµατισµού και εφαρµογής της επιστήµης της πληροφορικής το οποίο προωθεί, ενισχύει και ενθαρρύνει όλα τα παραπάνω. Προκαλεί την ενεργοποίηση και τη δηµιουργική δράση του µαθητή µιας και απαιτεί την δηµιουργία από τον µαθητή της κατασκευής που θα επιλύσει το πρόβληµα. Είναι ταυτόσηµη µε την ανακαλυπτική µάθηση, τον πειραµατισµό, τη συνεργατική µάθηση, την ανάπτυξη ικανοτήτων και δεξιοτήτων, τη συζήτηση και τον προβληµατισµό, από την στιγµή που έχει σαν σκοπό την παραγωγή λειτουργικού αποτελέσµατος από µια οµάδα µαθητών (Παπαλεωνίδας Α., 2009). 2.1.4.5 Χρήση τεχνολογιών ροµποτικής ως εκπαιδευτικών εργαλείων στην πρωτοβάθµια & δευτεροβάθµια εκπαίδευση, η περίπτωση των Οµίλων Στην εργασία αυτή των ηµητρίου Κ. και Κοντογεώργου Ν., παρουσιάζονται δυο (2) εφαρµογές της ροµποτικής τεχνολογίας. Οι εφαρµογές εµφανίζουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά και για αυτό συγκεντρώνονται σε µια εργασία η οποία επιχειρεί να διερευνήσει την χρήση ροµπότ στο πλαίσιο λειτουργίας των µαθητικών Οµίλων. Η πρώτη εφαρµογή αναπτύσσεται στο ηµοτικό ενώ η δεύτερη στο Λύκειο και πιο συγκεκριµένα στο ιεθνές Απολυτήριο (International Baccalaureate). Και οι δύο (2) εφαρµογές αφορούν Οµίλους µαθητών του Κολλεγίου Ψυχικού. Οι ηλικίες στις οποίες απευθύνονται οι δραστηριότητες είναι 9 12 ετών και 15 17 ετών αντίστοιχα. Ο αριθµός των µαθητών που έλαβαν µέρος στις δραστηριότητες ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 37

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ κυµαινόταν από 7 έως 12 µαθητές. Σηµειώνεται ότι οι µαθητές έχουν επιλέξει τους συγκεκριµένους Οµίλους και έχουν αυξηµένο ενδιαφέρον για την Ροµποτική. Η εφαρµογή που λαµβάνει χώρα στο ηµοτικό έχει ως στόχο την χρήση της Ροµποτικής Τεχνολογίας για την κατανόηση του φαινοµένου της Τριβής. Η εφαρµογή που λαµβάνει χώρα στο ιεθνές Απολυτήριο έχει ως στόχο την χρήση της Ροµποτικής Τεχνολογίας για την κατανόηση αρχών της Επιστήµης της Πληροφορικής και πιο συγκεκριµένα της ενότητας των συσκευών εισόδου εξόδου. Οι µαθητές που ασχολήθηκαν στους Οµίλους δεν είχαν κάποιες προαπαιτούµενες γνώσεις ροµποτικής. Σηµειώνεται ότι οι µαθητές του ιεθνούς Απολυτηρίου έχουν αυξηµένες γνώσεις στο αντικείµενο της Πληροφορικής ενώ οι µαθητές του ηµοτικού έχουν παρακολουθήσει εβδοµαδιαίο µάθηµα υπολογιστών από την Τρίτη ηµοτικού. Στην εργασία αυτή έχουν χρησιµοποιηθεί το ροµπότ Mindstorms NXT ( ηµοτικό και ιεθνές απολυτήριο) της LEGO και το ροµπότ HexCrawler της PARALLAΧ ( ιεθνές Απολυτήριο). Το HexCrawler Robot Kit είναι εφοδιασµένο µε προγραµµατιζόµενη κάρτα κατάλληλη για έρευνα και εκπαίδευση (Board of Education programming board). 2.1.4.5.1 Σχολιασµός Οι µαθητές όλων των βαθµίδων, εξοικειωµένοι σε σηµαντικό βαθµό µε τις νέες τεχνολογίες, έδειξαν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την ροµποτική και δήλωσαν ενθουσιασµένοι όταν ήρθαν σε επαφή µε εφαρµογές ροµποτικής. Η αντίδραση των µαθητών υπήρξε ιδιαίτερα ενθαρρυντική. Και στις δύο (2) περιπτώσεις η δραστηριότητα είχε τα επιθυµητά αποτελέσµατα καθώς επιτεύχθηκε ο στόχος που είχε τεθεί στην αρχή. Οι µαθητές ζήτησαν να καθιερωθούν ανάλογες προσεγγίσεις σε όλες τις ενότητες. Η αξιολόγηση των δραστηριοτήτων έγινε από τους µαθητές και τους εκπαιδευτικούς µε τα εξής κριτήρια: κατανόηση αποδοτικότητα διδασκαλίας συµµετοχή ενθουσιασµός συνεργασία κίνητρο για βελτίωση Τα αποτελέσµατα της συνολικής αξιολόγησης ήταν ιδιαίτερα θετικά ( ηµητρίου Κ. & Κοντογεώργου Ν., 2009). 38 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 2.1.5 ιαγωνισµοί µε Lego Mindstorms O W.R.O. (World Robot Olympiad) είναι ένας παγκόσµιος διαγωνισµός ροµποτικής που δίνει τη δυνατότητα σε µαθητές από 8 17 ετών να εµπλακούν σε µια διαδικασία επίλυσης ενός προβλήµατος χρησιµοποιώντας όλες τις σύγχρονες τεχνολογίες που είναι διαθέσιµες στη σηµερινή εποχή. Μέσα από την διαδικασία του διαγωνισµού οι µαθητές που συµµετέχουν µαθαίνουν να σκέφτονται δηµιουργικά, δουλεύουν σε οµάδες, να συνεργάζονται, να χρησιµοποιούν εργαλεία και να χρησιµοποιούν γνώσεις που µαθαίνουν στο σχολείο προκειµένου να λύσουν τα προβλήµατα που τίθενται από την επιτροπή του διαγωνισµού. Ο W.R.O. είναι η τελική φάση ενός διαγωνισµού ροµποτικής που διοργανώνεται από κάθε χώρα µέλος του W.R.O.. Όσες οµάδες προκριθούν στους αντίστοιχους εθνικούς διαγωνισµούς θα έχουν το δικαίωµα συµµετοχής στην τελική φάση του W.R.O. που για την περίοδο 2009 2010 θα γίνει στις Φιλιππίνες. Φέτος (2009 2010) θα είναι η 7η συνεχόµενη χρονιά του W.R.O.. Μερικά ιστορικά στοιχεία για την τελική Φάση του ιαγωνισµού: 1ος W.R.O. (03 04). Έγινε στην Σιγκαπούρη και συµµετείχαν 13 χώρες, 89 οµάδες, συνολικά 356 διαγωνιζόµενοι. 2ος W.R.O. (04 05). Έγινε στην Ταϊλάνδη και συµµετείχαν 12 χώρες, 122 οµάδες, συνολικά 488 διαγωνιζόµενοι. 3ος W.R.O. (05 06). Έγινε στην Κίνα και συµµετείχαν 16 χώρες, 205 οµάδες, συνολικά 820 διαγωνιζόµενοι. 4ος W.R.O. (06 07). Έγινε στην Ταϊβάν και συµµετείχαν 17 χώρες, 178 οµάδες, συνολικά 712 διαγωνιζόµενοι. 5ος W.R.O. (07 08). Έγινε στην Ιαπωνία και συµµετείχαν 19 χώρες, 181 οµάδες, συνολικά 724 διαγωνιζόµενοι. 6ος W.R.O. (08 09). Έγινε στην Ν. Κορέα και συµµετείχαν 35 χώρες, 226 οµάδες, συνολικά 904 διαγωνιζόµενοι (1 η Ελληνική συµµετοχή). Επόµενες διοργανώσεις: 7ος W.R.O. στις Φιλιππίνες (Μανίλα). 8ος W.R.O. στα Ηνωµένα Αραβικά Εµιράτα (Ντουµπάι). 9ος W.R.O. στη Ρωσία (Μόσχα). Στόχος του W.R.O. Hellas δεν είναι µόνο η διοργάνωση του διαγωνισµού εκπαιδευτικής ροµποτικής αλλά και η εκπαίδευση όσο το δυνατών περισσότερων µαθητών στα θέµατα της τεχνολογίας του προγραµµατισµού και των θετικών επιστηµών γενικότερα, µέσα από σύγχρονες µεθόδους µάθησης που δεν είναι πάντα δυνατόν να εφαρµοστούν στα στενά πλαίσια του ωρολογίου προγράµµατος της δηµόσιας εκπαίδευσης (http://wrohellas.gr/). ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 39

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2.2 ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ 2.2.1 Γενικά Στη σύγχρονη εκπαιδευτική θεωρία και πράξη δίνεται ιδιαίτερη έµφαση στη συνεργασία µεταξύ των µαθητών και την µετατροπή της σχέσης εκπαιδευτικού µαθητή σε σχέση υποστήριξης και όχι σε σχέση φόβου και ιεραρχίας. Η εκπαιδευτική διαδικασία εµπλουτίζεται µε µεθόδους που επικεντρώνονται στη µάθηση και όχι στη διδασκαλία και αντιµετωπίζουν τον µαθητή και τον εκπαιδευτικό σαν ισότιµα µέλη µιας αποτελεσµατικής συνεργασίας µε κοινό σκοπό τη µάθηση. Επίσης, δεν υποσκιάζεται πλέον ο ρόλος του συµµαθητή. Τα αποτελέσµατα δεν παρουσιάζονται µόνο στις γνώσεις που αποκτά ο µαθητής αλλά και στις κοινωνικές του δεξιότητες και σχέσεις. Όπως αναφέρει και ο Κακλαµάνης (2005), «η κατάκτηση και οικοδόµηση της γνώσης από τους µαθητές επιτυγχάνεται µέσα σε ένα περιβάλλον το οποίο καθιστά δυνατή την αλληλεπίδραση, την επικοινωνία και τη συνεργασία. Στο πλαίσιο αυτό ενθαρρύνεται η ανάπτυξη της διαλογικής σχέσης ανάµεσα στους συµµετέχοντες στη µαθησιακή διαδικασία και δίνεται ιδιαίτερη βαρύτητα στη συνεργασία, την προσωπική αυτονοµία, τη δηµιουργικότητα, την ενεργό συµµέτοχη του µαθητή µέσα σε ένα περιβάλλον που ευνοεί τη δηµοκρατία και τον πλουραλισµό». 2.2.1.1 Θεωρητικές Προσεγγίσεις Σύµφωνα µε την κονστρουκτιβιστική (constructivist) προσέγγιση της µάθησης το κάθε άτοµο οικοδοµεί µε ένα µοναδικό για τον καθένα τρόπο τη δική του πραγµατικότητα µέσα από τις εµπειρίες του, τις πεποιθήσεις του και τις προϋπάρχουσες γνώσεις του (Κακλαµάνης, 2005). Οι βασικές αρχές της κονστρουκτιβιστικής θεωρίας, σύµφωνα µε τον Burbules (2000), είναι η ενθάρρυνση συνεργατικών δραστηριοτήτων που προωθούν την ενεργητική και ανακαλυπτική µάθηση, ο σεβασµός στη διαφορετική προσέγγιση πάνω στο ίδιο θέµα και η έµφαση στις «αυθεντικές» προβληµατικές καταστάσεις. Τέτοιου είδους προσεγγίσεις και πρακτικές παρουσιάζουν πολλά πλεονεκτήµατα ενώ προωθούν ενεργητικές και σύνθετες στάσεις απέναντι στο φαινόµενο της µάθησης. Η κοινωνικο πολιτιστική (social cultural) προσέγγιση του Vygotsky θεωρείται το πλέον κατάλληλο θεωρητικό πλαίσιο για να στηριχθεί η συνεργατική µέθοδος οργάνωσης της σχολικής τάξης (Webb, 1989). Η προσέγγιση αυτή έδωσε έµφαση στο κοινωνικό και πολιτισµικό πλαίσιο µέσα στο οποίο τα παιδιά µαθαίνουν και τόνισε τη σηµασία που έχει η καθοδήγηση, η συνεργασία και η αλληλεπίδραση µε πιο ικανούς ενήλικες και συµµαθητές (Bonk & Cunningham, 1998). Ο Vygotsky υποστηρίζει ότι η κατασκευή της γνώσης από τους µαθητευόµενους πραγµατοποιείται σε ένα περιβάλλον που ευνοεί τη συλλογική επικοινωνία και την κοινωνική αλληλεπίδραση. Η δεύτερη έχει επιπτώσεις στη γνωστική ανάπτυξη του παιδιού καθώς η βιολογική και ψυχολογική ανάπτυξη του ατόµου δεν πραγµατοποιείται σε συνθήκες αποµόνωσης (Jones & Mercer, 1993). Σύµφωνα πάντα µε τον ίδιο ψυχολόγο και παιδαγωγό οι διανοητικές ικανότητες είναι άµεσα εξαρτηµένες µε µια διαλεκτική σχέση από το πολιτιστικό πλαίσιο µέσα στο οποίο τα παιδιά αναπτύσσονται και το 40 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ παιδί, µε την κατάλληλη καθοδήγηση και βοήθεια από ένα πιο έµπειρο άτοµο, µπορεί να πετύχει πολύ περισσότερα (Smagorinsky, 1995). Ο Vygotsky µελέτησε τη γνωστική ανάπτυξη ως αποτέλεσµα µιας διαλεκτικής διαδικασίας κατά την οποία το παιδί µαθαίνει να επιλύει προβληµατικές καταστάσεις χρησιµοποιώντας την εµπειρία κάποιου άλλου (γονέα, αδερφών, εκπαιδευτικού, συµµαθητών, κ.ά.). Ο ίδιος πρότεινε µια έννοια που θεωρείται πολύ σηµαντική για την εκπαιδευτική διαδικασία, τη «ζώνη της επικείµενης ανάπτυξης» (Zone of Proximal Development ZPD). Η έννοια αυτή αναφέρεται στο διάστηµα µεταξύ του τι είναι ικανό ένα παιδί να πετύχει µόνο του λύνοντας προβλήµατα και τις αντίστοιχες ικανότητες που έχει, και όταν κάνει το ίδιο κάτω από την καθοδήγηση ενός ενήλικα ή πιο ικανών συµµαθητών (Wood & Wood, 1996). Η µάθηση κατά τον Vygotsky λαµβάνει χώρα σε αυτό ακριβώς το διάστηµα. Στο πλαίσιο αυτό η συνεργατική µέθοδος εργασίας µπορεί να αποτελέσει ένα εργαλείο που έχει τη δυνατότητα να βοηθήσει τους µαθητές να αποκτήσουν ένα ενεργητικό µοντέλο µάθησης (Dillnbourg & Self, 1995). Οι συνεργατικές τεχνικές δηµιουργούν ένα ενεργητικό και δυναµικό περιβάλλον µάθησης, «όταν οι µαθητές εµπλέκονται ενεργά στη διατύπωση ερωτηµάτων στη δική τους γλώσσα και στη συλλογική διαπραγµάτευση των µαθησιακών δραστηριοτήτων αντί να αρκούνται στην απλή αναπαράσταση του υλικού ή της πληροφορίας που παρουσιάστηκε από το δάσκαλο ή περιέχεται σε κάποιο βιβλίο» (Κόκοτας, 2002). 2.2.1.2 Οι Τρεις (3) οµές Κοινωνικής Οργάνωσης Σύµφωνα µε τους θεωρητικούς της δυναµικής της οµάδας, η σχολική τάξη, όπως και κάθε ανθρώπινη συµπεριφορά, µπορεί να οργανωθεί µε τρεις (3) µορφές: τη συνεργατική, την ανταγωνιστική και την ατοµική (Νεόφυτος, 2000). Πιο αναλυτικά: Συνεργατική δοµή οργάνωσης υπάρχει όταν οι στόχοι των ατόµων συνδέονται µε τρόπο που να υπάρχει θετική συσχέτιση µεταξύ τους. Έτσι, η οµάδα µπορεί να επιτύχει τους στόχους της µόνο αν και όταν κάθε µέλος επιτύχει τους δικούς του στόχους. Το άτοµο επιζητεί ένα αποτέλεσµα που θα είναι ευεργετικό τόσο για το ίδιο, όσο και για τα µέλη της οµάδας του. Ανταγωνιστική δοµή υπάρχει όταν οι ατοµικοί στόχοι συνδέονται µε τέτοιο τρόπο, ώστε να υπάρχει αρνητική συνάφεια µεταξύ τους. Έτσι, το άτοµο επιζητεί ένα αποτέλεσµα, που θα είναι για τον εαυτό του ευεργετικό, αλλά σε βάρος των ανταγωνιστών του. Ατοµική δοµή υπάρχει, όταν η επίτευξη των στόχων του ατόµου δεν επηρεάζει ούτε θετικά ούτε αρνητικά την επίτευξη των στόχων των άλλων. Έτσι, το άτοµο επιζητεί ένα αποτέλεσµα που θα είναι ευεργετικό για τον εαυτό του και αγνοεί ως άσχετες τις προσπάθειες των άλλων. 2.2.1.3 Συνεργατική Μάθηση Συνεργατική µάθηση αποτελεί η οµαδική προσπάθεια, που στηρίζεται στις κοινωνικά δοµηµένες ανταλλαγές πληροφοριών και στην αίσθηση της ευθύνης που το κάθε µέλος της οµάδας φέρει για την πρόοδο όλων των υπόλοιπων µελών (Olsen & Kagan, ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 41

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 1992), έτσι που το καταληκτικό αποτέλεσµα να αποτελεί συνολικό έργο και όχι συνάθροιση επιµέρους δραστηριοτήτων (Παπάς, 1987). Οι Johnson και συνεργάτες (1993) ορίζουν αυτή τη µορφή οργάνωσης ως «τη διδακτική προσέγγιση που στηρίζεται σε µικρές οµάδες έτσι ώστε οι µαθητές να εργάζονται µαζί µε σκοπό να µεγιστοποιήσουν τη µάθηση σε προσωπικό και συλλογικό επίπεδο». Χαρακτηριστικά της είναι η συνεργατική προσπάθεια, η οµαδική άµιλλα, ο πρωτοβουλιακός ρόλος των µαθητών και η δηµιουργική σύνθεση µεθόδων και γνώσεων από πολλά γνωστικά αντικείµενα (Κακλαµάνης, 2005). Η οµαδοσυνεργατική προσέγγιση δίνει ιδιαίτερη βαρύτητα στην ανάπτυξη διαµαθητικών σχέσεων σε αντίθεση µε το παραδοσιακό σχολείο που θεωρεί σηµαντική µόνο τη σχέση εκπαιδευτικού µαθητή και αποθαρρύνει την αλληλεπίδραση και τη συνεργασία (Ματσαγγούρας, 1995). Οι Johnson και συνεργάτες (1993) υποστηρίζουν, επίσης, ότι οι σύγχρονες κοινωνικές και εργασιακές συνθήκες απαιτούν αλληλεπίδραση, ικανότητες επικοινωνίας, οµαδικό πνεύµα και συνεργασία σε κάθε επαγγελµατικό χώρο. Θεωρούν ότι το σύγχρονο σχολείο θα πρέπει να σταµατήσει να καλλιεργεί τον ανταγωνισµό µεταξύ των µαθητών και να προετοιµάσει τους µελλοντικούς πολίτες έτσι ώστε να αποκτήσουν όλες τις ικανότητες συνεργασίας και δηµιουργικής επικοινωνίας. Ικανότητα ευέλικτης και σύνθετης σκέψης, συνδυαστικές και επικοινωνιακές ικανότητες και ικανότητα εφαρµογής και γνώσεων στην πράξη είναι µερικά από τα εφόδια που θα πρέπει να αποκτήσουν οι µαθητές για να αντιµετωπίσουν τη σύγχρονη πραγµατικότητα (Κακλαµάνης, 2005). Στόχος, λοιπόν, της συνεργατικής µάθησης είναι να καταστήσει τόσο τους εκπαιδευτικούς όσο και τους µαθητές ενεργούς συµµέτοχους στη µαθησιακή διαδικασία, η γνώση να προκύψει µέσα από το διάλογο µεταξύ αυτών που προσπαθούν να κατανοήσουν και να χρησιµοποιήσουν έννοιες και τεχνικές. Έτσι η εκπαίδευση δεν περιλαµβάνει απλά το «ξεχείλισµα» του µαθητή µε γνώσεις. Αποτελεί µια δηµιουργική διαδικασία, όχι µια συσσώρευση απαντήσεων. 2.2.1.4 Σύντοµη Ιστορία Παρόλο που τα τελευταία χρόνια δίνεται πολύ έµφαση στη χρήση της συνεργατικής µάθησης, η µέθοδος αυτή δεν είναι κάτι καινούριο στην εκπαίδευση (Τζιούβας, Κ., Κωνσταντίνου, Α. & Γεωργίου, Γ., 2000). Τα θεµέλια της βρίσκονται, σύµφωνα µε τον Slavin (1995), πίσω στις αρχές του 17 ου αιώνα. Στις αρχές του 20 ου αιώνα δόθηκε νέα ώθηση από τον Αµερικάνο John Dewey, ο οποίος θεωρεί την αγωγή ως µια «ακατάπαυστη αλληλεπίδραση ανάµεσα σε ένα άτοµο και σε αντικείµενα ή άλλα άτοµα» (Κανάκης, 1987). Ο ίδιος θεωρεί σαν ιδανικό σχολείο το χώρο στον οποίο τα παιδιά έχουν τη δυνατότητα να δηµιουργήσουν διαπροσωπικές σχέσεις, να ασκούνται στην αποδοτική συνεργασία και να γίνονται ενεργητικά και υπεύθυνα άτοµα. Υποστήριζε, δε, πως για να µάθουν οι άνθρωποι να συνεργάζονται πρέπει να βιώσουν τη συνεργατική διαδικασία στο σχολείο. 42 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 2.2.2 Στοιχεία Συνεργατικής Μάθησης 2.2.2.1 Συστατικά Στοιχεία Τα συστατικά στοιχεία σύµφωνα µε τους Johnson, Johnson and Holubec (1993) είναι: Κοινός στόχος. Για να υπάρχει συνεργατική προσπάθεια πρέπει να υπάρχει ο κοινός µαθησιακός στόχος, το οµαδικό αποτέλεσµα. Ο κοινός στόχος µπορεί να είναι η λύση ενός προβλήµατος στα Μαθηµατικά µε τη χρήση της Logo, ένα πείραµα στη Φυσική µε τη χρήση λογισµικού προσοµοίωσης (simulation), η νοηµατική επεξεργασία ενός κειµένου στα Ελληνικά µε ένα επεξεργαστή κειµένου, µια µελέτη στην Ιστορία κ.ά.. Αλληλεπίδραση πρόσωπο µε πρόσωπο. εν µπορεί να νοηθεί συνεργασία, αν δεν υπάρχει µια συνεχής αλληλεπίδραση των µελών της οµάδας. Η αλληλεπίδραση εκδηλώνεται ως αµοιβαία βοήθεια, αµοιβαίος επηρεασµός, ενίσχυση και ενθάρρυνση, προσφορά γνώσεων και πληροφοριών, ανταλλαγή υλικού, ανατροφοδότηση συµµαθητών κ.ά.. Σύµφωνα µε τους συντάκτες στην ιστοσελίδα www.eoniosiniohos.gr: «Αυτή η πρόσωπο µε πρόσωπο αλληλεπίδραση ''αναγκάζει'' τους µαθητές να δουλεύουν µαζί ως οµάδα, να αναπτύσσουν κοινωνικές δεξιότητες και να δηµιουργούν θετικές στάσεις και συµπεριφορές. Η κοινή εργασία (συν εργασία) ''υποχρεώνει'' τους µαθητές να εµπλέκονται σε δράσεις και να αποκτούν ικανότητες αλληλεπίδρασης, όπως η ηγεσία, η οικοδόµηση εµπιστοσύνης, η διαχείριση συγκρούσεων, η δηµιουργική κριτική, η ενθάρρυνση, ο συµβιβασµός, οι διαπραγµατεύσεις κ.ά., που τους καθιστούν πιο υπεύθυνους απέναντι στο έργο που αναλαµβάνουν αλλά και απέναντι στους άλλους». Αλληλεξάρτηση. Η έννοια της αλληλεξάρτησης είναι το κλειδί της επιτυχίας της συνεργατικής µάθησης. Αλληλεξάρτηση υπάρχει όταν η οµάδα για να επιτύχει το έργο της χρειάζεται και εξασφαλίζει τη συµβολή του κάθε µέλους της. Αλλά και αντίστροφα, κάθε µέλος της οµάδας επιτυγχάνει το στόχο του µόνο αν και τα υπόλοιπα µέλη της οµάδας επιτύχουν τους δικούς τους στόχους. Στην ιστοσελίδα www.eoniosiniohos.gr αναφέρεται: «Κάθε µαθητής της οµάδας ξεχωριστά καλείται να µάθει την διδακτέα ύλη, ταυτόχρονα όµως πρέπει να το κατορθώσουν όλοι από κοινού. Γι' αυτό και οι µαθητές µαθαίνουν να βοηθούν ο ένας τον άλλον και να καλύπτουν τις εκατέρωθεν αδυναµίες τους. Οι εργασίες είναι δοµηµένες έτσι ώστε οι µαθητές να εξαρτώνται ο ένας από τον άλλο για την προσωπική αλλά και την συλλογική επιτυχία». Κοινωνικές δεξιότητες. Μαθητές που δεν κατέχουν βασικές κοινωνικές δεξιότητες είναι δύσκολο να επιτύχουν συνεργασία υψηλής ποιότητας. Για αυτό πρέπει οι µαθητές να διδάσκονται πρώτα συνεργατικές δεξιότητες και στη συνέχεια να ασκούνται µέσα στην οµάδα για την εφαρµογή αυτών. Ο χαµηλός τόνος φωνής, η άσκηση ηγετικού ρόλου, η αποδοχή της διαφορετικότητας, η έκφραση διαφωνίας είναι µερικές δεξιότητες που πρέπει να αποκτηθούν για να γίνει η συνεργατική προσπάθεια πιο αποδοτική. Προσωπική ευθύνη. Ο µεγαλύτερος κίνδυνος για να αποτύχει η συνεργατική µάθηση είναι όταν αφεθεί ένα µέλος να κυριαρχήσει στην οµάδα και να επιβάλλει την άποψή του ή να υποβάλλει τις λύσεις και τις απαντήσεις. Στην περίπτωση αυτή τα άλλα µέλη όχι µόνο δεν ωφελούνται αλλά συνήθως αδρανοποιούνται και ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 43

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ οπισθοδροµούν. Ιδιαίτερη µέριµνα χρειάζεται ώστε κάθε µέλος να καθίσταται προσωπικά υπεύθυνο για την επιτυχία της οµάδας. Αυτό επιτυγχάνεται αν εξασφαλιστεί η θετική αλληλεξάρτηση που αναφέρθηκε πιο πάνω. 2.2.2.2 Τεχνικές Ανάπτυξης Αλληλεξάρτησης Η θετική αλληλεξάρτηση των µελών της οµάδας είναι ο πιο σηµαντικός παράγοντας για τη δηµιουργία συνεργατικών συνθηκών. Υπάρχουν διάφορες τεχνικές για να επιτύχουµε την αλληλεξάρτηση (Τζιούβας, Κ., Κωνσταντίνου, Α., & Γεωργίου, Γ., 2000): Αλληλεξάρτηση αµοιβών. Μια άποψη υποστηρίζει ότι η ύπαρξη µόνο κοινού στόχου δεν είναι αρκετό κίνητρο για να δηµιουργήσει την αλληλεξάρτηση. Εκείνο που δηµιουργεί την αλληλεξάρτηση είναι η οµαδική αµοιβή. Ως οµαδική αµοιβή µπορεί να θεωρηθεί ένας κοινός βαθµός στην οµάδα ή ο µέσος όρος των ατοµικών βαθµών των µελών της. Αλληλεξάρτηση ρόλων. Η κατανοµή ρόλων µέσα στην οµάδα δηµιουργεί άλλη µια µορφή αλληλεξάρτησης. Η επίτευξη του κοινού στόχου εξαρτάται από το πόσο σωστά θα παίξει το ρόλο του το κάθε µέλος. Η ανάληψη συγκεκριµένου ρόλου µέσα στην οµάδα καθιστά το κάθε µέλος προσωπικά υπεύθυνο για το οµαδικό αποτέλεσµα και εξασφαλίζει υψηλότερο βαθµό συνοχής. Οι κυριότεροι ρόλοι που µπορούν να αναληφθούν στην οµάδα είναι: ο συντονιστής, ο γραµµατέας, ο αναγνώστης, ο εµψυχωτής, ο χρονοµέτρης, ο προµηθευτής κ.ά.. Οι ρόλοι εναλλάσσονται σε τακτά χρονικά διαστήµατα. Αλληλεξάρτηση πηγών. Ο περιορισµένος αριθµός πηγών στην οµάδα δηµιουργεί την ανάγκη αλληλεξάρτησης. Αν για παράδειγµα, δοθεί ένα φυλλάδιο σε κάθε µέλος της οµάδας, διευκολύνεται η ατοµική προσπάθεια. Αν όµως, δοθεί ένα φυλλάδιο στην οµάδα, δηµιουργείται η ανάγκη αλληλεξάρτησης και συνεργασίας. Αλληλεξάρτηση έργου. Η πιο αποτελεσµατική µορφή αλληλεξάρτησης είναι ο καταµερισµός έργου στα µέλη της οµάδας. Ένας τρόπος είναι κάθε µέλος να αναλαµβάνει τη διεκπεραίωση ενός µέρους της οµαδικής εργασίας και στη συνέχεια να γίνεται η σύνθεση των επί µέρους εργασιών στην οµάδα, ύστερα από συζήτηση. 2.2.2.3 Οµάδες Βασικό συστατικό στοιχείο της συνεργατικής µάθησης είναι η οµάδα. Ο Κανάκης (1987) ορίζει την οµάδα σαν ένα οργανωµένο υποσύνολο µε δύο ή περισσότερα µέλη, που συνδέονται µε κοινά ενδιαφέροντα, βρίσκονται σε άµεση επικοινωνία, αναπτύσσουν στενές διαπροσωπικές σχέσεις, έχουν τη συνείδηση του «εµείς», αναγνωρίζουν ορισµένους δεσµευτικούς κανόνες και επιδιώκουν µε προθυµία κοινούς σκοπούς. Μια οµάδα για να είναι λειτουργική και αποτελεσµατική πρέπει να εξασφαλίζει την ύπαρξη αλληλεξάρτησης και επικοινωνίας. Η πρώτη οµάδα που εξασφαλίζει αλληλεξάρτηση και επικοινωνία είναι η οµάδα των δύο (2) µαθητών. Η εργασία µε 44 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ δύο (2) µόνο µαθητές, η λεγόµενη «εταιρική συνεργασία», τόσο θεωρητικά όσο και πρακτικά, είναι η πλέον αποτελεσµατική (Βολιάρη, 2000). Οι µαθητές σε ζεύγη επικοινωνούν άµεσα και ωφελούνται τόσο ως ποµποί όσο και ως δέκτες. Η εταιρική συνεργασία θεωρείται το προστάδιο της οµαδικής εργασίας και παροµοιάζεται ως η «γέφυρα» που οδηγεί από τη µετωπική και ατοµική εργασία στην οµαδική. Στις τάξεις που εφαρµόζεται συστηµατικά η συνεργατική µάθηση ο εκπαιδευτικός µπορεί να αυξήσει τον αριθµό των ατόµων στις οµάδες από 2 σε 3, 4, 5 ή το ανώτατο όριο 6 άτοµα ανά οµάδα (Βολιάρη, 2000). Η έρευνα έχει δείξει ότι όσο αυξάνει το µέγεθος της οµάδας, τόσο «οι διαδικασίες, ακόµη και οι µηχανιστικές, γίνονται πιο χρονοβόρες, το σύστηµα επικοινωνίας πολυπλοκότερο, η πίεση προς τα µέλη για συµµόρφωση µεγαλύτερη και η ενεργός συµµετοχή όλων των µελών µικρότερη» (Ματσαγγούρας, 2003). Βασική προϋπόθεση για το σχηµατισµό της οµάδας είναι να µην είναι τα µέλη της στενοί φίλοι. Θα πρέπει να επιλέγονται άτοµα µε διαφορετικές ακαδηµαϊκές ικανότητες και, στην περίπτωση πολυφυλετικών κοινωνιών, άτοµα διαφορετικών εθνοτήτων ή φυλετικών οµάδων. Έτσι, οι µαθητές ασκούνται έµπρακτα στο να γίνονται πιο ανεκτικοί στη διαφορετικότητα, να εξετάζουν άλλες απόψεις και συναισθήµατα µε µεγαλύτερο βάθος, άλλα και να ζητούν διευκρινίσεις για τις θέσεις των συµµαθητών συνεργατών τους. Οδηγούνται σταδιακά να αλληλεπιδρούν και να συνεργάζονται για την επίτευξη των τιθέµενων στόχων ή για την επίλυση των ανακυπτόντων προβληµάτων (www.eoniosiniohos.gr). Γενικά, οι πιο αποτελεσµατικές οµάδες είναι οι ανοµοιογενείς, γιατί εξασφαλίζουν µεγάλη ποικιλία ερεθισµάτων στα µέλη τους, προωθούν την κοινωνική µάθηση και αποτρέπουν τον στιγµατισµό των αδύνατων µαθητών (Βολιάρη, 2000). Οι οµοιογενείς οµάδες µε κριτήριο την επίδοση αποφεύγονται γιατί επιδρούν ολέθρια στην αυτοαντίληψη των αδύνατων µαθητών αφού θέτει σε λειτουργία το µηχανισµό της «αυτοεκπληρούµενης προφητείας» (Βολιάρη, 2000). Τέλος, πρέπει να προστεθεί ότι οι οµάδες δεν θα πρέπει να παραµένουν σταθερές αλλά να µεταβάλλονται τα µέλη τους. Έτσι η µέθοδος είναι πιο αποτελεσµατική, αφού ο κάθε µαθητής γνωρίζει πληθώρα ατόµων και διαφορετικών γνωµών και επιπλέον µαθαίνει να προσαρµόζεται εύκολα και γρήγορα στις όποιες συνθήκες του περιβάλλοντος. Ο ρόλος των µελών των οµάδων στη συνεργατική µάθηση συνοψίζεται στα παρακάτω (http://jmokias.webnode.com): θετική αλληλεξάρτηση, ατοµική υπευθυνότητα, ανοµοιογένεια των µελών, κοινή ηγεσία, κοινές αµοιβές, εµπιστοσύνη του ενός προς τον άλλον, οµαδική αξιολόγηση, αλληλεπίδραση µεταξύ των µελών, λίγα µέλη επιλεγµένα από τον εκπαιδευτικό και τέλος µεγιστοποίηση της ετερογένειας. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 45

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2.2.2.4 Τάξη Πριν ξεκινήσει η συνεργατική διαδικασία πρέπει να γίνει κατάλληλη διαρρύθµιση στην αίθουσα, έτσι ώστε να διευκολυνθούν οι µαθητές στη συνεργασία τους και να µην αποσπώνται. Στις αίθουσες συνεργατικής µάθησης η παραδοσιακή διαρρύθµιση εγκαταλείπεται. Οι µαθητές δεν κάθονται ο ένας πίσω από τον άλλο µπροστά στον εκπαιδευτικό, αλλά ο ένας απέναντι στον άλλο για να µπορούν να συνεργάζονται πιο εύκολα και να µοιράζονται τις ιδέες τους (www.eoniosiniohos.gr). 2.2.2.5 Εκπαιδευτικός Το έργο του εκπαιδευτικού που αποφασίζει να εφαρµόσει συνεργατικές µεθόδους διαφέρει ολοκληρωτικά από το µοντέλο της παραδοσιακής διδασκαλίας. Ο εκπαιδευτικός οφείλει να γνωρίζει ποιες σύγχρονες παιδαγωγικές και διδακτικές προσεγγίσεις µπορούν να οδηγήσουν στο σχεδιασµό ενός νέου µαθησιακού περιβάλλοντος που ευνοεί την επικοινωνία και τη συνεργασία µεταξύ των µαθητών. Στις συνεργατικά οργανωµένες τάξεις τον κεντρικό ρόλο τον έχει η οµάδα και όχι ο εκπαιδευτικός. Αυτό δεν σηµαίνει βέβαια ότι παραµένει αδρανής και παθητικός θεατής µέσα στην τάξη. Καθοδηγεί και κατευθύνει τον προγραµµατισµό και επεµβαίνει µόνο όταν οι µαθητές χρειάζονται βοήθεια (Sharan & Sharan, 1992). Ενσωµατώνεται στις οµάδες και δρα όπως όλα τα υπόλοιπα µέλη συµµετέχοντας µε ίσους όρους. Οργανώνει την οµαδική εργασία και ενισχύει τη συνεργατική προσπάθεια και επικοινωνία, καθώς οι µαθητές δουλεύουν σε µικρές οµάδες αλληλεπιδρώντας µεταξύ τους, ανταλλάσσοντας ιδέες, αλληλοσυµπληρώνοντας ή και αλληλοδιορθώνοντας το προϊόν της εργασίας τους. Ακολουθεί το ρόλο του συµβούλου, στηρίζει την αναζήτηση πληροφοριών και µέσων, καθοδηγεί τους µαθητές υποβάλλοντας κατάλληλα ερωτήµατα, δεν προσφέρει έτοιµες διορθωτικές λύσεις, αλλά προσανατολίζει την οµάδα προς την κατεύθυνση που θα πρέπει να κινηθεί (Κοσσυβάκη, 2003). Η οργάνωση των µαθητών µε αυτή τη µορφή δίνει τη δυνατότητα στον εκπαιδευτικό να διαθέσει στην οµάδα περισσότερο χρόνο από ότι θα διέθετε στον κάθε µαθητή χωριστά. Επίσης, του δίνει τη δυνατότητα να κατανείµει το χρόνο του προς όφελος των µαθητών που παρουσιάζουν µεγαλύτερες αδυναµίες και χρειάζονται πρόσθετη διδακτική στήριξη (Κακλαµάνης, 2005). Ο ρόλος του εκπαιδευτικού στη συνεργατική µάθηση συνοψίζεται παρακάτω (http://jmokias.webnode.com): σχεδιάζει δυναµικά µαθήµατα για τη µεταβίβαση της γνώσης, γνωρίζει τον κάθε µαθητή, προγραµµατίζει τη µάθηση, συµβουλεύει και καθοδηγεί, διδάσκει τους µαθητές πώς να µαθαίνουν, αναπτύσσει την υπευθυνότητα των µαθητών, προωθεί την ενεργή µάθηση, 46 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ διευκολύνει την αυτοαξιολόγηση των µαθητών, ενθαρρύνει τους µαθητές, προάγει την ενεργή συµµετοχή των µαθητών, παρακινεί σε σκέψεις υψηλού επιπέδου, διδάσκει άµεσες κοινωνικές δεξιότητες και τέλος εξισορροπεί τις αλληλεπιδράσεις µεταξύ εκπαιδευτικού µαθητή και µαθητή συµµαθητή. 2.2.2.6 ιαδικασία Στάδια Η διαδικασία και τα στάδια εφαρµογής της συνεργατικής µάθησης που πρέπει να ακολουθήσει ο εκπαιδευτικός, σύµφωνα µε τον Νεόφυτο (2005) είναι: Προπαρασκευαστικό Στάδιο ηµιουργία συνεργατικού κλίµατος στην τάξη Καλλιέργεια συνεργατικών δεξιοτήτων Οργάνωση του χώρου και διαρρύθµιση των επίπλων Σύνθεση των οµάδων Κατανοµή και συγκεκριµενοποίηση ρόλων στην οµάδα Καθορισµός του γνωστικού αντικειµένου Συγκεκριµενοποίηση των µαθησιακών στόχων Συγκεκριµενοποίηση των συνεργατικών στόχων Ετοιµασία των πηγών µε βάση τις οποίες θα εργαστούν οι οµάδες Ετοιµασία ατοµικού οµαδικού φύλλου εργασίας Ετοιµασία φύλλου αξιολόγησης των γνωστικών και συνεργατικών στόχων Εφαρµογή της Συνεργατικής Μάθησης Εισαγωγή στο νέο µάθηµα Προφορικές ή γραπτές οδηγίες για: o τους συνεργατικούς στόχους, o τη διασφάλιση της αλληλεξάρτησης, o τους ρόλους των µελών και o τον τρόπο αξιολόγησης. Εργασία πάνω στο ατοµικό φύλλο εργασίας Εργασία των οµάδων µε βάση το οµαδικό φύλλο εργασίας Καθοδήγηση και παρέµβαση του εκπαιδευτικού όπου και όταν χρειάζεται Ενίσχυση και εµψύχωση ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 47

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Αξιολόγηση της Συνεργατικής Μάθησης Παρουσίαση του έργου των οµάδων Συζήτηση και αλληλοσυµπλήρωση Αξιολόγηση του έργου των οµάδων Αξιολόγηση της ποιότητας της συνεργασίας Συζητούνται τρόποι περαιτέρω βελτίωσης της συνεργασίας 2.2.2.7 Τύποι Συνεργατικής Μάθησης Η συνεργατική µάθηση µπορεί να πάρει διάφορες µορφές. Οι Κουτσελίνη και Θεοφιλίδης (1998) συνοψίζουν τις παρακάτω: Συνεργατική επίδοση. Σε αυτό το είδος συνεργατικής µάθησης ο εκπαιδευτικός παρουσιάζει το µάθηµα και οι µαθητές εργάζονται οµαδικά για να το αφοµοιώσουν, εξηγώντας ιδέες και δεξιότητες ο ένας στον άλλο. Οι οµάδες που δηµιουργούνται αρχικά παραµένουν οι ίδιες για ολόκληρη την ενότητα που πρόκειται να διδαχτεί και στο τέλος οι µαθητές εξετάζονται ατοµικά. Ο τελικός βαθµός είναι οµαδικός και προκύπτει από το άθροισµα των ατοµικών βαθµών. Ολόκληρη η οµάδα είναι δυνατό να πάρει και επιπλέον βαθµό αν παρατηρηθεί οποιαδήποτε ατοµική πρόοδος σε µαθητή από µάθηµα σε µάθηµα. Συνεργατική συναρµολόγηση. Σύµφωνα µε αυτή τη µέθοδο συνεργασίας, οι µαθητές εργάζονται σε οµάδες των 5 ή 6 ατόµων. Κάθε µέλος της οµάδας αναλαµβάνει να ασχοληθεί µε µια υποενότητα του µαθήµατος που αποτελεί θέµα της µέρας και λαµβάνει την υπευθυνότητα να διδάξει το θέµα αυτό στα υπόλοιπα µέλη της. Πριν ο κάθε µαθητής διδάξει το µέρος που του αναλογεί συναντάται µε τα µέλη των άλλων οµάδων που έχουν αναλάβει κοινό µε αυτόν θέµα. Στόχος είναι να βοηθήσουν ο ένας τον άλλο ώστε να γίνουν ειδικοί στο θέµα τους και να µπορέσουν να το διδάξουν µε τον καλύτερο δυνατό τρόπο. Ο κάθε ειδικός επιστρέφει στην οµάδα του και διδάσκει τους υπόλοιπους. Οµαδική εξερεύνηση. Αυτή η στρατηγική προσδίδει ανεξαρτησία µάθησης αφού οι µαθητές είναι από µόνοι τους υπεύθυνοι για το τι θα µάθουν και πώς θα οργανωθούν για να το µάθουν. Για το σκοπό αυτό οι µαθητές διαλέγουν επιµέρους θέµατα, καθορίζουν στόχους, συζητούν και εργάζονται για να παρουσιάσουν την αναφορά της οµάδας. Αντιπαράθεση σε οµάδες. Εφαρµόζοντας αυτή τη µέθοδο κάθε οµάδα χωρίζεται σε ζεύγη, όπου το ένα θα είναι υπεύθυνο για τα υπέρ και το άλλο για τα εναντίον στοιχεία κάποιου θέµατος. Αυτός ο τρόπος εργασίας βοηθά τους µαθητές να µάθουν καλύτερα αφού µέσα από την έρευνα δραστηριοποιούνται καλύτερα για τη συγκέντρωση σχετικών πληροφοριών. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα την ανάπτυξη θετικών στάσεων για το θέµα καθώς επίσης και την αποδοχή και υποστήριξη σχέσεων µε µαθητές χαµηλότερης ικανότητας. 48 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 2.2.2.8 Συγκεκριµένες Μέθοδοι Συνεργατικής Μάθησης Η συνεργατική µάθηση µπορεί να εφαρµοστεί µε πολλές µεθόδους, µερικές από τις σηµαντικότερες και αποτελεσµατικότερες παραθέτονται παρακάτω σύµφωνα µε την Κορδάκη (2001). 2.2.2.8.1 Brainstorming (Πρόκληση νοητικής θύελλας) Οι σκοποί αυτής της µεθόδου είναι: η γρήγορη γέννηση ενός µεγάλου αριθµού ιδεών, η ενθάρρυνση της δηµιουργικότητας και της έµµεσης σκέψης, η εµπλοκή όλης της οµάδας και η παρουσίαση της ιδέας ότι όταν οι άνθρωποι δουλεύουν µαζί µπορούν να αποδώσουν περισσότερο από ότι τα άτοµα µόνα τους. H νοητική θύελλα προκαλείται από τον εκπαιδευτικό, ο οποίος καλεί τους µαθητές να δώσουν όλες τους τις ιδέες τις σχετικές µε κάποιο θέµα γρήγορα και χωρίς σχόλια. Καταγράφει όλες αυτές τις ιδέες αταξινόµητες µέχρι οι µαθητές να σταµατήσουν. Καλεί τους µαθητές να σχολιάσουν τις τόσες πολλές ιδέες και τον τρόπο που βγήκαν στην επιφάνεια. O τρόπος αυτός πρόκλησης ιδεών είναι πολύ χρήσιµος σε διαδικασίες επίλυσης προβληµάτων, για εισαγωγή κάποιου νέου θέµατος και υπενθύµιση κάποιου παλιότερου, όπως και για την αξιολόγηση του µαθήµατος. Εξέλιξη αυτής της διαδικασίας µπορεί να αποτελέσει η κατηγοριοποίηση των ιδεών ή η διάταξή τους ανάλογα µε το πόσο ενδιαφέρουσες είναι από τους µαθητές. Αυτή η µέθοδος βοηθά στην αυτοπεποίθηση των µαθητών, γιατί λόγω της ανωνυµίας των απαντήσεων δεν αισθάνεται κανείς ότι αξιολογείται, καµιά ιδέα δεν απορρίπτεται και έτσι κανείς µπορεί να αισθανθεί ότι µπορεί να συνεισφέρει χωρίς να κριθεί. 2.2.2.8.2 Student Teams Achievement Divisions (STAD) H µέθοδος έχει περιγραφεί µε λεπτοµέρεια από τον Slavin το 1980. Αποτελείται από 5 στοιχεία: 1. Παρουσίαση στην τάξη. H ύλη που πρέπει να κατακτηθεί από τους µαθητές παρουσιάζεται σε όλη την τάξη είτε από τον εκπαιδευτικό είτε από κάποια συσκευή τηλεόρασης. 2. Οµαδοποίηση. Οι οµάδες αποτελούνται από 4 ή 5 µαθητές οι οποίοι είναι προσεκτικά διαλεγµένοι ώστε να αποτελούν ετερογενείς οµάδες (ως προς την ικανότητα, το φύλλο, την εθνικότητα). H οµάδα δουλεύει µαζί ισότιµα προκειµένου να ολοκληρώσει τη δουλειά που της έχει ανατεθεί και συµπληρώνει τα τυχόν φύλλα εργασίας που έχουν δοθεί από τον εκπαιδευτικό. 3. Quizzes. Οι µαθητές αξιολογούνται µέσω ατοµικών ερωτηµατολογίων πάνω στην ύλη που παρουσιάστηκε αρχικά από τον εκπαιδευτικό και δουλεύτηκε µετά από τις οµάδες. 4. O βαθµός που κατοχυρώνεται στον κάθε µαθητή βελτιώνεται από το κατά πόσον η οµάδα του δούλεψε καλά στην εργασία που της ανατέθηκε. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 49

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 5. Αναγνώριση της οµάδας. Οι εκπαιδευτικοί χρησιµοποιούν πληροφοριακά δελτία ή εφηµερίδες ή άλλους τρόπους κοινωνικής αναγνώρισης όπου δηµοσιεύουν τις οµάδες µε την πιο υψηλή εβδοµαδιαία απόδοση. Επίσης, πολλές φορές δηµοσιεύουν ονόµατα ατόµων τα οποία βελτιώθηκαν σε µεγάλο βαθµό ή απέδωσαν κάτι το ιδιαίτερο κατά την διαδικασία της µάθησης. 6. Τα ερωτηµατολόγια (Quizzes) µερικές φορές αντικαθίστανται από παιχνίδια ανάµεσα στις οµάδες όπου η κάθε οµάδα συγκεντρώνει κάποιους βαθµούς ως εξής: Οι µαθητές παίζουν παιχνίδια όπου κερδίζουν πόντους απαντώντας σε ερωτήσεις που τους γίνονται σχετικές µε το µάθηµα. Φτιάχνονται οµάδες των τριών (3) ατόµων καθένας από ξεχωριστή οµάδα παρόµοιας ικανότητας. Αυτός που θα έλθει πρώτος παίρνει 6 πόντους, ο µεσαίος 4 και ο χαµηλότερος 2 για την οµάδα του. 2.2.2.8.3 Jigsaw Η στρατηγική αυτή επιτρέπει σε κάθε οµάδα να γνωρίσει σε βάθος µια πτυχή µιας έννοιας, ενός θέµατος ή µιας ενότητας. Αυτή η µέθοδος έχει σχεδιασθεί προκειµένου να θέσει τους µαθητές σε πλήρη αλληλεξάρτηση. Το θέµα πρόβληµα διαιρείται σε µικρά τµήµατα (υποενότητες), ένα για κάθε µέλος της οµάδας. Έτσι σε κάθε µαθητή παρέχεται µόνο ένα µέρος του υλικού προς µάθηση, µε αποτέλεσµα οι µαθητές να γίνονται «ειδήµονες» (experts) µιας υποενότητας και κατόπιν να διδάσκουν ο ένας τον άλλο, ανταλλάσσοντας πληροφορίες προκειµένου να ολοκληρωθεί η µάθηση τους στο σύνολο του µαθησιακού υλικού. Έτσι, στο τέλος ο µαθητής αξιολογείται για το πώς γνωρίζει ολόκληρο το υλικό. Χρησιµοποιείται στην εκµάθηση µεγάλων ενοτήτων νέου γνωστικού υλικού. Τα στοιχεία που αποτελούν αυτή τη µέθοδο είναι τα παρακάτω: 1. ηµιουργία των οµάδων και εκχώρηση του υλικού για το θέµα που πρέπει να µελετηθεί: Το υλικό του θέµατος χωρίζεται σε αυτόνοµες ενότητες και σε κάθε µαθητή της οµάδας δίδεται µια διαφορετική ενότητα που θα µελετήσει και θα παρουσιάσει κατόπιν στους υπόλοιπους. Κατ αυτόν το τρόπο κάθε µέλος της οµάδας γίνεται «ειδήµονας» σε µια ενότητα. 2. ηµιουργία οµάδων «ειδηµόνων»: Σχηµατίζουµε καινούριες οµάδες που θα αποτελούνται από τους ειδήµονες κάθε ενότητας. Πιο αναλυτικά, οι ειδήµονες: µελετούν από κοινού το υλικό, σχεδιάζουν πώς θα το διδάξουν και αναζητούν τρόπους να ελέγξουν αν αυτό έγινε κατανοητό από τα µέλη των άλλων οµάδων. 3. Οι µαθητές επιστρέφουν στις αρχικές οµάδες τους και εναλλάσσονται στην παρουσίαση του υλικού τους στους υπόλοιπους. Ο στόχος είναι να καταλάβουν όλα τα µέλη όλο το υλικό. 4. Οι οµάδες φτιάχνονται µε 3 7 µαθητές, αλλά 5 6 είναι καλύτερα. Προτείνεται να είναι ετερογενείς σχετικά µε την ικανότητα, το φύλλο και την εθνότητα, επίσης, λαµβάνοντας υπόψη και παράγοντες που αφορούν την προσωπικότητα. 5. Ατοµική και Συλλογική ευθύνη: Οι οµάδες είναι υπεύθυνες να διερευνήσουν αν τα µέλη τους κατέχουν το υλικό. Αυτό µπορεί να γίνει µε το γράψιµο ενός µικρού 50 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ τεστ, την προφορική απάντηση σε δειγµατοληπτικές ερωτήσεις που καλύπτουν όλη την ύλη και την παρουσίαση υλικού. 2.2.2.8.4 Jigsaw ΙΙ Αποτελεί συνδυασµό της µεθόδου Jigsaw και STAD. Οι µαθητές χωρίζονται σε ετερογενείς οµάδες όπως µε τη µέθοδο STAD, µελετούν ολόκληρο το υλικό που πρέπει να µάθουν, δίνοντας ο καθένας έµφαση στο ειδικό µέρος που του αντιστοιχεί. Φτιάχνουν ειδικές οµάδες για να συζητήσουν τα θέµατα αυτά και µετά µεταφέρουν στις πρώτες οµάδες τα αποτελέσµατα της συζήτησης. Αξιολογούνται µε ατοµικά ερωτηµατολόγια αλλά παίρνουν και βαθµούς από τη βαθµολογία της οµάδας. Η µέθοδος αυτή διαφέρει από τη µέθοδο Jigsaw ως προς το ότι οι µαθητές χρησιµοποιούν όλο το εκπαιδευτικό υλικό το οποίο πρέπει να µάθουν. H αξιολόγηση µε αυτή τη µέθοδο προκύπτει ως το άθροισµα µιας σειράς βαθµολογιών όπως ατοµική βαθµολογία, βαθµολογία της οµάδας, βαθµολογία που δείχνει κατά πόσον έγινε βελτίωση. Επίσης χρησιµοποιούνται τεχνικές επιβράβευσης και αναγνώρισης σύµφωνα µε τη µέθοδο STAD. O αριθµός των µαθητών στις οµάδες είναι 4 και παίρνονται υπόψη στην επιλογή των µαθητών και παράγοντες που αφορούν την προσωπικότητά τους. Σε αυτή τη µέθοδο, δεν προβλέπεται διαφοροποίηση των µελών της οµάδας µέσω της ανάληψης ιδιαίτερων ρόλων. 2.2.2.8.5 H µέθοδος δηµιουργίας οµάδων έρευνας Είναι εντελώς διαφορετική µέθοδος από τις προηγούµενες. Προτάθηκε από τους Sharan & Lazarowitz το 1980. H µέθοδος απαιτεί τη συνεργασία 4 παραγόντων στη ζωή της τάξης: 1. την οργάνωση της τάξης σε οµάδες, 2. τη χρήση δραστηριοτήτων τέτοιων που να µπορούν να διερευνηθούν µε ποικίλους τρόπους από τις οµάδες, 3. την προώθηση της πλουραλιστικής συζήτησης των µαθητών γύρω από τα θέµατα που θίγονται προς διερεύνηση και µάθηση και 4. την επικοινωνία του εκπαιδευτικού και τη βοήθειά του προς τους µαθητές. Σύµφωνα µε αυτή τη µέθοδο τα στάδια µέσα από τα οποία περνούν οι µαθητές είναι έξι (6): 1. Γίνεται οµαδοποίηση των µαθητών σύµφωνα µε την επιλογή τους. H µέθοδος προτιµά ετερογενείς οµάδες ως προς την ικανότητα, το φύλο και την εθνικότητα. Αν δεν συµβεί αυτό µε την εξέλιξη της διαδικασίας γίνεται παρέµβαση από τον εκπαιδευτικό προκειµένου να πείσει όσο το δυνατό τους µαθητές προς αυτή την κατεύθυνση. Κατόπιν γίνεται καθορισµός των θεµάτων της διερεύνησης των οµάδων προσεκτικά, ώστε να είναι δυνατή η αντιµετώπισή τους ή η διερεύνησή τους από πολλές πιθανές όψεις ή θεωρήσεις. 2. Οι οµάδες αναλύουν το προς διερεύνηση θέµα σε υποθέµατα και καθορίζουν τι πρέπει να µελετηθεί και πώς. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 51

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 3. Οι µαθητές συλλέγουν πληροφορίες αξιολογούν δεδοµένα και προσπαθούν να βγάλουν συµπεράσµατα. Συζητούν µεταξύ τους και µε τον εκπαιδευτικό προκειµένου να καταλήξουν σε αποφάσεις. 4. H οµάδα προσπαθεί να φτιάξει µια αναφορά ή µια περίληψη της δουλειάς της. Οργανώνει, συνθέτει και προχωράει σε αφαιρετική δουλειά πάνω στην πληροφορία που έχει συλλέξει. Ξαναβλέπει τις απαιτήσεις του προβλήµατος και σε συνεργασία µε τον εκπαιδευτικό διερευνάει αν οι προτεινόµενες ιδέες ή λύσεις είναι ρεαλιστικές και αποδεκτές. Επίσης, γίνεται ένας έλεγχος κατά πόσο δούλεψαν όλοι οι µαθητές. 5. Γίνεται η τελική παρουσίαση των αναφορών των οµάδων. H τελική παρουσίαση µπορεί να γίνει µε ποικίλους τρόπους, για παράδειγµα διαβάζοντας µια έκθεση, παίζοντας ένα θέατρο, δηµιουργώντας ένα διάλογο ανάµεσα σε οµάδες κ.ά.. Σε αυτό το µέρος γίνεται επικοινωνία µεταξύ των µαθητών και αλληλεπίδραση. 6. H αξιολόγηση αφορά στην ικανότητα σύνθεσης εφαρµογής ή παραγωγής συµπερασµάτων. Γίνεται µε ποικίλους τρόπους, µπορεί να γίνει µε συνεργασία του εκπαιδευτικού και των µαθητών ακόµα και στη συµπλήρωση των εξεταστικών φύλλων. 2.2.2.8.6 Co op Co op Έχει προταθεί από τον Kagan το 1985 και µοιάζει µε την προηγούµενη µέθοδο ως προς το ότι τα θέµατα που δίνονται στις οµάδες για µάθηση είναι θέµατα που δύνανται να αντιµετωπισθούν µε πολλούς τρόπους. εν απαιτεί δηµιουργία διευθυντικής οµάδας και έτσι η οργάνωση της τάξης είναι ευκολότερη. Τα 10 βήµατα αυτής της µεθόδου είναι: 1. Αρχικά γίνεται συζήτηση όπου οι µαθητές παρουσιάζουν τις εµπειρίες τους, τις σχετικές µε το θέµα, προκειµένου να προκληθεί το ενδιαφέρον τους. 2. Έπειτα γίνεται η οµαδοποίηση, όπως προτείνεται από τη µέθοδο STAD. 3. Όπως και στη µέθοδο Jigsaw γίνεται κτίσιµο της οµάδας, δηλαδή χρησιµοποιείται η επικοινωνία προκειµένου να µάθουν οι µαθητές να συνεργάζονται και να επικοινωνούν. 4. Γίνεται επιλογή θέµατος. Το υλικό που πρέπει να µάθουν οι µαθητές χωρίζεται σε υποθέµατα και κάθε οµάδα αναλαµβάνει ένα µέρος. Οι µαθητές µπορούν να κυκλοφορούν στην τάξη ανάµεσα στις οµάδες, εφ όσον είναι απαραίτητο, προκειµένου να συλλέξουν κάποιες πληροφορίες. 5. Γίνεται επιλογή ατοµικού θέµατος στην κάθε οµάδα ύστερα από διαχωρισµό του υποθέµατος που έχει επιλέξει η οµάδα από το συνολικό θέµα προς µάθηση. 6. Κάθε µαθητής προετοιµάζει το θέµα που επέλεξε. 7. Κάθε µαθητής παρουσιάζει το θέµα του στην οµάδα του. Γίνεται συζήτηση και συσχέτιση αυτών των θεµάτων µε το συνολικό θέµα που έχει δοθεί στην τάξη. 8. Οι οµάδες προετοιµάζουν την παρουσίαση της δουλειάς τους στην τάξη. 9. Γίνεται παρουσίαση της δουλειάς των οµάδων σε όλη την τάξη, προτιµούνται παρουσιάσεις που δεν αποτελούν ανάγνωση κάποιου κειµένου αλλά χρησιµοποιούνται άλλοι τρόποι όπως µέσω παιχνιδιών, χρήσης οπτικοακουστικών µέσων κ.ά.. 52 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 10. H αξιολόγηση γίνεται µε βάση τις ατοµικές παρουσιάσεις στην οµάδα, την παρουσίαση της οµάδας σε ολόκληρη την τάξη και κάθε γραπτό ή project που έχει κατασκευασθεί από τους µαθητές οµαδικά ή ατοµικά. 2.2.2.8.7 Guided reciprocal peer questioning (Καθοδηγούµενη ανταλλαγή απόψεων) Ο στόχος αυτής της δραστηριότητας είναι να παραχθεί συζήτηση µεταξύ των οµάδων µαθητών για ένα συγκεκριµένο θέµα ή θεµατική περιοχή. Αρχικά, ο εκπαιδευτικός µπορεί να δώσει µια συνοπτική (10 15 λεπτά) διάλεξη σχετικά µε ένα θέµα ή θεµατική περιοχή. Ή µπορεί να δώσει υλικό έντυπο ή προφορικό στον κάθε µαθητή για 10 15 λεπτά, αναθέτοντας µια εργασία ανάγνωσης ή γραπτής άσκησης. Ο εκπαιδευτικός δίνει έπειτα στους µαθητές ένα σύνολο γενικών ερωτήσεων. Σε αυτή τη µέθοδο προσφέρονται ανοιχτές ηµιτελείς ερωτήσεις, προκειµένου να προκαλέσουν µια στοχευόµενη συζήτηση, για παράδειγµα: Εξηγείστε γιατί ; Ποιο είναι το νόηµα του ; Ποια είναι η βασική ιδέα ; Έπειτα από κάποιο χρονικό περιθώριο ο κάθε µαθητής χωριστά θα πρέπει να έχει ετοιµάσει κάποιες ερωτήσεις περιεχοµένου, βοηθούµενος από τις παραπάνω και χρησιµοποιώντας όσο πιο πολλές µπορεί. Για να ετοιµάσει τις ερωτήσεις, ο µαθητής θα βασιστεί στο υλικό που του παρέχεται. Καλό είναι να µπορεί να απαντήσει στις ερωτήσεις που θέτει, χωρίς όµως αυτό να είναι απαραίτητο. Αυτή η δραστηριότητα βασικά σχεδιάζεται, ώστε οι µαθητές να σκεφτούν ιδέες σχετικές µε το θέµα. Αργότερα, όταν ο µαθητής µπει σε οµάδα µάθησης, θα προσφέρει µια ερώτηση για συζήτηση. Είναι ιδανική µέθοδος για µικρές οµάδες (3 µέλη), επειδή απαιτείται συµµετοχή και ο καθένας µπορεί να πει την άποψη του και να έρθει σε αντιπαράθεση µε τους άλλους πιο εύκολα. Μπορεί να χρησιµοποιηθεί σε αρχικό στάδιο προβληµατισµού/ δραστηριότητας. Αυτή η δραστηριότητα τραβά την προσοχή και βελτιώνει την αρχική κατανόηση των µαθητών όπως και την απευθείας συµπλήρωση των ερωτήσεων από τους µαθητές. Στόχος της είναι να προβληµατίσει και να εγείρει τη φαντασία του µαθητή. 2.2.2.8.8 Think Pair Share (Σκέψου Συνεργάσου Μοιράσου) Η στρατηγική αυτή, σχεδιάστηκε για να παρέχει στους µαθητές «τροφή για σκέψη» σε συγκεκριµένα θέµατα, δίνοντάς τους τη δυνατότητα να εκφράσουν τις δικές τους απόψεις και να τις µοιραστούν µε τους συµµαθητές τους. Έχει αναπτυχθεί από τον Lyman µε σκοπό την ενθάρρυνση των µαθητών. Σκοπός της είναι να: 1. Παρέχει στους µαθητές αρκετό χρόνο σκέψης µε αποτέλεσµα να αυξάνεται η ποιότητα των απαντήσεών τους. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 53

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2. Η έρευνα δείχνει ότι οι µαθητές χρειάζονται χρόνο έτσι ώστε να επεξεργαστούν καινούριες ιδέες, µε σκοπό να τις αποθηκεύσουν στη µνήµη τους. Όταν οι εκπαιδευτικοί παρουσιάζουν πάρα πολλές πληροφορίες µαζεµένες, πολλές από αυτές θα χαθούν. Αν όµως χρησιµοποιηθεί αυτή η στρατηγική υπάρχει η δυνατότητα αποθήκευσης πολλών περισσότερων πληροφοριών στη µνήµη των µαθητών. 3. Οι µαθητές έχουν περισσότερη θέληση για συµµετοχή στην οµάδα ή στην τάξη αφού δεν αισθάνονται πίεση απαντώντας µπροστά σε όλη την τάξη. 4. Στην εξ αποστάσεως εκπαίδευση µπορεί να γίνει µέσω ασύγχρονης επικοινωνίας (Forum). Βήµα 1ο: Ο εκπαιδευτικός θέτει µια ερώτηση που, κατά προτίµηση, να απαιτεί ανάλυση, αξιολόγηση ή σύνθεση και δίνει στους µαθητές ένα χρονικό διάστηµα για να σκεφτούν µια κατάλληλη απάντηση. Αυτός ο χρόνος που τους δίνει να σκεφτούν µπορεί να χρησιµοποιηθεί για να γράψουν την απάντησή τους. Βήµα 2ο: Οι µαθητές επιζητούν έπειτα έναν συνεργάτη και µοιράζονται τις απαντήσεις τους. Βήµα 3ο: Κατά τη διάρκεια του τρίτου βήµατος, οι απαντήσεις των µαθητών µπορούν να µοιραστούν µέσα από συζήτηση σε µια οµάδα µάθησης 3 4 ατόµων, µέσα σε µια µεγαλύτερη οµάδα ή σε µια ολόκληρη τάξη. Το επίπεδο της συζήτησης ενισχύεται από αυτήν την τεχνική και όλοι οι µαθητές έχουν µια ευκαιρία να µάθουν µέσα από την απεικόνιση και τη διατύπωση. 2.2.2.8.9 Numbered Heads Together (Αριθµηµένα κεφάλια από κοινού) Τα µέλη των οµάδων µάθησης, συνήθως αποτελούνται από 3 4 άτοµα µε αρίθµηση 1, 2, 3 ή 4. 1. Ο εκπαιδευτικός θέτει µια ερώτηση, συνήθως πραγµατικού κόσµου (µε επιχειρήµατα), η οποία απαιτεί ικανότητες σκέψης υψηλού επιπέδου. 2. Οι µαθητές συζητούν το θέµα της ερώτησης και καταλήγουν σε µια κοινή απάντηση, η οποία είναι κατανοητή και σύµφωνη από όλα τα µέλη της οµάδας. 3. Στη συνέχεια ο εκπαιδευτικός καλεί έναν συγκεκριµένο αριθµό (από το 1 ως το 4) και το µέλος της οµάδας µε τον συγκεκριµένο αριθµό καθορίζεται ως εκπρόσωπος της οµάδας. Επειδή κανείς δε γνωρίζει ποιον αριθµό θα καλέσει ο εκπαιδευτικός, όλα τα µέλη έχουν ένα µεγάλο κίνητρο και ενδιαφέρον στην κατανόηση της κατάλληλης απάντησης. Και σ αυτή την περίπτωση, οι µαθητές ωφελούνται από τη διατύπωση της απάντησης, και η επί ίσους όρους συνεργασία στην οµάδα βοηθά και τους µαθητές µε υψηλή επίδοση αλλά και τους µαθητές χαµηλής επίδοσης. Ο χρόνος της τάξης κατανέµεται καλύτερα, επειδή συνήθως χάνεται λιγότερος χρόνος σε λανθασµένες απαντήσεις και επειδή όλοι οι µαθητές µπορούν να συµµετέχουν ενεργά στην επεξεργασία και κατανόηση του υλικού. Πρόκειται για µια πολύ ισχυρή στρατηγική που αυξάνει την ενεργή συµµετοχή. Είναι ένας τρόπος για να γίνει επανάληψη στις πληροφορίες που οι µαθητές έχουν ήδη 54 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ διδαχθεί. Μοιάζει µε οµάδα συζήτησης µόνο που ο «παρουσιαστής» της οµάδας δεν είναι γνωστός από πριν. Για να λειτουργήσει καλά αυτή η στρατηγική, οι ερωτήσεις πρέπει να γίνονται ξεκάθαρα έτσι ώστε οι µαθητές να µπορέσουν να συµφωνήσουν στη σωστή απάντηση εύκολα. Αυτή η στρατηγική περιλαµβάνει όλα τα µέλη της οµάδας και είναι ένας άριστος τρόπος να προωθηθεί η αλληλεξάρτηση και η υπευθυνότητα του καθένα ξεχωριστά. Οι µαθητές ωφελούνται από τη διατύπωση της απάντησης και από τη συνεργασία. 2.2.2.8.10 One Minute Papers (Έγγραφα ενός λεπτού) Αυτό το είδος στρατηγικής συνεργατικής µάθησης εστιάζει κυρίως στη µεταγνωστική φάση µιας εκπαιδευτικής δραστηριότητας (γίνεται ευκολότερη η κατανόηση του θέµατος µε την λύση αποριών) και µπορεί επίσης να παρέχει ανατροφοδότηση και στον εκπαιδευτικό. Ακολουθούµε τα παρακάτω βήµατα: 1. Ζητείται από τους µαθητές να σχολιάσουν τα ακόλουθα ερωτήµατα: Ποιο ήταν το πιο σηµαντικό ή χρήσιµο πράγµα που µάθατε σήµερα; Ποιες δύο σηµαντικές απορίες έχετε ακόµη; Τι δεν καταλάβατε καλά; Τι θα θέλατε να µάθετε περισσότερο σχετικά µε αυτό? 2. ίνεται στους µαθητές ένα λεπτό, το οποίο ο εκπαιδευτικός το χρονοµετράει. 3. Ο εκπαιδευτικός µπορεί κατόπιν να χρησιµοποιήσει τα χαρτιά ενός λεπτού που δηµιουργήθηκαν για να ξεκινήσει η συζήτηση την επόµενη µέρα, έτσι ώστε οι µαθητές να συζητήσουν τις απορίες τους και να τις λύσουν. Κατ αυτόν τον τρόπο διευκολύνεται η συζήτηση στο εσωτερικό µιας οµάδας, ή απλά αποκτάται µέσω αυτής της ανατροφοδότησης το επίπεδο στο οποίο ο µαθητής έχει κατανοήσει το υλικό. 2.2.2.8.11 Three step Interview (Σε τρία στάδια συνέντευξη) Η στρατηγική «Three step Interview» µπορεί να χρησιµοποιηθεί έτσι ώστε οι µαθητές να καταλάβουν σε βάθος κάποιες έννοιες και πληροφορίες σχετικές µε το θέµα που τους έχει δοθεί. Η στρατηγική αυτή δίνει επίσης την ευκαιρία στα µέλη της οµάδας να γνωριστούν καλύτερα µεταξύ τους, µε την ανάθεση ρόλων συνέντευξης στους µαθητές. Το πρώτο βήµα της συνέντευξης είναι ανάµεσα σε ζεύγη µαθητών. Αναθέτονται ρόλοι (κάποιος θα είναι ο ρεπόρτερ και κάποιος άλλος θα απαντά στις ερωτήσεις του πρώτου) ή οι µαθητές µπορούν απλά να υποδυθούν τον εαυτό τους. Επίσης, ο εκπαιδευτικός µπορεί να δώσει ερωτήσεις προς επίλυση ή πληροφορίες που θα πρέπει να βρεθούν. Ο Α παίρνει συνέντευξη από τον Β για συγκεκριµένο αριθµό λεπτών, ακούει µε προσοχή και θέτει διερευνητικά ερωτήµατα. Σε επόµενο στάδιο, οι µαθητές αντιστρέφουν ρόλους και ο Β παίρνει συνέντευξη από τον Α για τον ίδιο αριθµό λεπτών. Στο τελευταίο στάδιο, κάθε ζεύγος συνεργάζεται µε ένα άλλο ζεύγος, σχηµατίζοντας µια οµάδα των τεσσάρων (4). Εκεί εκφράζει ο καθένας τις ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 55

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ απόψεις του για να καταλήξουν σε συµπεράσµατα, αναδεικνύοντας τα πιο ενδιαφέροντα σηµεία. 2.2.2.8.12 Roundtable (Στρογγυλή τράπεζα) Η µέθοδος αυτή µπορεί να χρησιµοποιηθεί κυρίως για την έκφραση ιδεών και την παραγωγή µεγάλου αριθµού απαντήσεων λύσεων σε ένα και µόνο θέµα, ή σε οµάδα ερωτήσεων προβληµάτων. Ο επιβλέπων θέτει την ερώτηση. ίνεται σε κάθε οµάδα ένα κοµµάτι χαρτί και ένα στυλό. Ο πρώτος µαθητής γράφει µια πρώτη απάντηση και περνάει το χαρτί προς τα αριστερά, ο δεύτερος µαθητής γράφει την απάντηση, κ.τ.λ.. Αυτό συνεχίζεται µεταξύ των µελών της οµάδας, µέχρι να καταγράψουν όλοι οι µαθητές την απάντησή τους. Το κλειδί εδώ είναι το θέµα ή το πρόβληµα που έχει ζητηθεί από τους µαθητές να δουλέψουν. Θα πρέπει να είναι τέτοιο που να έχει δυνατότητες για µια σειρά από διαφορετικές "σωστές" απαντήσεις. Προσπαθήστε οι ερωτήσεις να αφορούν το ζήτηµα, αλλά κρατήστε το απλό, ώστε κάθε µαθητής να µπορεί να παρέχει κάποια στοιχεία. Μόλις ο χρόνος τελειώσει, καθορίστε τι θέλετε να έχουν κάνει οι µαθητές µε τη λίστα των απαντήσεών τους. Ίσως να θέλουν να συζητήσουν το πλήθος των απαντήσεων ή λύσεων ή να θέλουν να µοιραστούν τις λίστες µε ολόκληρη την τάξη. 2.2.2.8.13 Focused Listing (Εστιασµένη Λίστα) Αυτού του είδους η στρατηγική συνεργατικής µάθησης, µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως τεχνική για να δηµιουργήσει ο εκπαιδευτικός περιγραφές και ορισµούς για διάφορες έννοιες. Οι µαθητές αναλαµβάνουν να σκεφτούν και να δηµιουργήσουν µια λίστα µε λέξεις οι οποίες περιγράφουν ή καθορίζουν έννοιες. Με αυτόν τον τρόπο, ο κάθε µαθητής, έχοντας µπροστά του την λίστα που δηµιούργησε µπορεί να συµµετέχει σε συζητήσεις τόσο σε οµαδικό, όσο και σε επίπεδο τάξης. Σε επίπεδο οµάδας, τα µέλη της καλούνται να καταλήξουν στις λέξεις εκείνες που όλοι θα συµφωνούν πως όντως ορίζουν ή περιγράφουν κάποια συγκεκριµένη έννοια. Ένα καλό παράδειγµα χρήσης αυτής της στρατηγικής είναι το ακόλουθο: Ο εκπαιδευτικός ζητάει από τους µαθητές να φτιάξουν µια λίστα 5 7 λέξεις ή φράσεις που περιγράφουν ή καθορίζουν το υπό µελέτη θέµα. Κατόπιν, µπορεί να ζητήσει από τους µαθητές να χωριστούν σε µικρές οµάδες για να συζητήσουν τις λίστες, ή να επιλέξουν να συζητήσουν εκείνη τη λίστα µε την οποία συµφωνεί η πλειοψηφία. Συνδυάζει την τεχνική αυτή µε κάποιες από τις υπόλοιπες τεχνικές έτσι ώστε να αποκτήσει µια ισχυρή στρατηγική συνεργατικής µάθησης. 2.2.2.8.14 Paired Annotations (Ταξινοµηµένοι κατά ζεύγος σχολιασµοί) Οι µαθητές σχηµατίζουν ζευγάρια και επεξεργάζονται το ίδιο άρθρο ή κεφάλαιο, συζητούν τα σηµεία κλειδιά, ανταλλάσσουν ιδέες και προβληµατισµούς, ψάχνουν τις διαφορές µεταξύ τους, σχολιάζουν και κρατούν σηµειώσεις. 56 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ Κατόπιν επανερχόµενοι στην οµάδα τους, οι µαθητές συζητούν καίρια σηµεία και ψάχνουν για αποκλίνοντες και συγκλίνοντες σκέψεις και ιδέες. Όλοι µαζί οι µαθητές της οµάδας προετοιµάζουν ένα σύνθετο σχολιασµό που συνοψίζει το άρθρο, το κεφαλαίο, ή την έννοια. 2.2.2.8.15 Structured Learning Team Group Roles ( οµηµένοι ρόλοι οµάδας µάθησης) Ο εκπαιδευτικός αναθέτει στα µέλη της οµάδας διάφορους ρόλους. Οι µαθητές µπορούν επίσης να εναλλάσσουν αυτούς τους ρόλους ανάλογα µε την δραστηριότητα. Οι ρόλοι των µελών της οµάδας και οι λειτουργίες τους περιλαµβάνουν: Leader Ο αρχηγός είναι υπεύθυνος για την εµπλοκή και δέσµευση της οµάδας στο έργο που τους έχει ανατεθεί. Επίσης διασφαλίζει ότι όλα τα µέλη της οµάδας έχουν την ευκαιρία να συµµετέχουν, να µαθαίνουν και να έχουν σεβασµό µεταξύ τους. Ο αρχηγός µπορεί επίσης να ελέγχει, για να βεβαιωθεί ότι όλα τα µέλη της οµάδας έχουν κατανοήσει τα κύρια σηµεία της οµαδικής εργασίας και εκτελούν σωστά τα καθήκοντα που τους έχουν ανατεθεί. Recorder Ο καταγραφέας επιλέγει να συντηρεί τα αρχεία και τους φακέλους της οµάδας σε καθηµερινή βάση και να διατηρεί αρχεία για το σύνολο των δραστηριοτήτων της οµάδας, συµπεριλαµβανόµενων των υλικών που συνεισφέρει κάθε µέλος της οµάδας. Επίσης, γράφει τις προτεινόµενες λύσεις στα προβλήµατα που λύνει η οµάδα ώστε να τα χρησιµοποιήσει ως σηµειώσεις ή να τα υποβάλει στον εκπαιδευτικό. Μπορεί επίσης να προετοιµάσει την παρουσίαση του έργου, όταν η οµάδα θα κάνει προφορική παρουσίαση στην τάξη. Reporter Ο ρεπόρτερ δίνει προφορικές απαντήσεις στην τάξη σχετικά µε τις δραστηριότητες της οµάδας ή παρουσιάζει τα συµπεράσµατα. Monitor Ο σύµβουλος είναι υπεύθυνος να διασφαλίσει την σωστή λειτουργία της οµάδας ως προς την ισορροπηµένη συµµετοχή των µελών, στην έγκαιρη παράδοση των επιµέρους εργασιών σύµφωνα µε το χρονοδιάγραµµα, και γενικά να φροντίζει ώστε η οµάδα να λειτουργεί σαν ρόλοι για τις καθορισµένες δραστηριότητες. Μπαλαντέρ (σε οµάδες των 5) Ο µπαλαντέρ ενεργεί ως βοηθός του αρχηγού της οµάδας και αναλαµβάνει το ρόλο του κάθε µέλους που µπορεί να λείπει. 2.2.2.8.16 Send A Problem (Στείλε ένα πρόβληµα) Αυτή η στρατηγική µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως ένας τρόπος από την οµάδα για να συζητήσει και να επεξεργαστεί κάποιο υλικό, ή να παραθέσει λύσεις σε προβλήµατα που σχετίζονται µε το περιεχόµενο πληροφοριών. 1. Κάθε µέλος της οµάδας δηµιουργεί ένα πρόβληµα /ερώτηµα, και το γράφει σε µια κάρτα. Στη συνέχεια, θέτει το πρόβληµα /ερώτηµα στα άλλα µέλη της οµάδας. 2. Αν η ερώτηση µπορεί να απαντηθεί και όλα τα µέλη της οµάδας συµφωνήσουν σχετικά µε την απάντηση, τότε αυτή η απάντηση αναγράφεται στο πίσω µέρος της κάρτας. Εάν δεν υπάρχει συναίνεση σχετικά µε την απάντηση, το ερώτηµα πρέπει να αναθεωρηθεί, ώστε όλοι να µπορέσουν να συµφωνήσουν σε µια απάντηση. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 57

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 3. Η οµάδα βάζει ένα Q στην πλευρά της κάρτας που έχει την ερώτηση για το θέµα, και ένα Α στην πλευρά της κάρτας που έχει την απάντηση. 4. Κάθε οµάδα στέλνει τις κάρτες µε τις ερωτήσεις σε άλλη οµάδα. Έτσι κάθε οµάδα µαζεύει µια στοίβα από κάρτες / ερωτήσεις. 5. Κάθε µέλος της οµάδας παίρνει µια κάρτα από τη στοίβα και διαβάζει ένα ερώτηµα µια φορά στην οµάδα. Μετά την ανάγνωση της πρώτης ερώτησης, η οµάδα συζητά. Αν η οµάδα συµφωνεί µε την απάντηση, γυρνάει την κάρτα από την άλλη πλευρά για να δει αν συµφώνησε µε την απάντηση της πρώτης οµάδας. Αν και πάλι υπάρχει συναίνεση, συνεχίζει µε την επόµενη κάρτα /ερώτηση. Αν δεν συµφωνούν µε την απάντηση της πρώτης οµάδας, η δεύτερη οµάδα γράφει την απάντησή της στο πίσω µέρος της κάρτας ως εναλλακτική λύση. 6. Με αυτόν τον τρόπο, η δεύτερη οµάδα σχολιάζει και απαντά σε κάθε ερώτηµα της στοίβας, επαναλαµβάνοντας τη διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω. 7. Οι κάρτες µε τις ερωτήσεις µπορούν να σταλούν σε µια τρίτη, τέταρτη ή πέµπτη οµάδα, αν είναι επιθυµητό. 8. Στη συνέχεια, οι στοίβες καρτών αποστέλλονται πίσω στην αρχική οµάδα που τις συνέταξε. Η αρχική οµάδα µπορεί στη συνέχεια να συζητήσει και να αποσαφηνίσει οποιοδήποτε ζήτηµα µε τη δεύτερη οµάδα. Παραλλαγή: Μια παραλλαγή σχετικά µε την αποστολή ενός προβλήµατος είναι οι οµάδες να µπουν στη διαδικασία να συζητήσουν ένα πραγµατικό πρόβληµα για το οποίο µπορεί να µην υπάρχει ένα σύνολο απαντήσεων. 1. Οι οµάδες αποφασίζουν για ένα πρόβληµα που θα εξετάσουν. Είναι καλύτερα η κάθε οµάδα να επιλέξει ένα διαφορετικό πρόβληµα. 2. Το πρόβληµα είναι γραµµένο σε ένα κοµµάτι χαρτί και το οποίο στερεώνεται στο εξωτερικό του φακέλου. Οι λύσεις είναι µέσα στο φάκελο. 3. Ο φάκελος στη συνέχεια περνά στην επόµενη οµάδα. Κάθε οµάδα ασχολείται για 3 5 λεπτά µε τα ερωτήµατα που λαµβάνουν χωρίς να διαβάσουν την δουλειά της προηγούµενης οµάδας. Στη συνέχεια τοποθετούν τις λύσεις τους µέσα στους φακέλους. 4. Αυτή η διαδικασία µπορεί να συνεχιστεί σε µια ή περισσότερες οµάδες. Η τελευταία οµάδα διαβάζει όλες τις λύσεις που δόθηκαν από τις προηγούµενες οµάδες και αναπτύσσει µια λίστα µε πιθανές λύσεις. Η λίστα αυτή στη συνέχεια παρουσιάζεται στην αρχική οµάδα. 2.2.2.8.17 Uncommon Commonalities (Ασυνήθιστες Συµπτώσεις) Η στρατηγική «Ασυνήθιστες Συµπτώσεις» µπορεί να χρησιµοποιηθεί για να ενισχύσει τη συνοχή της οµάδας. Υποθέτουµε ότι η οµάδα αποτελείται από 4 µέλη. Η πρώτη δουλειά των µελών της οµάδας είναι να συντάξει ξεχωριστά ο καθένας µια λίστα µε ιδέες /έννοιες από το υλικό που θέλουν να επεξεργαστούν. Στη συνέχεια, τα µέλη της οµάδας αφού συζητήσουν τα στοιχεία κάθε λίστας, βρίσκουν ποια στοιχεία έχουν κοινά τα µέλη µεταξύ τους. 58 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ Όταν η οµάδα βρίσκει ένα στοιχείο που είναι κοινό για όλους, τότε δίνουν τον αριθµό 4 στην λίστα όταν βρουν κάποιο στοιχείο όπου 3 µέλη από την οµάδα το έχουν κοινό, τότε δίνουν στην λίστα τον αριθµό 3, κ.τ.λ.. 2.2.2.8.18 Team Expectations (Προσδοκίες οµάδας) Είναι µια µέθοδος όπου κάθε οµάδα συµπληρώνει µια φόρµα, η οποία περιλαµβάνει τις προσδοκίες της οµάδας καθώς και του κάθε µέλους, πριν ξεκινήσει η δραστηριότητα πρόβληµα. Έχει ως αποτέλεσµα τον έλεγχο της συµπεριφοράς του κάθε ατόµου και της ενεργοποίησής του µε συνέπεια τον καλύτερο έλεγχο πιθανών διαφωνιών. Μπορεί να χρησιµοποιηθεί σε όλες τις φάσεις της δραστηριότητας που έχει ανατεθεί στην οµάδα, έτσι οι µαθητές αποκτούν επίγνωση των ευθυνών τους όσον αφορά την συνεργατική µάθηση. ΣΤΟΧΟΣ: Οι µαθητές θα πρέπει να αναπτύξουν αίσθηµα οµαδικότητας και ότι µπορούν να συνεισφέρουν αξιοποιώντας τις δικές τους δυνατότητες και ταυτόχρονα καλύπτοντας τις δικές τους ανάγκες και τις απαιτούµενες ανάγκες της οµάδας τους, ώστε να υπάρχει αρµονική συνεργασία όλων των µελών, ενώ µπορεί ο εκπαιδευτικός να µετατρέψει τυχόν αρνητικό κλίµα µέσα στην οµάδα σε θετικό. ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ: Αν υπάρχει συντονιστής οµάδας, θα µπορούσε να αφιερώσει κάποιο χρόνο µοιράζοντας ερωτήσεις στα µέλη της οµάδας που αφορούν τη συνεργατική συµµετοχή τους, να αναλύσει τα συµπεράσµατα και να καταγράψει τις απόψεις των µελών και τέλος να συντάξει ένα τελικό φύλλο όπου θα έχει συναθροίσει τις επιθυµίες των µελών µε τρόπο ώστε να είναι κατανοητό και προσεγγίσιµο στα µέλη και να τα δεσµεύσει στην τήρηση αυτών των προσδοκιών. 2.2.2.8.19 Double Entry Journal ( ιπλογραφία Περιοδικού) Ανατίθεται στα µέλη της οµάδας να βρουν έντυπο υλικό πάνω σε ένα καίριο θέµα και πιο συγκεκριµένα κριτικές απόψεις συγγραφέων. Παράλληλα, εκτός από αυτή τη δουλειά θα πρέπει να συγκρίνουν τις απόψεις που βρήκαν µε τις δικές τους σε δύο (2) στήλες. Τα συµπεράσµατα αυτής της εργασίας αναλύονται στην οµάδα ή στην τάξη. ΣΤΟΧΟΣ: ίνεται η δυνατότητα στους µαθητές να ξεδιπλώσουν την σκέψη τους σχετικά µε ένα θέµα /πρόβληµα πράγµα που τους βοηθά να αναπτύξουν οξυδερκή σκέψη και γνώση. Η διπλογραφία ενός περιοδικού µπορεί να χρησιµοποιηθεί πιο αποτελεσµατικά για σοβαρά, καίρια και επίκαιρα θέµατα. Με αυτόν τον τρόπο δίνεται η ευκαιρία στους µαθητές να διαδράσουν µε το υλικό που διαβάζουν και να έχουν µια ουσιαστικότερη σχέση µε το διάβασµα. Χρησιµεύει δηλαδή και για ουσιαστική επαφή αλλά και για να µάθουν κάτι που δε γνωρίζουν, µέσα από κριτική, σχολιασµό και εξαγωγή συµπερασµάτων καθώς και να αποκτήσουν µια µέθοδο µελέτης που θα τους βοηθήσει στην κατανόηση κειµένων. Είναι ιδανική δραστηριότητα αν ο εκπαιδευτικός θέλει να µάθουν οι µαθητές συγκεκριµένες σηµαντικές πληροφορίες και να µπορέσει να τραβήξει το ενδιαφέρον τους. Η µέθοδος βοηθά τους µαθητές προσφέροντάς τους έναν οδηγό µελέτης όχι µόνο για κάποια επερχόµενη εξέταση αλλά και σαν τρόπο µάθησης που µπορεί να τους βοηθήσει αποτελεσµατικά σε ότι διαβάζουν. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 59

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2.2.2.8.20 Problem solving (Επίλυση προβλήµατος) Πρόκειται για µέθοδο η οποία µπορεί να συνδυαστεί και µε άλλες. Ο εκπαιδευτικός θέτει ένα πρόβληµα σχετικό µε το θέµα το οποίο οι µαθητές καλούνται να µελετήσουν σε οµάδες (ενώ παρέχει επίσης και το σχετικό υλικό για το θέµα). Στη συνέχεια κάθε µαθητής αντιπροσωπεύεται από ένα αριθµό (π.χ., σε οµάδες 4 ατόµων, από το 1 µέχρι το 4) και το πρόβληµα συζητιέται στην οµάδα, ανταλλάσσονται ιδέες, µέχρι να γίνει κατανοητό από όλους. Κάθε µαθητής πρέπει να είναι σε θέση να δώσει λύση στο πρόβληµα όποτε του ζητηθεί από τον εκπαιδευτικό ο οποίος θα τον καλέσει µε τον αριθµό που του αντιστοιχεί. ΣΤΟΧΟΣ: Να αναπτυχθεί στους µαθητές το αίσθηµα οµαδικότητας αλλά και υπευθυνότητας µε σκοπό το γενικό θετικό αποτέλεσµα της οµάδας αλλά και την αλληλοβοήθεια που µπορεί να προσφερθεί µεταξύ τους. 2.2.2.9 Αξιολόγηση Όσον αφορά την αξιολόγηση, οποιαδήποτε και αν είναι η µορφή της συνεργατικής µάθησης, η αξιολόγηση γίνεται κυρίως µέσα σε κάθε οµάδα µε την ανταλλαγή απόψεων των µελών της για το πώς µπορεί να γίνει πιο αποδοτική η εργασία τους (Κανάκης, 1987). Επιπλέον γίνεται αξιολόγηση της εργασίας της οµάδας από τον εκπαιδευτικό, ενώ σε συζήτηση οι µαθητές καταθέτουν τις απόψεις τους και ασκούν σχετική κριτική. Τέλος, αν ο εκπαιδευτικός το κρίνει απαραίτητο, ο κάθε µαθητής συµπληρώνει ατοµικά κριτήρια αξιολόγησης που αφορούν τόσο στην επίδοση του όσο και στη συµβολή του στο έργο της οµάδας (Τζιούβας, Κωνσταντίνου, Γεωργίου, 2000). Οι µαθητές δέχονται ανατροφοδότηση και αξιολόγηση από τα µέλη της οµάδας τους και µπορούν να αναστοχάζονται πάνω στην ατοµική τους πρόοδο. Ο εκπαιδευτικός µπορεί να αξιολογεί τόσο το τελικό αποτέλεσµα όσο και την κοινωνική συµπεριφορά των µαθητών (http://blogs.sch.gr). 2.2.2.10 Εφαρµογή Η συνεργατική µάθηση µπορεί να εφαρµοστεί σε ποικίλες δραστηριότητες και µαθήµατα και µπορεί να εφαρµοστεί µόνη της ή σε συνδυασµό µε άλλες στρατηγικές µάθησης. Απαιτεί ωστόσο, πολύ καλή γνώση και δεξιότητες και πολύ καλή οργάνωση. Η εφαρµογή της καθώς και η ανάδειξη των αποτελεσµάτων της µπορεί να είναι χρονοβόρα διαδικασία. Παρόλα αυτά, εγγυάται τη βελτίωση της διαδικασίας της µάθησης και τη µετατροπή της σε κάτι διασκεδαστικό. 60 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 2.2.3 Αποτελέσµατα & Συµπεράσµατα 2.2.3.1 Πλεονεκτήµατα Τα πλεονεκτήµατα της συνεργατικής µάθησης αναφέρονται παρακάτω (Τζιούβας, Κ., Κωνσταντίνου, Α., & Γεωργίου, Γ., 2000): Ανάπτυξη σχέσεων µεταξύ των µελών των οµάδων, µε τη συνεπακόλουθη ανάπτυξη των αισθηµάτων αλληλοβοήθειας, εµπιστοσύνης, συνεργασίας. Ανάπτυξη του αισθήµατος της θετικής αλληλεξάρτησης, αφού η επιτυχία της οµάδας εξαρτάται από την επιτυχία του κάθε µέλους της και αντίστροφα. Καλύτερη χρήση του διδακτικού χρόνου. Ελάττωση των ανταγωνιστικών δοµών. Ανάπτυξη επαγγελµατικής συµπεριφοράς από τους µαθητές (www.jmokias.webnode.com). Ανάπτυξη των αντανακλαστικών και µεταγνωστικών ικανοτήτων των µαθητών, καθώς επιδιώκουν να διευκρινίσουν, να εξηγήσουν και να δικαιολογήσουν τη στάση τους σε σχέση µε τους άλλους (www.jmokias.webnode.com). Προώθηση των διαπολιτισµικών σχέσεων και της επαφής µε διαφορετικές κουλτούρες και ιδεολογίες (www.netschoolbook.gr). Ενίσχυση δηµοκρατικών αξιών (http://blogs.sch.gr). Ανάπτυξη κάποιου είδους «ανεξαρτησίας» από τον εκπαιδευτικό, εφόσον οι οµάδες έχουν υψηλό βαθµό αυτονοµίας. Ανάπτυξη του αισθήµατος της προσωπικής ευθύνης, καθώς ο µαθητής επιδιώκει να µάθει ο ίδιος και ελέγχει αν τα υπόλοιπα µέλη µαθαίνουν. Αύξηση της αυτοπεποίθησης, αφού τώρα πια ο µαθητής είναι ενεργό µέλος µιας οµάδας µε άποψη και µε προσφορά για την επίτευξη του κοινού στόχου. Όλα τα µέλη, λόγω ηθεληµένης ανοµοιογένειας, µπορούν να αφοµοιώσουν σκέψεις, λύσεις και προτάσεις από τα υπόλοιπα µέλη, κάτι που βοηθάει το µαθητή στην κατάκτηση της γνώσης πιο γρήγορα. Ανάπτυξη θετικότερης στάσης των µαθητών απέναντι στο µάθηµα αλλά και απέναντι στον εκπαιδευτικό. 2.2.3.2 Μειονεκτήµατα Τα µειονεκτήµατα της συνεργατικής µάθησης παρουσιάζονται παρακάτω: Κάποια µέλη των οµάδων δεν αναλαµβάνουν τις ευθύνες που τους αναλογούν και εργάζονται συνειδητά λιγότερο, «φορτώνοντας» έτσι τα υπόλοιπα µέλη της οµάδας (free rider effect) (Kerr & Bruun, 1983). Τα µέλη που είναι πιο δραστήρια «κυριαρχούν» στις δραστηριότητες τις οµάδας µετατρέποντας τα υπόλοιπα µέλη σε απλούς θεατές (Dembo & McAuliffe, 1987). ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 61

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Οι µαθητές µε χαµηλή αυτοπεποίθηση και αυτοεκτίµηση υποφέρουν λόγω του φόβου της απόρριψης (www.jmokias.webnode.com). Η ισότητα της συνεργασίας υπονοµεύει τους µαθητές που θέλουν να κάνουν περισσότερα (www.jmokias.webnode.com). Η υπευθυνότητα διαχέεται µεταξύ των µελών της οµάδας και προκύπτει χαλάρωση και ραστώνη(www.jmokias.webnode.com). ηµιουργείται αρκετές φορές καταστρεπτική σύγκρουση µεταξύ των µελών της οµάδας (www.jmokias.webnode.com). εν υπάρχει έτοιµο υλικό που να καθοδηγεί τον εκπαιδευτικό µε αποτέλεσµα η διαδικασία πολλές φορές να είναι χρονοβόρα για αυτόν αλλά και µέσα στην τάξη (Τζιούβας, Κ., Κωνσταντίνου, Α., & Γεωργίου, Γ., 2000). 2.2.3.3 Έρευνες Συµπεράσµατα Η συνεργατική µάθηση είναι µια µέθοδος που αρχικά επινοήθηκε για να αναπτύξει τις κοινωνικές δεξιότητες του µαθητή, όµως τα πλεονεκτήµατα της δεν σταµατούν εκεί. Η βιβλιογραφία αναφέρει ότι υπάρχουν πολύ θετικά αποτελέσµατα και στους άλλους τοµείς ανάπτυξής του, το γνωστικό και το συναισθηµατικό. Οι Κουτσελίνη και Θεοφιλίδης (1998) αναφέρουν ότι κατά τη συνεργατική µάθηση αναπτύσσονται παράλληλα και αποτελεσµατικά ο ακαδηµαϊκός, ο συναισθηµατικός και ο συµµετοχικός τοµέας. Όσο αφορά την ακαδηµαϊκή επίδοση, αναφέρουν ότι διευρύνεται ο ορίζοντας σκέψης του κάθε µέλους µέσα από την αντιπαράθεση ιδεών στα πλαίσια της οµάδας. Η ανάπτυξη της διαδικασίας µάθησης στην οµάδα γίνεται µε µεθοδικότητα, έτσι που ο µαθητής να έχει το µεγαλύτερο χρόνο ενεργητικής συµµετοχής. Παράλληλα, ενεργοποιούνται όλοι οι µαθητές, συνεξετάζοντας διάφορα θέµατα, ενώ εξηγώντας ο ένας στον άλλο τον τρόπο σκέψης του ή συγκεκριµένα νοήµατα του κειµένου, µαθαίνουν να κατανοούν οι ίδιοι καλύτερα. Η γλωσσική τους ικανότητα βελτιώνεται σηµαντικά, αφού έχουν την ευκαιρία να εκφράζονται περισσότερο. Θετικά αποτελέσµατα παρουσιάζονται και όσον αφορά το συναισθηµατικό τοµέα, αφού οι µαθητές που εργάζονται συνεργατικά έχουν πιο θετική συµπεριφορά και καλύτερες διαπροσωπικές σχέσεις (Χαραλάµπους, 1996). Επιπλέον οι Κουτσελίνη και Θεοφιλίδης (1998) αναφέρουν ότι τα άτοµα που είναι µέλη µεικτών οµάδων, µαθαίνουν να αποδέχονται όλα τα µέλη της οµάδας ως ισότιµα και νιώθουν συνυπεύθυνα για τα αποτελέσµατα της οµαδικής εργασίας. Ως αποτέλεσµα αποκτούν θετική αυτοεικόνα, καλλιεργούν θετικές στάσεις έναντι της σχολικής εργασίας και του σχολικού περιβάλλοντος, είναι δραστήριοι και νιώθουν υπεύθυνοι για τη γνώση τους. Μαθαίνουν εξάλλου να δέχονται και να ασκούν κριτική, να αναγνωρίζουν λάθη και παραλείψεις, να αναθεωρούν αστήρικτες και ατεκµηρίωτες θέσεις έτσι που να οδηγούνται σε νοητική και συναισθηµατική ωρίµανση. Όσον αφορά στην ανάπτυξη του συµµετοχικού κοινωνικού τοµέα, οι µαθητές αποδέχονται και εκτιµούν τη συµβολή των άλλων στο θετικό αποτέλεσµα και στη βελτίωση των δικών τους δυνατοτήτων. Αποδέχονται την ιδιαιτερότητα των ανθρώπων µε τους οποίους εργάζονται για κάποιο συγκεκριµένο σκοπό και αποκτούν δεξιότητες επικοινωνίας. Τέλος, «η ανάληψη ευθυνών και η εκτέλεση καθηκόντων 62 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ συνεπάγεται την κατοχύρωση των δικαιωµάτων συµµετοχής, αποδοχής και συνυπευθυνότητας στην επιτυχία» (Κουτσελίνη & Θεοφιλίδης, 1998). Αυτό ενισχύεται και από τους Johnson (1989), που υπογραµµίζουν ότι η ικανότητα των µαθητών να εργάζονται συνεργατικά είναι το κλειδί στην οικοδόµηση σταθερών γάµων, οικογενειών, καριέρων και φιλιών. Η έρευνα που πραγµατοποίησε ο Νεόφυτος (2005) στην Κύπρο µε δείγµα 808 µαθητές Ε τάξης δηµοτικού σχολείου από 36 τάξεις σε σχολεία της πόλης και επαρχίας Λευκωσίας, από τους οποίους, οι 394 µαθητές συµµετείχαν στη συνεργατική δοµή οργάνωσης και 414 στην ατοµική δοµή οργάνωσης και αφορούσε τα µαθήµατα των Ελληνικών και των Μαθηµατικών, είχε τα εξής αποτελέσµατα: Αποδείχτηκε ότι η συνεργατική µάθηση έχει θετική επίδραση στη σχολική επίδοση, µειώνει την αρνητική συµπεριφορά και δηµιουργεί θετικότερο ψυχολογικό κλίµα στην τάξη, ευρήµατα που συµφωνούν µε τη διεθνή βιβλιογραφία. Στην έρευνα που πραγµατοποίησαν οι Κουτσελίνη και Κοντοβούρκη (2004) σε µαθητές στην Κύπρο στο µάθηµα των Ελληνικών, παρατήρησε τα εξής: Με την εφαρµογή της συνεργατικής µάθησης η καλλιέργεια ανώτερων γνωστικών και επικοινωνιακών λειτουργιών ευνοήθηκε, µε αποτέλεσµα οι µαθητές της πειραµατικής οµάδας να παράγουν λόγο ορθό και κατάλληλο προς την περίσταση, αξιοποιώντας τις γνώσεις τους που αφορούσαν τόσο σε γλωσσικά (λεξιλόγιο, επίπεδο ύφους) όσο και εξωγλωσσικά (κινήσεις σώµατος, εγγύτητα προσώπων, χρήση οπτικο ακουστικού υλικού) στοιχεία. Η ενασχόληση µε ποικιλία αυθεντικών κειµένων µε στόχο τον εντοπισµό πληροφοριών κατάλληλων για περαιτέρω αξιοποίηση, καθώς και η κατάληξη σε βασικά συµπεράσµατα κατέστησαν την επαγωγική σκέψη µια από τις κύριες λειτουργίες για την απόκριση των µαθητών στις απαιτήσεις της µεθόδου. Τα αποτελέσµατα της έρευνας έδειξαν επίσης ότι οι µαθητές δεν ανταποκρίνονται στη συνεργατική µάθηση µε τον ίδιο τρόπο, άλλα, όπως τονίζεται και από τον Κανάκη (1987), ιδιαίτερο ρόλο διαδραµατίζει το µαθησιακό στυλ του καθενός, µε πιο επιφυλακτικούς τους πολύ ικανούς, αλλά και τους λιγότερο ικανούς µαθητές. Ωστόσο, ενδιαφέρον παρουσιάζει η εκµηδένιση των επιφυλάξεων στην περίπτωση της θεµατικής ενότητας, όπου υπήρξε έµφαση στον κοινό σκοπό και στην ανάγκη για συλλογική προσπάθεια. Με τον τρόπο αυτό αναπτύχθηκε αλληλοαναγνώριση και εδραιώθηκε η εντύπωση ότι η τάξη αποτελεί µια κοινότητα στην οποία το κάθε µέλος έχει συνεισφέρει ισότιµα. Επιπλέον, η ύπαρξη βασικού εγχειριδίου, ακόµα και όταν η χρήση του εµπλουτίζεται µε πιο δηµιουργικές δραστηριότητες, θέτει σοβαρούς περιορισµούς τόσο σε επίπεδο χρονοδιαγραµµάτων όσο και στην ανάπτυξη αυτών των µαθητών. Ο σοβαρότερος περιορισµός έγκειται στο ότι το παιδί µαθαίνει να µαθαίνει µε βάση αυτά που του προσφέρει το µοναδικό σχολικό εγχειρίδιο, ενώ, όπως υποστηρίζεται από τον Χριστιά (1992), η διδασκαλία στερείται του ουσιαστικού της νοήµατος. Το βασικότερο ίσως συµπέρασµα που προκύπτει είναι πως η ευθύνη του εκπαιδευτικού, ως συντονιστή, ανατροφοδότη και συνεργάτη, µεγιστοποιείται σε όλες τις φάσεις τις διδασκαλίας. Αυτό που έχει κυρίως ως χρέος, είναι να οργανώσει το εκπαιδευτικό περιβάλλον, µε τρόπο ώστε να ανταποκρίνεται σε µέγιστο βαθµό στο µαθησιακό στυλ των πλείστων µαθητών και να ευνοεί την ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 63

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ανάληψη υποχρεώσεων, που προκύπτουν από τους νέους ρόλους τόσο του ίδιου όσο και των µαθητών. Υπάρχει, γενικά, µεγάλος αριθµός ερευνών ο οποίος δείχνει, σε όλες τις βαθµίδες τις εκπαίδευσης και σε διαφορετικά θεµατικά επίπεδα, ότι η συνεργατική µάθηση έχει τα εξής αποτελέσµατα (Johnson et al., 1986; Slavin, 1991; Johnson et al., 1993; Kagan, 1994): Μεγαλύτερη κατανόηση του προς µάθηση υλικού. Υψηλότερη εκτίµηση των µαθητών απέναντι στον εαυτό τους και το περιβάλλον τους. Θετική στάση απέναντι στο σχολείο και τη µάθηση. Λιγότερα στερεότυπα και προκαταλήψεις απέναντι σε εθνικές ή φυλετικές οµάδες και βελτίωση της διαπολιτισµικής επικοινωνίας. Βελτίωση του γραπτού και προφορικού λόγου. Ανάπτυξη αµοιβαίων ενδιαφερόντων και διαπροσωπικών σχέσεων εµπιστοσύνης, αποδοχής και αλληλοεκτίµησης µεταξύ των εµπλεκοµένων στη µαθησιακή διαδικασία και ταυτόχρονη αύξηση της θετικής κοινωνικής συµπεριφοράς. Ανάπτυξη των µεταγνωστικών ικανοτήτων των µαθητών. Ανάπτυξη της κριτικής σκέψης και των ιδεών των µαθητών µέσα σε ένα περιβάλλον που ευνοεί το διάλογο και τη συλλογική διαπραγµάτευση (Gokhale, 1995). Ιδιαίτερα θετικά αποτελέσµατα στους µαθητές και παιδιά µε ειδικές ανάγκες (Gillies & Ashman, 2000; Kuntz et al., 2001). 2.2.3.4 Σύνοψη Συνεργατική µάθηση δεν σηµαίνει απλά χωρίζονται οι µαθητές σε οµάδες και επεξεργάζονται ένα θέµα αλλά µια άρτια σχεδιασµένη σύνθετη διδακτική στρατηγική που απαιτεί εµπιστοσύνη στις δυνατότητες της οµάδας, ανάπτυξη δεξιοτήτων κριτικής σκέψης, σεβασµό στη διαφορετικότητα, ανεξάρτητα από το φύλο, τη φυλή ή τα εθνικά χαρακτηριστικά όλων όσων συµµετέχουν στην οµάδα (Putnam, 1997). Εκπαιδευτικοί και µαθητές συµµετέχουν ενεργητικά στη µαθησιακή διαδικασία. Η προσέγγιση για το φαινόµενο της µάθησης διαφοροποιείται, αφού η εκπαίδευση δεν είναι µια απλή διαδικασία µεταφοράς γνώσης από τον εκπαιδευτικό στο µαθητή αλλά αποτέλεσµα µιας δυναµικής αλληλεπίδρασης των µαθητών και του εκπαιδευτικού µεταξύ τους και µε το φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον. Επιπλέον, ο συνεργατικός τρόπος οργάνωσης της διδασκαλίας στηρίζεται στην άποψη ότι το αποτέλεσµα της εργασίας της οµάδας είναι αρτιότερο ποσοτικά και ποιοτικά από το αντίστοιχο αποτέλεσµα στην περίπτωση που κάθε µέλος εργαζόταν ατοµικά (Kaye, 1991). Χαρακτηριστικές είναι οι θέσεις του Brown (1994): «Η µάθηση και η διδασκαλία εξαρτιούνται από τη δηµιουργία, τη στήριξη και την επέκταση µιας µαθητικής κοινότητας που θα προωθεί την καθηµερινή ερευνητική πρακτική. Τα µέλη αυτής της κοινότητας θα έχουν µια θετική αλληλεξάρτηση µεταξύ τους. Κανείς από µας δεν τα γνωρίζει όλα. Η συνεργατική µάθηση δεν είναι µόνο µια συναρπαστική εµπειρία µε 64 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ ουσιαστικά οφέλη για τα παιδιά µας αλλά και µια απαραίτητη προϋπόθεση για τη µελλοντική τους επιβίωση». 2.3 ΜΕΣΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 2.3.1 Εισαγωγή Όπως έχει αναφερθεί και στο προηγούµενο υποκεφάλαιο, ένας από τους σηµαντικότερους παράγοντες στον οποίο έχει διαπιστωθεί ότι οφείλονται οι δυσκολίες κατά την εκµάθηση του προγραµµατισµού είναι η παραδοσιακή προσέγγιση της διδασκαλίας των αρχών του προγραµµατισµού. Σύµφωνα µε την παραδοσιακή αυτή µέθοδο, οι µαθητές διδάσκονται µια γλώσσα γενικού σκοπού που δεν ικανοποιεί τις ανάγκες τους. Έτσι οι µαθητές επικεντρώνουν την προσοχή τους περισσότερο στην εκµάθηση της ίδιας της γλώσσας, παρά στην επίλυση προβληµάτων. Οι παραπάνω διαπιστώσεις αποτέλεσαν το κίνητρο για την αναζήτηση νέων µεθόδων διδασκαλίας για τα εισαγωγικά µαθήµατα προγραµµατισµού. Έτσι τα τελευταία χρόνια, στη διδασκαλία του προγραµµατισµού χρησιµοποιούνται φυσικά µηχανικά µοντέλα που συνδέονται µε υπολογιστή, όπως τα προγραµµατιζόµενα µοντέλα της LEGO. Η χρήση των ροµπότ για την εισαγωγή σε θέµατα προγραµµατισµού εκτιµάται ότι µπορεί να είναι θετική, αφού µπορεί να βοηθήσει µεταξύ άλλων στην κατανόηση µιας ακριβούς και λογικής γλώσσας εντολών (Κόµης, 2004). Πιο συγκεκριµένα, τα εκπαιδευτικά ροµπότ της εταιρίας LEGO (Lego Mindstorms) έχουν χρησιµοποιηθεί συστηµατικά, τα τελευταία χρόνια, για την εισαγωγή αρχάριων µαθητών στην εκµάθηση του προγραµµατισµού (Hussain, Lindh & Shukur, 2006; LEGO Dacta A/S, 1999; Dagdilelis, Sartatzemi & Kagani, 2005; Beisser, 2006). H φιλοσοφία σχεδίασης του εκπαιδευτικού υλικού της LEGO στηρίζεται στην άποψη ότι ο µαθητής πρέπει από µόνος του να οικοδοµεί τη γνώση και ειδικότερα στην άποψη ότι η µάθηση επέρχεται µέσα από το παιχνίδι ( learning through play ) (Hussain at al., 2006; LEGO Dacta A/S, 1999). Η θεωρητική αυτή άποψη έχει τις ρίζες της στην προσέγγιση του εποικοδοµισµού (Papert, 1980) σύµφωνα µε την οποία η µάθηση µέσω του παιχνιδιού συµβάλλει στην οικοδόµηση νέας γνώσης η οποία βασίζεται στην ήδη υπάρχουσα γνώση των µαθητών. Οι µαθητές ασχολούµενοι µε αντικείµενα που έχουν νόηµα για αυτούς, αναπτύσσουν κίνητρα (Jarvinen & Hiltunen, 2000) και παράλληλα δρουν ως πραγµατικοί επιστήµονες και εφευρέτες έχοντας αµεσότερη επαφή µε τις έννοιες του γνωστικού αντικειµένου. Στόχος της χρήσης των Lego Mindstorms εποµένως είναι η ενσωµάτωση του παιχνιδιού στην εκπαιδευτική διαδικασία, δίνοντας τη δυνατότητα στον µαθητή να διασκεδάσει και να χρησιµοποιήσει την φαντασία του. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, σε αυτή την εργασία παρουσιάζεται µια προσπάθεια να χρησιµοποιηθούν τα Lego Mindstorms για την εισαγωγή µαθητών Γυµνασίου σε θέµατα προγραµµατισµού, µέσα από µια διδακτική προσέγγιση µε συνεργατικό και παιγνιώδη χαρακτήρα, η οποία αναδεικνύει το στοιχείο του ανταγωνισµού µεταξύ των οµάδων. Συγκεκριµένα, µελετάται σε πιο βαθµό η χρήση των Lego Mindstorms σε µια δραστηριότητα παιχνιδιού µπορεί: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 65

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ να ενισχύσει το ενδιαφέρον των µαθητών για να ενασχοληθούν δηµιουργικά, ευχάριστα και αποτελεσµατικά µε τον προγραµµατισµό και να τους βοηθήσει να µεταφέρουν γνώσεις προγραµµατισµού από το περιβάλλον των Lego Mindstorms σε περισσότερο τυπικά περιβάλλοντα προγραµµατισµού. 2.3.2 Θεωρία Gagne Για την σωστή εκτέλεση και ολοκλήρωση της παρακάτω εκπαιδευτικής δραστηριότητας θα χρησιµοποιηθεί η θεωρία του Gagne, σύµφωνα µε την οποία η εκπαιδευτική δραστηριότητα διακρίνεται σε εννέα (9) στάδια. Τα 9 στάδια (Βήµατα / Καταστάσεις / Γεγονότα) αντιστοιχούν σε εσωτερικές νοητικές διαδικασίες απαραίτητες για τη µάθηση και είναι τα παρακάτω: 1. η Προσοχή, η οποία πρέπει µε κάποιο τρόπο να εστιαστεί στο αντικείµενο της διδασκαλίας ώστε να δηµιουργείται αναµονή και ενδιαφέρον για την συνέχεια. Για να επιτευχθεί αυτό, εστιάζετε η προσοχή στο συγκεκριµένο θέµα µε µια ερώτηση ή αναδροµή στο παρελθόν, κ.τ.λ., 2. οι Εκπαιδευτικοί Στόχοι, οι οποίοι πρέπει να παρουσιάζονται µε σαφήνεια και να αναφέρονται στις γνώσεις και δεξιότητες που θα αναπτύξει ο µαθητής µετά την εκπαιδευτική δραστηριότητα. Για αυτό ο εκπαιδευτικός πρέπει να απαριθµήσει και να εξηγήσει τις γνώσεις και τις δεξιότητες που θα αποκτηθούν µετά την εκπαίδευση, να εξηγήσει γιατί θεωρούνται χρήσιµες και πώς θα αξιοποιηθούν και τέλος να πρέπει να τις συνδέσει µε το γενικότερο πλαίσιο γνώσεων που παρέχει το µάθηµα, 3. η Ανάκληση των προηγούµενων γνώσεων, η οποία θα πρέπει ο εκπαιδευτικός να κάνει µια σύνδεση µε αυτά που είναι γνωστά από πριν και θεωρούνται προαπαιτούµενα. Για αυτό ο εκπαιδευτικός υπενθυµίζει και /ή ρωτάει για τις προηγούµενες γνώσεις των µαθητών, 4. το Νέο Υλικό, το οποίο θα πρέπει να γίνει µια δραστηριότητα ώστε να δοθεί έµφαση σ αυτό που είναι σχετικό µε τους εκπαιδευτικούς στόχους. Το νέο υλικό είναι το εξωτερικό ερέθισµα στην εκπαιδευτική διαδικασία και αυτό επιτυγχάνεται µε την επιλογή και την υλοποίηση µιας δραστηριότητας ώστε να επεξεργαστούν οι µαθητές το νέο υλικό, 5. η Παροχή Υποστήριξης, η οποία προσφέρετε στους µαθητές για υποστήριξη και καθοδήγηση στη διάρκεια της δραστηριότητας επιλύοντας έτσι απορίες και απαντώντας σε ερωτήµατα, 6. η ράση των µαθητών, η οποία δίνει ευκαιρία στους µαθητές να εφαρµόσουν τη νέα γνώση, δίνοντας έµφαση στη µάθηση και όχι στην αξιολόγηση. Αυτό επιτυγχάνεται αναθέτοντας ασκήσεις και προβλήµατα, εργασίες, κάνοντας ερωτήσεις και προσπαθώντας να ο εκπαιδευτικός να εντοπίσει πιθανές παρανοήσεις που θα δηµιουργηθούν στους µαθητές, 7. η Ανάδραση, η οποία δίνει πληροφόρηση στους µαθητές σχετικά µε την ποιότητα της δράσης τους. ίνει έµφαση στη µάθηση και όχι στην αξιολόγηση, σχολιάζοντας το αποτέλεσµα των ασκήσεων, εργασιών, κ.τ.λ., επιβραβεύοντας το σωστό αποτέλεσµα, κ.ά., 66 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ 8. η Αξιολόγηση, στην οποία ο εκπαιδευτικός οργανώνει τις δραστηριότητες για να αξιολογηθεί η ικανότητα του µαθητή, αξιολογεί εάν οι µαθητές έχουν κατακτήσει τους εκπαιδευτικούς στόχους 9. και τέλος η Ενίσχυση της γνώσης, στην οποία ο εκπαιδευτικός οργανώνει δραστηριότητες για να εφαρµοστούν στην πράξη και να διατηρηθούν οι γνώσεις στη µνήµη. Αν είναι δυνατόν αναθέτει και εργασίες ώστε οι µαθητές να εφαρµόσουν τις καινούριες γνώσεις για την επίλυση νέων και ρεαλιστικών προβληµάτων. 2.3.3 Εισαγωγή στα Φύλλα Εργασίας Η χρήση των Τ.Π.Ε. στη διδασκαλία απαιτεί τη δηµιουργία φύλλων εργασίας για να έχουν οι µαθητές βοηθητικές οδηγίες για τη χρήση ενός λογισµικού ή για την πλοήγηση τους στο διαδίκτυο για την άντληση των απαραίτητων πληροφοριών ώστε τελικά να υλοποιήσουν µε ευκολία τις διάφορες διδακτικές δραστηριότητες που επιθυµεί ο διδάσκων. Η δηµιουργία των φύλλων εργασίας σε κάποιες διδακτικές ενότητες µπορεί να είναι απλή και σε κάποιες άλλες να παρουσιάζει δυσκολίες. Πιο συγκεκριµένα, το φύλλο εργασίας απευθύνεται στον µαθητή και δίνεται στο ξεκίνηµα του µαθήµατος. Το φύλλο εργασίας περιλαµβάνει: 1. οδηγίες (βήµα βήµα) για την εκτέλεση των εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων, 2. ερωτήσεις και χώρο για απαντήσεις που θα δώσουν οι µαθητές, 3. οδηγίες για τη συνεργασία (αν οι µαθητές δουλεύουν οµαδικά), 4. οδηγίες για την ετοιµασία των παραδοτέων που θα παραχθούν στο τέλος του µαθήµατος και 5. πληροφορίες απαραίτητες για την εκτέλεση των δραστηριοτήτων (πχ. σύνδεσµοι προς πηγές στο διαδίκτυο, υποδείξεις για υλικό που πρέπει να µελετηθεί, λογισµικό που θα χρησιµοποιηθεί, κ.τ.λ.) Ουσιαστικά τα φύλλα εργασίας είναι το διδακτικό εργαλείο στην εκπαιδευτική δραστηριότητα, δηλαδή στη µικρο διδασκαλία. Η ιδακτική µέθοδος που θα επιλεχθεί γίνεται µε βάση τους εκπαιδευτικούς στόχους και στη συνέχεια ο εκπαιδευτικός σχεδιάζει το περιεχόµενο και τη µεθοδολογία µιας µικρο διδασκαλίας. (Γρηγοριάδου Μ., Γογούλου Α. & Γούλη Ε., 2002) Πιο συγκεκριµένα, προσδιορίζονται: τα βασικά στάδια της διδασκαλίας, οι εκπαιδευτικές ενέργειες που περιέχει το καθένα, ο χρόνος που θα χρειαστεί για κάθε στάδιο και τέλος επιλέγονται οι εκπαιδευτικές τεχνικές και τα εποπτικά µέσα που ταιριάζουν σε κάθε περίπτωση. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 67

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Κάθε φύλλο εργασίας πρέπει να πληρεί να νοητικά στάδια κατά την εκµάθηση προγραµµατισµού. Τα νοητικά στάδια είναι οκτώ (8) και αναφέρονται παρακάτω: 1. κάνω κάτι µε µια µηχανή (προ προγραµµατιστικό στάδιο): Είναι η προϋπάρχουσα εµπειρία που έχει ο αρχάριος. 2. κάνω να κάνει µια µηχανή κάτι (συγγραφή απλού κώδικα): Αυτό σηµαίνει ότι προγραµµατίζω, δηλαδή περιγράφω τον τρόπο εκτέλεσης των εντολών από τη µηχανή. Με τη βοήθεια της αλγοριθµικής προσέγγισης αναπτύσσετε η προγραµµατιστική ικανότητα, δηλαδή το πέρασµα από το «κάνω µε» στο «κάνω να κάνει». Η δεξιότητα που αναπτύσσετε είναι η προετοιµασία και υλοποίηση µιας εργασίας που δεν έχει άµεσα αποτελέσµατα (αλλά θα γίνει σε µεταγενέστερο χρόνο). 3. περιγράφω ένα σύνολο υπολογισµών: Το πρόγραµµα περιγράφει περισσότερους από έναν υπολογισµούς. Π.χ. εισάγονται η δοµή επανάληψης και η δοµή επιλογής. Αλλάζει ο τύπος παραγωγής, δηλαδή το εργαλείο προγραµµατισµού έχει επεκταθεί αφού διαθέτει την «επαναληπτική» δοµή και την δοµή «επιλογής» (υπό συνθήκη). Όσον αφορά τον εκπαιδευτικό η διδακτική παρέµβαση είναι η εξής: ασκεί τους µαθητές στη δηµιουργία απλών προγραµµάτων, βασικά σειριακής δοµής, που να περιλαµβάνουν π.χ. Εντολές επανάληψης. δίνει στους µαθητές να «διαβάσουν» ήδη έτοιµα προγράµµατα που χρησιµοποιούν δοµές αυτές. 4. περιγράφω το πρόγραµµα: Γίνεται η πλήρης περιγραφή του προγράµµατος και προτείνεται η τεκµηρίωση του προγράµµατος που περιλαµβάνει: τις προδιαγραφές (specifications) του προγράµµατος, αποτελέσµατα, δεδοµένα. 5. αντιλαµβάνοµαι και περιγράφω µε δοµηµένο τρόπο: Όταν µεταβαίνουµε σε συνθετότερα προβλήµατα η διατήρηση της ακολουθιακής δοµής στη σύλληψη του προγράµµατος δεν είναι εφικτή. Για αυτό τροποποιείται η περιγραφή του προς ανάπτυξη προγράµµατος και παίρνει τη µορφή δέντρου. Το πρόγραµµα χάνει τη σειριακότητα γραµµικότητά του. Εισάγεται η έννοια της διαδικασίας (procedure), εισάγεται δηλαδή νέο εννοιολογικό εργαλείο: η αποσύνθεση σε µικρότερα ενός έργου που προηγουµένως είχε αντιµετωπιστεί συνολικά. 6. εισάγω πληροφορικές µεταβλητές: Οι πληροφορικές µεταβλητές δεν έχουν τις ίδιες ιδιότητες µε τις µαθηµατικές µεταβλητές. Η µεταβλητή στον προγραµµατισµό (πληροφορική µεταβλητή) παρουσιάζει ιδιαίτερες δυσκολίες. Π.χ. στάδια αύξουσας πολυπλοκότητας στην οικοδόµηση της έννοιας της πληροφορικής µεταβλητής: δεν υπάρχει συνύπαρξη δύο τιµών µιας µεταβλητής µέσα σε µια εκτέλεση επανάληψης, χρησιµοποιείται απευθείας η παλιά τιµή µιας µεταβλητής για την εύρεση της νέας. Π.χ. sum := sum + number; 68 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ στο εσωτερικό της επανάληψης χρησιµοποιείται µέσα σε διαφορετικές εντολές προηγούµενη και νέα τιµή. 7. υπολογίζω πάνω σε «αφηρηµένα» αντικείµενα: Στα προηγούµενα στάδια ο αρχάριος προγραµµατιστής «µπαίνει» στη θέση του υπολογιστή και αυτό που αλλάζει είναι το επίπεδο δεξιότητας. Όταν η µέθοδος αυτή δεν µπορεί να εφαρµοστεί αυτό αποτελεί ισχυρό γνωστικό εµπόδιο. Π.χ. η διαχείριση αντικειµένων διαφορετικών από αυτά που χειρίζεται συνήθως η γλώσσα προγραµµατισµού (όπως τύποι δεδοµένων ορισµένοι από το χρήστη). Ο προγραµµατιστής δεν µπαίνει πλέον στη θέση του υπολογιστή αλλά στη θέση µιας «αφηρηµένης µηχανής» την οποία θα ανακαλύψει και θα υλοποιήσει. 8. εφευρίσκω αλγορίθµους: Σε περιπτώσεις όπου ακόµα και αν φανταστούµε την «αφηρηµένη µηχανή» που χειρίζεται τα αντικείµενα δεν ξέρουµε πώς να ξεκινήσουµε την κατάτµηση του προβλήµατος. εν µπορούµε να βασιστούµε σε αυτό που θα κάναµε στη θέση του υπολογιστή αλλά οδηγός είναι µόνον οι προδιαγραφές (specifications) του προγράµµατος ενώ ακόµη καθοδηγούµαστε από τον τύπο των δεδοµένων του προγράµµατος. 2.3.4 Εισαγωγή στα Σχέδια Μαθήµατος Πιο συγκεκριµένα, το σχέδιο µαθήµατος απευθύνεται στον εκπαιδευτικό και το χρησιµοποιεί ώστε να οργανώσει σωστά το µάθηµα (π.χ. η παρτιτούρα του εκπαιδευτικού). Το σχέδιο µαθήµατος περιλαµβάνει οργανωµένη παρουσίαση: 1. των εκπαιδευτικών στόχων του µαθήµατος, 2. των δραστηριοτήτων που θα υλοποιηθούν, 3. του υλικού που θα χρησιµοποιηθεί και 4. των σηµείων που πρέπει να τονιστούν. Όπως αναφέραµε και παραπάνω στο σχέδιο µαθήµατος καταγράφονται και οι Εκπαιδευτικοί Στόχοι. Ένας εκπαιδευτικός στόχος προσδιορίζει σε γενικές γραµµές αυτό που η διδασκαλία επιδιώκει. Περιγράφει µε ακρίβεια τα επιδιωκόµενα αποτελέσµατα τα οποία πρέπει να προσδιορίζονται κατά τρόπο σαφή, παρατηρήσιµο και συνεπώς ελέγξιµο ώστε να αποτιµηθεί ο βαθµός στον οποίο επιτυγχάνονται. Οι στόχοι µπορεί να δοµηθούν στα ακόλουθα επίπεδα: επίπεδο των γνώσεων και δεξιοτήτων (γνωστικές δεξιότητες), τις οποίες επιδιώκεται να αποκτήσουν οι µαθητές (λειτουργίες κατανόησης, ανάλυσης, σύνθεσης, αξιολόγησης, εφαρµογής, κ.τ.λ.) επίπεδο των στάσεων των µαθητών οι οποίες χρειάζεται να ενισχυθούν ή να µετασχηµατιστούν Οι Εκπαιδευτικοί Στόχοι πρέπει να διατυπώνονται: µε σαφήνεια και ακρίβεια έτσι ώστε να µπορεί ο µαθητής να αντιληφθεί αν πράγµατι πέτυχε τη δραστηριότητα ή όχι, ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 69

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ σύντοµα, έτσι ώστε να µπορεί ο µαθητής να το θυµάται καθώς µελετά το σχετικό κεφάλαιο και παρακολουθεί τη διδασκαλία, µε τρόπο κατανοητό από τον µαθητή, δηλαδή δεν πρέπει στη διατύπωσή τους να περιλαµβάνονται όροι που δεν είναι γνωστοί στο µαθητή και τέλος σε φιλικό προς το µαθητή ύφος. Μερικά ρήµατα που χρησιµοποιούνται για την περιγραφή του Εκπαιδευτικού Στόχου αναφέρονται στον παρακάτω πίνακα: Για στόχους που αφορούν γνώσεις Για στόχους που αφορούν δεξιότητες Αναγνωρίζω Αποδεικνύω Αµφισβητώ Απαριθµώ Επιλύω Εφαρµόζω Αντιπαραθέτω ιορθώνω Αποδέχοµαι ιαχωρίζω Εφαρµόζω Παροτρύνω Επιλέγω Ελέγχω Απορρίπτω Εξηγώ Θέτω Προτιµώ Κατατάσσω Επαληθεύω Υιοθετώ Κατηγοριοποιώ Επεξηγώ Υποκινώ Κατονοµάζω Σχεδιάζω Υποστηρίζω Περιγράφω Συµπληρώνω Ενθαρρύνω Προσδιορίζω Χρησιµοποιώ Εκτιµώ Συγκρίνω Επιλέγω ιερωτώµαι Συσχετίζω Οργανώνω Αρνούµαι Ταξινοµώ Συντάσσω Επιδεικνύω Για στόχους που αφορούν στάσεις Πίνακας 1: Ρήµατα που για την περιγραφή του Εκπαιδευτικού Στόχου Να αποφεύγονται τα ρήµατα όπως : καταλάβετε, γνωρίσετε, αφοµοιώσετε, αντιληφθείτε, εκτιµήσετε, συνειδητοποιήσετε, έχετε µια σφαιρική εικόνα, πιστέψετε Να προτιµώνται τα ρήµατα όπως: περιγράψετε, αναφέρετε παραδείγµατα, προτείνετε εσείς, εξηγήσετε, επιλέξετε, διακρίνετε µεταξύ, συγκρίνετε, αποδείξετε, αναλύσετε, σχεδιάσετε, κάνετε, κ.τ.λ.. 70 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ & ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ Ένα υπόδειγµα σχεδίου µαθήµατος σε µορφή πίνακα είναι το παρακάτω: Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται 1ο στάδιο 2ο στάδιο 3ο στάδιο ιάλειµµα 4ο στάδιο Περιεχόµενο Α) Γνώσεις & εξιότητες Β) Στάσεις Χρονική ιάρκεια ιδακτικές Μέθοδοι (τεχνικές) Εποπτικά µέσα Πίνακας 2: Υπόδειγµα Σχεδίου Μαθήµατος 2.3.5 Συµπεράσµατα Έχουν διεξαχθεί έρευνες στις οποίες οι εκπαιδευτικοί παραδίδουν σε µαθητές φύλλα εργασίας για την εκµάθηση προγραµµατισµού. Σύµφωνα µε αυτές τα συµπεράσµατα στα οποία έχουν καταλήξει οι εκπαιδευτικοί είναι ότι τα πλεονεκτήµατα τα οποία παρέχονται στους µαθητές είναι σαφώς περισσότερα από ότι τα µειονεκτήµατα (Φεσάκης Γ., 2008). Πιο συγκεκριµένα: Οι υπολογιστές και τα φύλλα εργασίας λειτουργούν ως καταλύτες για την κοινωνική αλληλεπίδραση, γιατί οι µαθητές χωρίζονται σε µικρές οµάδες, 2 3 ατόµων. Οι µαθητές προτιµούν να χωρίζονται σε οµάδες και να ανταλλάσουν απόψεις παρά να λύνουν µόνοι τους ασκήσεις. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα να δηµιουργείτε ανάµεσα στους µαθητές παραγωγική συζήτηση µε συνέπεια να αντιλαµβάνονται καλύτερα την υφή του προβλήµατος και να µπορούν ευκολότερα να το επιλύσουν. Επιπλέον έρευνες έχουν δείξει ότι οι µαθητές προτιµούν να ρωτήσουν τις απορίες τους σε συµµαθητές τους παρά στον εκπαιδευτικό τους. Τα φύλλα εργασίας µε τις οδηγίες που παρέχουν στην αρχή της κάθε άσκησης καταµερίζουν ισόποσα την άσκηση σε όλα τα µέλη της οµάδας. Αναπτύσσετε η τήρηση των κανόνων της ευγενούς άµιλλας και έτσι οι οµάδες επιτυγχάνουν γρηγορότερα και καλύτερα τον στόχο τους. Ο συνδυασµός του των φύλλων εργασίας, των Lego και της εκµάθησης προγραµµατισµού παρακινούν περισσότερο το ενδιαφέρον των µαθητών. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 71

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Ένα παράδειγµα µε όλα τα παραπάνω είναι ότι στην έρευνα του Clements and Nastasi (1992), οι µαθητές επέδειξαν περισσότερο διερευνητική στάση, διατύπωναν και έλυναν τα δικά τους προβλήµατα, συνεργάστηκαν µε τους συµµαθητές τους και έδειξαν θετική στάση για τη µάθηση. 72 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ 3.1 ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ 3.1.1 Γενικά για το Εκπαιδευτικό Σενάριο Ένα εκπαιδευτικό σενάριο (σύµφωνα µε τους Tassios A. & Solomonidou C., 2009) είναι η περιγραφή ενός µαθησιακού πλαισίου µε εστιασµένο γνωστικό αντικείµενο, συγκεκριµένους εκπαιδευτικούς στόχους, παιδαγωγικές αρχές και δράσεις αξιοποιώντας συγκεκριµένα εκπαιδευτικά εργαλεία / λογισµικά. Ένα σενάριο ενέχει (υλοποιείται µέσα από µια) σειρά εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων όπου οι µαθητές και οι εκπαιδευτικοί παίζουν καλά καθορισµένους ρόλους. Με αυτό επιτυγχάνεται ο σχεδιασµός της διδασκαλίας µε όρους δραστηριότητας. ηλαδή, το εκπαιδευτικό σενάριο υλοποιείται, µέσα από µια σειρά εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων, ενώ περιγράφονται η δοµή και η ροή της κάθε δραστηριότητας, οι ρόλοι του εκπαιδευτικού και των µαθητών, η οργάνωση της τάξης και η αλληλεπίδραση µε τα χρησιµοποιούµενα µέσα και το εκπαιδευτικό υλικό. Σε ένα εκπαιδευτικό σενάριο µπορούν να συνδυάζονται περισσότεροι διδακτικοί πόροι, ενώ η διάρκειά τους συνήθως επεκτείνεται και πέρα από τη µία διδακτική ώρα. Ένα επιτυχηµένο στο σχεδιασµό σενάριο συντελεί στη συνεργασία µαθητών και εκπαιδευτικού, θέτει στόχους οι οποίοι µπορούν να επιτευχθούν µέσα από τις περιλαµβανόµενες δραστηριότητες, εξασφαλίζει λογική ακολουθία ενεργειών και δραστηριοτήτων, ενισχύει την κρίση των µαθητών ενώ παράλληλα, παρέχει δυνατότητα για την αντικατάσταση τµηµάτων του και τη µετεξέλιξή του. Το εκπαιδευτικό σενάριο θα πρέπει να χαρακτηρίζεται από: απλότητα, ξεκάθαρους ρόλους για κάθε µαθητή, σαφή ορισµό της αλληλεπίδρασης, πρόβλεψη του χρόνου για κάθε δραστηριότητα, αξιοποίηση της φυσικής τάσης του µαθητή για διερεύνηση και δηµιουργικότητα, δυνατότητα καλλιέργειας όχι µόνο δεξιοτήτων, αλλά και στάσεων ζωής και τέλος παροχή ευκαιριών για συνεργασία µεταξύ των µαθητών. Σε αυτό το σηµείο είναι σηµαντικό να τονιστεί ότι η οργάνωση ενός εκπαιδευτικού σεναρίου δεν αφορά µόνο στη σχεδίαση µιας σειράς δραστηριοτήτων βασισµένων σε ένα επιλεγµένο λογισµικό. Πολύ περισσότερο, το σενάριο αποτελεί βαθύτερη διείσδυση στην εκπαιδευτική διδακτική πρακτική και αναφέρεται στην ανάλυση της εκπαιδευτικής µεθόδου και της στρατηγικής σύµφωνα µε την οποία προτείνεται να εφαρµοστούν οι δραστηριότητες, στους προτεινόµενους ρόλους που καλούνται οι µαθητές και οι εκπαιδευτικοί να παίξουν, αλλά και στη δοµή της συνεργασίας των διαφορετικών οµάδων. Το σενάριο πρέπει να είναι σχεδιασµένο µε ευέλικτο τρόπο ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 75

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ώστε να επιτρέπει παρέµβαση και αλλαγή από µέρους του µαθητή και του εκπαιδευτικού και δηµιουργική χρήση του σεναρίου σε πολλαπλές περιπτώσεις. Επίσης πρέπει να έχει τη δυνατότητα επέκτασης τόσο ανάλογα µε τον αριθµό των µαθητών που παίρνουν µέρος, αλλά και σε θεµατικές. Η συγγραφή των σεναρίων λαµβάνει υπόψη τα παρακάτω: Την πολυπλοκότητα της παιδαγωγικής, διδακτικής και γνωστικής προσέγγισης της πραγµατευόµενης ενότητας µε χρήση της συγκεκριµένης τεχνολογίας και του προτεινόµενου σεναρίου. Την εµπλοκή διαφόρων γνωστικών περιοχών και διαφορετικής φύσης παραγόντων στην εκµάθηση και διδασκαλία µιας διδακτικής ενότητας και την ανάγκη συνέργιας µεταξύ τους. Την ανάγκη συνεργασίας µεταξύ τεχνικών (ανθρώπων που έχουν εµπειρία στην δηµιουργία και χρήση τεχνολογικών εργαλείων) και παιδαγωγών (ανθρώπων που έχουν εµπειρία στην διδακτική και µάθηση γνωστικών ενοτήτων) για την επιτυχή δηµιουργία και συγγραφή ρεαλιστικών σεναρίων. Την άµεση ανταπόκριση των σεναρίων στην καθηµερινή σχολική πραγµατικότητα και την συµβολή τους στην αναβάθµιση της διδακτικής πρακτικής, της εξοµάλυνσης δυσκολιών κατανόησης και της µαθησιακής επικοινωνίας. Την ανάγκη επικοινωνίας των σεναρίων (δραστηριότητες, εργασίες, ασκήσεις, µέθοδος εφαρµογής στην τάξη και στο σχολείο) µε µαθητές, καθηγητές, διεύθυνση σχολείων και άλλων σχετικών φορέων. 3.1.2 Περιγραφή Εκπαιδευτικού Σεναρίου Το συγκεκριµένο σενάριο πραγµατεύεται το πρόβληµα του λαβύρινθου (maze problem) και το οποίο µπορεί να υλοποιηθεί από όλες τις τάξεις του Γυµνασίου. Το συγκεκριµένο σενάριο είναι παραλλαγή σεναρίου που έχει υλοποιηθεί σε Πανελλήνιο ιαγωνισµό. Ο σκοπός του εκπαιδευτικού είναι η εισαγωγή και η εκµάθηση του προγραµµατισµού στους µαθητές µε τη χρήση της πλατφόρµας Lego Mindstorms καθώς και του αντίστοιχου ροµπότ. ηλαδή οι µαθητές καλούνται ο καθένας ξεχωριστά αλλά και σαν οµάδα, να επιλύσουν τις διάφορες δραστηριότητες χρησιµοποιώντας το ροµπότ µε στόχο να λάβουν τις κατάλληλες βάσεις και γνώσεις για την επίλυση της τελικής δραστηριότητας, η οποία είναι η έξοδος του ροµπότ από έναν λαβύρινθο. Πιο συγκεκριµένα, η τελική δραστηριότητα, που πρέπει οι µαθητές να επιλύσουν, είναι ένας λαβύρινθος που αποτελείται από ξύλινους τοίχους και ο βαθµός δυσκολίας θα εξαρτηθεί τόσο από τον εκπαιδευτικό και από το τι έχουν διδαχθεί οι µαθητές όσο και από την ηλικία τους. Τέλος, το ροµπότ όταν καταφέρει να βγει έξω από τον λαβύρινθο, θα υπάρχει (στην έξοδο δηλαδή) ένα έπαθλο το οποίο θα πρέπει το ροµπότ να πιάσει και να κουβαλήσει για κάποιο χρονικό διάστηµα µαζί του. Το κάθε Φύλλο Εργασίας περιέχει δραστηριότητες για δύο (2) περίπου εκπαιδευτικές ώρες. Άρα ο συνολικός χρόνος που απαιτείται για να υλοποιηθεί ολόκληρο το σενάριο είναι οκτώ (8) διδακτικές ώρες για τα τέσσερα (4) φύλλα εργασίας και δύο 76 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ (2) διδακτικές ώρες για να υλοποιηθεί το τελικό σενάριο δραστηριότητα. Ο πραγµατικός όµως χρόνος εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. 3.1.3 Λόγοι Επιλογής Εκπαιδευτικού Σεναρίου Οι λόγοι επιλογής του συγκεκριµένου εκπαιδευτικού σεναρίου (maze problem) είναι πολλοί και αρκετά σηµαντικοί. Οι λόγοι αυτοί θα κατανοηθούν καλύτερα παρακάτω, µε την αναλυτική περιγραφή των εκπαιδευτικών διδακτικών στόχων. Πιο συγκεκριµένα, οι µαθητές πρέπει να µάθουν και να κατανοήσουν προγραµµατιστικές δοµές όπως είναι: η οµή Επιλογής, η οµή Επανάληψης και τέλος το κυριότερο που πρέπει να κατανοηθεί είναι η έννοια της µεταβλητής. Για όλα αυτά πρέπει να κατανοηθεί πλήρως η χρήση τους, η σύνταξή τους τέλος η λειτουργία τους µέσα στη συγκεκριµένη πλατφόρµα του LEGO Mindstorms. Η εκµάθηση αυτών των εννοιών γίνεται σαφώς πιο ευχάριστα και µε περισσότερο ενδιαφέρον (σύµφωνα µε έρευνες που έχουν διεξαχθεί σε Ελλάδα και Εξωτερικό) µε τη χρήση του παραπάνω εκπαιδευτικού λογισµικού. Ακόµα, παράλληλα µε αυτές τις έννοιες που απαιτεί το αντίστοιχο αναλυτικό πρόγραµµα, οι µαθητές µαθαίνουν να χρησιµοποιούν τους αισθητήρες µε ροµπότ και να αλληλεπιδρούν µε το περιβάλλον, να βλέπουν τους κώδικες που έχουν προγραµµατίσει και πώς εκτελούνται στην πραγµατικότητα. Με αυτόν τον τρόπο, ο µαθητής αντιλαµβάνεται πρακτικότερα τι µπορεί να έχει κάνει λάθος στο πρόγραµµά του και να το διορθώσει, σε αντίθεση µε την συγγραφή του ίδιου κώδικα στο χαρτί. Μερικά παραδείγµατα αισθητήρων που χρησιµοποιεί το συγκεκριµένο εκπαιδευτικό λογισµικό είναι: ο αισθητήρας φωτός (LIGHT SENSOR), ο αισθητήρας ήχου (SOUND SENSOR), ο αισθητήρας υπερήχων (ULTRASONIC SENSOR), ο αισθητήρας αφής (TOUCH SENSOR), κ.ά.. Όλοι οι παραπάνω λόγοι εφαρµόζονται στο πρόβληµα του λαβυρίνθου (maze problem), µαζί µε όλους τους εκπαιδευτικούς στόχους που αναφέρονται αναλυτικά στην επόµενη ενότητα. Το συγκεκριµένο σενάριο του λαβυρίνθου είναι ένα πραγµατικό πρόβληµα που είχε και συνεχίζει να απασχολεί την κοινωνία, έτσι οι µαθητές νιώθουν περισσότερο δέος λύνοντας προβλήµατα που υπάρχουν στην πραγµατικότητα. Τέλος, καλό είναι να λύνουν τέτοιου είδους προβλήµατα γιατί η διαδικασία της εκµάθησης γίνεται πιο εύκολη και στο µέλλον θα µπορέσουν πιο εύκολα να ανατρέξουν σε προηγούµενες γνώσεις που έχουν αποκτηθεί µε αυτό τον τρόπο. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 77

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 3.1.4 ιδακτικοί Στόχοι Εκπαιδευτικού Σεναρίου Οι στόχοι χωρίζονται σε γενικούς και σε ειδικούς ή εξειδικευµένους. Πιο αναλυτικά, οι γενικοί ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Ως προς το γνωστικό αντικείµενο (Πληροφορική): Να σχηµατίζουν απλές και σύνθετες λογικές εκφράσεις. Να κατανοήσουν την έννοια των βασικών δοµών προγραµµατισµού. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα στα οποία να χρησιµοποιούν τις κατάλληλες δοµές (π.χ. επανάληψης ή / και επιλογής). Ως προς τη χρήση νέων τεχνολογιών: Να εµπλακούν και να πειραµατιστούν µε διαδικασίες προγραµµατισµού. Να προγραµµατίσουν ένα όχηµα ροµπότ µε το λογισµικό LEGO Mindstorms. Να προσοµοιώσουν προβλήµατα (ακόµα και πραγµατικά) στον υπολογιστή µε τη βοήθεια πραγµατικών δεδοµένων. Ως προς τη µαθησιακή διαδικασία: Να συνεργαστούν, να δουλέψουν οµαδικά και να εξασκηθούν στο διάλογο και την επιχειρηµατολογία µε στόχο την ολοκλήρωση της εργασίας τους. Πιο συγκεκριµένα, να καλλιεργήσουν δεξιότητες έκφρασης προφορικού και γραπτού λόγου, καλλιτεχνικής, «γλώσσας του σώµατος» και επικοινωνίας (Vergnaud, 1987). Να αναπτύξουν κριτική σκέψη µε τις ερωτήσεις «πρόβλεψης» και «πιθανών παρανοήσεων». Να πειραµατιστούν, να αξιολογήσουν και να καταλήξουν σε συµπεράσµατα επιλέγοντας την κατάλληλη λύση του προβλήµατος που µελετούν. Να καλλιεργήσουν τη συστηµική τους σκέψη που συνίσταται σε εξοικείωση µε τη διαδικασία ανάλυσης του προβλήµατος στα επιµέρους συστατικά του, αντιµετώπισης καθενός ξεχωριστά και σύνθεσης µιας ολοκληρωµένης λύσης. Να εξοικειωθούν µε την ανάπτυξη στρατηγικών επίλυσης προβλήµατος. Να αναζητήσουν και να αντιµετωπίσουν τον προβληµατισµό θετικά και µεθοδικά και να «αποποινικοποιήσουν» την έννοια του λάθους (Papert, 1980; DiSessa, 1995). Να δηµιουργήσουν πρωτότυπες κατασκευές προσωπικού νοήµατος. Οι ειδικοί ή εξειδικευµένοι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν µε όλα τα blocks του λογισµικού LEGO Mindstorms (π.χ. RANDOM block, RECORD block, κ.ά.). Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν στο πώς προχωράει και στρίβει το ροµπότ. 78 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ Να πειραµατιστούν µε τα καλώδια και να κατανοήσουν τη χρησιµότητα και χρηστικότητά τους Να διατυπώνουν τις µορφές της εντολής ελέγχου (επιλογής) ΑΝ. Να διατυπώνουν εντολές επανάληψης. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα τα οποία χρησιµοποιούν τη δοµή επιλογής και επανάληψης. Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν µε τις µεταβλητές. Να κατανοήσουν πώς να µετρούν και να αποθηκεύουν την τιµή της απόστασης σε µεταβλητές. Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν στο πώς να συγκρίνουν τις τιµές των µεταβλητών. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα τα οποία χρησιµοποιούν σύνθετες µεταβλητές. Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν στο πώς το ροµπότ εντοπίζει ανιχνεύει, αποφεύγει και πιάνει ένα αντικείµενο στο χώρο. Να κατανοήσουν, να πειραµατιστούν και να εµπλακούν µε όλους τους αισθητήρες (π.χ. φωτός, αφής, υπερύθρων, κ.ά.). Να κατανοήσουν, να πειραµατιστούν και να εµπλακούν περισσότερο µε τον αισθητήρα υπερύθρων και να υλοποιήσουν το πρόγραµµα που το ροµπότ προσπαθεί να βγει από ένα λαβύρινθο. Να µάθουν πώς να συγκεντρώνουν και να χρησιµοποιούν προηγούµενες γνώσεις για να λύσουν µια σύνθετη δραστηριότητα. 3.1.5 Λόγοι Επιλογής Μεθόδων Συνεργατικής Μάθησης Σε όλες τα φύλλα εργασίας χρησιµοποιούνται µέθοδοι συνεργατικής µάθησης. Οι µέθοδοι που επιλέχθηκαν είναι: Η µέθοδος της Πρόκλησης της Νοητικής Θύελλας (Brainstorming) γιατί: προκαλεί γρήγορη γέννηση ενός µεγάλου αριθµού ιδεών, ενθαρρύνει τη δηµιουργικότητα και τη έµµεση σκέψη, εµπλέκει όλη την οµάδα, παρουσιάζει την ιδέα ότι όταν οι µαθητές δουλεύουν µαζί µπορούν να αποδώσουν περισσότερο από ότι τα άτοµα µόνα τους και βοηθά στην αυτοπεποίθηση των µαθητών, γιατί λόγω της ανωνυµίας των απαντήσεων δεν αισθάνεται κανείς ότι αξιολογείται, καµιά ιδέα δεν απορρίπτεται και έτσι κανείς µπορεί να αισθανθεί ότι συνεισφέρει χωρίς να κρίνεται. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 79

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Η µέθοδος των οµηµένων Ρόλων Οµάδας Μάθησης (Structured Learning Team Group Roles) γιατί εξασφαλίζει: επικοινωνία, θετική αλληλεξάρτηση στην οµάδα, αλληλεπίδραση µεταξύ των µελών, ατοµική υπευθυνότητα, οµαδική αξιολόγηση, εµπιστοσύνη του ενός προς τον άλλον και τέλος όλα τα µέλη έχουν µε κάτι να απασχοληθούν, δεν µένει κάποιος ανενεργός, λόγω του ρόλου που του έχει ανατεθεί. Η µέθοδος Σκέψου Συνεργάσου Μοιράσου (Think Pair Share), γιατί: παρέχει στους µαθητές αρκετό χρόνο σκέψης µε αποτέλεσµα να αυξάνεται η ποιότητα των απαντήσεών τους, η έρευνα δείχνει ότι χρειάζονται οι µαθητές χρόνο έτσι ώστε να επεξεργαστούν καινούριες ιδέες, µε σκοπό να τις αποθηκεύσουν στη µνήµη τους. Όταν οι εκπαιδευτικοί παρουσιάζουν πάρα πολλές πληροφορίες µαζεµένες, πολλές από αυτές θα χαθούν. Αν όµως χρησιµοποιηθεί αυτή η στρατηγική υπάρχει η δυνατότητα αποθήκευσης πολλών περισσότερων πληροφοριών στη µνήµη των µαθητών και οι µαθητές έχουν περισσότερη θέληση για συµµετοχή στην οµάδα ή στην τάξη αφού δεν αισθάνονται πίεση απαντώντας µπροστά σε όλη την τάξη. Η µέθοδος Jigsaw γιατί: επιτρέπει σε κάθε οµάδα να γνωρίσει σε βάθος µια πτυχή µιας έννοιας, ενός θέµατος ή µιας ενότητας, θέτει τους µαθητές σε πλήρη αλληλεξάρτηση, χρησιµοποιείται στην εκµάθηση µεγάλων ενοτήτων νέου γνωστικού υλικού, το θέµα πρόβληµα διαιρείται σε µικρά τµήµατα (υποενότητες), ένα για κάθε µέλος της οµάδας, σε κάθε µαθητή παρέχεται µόνο ένα µέρος του υλικού προς µάθηση, µε αποτέλεσµα οι µαθητές να γίνονται «ειδήµονες» (experts) µιας υποενότητας και κατόπιν να διδάσκουν ο ένας τον άλλο, ανταλλάσσοντας πληροφορίες προκειµένου να ολοκληρωθεί η µάθησή τους στο σύνολο του µαθησιακού υλικού, η οµάδα των «ειδηµόνων» µελετά από κοινού και αναζητάει τρόπους για να ελέγξουν αν αυτό που διδάσκουν γίνεται κατανοητό από τα µέλη των άλλων οµάδων και τέλος αναζωπυρώνει ατοµική και συλλογική ευθύνη. 80 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ 3.1.6 οµή των Φύλλων Εργασίας Η δοµή των φύλλων εργασίας είναι η εξής: Στο 1 ο Φύλλο Εργασίας, µε τίτλο: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΚΑΝΕΙ ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΤΟΥ ΒΗΜΑΤΑ και ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΦΩΤΟΣ, οι ενότητες στις οποίες είναι χωρισµένο το φύλλο εργασίας είναι οι εξής: η Α Ενότητα που περιλαµβάνει µια επανάληψη του MOVE block µε θεωρητικές και πρακτικές δραστηριότητες, η Β Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τη χρήση της οµής Επανάληψης, η Γ Ενότητα είναι µια εισαγωγή του My_block, η Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τον αισθητήρα φωτός και η Ε Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τη χρήση της οµής Επιλογής και πώς χρησιµοποιούνται τα καλώδια. Στο 2 ο Φύλλο Εργασίας, µε τίτλο: ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ και ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ ΜΙΑ ΜΑΥΡΗ ΓΡΑΜΜΗ, οι ενότητες στις οποίες είναι χωρισµένο το φύλλο εργασίας είναι οι εξής: η Α Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε µεταβλητές, η Β Ενότητα περιλαµβάνει µια δραστηριότητα που χρησιµοποιεί τον αισθητήρα φωτός για να ακολουθεί µια µαύρη γραµµή, η Γ Ενότητα περιλαµβάνει µια δραστηριότητα στην οποία το ροµπότ ακολουθεί µια µαύρη γραµµή µε διαφορετικό τρόπο και µια δραστηριότητα στην οποία γίνεται εισαγωγή στην έννοια του παράλληλου και του εµφωλιασµένου, η Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τον αισθητήρα υπερήχων και η Ε Ενότητα περιλαµβάνει συνδυαστικές δραστηριότητες. Στο 3 ο Φύλλο Εργασίας, µε τίτλο: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΝΙΧΝΕΥΕΙ, ΠΙΑΝΕΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ και ΠΡΟΣΠΑΘΕΙ ΝΑ ΒΓΕΙ ΑΠΟ ΕΝΑ MINI ΛΑΒΥΡΙΝΘΟ, οι ενότητες στις οποίες είναι χωρισµένο το φύλλο εργασίας είναι οι εξής: η Α Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες για την ανίχνευση και αποφυγή ενός αντικειµένου και η Β Ενότητα περιλαµβάνει σύνθετες δραστηριότητες, δηλαδή µια δραστηριότητα για το πιάσιµο ενός αντικειµένου και τέλος µια δραστηριότητα στην οποία το ροµπότ να βγαίνει από ένα λαβύρινθο µε τη χρήση του αισθητήρα φωτός. Στο 4 ο Φύλλο Εργασίας, µε τίτλο: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΜΕΤΡΑΕΙ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΜΕ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΥΠΕΡΗΧΩΝ, οι ενότητες στις οποίες είναι χωρισµένο το φύλλο εργασίας είναι οι εξής: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 81

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ η Α Ενότητα περιλαµβάνει δύο (2) σύνθετες δραστηριότητες, στις οποίες οι µαθητές πρέπει να εισάγουν σύνθετες µεταβλητές, η Β Ενότητα περιλαµβάνει µια δραστηριότητα µε µεταβλητές και µέτρηση της απόστασης του ροµπότ από δύο (2) αντικείµενα, η Γ Ενότητα περιλαµβάνει µια δραστηριότητα µε µεταβλητές και µέτρηση της απόστασης του ροµπότ από τρία (3) αντικείµενα και η Ενότητα περιλαµβάνει µια εισαγωγή στο RECORD block. Στην ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ, µε τίτλο: CHALLENGE, περιλαµβάνει την εξής δραστηριότητα: το ροµπότ προγραµµατίζεται έτσι ώστε να µπορεί να µπαίνει σε ένα λαβύρινθο (που οριοθετείται από ξύλινα εµπόδια, για να χρησιµοποιηθεί ο αισθητήρας υπερήχων) και µε τη χρήση ενός αλγορίθµου ή µε την εύρεση τεχνικής από τους ίδιους τους µαθητές να µπορεί να βγαίνει από αυτόν. Στην έξοδο υπάρχει ένα έπαθλο το οποίο το ροµπότ πρέπει να πιάσει και να κουβαλήσει µαζί του για κάποιο χρονικό διάστηµα. Σχηµατικά φαίνεται ο λαβύρινθος παρακάτω: 82 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ 3.1.7 οµή των Σχεδίων Μαθήµατος Η δοµή των σχεδίων µαθήµατος είναι εξής, (Tassios A. & Solomonidou C., 2009): Τάξη, προσδιορίζεται η τάξη στην οποία θα χρησιµοποιηθεί το συγκεκριµένο σενάριο. Γνωστικό Αντικείµενο, αναφέρεται το γνωστικό αντικείµενο στο οποίο εστιάζεται το σενάριο. Ενότητα, σε ποια συγκεκριµένη ενότητα του µαθήµατος αναφέρεται το σενάριο. Συµβατότητα µε το Ε.Π.Π.Σ. και το Α.Π.Σ., αναφέρεται η σύνδεση του σεναρίου µε το αντίστοιχο αναλυτικό πρόγραµµα. ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι, καταγράφονται ο βασικός στόχος και οι επιµέρους διδακτικοί στόχοι του σεναρίου. Σε αυτούς περιλαµβάνονται τόσο οι στόχοι όπως διατυπώνονται στο αναλυτικό πρόγραµµα, όσο και εκείνοι που προκύπτουν από το συγκεκριµένο σενάριο και σχετίζονται µε την χρήση των Τ.Π.Ε. Ενδεικτικός Απαιτούµενος Χρόνος, προτείνεται ο χρόνος που απαιτείται για να υλοποιηθεί το σενάριο. Ο πραγµατικός όµως χρόνος εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και από τη δυναµική της τάξης. Προτάσεις για την Εφαρµογή της Συνεργατικής Μάθησης, περιγράφεται η µαθησιακή και διδακτική θεωρία προσέγγιση που διέπει το σενάριο, καθώς και τις µεθόδους που εφαρµόστηκαν. Μέσα ιδασκαλίας Υλικά, απαριθµούνται τα εργαλεία Τ.Π.Ε. που απαιτούνται για την υλοποίηση του σεναρίου. Τέτοια εργαλεία µπορεί π.χ. να είναι το όνοµα του λογισµικού που χρησιµοποιείται, ο αριθµός των Η/Υ κ.ά.. Πιθανά Προβλήµατα, σηµειώνονται πιθανά προβλήµατα που µπορεί να εµφανιστούν στο λογισµικό κατά τη λειτουργία του. Γνωρίζοντας ο εκπαιδευτικός τυχόν «κωλύµατα» της πλατφόρµας κερδίζεται και χρόνος αλλά και οι µαθητές δεν αποθαρρύνονται όταν συναντήσουν µια δυσκολία. οµή Μαθήµατος, περιγράφεται η δοµή των Φύλλων Εργασίας και δίνονται σύντοµες οδηγίες για τις δραστηριότητες που περιλαµβάνονται σε αυτά. υνατότητα Τροποποίησης Επέκτασης, αναφέρονται ενδεικτικά κάποια ή κάποιες ιδέες για µικρή τροποποίηση ή επέκταση του σεναρίου χρονικά, σε περίπτωση που ο εκπαιδευτικός επιθυµεί να διαθέσει περισσότερο ή λιγότερο χρόνο σε κάποιες δραστηριότητες για να επιτευχθεί ο στόχος του τελικού CHALLENGE. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 83

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 4.1 ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Στην αυτό το κεφάλαιο αναπτύσσονται τα Φύλλα Εργασίας και τα Σχέδια Μαθήµατος για την εκµάθηση και εξοικείωση εννοιών και δοµών του προγραµµατισµού. Τα φύλλα εργασίας µπορούν να µοιραστούν στους µαθητές και ο εκπαιδευτικός µε βοηθό τα σχέδια µαθήµατος να ξεκινήσει τις δραστηριότητες. Κάθε φύλλο εργασίας συνοδεύεται από το αντίστοιχο σχέδιο µαθήµατος που µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως οδηγός για τους εκπαιδευτικούς, αφού περιέχει τόσο τους στόχους του µαθήµατος όσο και βήµατα κλειδιά για την ολοκλήρωσή του και λύσεις όλων των σχετικών δραστηριοτήτων. 4.1.1 Πρώτο Φύλλο Εργασίας Στο πρώτο Φύλλο Εργασίας που έχει τίτλο: το ροµπότ κάνει τα πρώτα του βήµατα και χρησιµοποιεί τον αισθητήρα φωτός, γίνεται µια εισαγωγή στα βασικά block του λογισµικού και µια µικρή επανάληψη του τι γνωρίζουν οι µαθητές. 4.1.1.1 1 ο Φύλλο Εργασίας: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΚΑΝΕΙ ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΤΟΥ ΒΗΜΑΤΑ και ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΦΩΤΟΣ ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 87

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 1 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΚΑΝΕΙ ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΤΟΥ ΒΗΜΑΤΑ και ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΦΩΤΟΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: Μαθητής 1:. Μαθητής 2:. Ροµπότ: Ας ξεκινήσουµε! Παρακαλώ, απολαύστε το!!! 88 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΤΙ ΘΑ ΜΑΘΩ: Στο συγκεκριµένο φύλλο εργασίας, οι εκπαιδευτικοί στόχοι που ο κάθε ένας από σας πρέπει να έχει επιτύχει µετά την ολοκλήρωσή του είναι οι εξής: Να µάθω πώς προχωράει και πώς στρίβει το ροµπότ. Να µάθω να χρησιµοποιώ τη δοµή επανάληψης και τη δοµή επιλογής. Να µάθω να χρησιµοποιώ τον αισθητήρα φωτός. Να µάθω να χρησιµοποιώ το RANDOM block και τα καλώδια. Να µάθω να συνεργάζοµαι µε τους συµµαθητές µου. ΟΜΑ ΕΣ: Οι δραστηριότητες είναι έτσι οργανωµένες ώστε όλοι να πρέπει να χωρίζεστε σε κάθε φύλλο εργασίας σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Οι ρόλοι που θα έχει ο καθένας από εσάς θα είναι: είτε Προγραµµατιστής, είτε Αναλυτής οκιµαστής. Πιο αναλυτικά, ο ρόλος του Προγραµµατιστή είναι να επιλύει το πρόβληµα και ο ρόλος του Αναλυτή οκιµαστή είναι να το εκτελεί, να διορθώνει τυχόν λάθη και να προτείνει πιθανές βελτιώσεις. Οι ρόλοι φυσικά θα εναλλάσσονται ανάλογα µε την δραστηριότητα, τόσο για να κατανοείτε όλοι όλους τους ρόλους και να βλέπετε σφαιρικά ένα πρόβληµα, αλλά και για να µπορείτε να αλληλοβοηθηθείτε σε περίπτωση δυσκολίας. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 89

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΝΑ ΜΗΝ ΞΕΧΑΣΩ: Αρχικά στην επιφάνεια εργασίας σας δηµιουργείστε ένα φάκελο και ονοµάστε τον lyseis_1ou_fullou_ergasias. Εκεί θα αποθηκεύετε όλα τα αρχεία που θα υλοποιήσετε σε αυτό το φύλλο εργασίας. Στη συνέχεια, ανοίξτε το πρόγραµµα Lego Mindstorms NXT. Από το File επιλέξτε το New για να δηµιουργηθεί ένα νέο αρχείο πάνω στο οποίο θα πειραµατιστείτε. Αυτό θα το επαναλαµβάνετε για κάθε νέα δραστηριότητα. Επειδή αρκετές λύσεις ξαναχρησιµοποιούνται από επόµενες δραστηριότητες, πρέπει να τις αποθηκεύετε πάντα πριν κλείσετε το αρχείο και ανοίξετε νέο. Η διαδικασία αυτή γίνεται από το File - > Save As - > και το όνοµα που αναγράφεται συγκεκριµένα για την κάθε δραστηριότητα. Μην ξεχνάτε την κατάληξη του αρχείου.rbt!!!! Ενώ προγραµµατίζετε, θα πρέπει να «επιλύσετε» τα παρακάτω τρία (3) βήµατα: Ποιο είναι το πρόβληµα; Πώς µπορώ µε τον ρόλο που έχω και σαν οµάδα να αντιµετωπίσουµε το πρόβληµα αυτό; Προσπαθήστε να δείτε πώς θα προσεγγίσετε το πρόβληµα και σηµειώστε το.. Πώς µπορώ να βάλω τη λύση στο πρόγραµµα; Πάντα να καθορίζετε ξεκάθαρα ποιο είναι το πρόβληµα, πριν αρχίσετε να προγραµµατίζετε!!!! 90 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1 η ΩΡΙΑΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΩΡΑ Α ΕΝΟΤΗΤΑ: Μαθαίνοντας το ροµπότ να κινείται µε τη χρήση του MOVE block. 1 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω θεωρητική δραστηριότητα, η οµάδα πρέπει να σκεφτεί οµαδικά για να την επιλύσει. Πριν καταγράψετε κάποια απάντηση, πρέπει να τη συζητήσετε µαζί και να την αιτιολογήσετε. Για να είστε σε θέση να προγραµµατίζετε, πρέπει να ξέρετε τι επιλογές έχετε. Όλες αυτές οι επιλογές εµφανίζονται ως κουµπιά. Συµπληρώστε παρακάτω ποια είναι η λειτουργία του κάθε κουµπιού:..................... ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 91

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ : Το MOVE block είναι από τα πιο σηµαντικά block. Το χρησιµοποιούµε για να προχωρήσει, να στρίψει και γενικά να κινηθεί το ροµπότ µέσα στο χώρο. 1. To MOVE block είναι το: 2. Οι ρυθµίσεις που µπορείτε να επιλέξετε είναι οι παρακάτω: 2 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Κάντε το ροµπότ να στρίψει δεξιά κατά 1 περιστροφή (rotation). Όνοµα αρχείου: turn.rbt 92 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Ο Προγραµµατιστής να επιλέξει τα κατάλληλα blocks και τις αντίστοιχες ρυθµίσεις. 2. Τώρα ο Αναλυτής οκιµαστής ας το τρέξει. 3. Μπορείτε να σκεφτείτε άλλον τρόπο µε τον οποίο να στρίβει το ροµπότ χρησιµοποιώντας όµως το MOVE block; Προγραµµατιστής: 4. εν είναι ο µοναδικός τρόπος για να στρίβει το ροµπότ χρησιµοποιώντας το MOVE block. Ποιο άλλο block πιστεύετε ότι µπορεί να κάνει το ροµπότ να κινηθεί; Αναλυτής οκιµαστής: 5. Ποια πιστεύετε ότι είναι η διαφορά των δύο (2) block; Οµάδα: Τέλος, καταγράψτε το συµπέρασµά σας:............ ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 93

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 3 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Όνοµα αρχείου: right_angle.rbt Κάντε το ροµπότ να κινηθεί αριστερά στρίβοντας 90, χρησιµοποιώντας όµως την επιλογή rotation και επιλέγοντας από τις ρυθµίσεις power 50. 1. Πόσες περιστροφές (rotations) πρέπει να εισάγετε έτσι ώστε να καταφέρει το ροµπότ να στρίψει 90 ; Προγραµµατιστής: 2. Τώρα ο Αναλυτής οκιµαστής ας εκτελέσει το πρόγραµµα. Στρίβει το ροµπότ όντως 90 ; Αν όχι πειραµατιστείτε µέχρι να το βρείτε. Αναλυτής οκιµαστής: 3. Προβλέψτε τι θα γίνει, αν αντί Rotations βάλετε 90 ο Degrees, χωρίς να αλλάξετε την τιµή του power! Προγραµµατιστής: 4. Τώρα αλλάξτε την ταχύτητα, κρατώντας σταθερή την τιµή του rotation, που βρήκατε παραπάνω. Πόσο στρίβει το ροµπότ µε την κάθε ταχύτητα; Τι παρατηρείτε ότι αλλάζει στην κίνησή του; Συνεχίζει να στρίβει 90 ο ; Συµπληρώστε τον παρακάτω πίνακα: Αναλυτής οκιµαστής: 94 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ power: rotation: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ: 25 50 Στρίβει το ροµπότ ακριβώς 90 ο. 75 5. Προβλέψτε τι σηµαίνει rotation; το πόσο θα περιστραφεί το ροµπότ το πόσο θα περιστραφεί ο κινητήρας του ροµπότ 6. Ένας αρχάριος προγραµµατιστής ισχυρίζεται ότι Degrees σηµαίνει: «οι µοίρες που θα περιστραφεί το ροµπότ». Έχει δίκιο ο προγραµµατιστής; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. Οµάδα: 7. Πειραµατιστείτε πάνω στα δύο (2) προηγούµενα ερωτήµατα έτσι ώστε να βρείτε και τη σωστή απάντηση: Οµάδα: Τέλος, καταγράψτε το συµπέρασµά σας:............ ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 95

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Β ΕΝΟΤΗΤΑ: Μαθαίνοντας το ροµπότ να χρησιµοποιεί τη οµή Επανάληψης. 4 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Όνοµα αρχείου: loop_square.rbt Κάντε το ροµπότ να διαγράψει ένα τετράγωνο προς τα αριστερά έτσι ώστε στο τέλος να καταλήξει πάλι στην αρχική του θέση. Για να κάνετε το ροµπότ να ολοκληρώσει το τετράγωνο χρειάζεται να κάνει 4 ορθές γωνίες. Αυτό σηµαίνει να κινηθεί εµπρός για 2 rotations και να στρίβει αριστερά 90 ο Degrees. Αρχικά, υπάρχει το βοηθητικό σχήµα και στη συνέχεια ακολουθήστε τα βήµατα: 1. Καταγράψτε τα block που θα χρησιµοποιήσετε και τις ρυθµίσεις που θα επιλέξετε: Προγραµµατιστής: Ποια block χρησιµοποιείτε; Ποιες είναι οι ρυθµίσεις που εφαρµόζετε; 96 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 2. Καταγράψτε ακόµα τις εντολές του προγράµµατος που πρέπει να εκτελέσετε, χωρίς να τις υλοποιήσετε, δηλαδή απλή αναφορά των βηµάτων που πρέπει να ακολουθήσετε (ψευδοκώδικας): Προγραµµατιστής: Βήµατα: 1 ο Βήµα:... 2 ο Βήµα:... 3 ο Βήµα:... 4 ο Βήµα:....... 3. Ο Αναλυτής οκιµαστής ας πειραµατιστεί για να επιλέξει τις κατάλληλες ρυθµίσεις ώστε να στρίβει το ροµπότ ακριβώς 90 ο Degrees. Υπάρχουν παραπάνω από έναν ιδανικό συνδυασµό για να υλοποιηθεί το παραπάνω. Καταγράψτε όσους θέλετε. Το πρώτο είναι ένα παράδειγµα. Αναλυτής οκιµαστής: Α (κινητήρας): Β(κινητήρας): power: rotation: 25 1,5 4. Τώρα ο Αναλυτής οκιµαστής ας εκτελέσει το πρόγραµµα. Εκτελεί το ροµπότ τη παραπάνω δραστηριότητα; Επανέρχεται στην αρχική του θέση; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε στο πρόγραµµα; Αναλυτής οκιµαστής: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 97

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Μερικά προγράµµατα µπορούν να απλοποιηθούν χρησιµοποιώντας την λειτουργία loop (επανάληψης). Να την χρησιµοποιείτε όταν η ίδια κίνηση χρειάζεται να επαναληφθεί πολλές φορές. 5. Παρατηρείτε το παραπάνω πρόγραµµα να έχει επαναλαµβανόµενες εντολές; Ποιες είναι αυτές και πώς µπορείτε να τις µετατρέψετε ώστε να εισάγετε τη δοµή επανάληψης; Προγραµµατιστής: 6. Εξηγήστε τι θα γινόταν εάν στο control του repeat βάζαµε Unlimited αντί Count; Αναλυτής οκιµαστής: Γ ΕΝΟΤΗΤΑ: My_block. 5 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, η οµάδα πρέπει να σκεφτεί οµαδικά για να την επιλύσει. Πριν καταγράψετε κάποια απάντηση, πρέπει να τη συζητήσετε µαζί και να την αιτιολογήσετε. Όνοµα αρχείου: my_block.rbt ηµιουργείστε ένα κουµπί που θα κάνει το ροµπότ να κινείται ευθεία για 2 rotations και µετά αριστερά σε ορθή γωνία. 1. Πρώτα δηµιουργήστε τα 2 block, όπως κάνατε πριν. ηλαδή, 2 rotations ευθεία και µετά µια στροφή προς τα αριστερά σε ορθή γωνία. 98 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 2. Τώρα επιλέξτε το 2 block, όπως φαίνεται παρακάτω: 3. Πιέστε το κουµπί Create My Block στη µπάρα εργαλείων. Ή διαφορετικά πατήστε Edit -> Make A New My Block. 4. ώστε στο block ένα όνοµα και πατήστε Next. Επιλέξτε µια εικόνα που να ταιριάζει και σύρετέ την στο τετράγωνο στην κορυφή της οθόνης. Έπειτα πατήστε Finish. 5. Στο κάτω µέρος της µπάρας εργαλείων θα δείτε αυτό το κουµπί:. Πατήστε το και το Custom Palette θα εµφανιστεί. 6. Πατήστε το και θα εµφανιστούν όλα τα My Blocks που έχετε φτιάξει. 7. Ποια πιστεύετε πως είναι η χρησιµότητα του my_block; Οµάδα: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 99

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2 η ΩΡΙΑΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΩΡΑ ΕΝΟΤΗΤΑ: Μαθαίνοντας το ροµπότ να χρησιµοποιεί τον αισθητήρα φωτός. ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ : Ο αισθητήρας φωτός είναι ένας βασικός αισθητήρας και χρησιµοποιείται για να εντοπίζει το ροµπότ τις διαφορετικές εντάσεις φωτός. 1. Ο LIGHT SENSOR είναι: 2. Οι ρυθµίσεις που µπορείτε να επιλέξετε είναι οι παρακάτω: 6 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει να δουλέψετε σε οµάδες έτσι ώστε να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες. 100 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Σε αυτή τη δραστηριότητα θα µετρήσετε τη φωτεινότητα από 5 αντικείµενα που βρίσκονται τριγύρω σας και στη συνέχεια τα αποτελέσµατα από τις µετρήσεις σας καταγράψτε τα στον παρακάτω πίνακα. 1. Σύρετε το LIGHT SENSOR στο παράθυρο προγραµµατισµού. 2. Βεβαιωθείτε ότι το έχετε συνδέσει στη σωστή θύρα. 3. Στη συνέχεια, αφού επιλέξετε τις κατάλληλες ρυθµίσεις, τοποθετήστε τον αισθητήρα του ροµπότ στα αντικείµενα που αναγράφονται παρακάτω και ανάλογα µε το αποτέλεσµα που θα φαίνεται στο κάτω δεξιό µέρος του LIGHT Sensor, συµπληρώστε τον παρακάτω πίνακα οµαδικά: ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ: Θρανίο Πάτωµα Άσπρο τετράδιο Μπλε τετράδιο Μαύρη κολλητική ταινία ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ: 4. Τι παρατηρείται από τις µετρήσεις; Πότε αυξάνονται και πότε µειώνονται; Οµάδα: Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Τέλος, καταγράψτε το συµπέρασµά σας:............ ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 101

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Συµπληρώστε στον παρακάτω πίνακα τις µετρήσεις αυτές, ώστε να τις έχετε και να ανατρέχετε κάθε φορά που θέλετε να προγραµµατίσετε ένα νέο πρόγραµµα, γιατί είναι από τις πιο συχνά ζητούµενες. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ: Άσπρο Μαύρο Γκρι ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ: 7 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Όνοµα αρχείου: move_until_black.rbt Προγραµµατίσετε το ροµπότ ώστε να κινείται µέχρι να βρει µια µαύρη γραµµή. Όταν φτάσει στη µαύρη γραµµή να ακουστεί o ήχος επιβράβευσης Good job. 1. Καταγράψτε τα block που θα χρησιµοποιήσετε και τις ρυθµίσεις που θα επιλέξετε: Προγραµµατιστής: Ποια block χρησιµοποιείτε; Ποιες είναι οι ρυθµίσεις που εφαρµόζετε; 102 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 2. Στη συνέχεια, ο Προγραµµατιστής να υλοποιήσει τα block µε τις ρυθµίσεις που επέλεξε. 3. Τώρα ο Αναλυτής οκιµαστής ας εκτελέσει το πρόγραµµα. Εκτελεί το ροµπότ τη παραπάνω δραστηριότητα; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε στο πρόγραµµα; Αναλυτής οκιµαστής: 4. Προβλέψτε τι θα γίνει εάν το ροµπότ δεν βρει τη µαύρη γραµµή. Αναλυτής οκιµαστής: 5. Ένας συµµαθητής σας επέλεξε λάθος θύρα εισόδου στο πεδίο port για το LIGHT Sensor. Ποιο πιστεύετε ότι θα είναι το αποτέλεσµα; Αναλυτής οκιµαστής: Ε ΕΝΟΤΗΤΑ: Μαθαίνοντας το ροµπότ να χρησιµοποιεί τη οµή Επιλογής και πώς χρησιµοποιούνται τα καλώδια. 8 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 103

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Όνοµα αρχείου: data_wires.rbt Θα επεκτείνουµε το προηγούµενο πρόγραµµα. Προγραµµατίστε το ροµπότ ώστε να κινείται τυχαία µέσα στο χώρο µέχρι να βρει µια µαύρη γραµµή. ΕΡΜΗΝΕΙΑ: Τυχαία (random) µέσα στο χώρο σηµαίνει να µην δίνουµε εµείς κάθε φορά µια τιµή στους κινητήρες του MOVE block αλλά να την παίρνει από µια συνάρτηση που δίνει τυχαίους αριθµούς. Αυτό γίνεται µε το RANDOM block. 1. Αρχικά ανοίγετε το πρόγραµµα move_until_black.rbt της ραστηριότητας 8. 2. Στη συνέχεια, σύρετε το RANDOM block πριν από το MOVE block. 3. Επιλέγετε τιµές ανάµεσα από το 20 και το 80. 4. Το Number του RANDOM block µε ποια επιλογή του MOVE block θα το συνδέσετε ώστε να δίνει την τιµή στους κινητήρες; Προγραµµατιστής: 5. Τώρα ο Αναλυτής οκιµαστής ας εκτελέσει το πρόγραµµα. Εκτελεί το ροµπότ τη παραπάνω δραστηριότητα; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε στο πρόγραµµα; Αναλυτής οκιµαστής: 6. Έστω ότι ενώναµε το καλώδιο του RANDOM block µε το duration του MOVE block. Ποιο πιστεύετε ότι είναι το αποτέλεσµα; Προγραµµατιστής: 104 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 9 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Έχετε το παρακάτω πρόγραµµα µε τις εξής ρυθµίσεις: Όνοµα αρχείου: program.rbt ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 105

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 1. Προβλέψτε τι κάνει αυτό το πρόγραµµα. Προγραµµατιστής: 2. Περιγράψτε τη λειτουργία του κάθε block ξεχωριστά: Προγραµµατιστής: 3. Εκτελέστε το και δείτε εάν κάνατε σωστή πρόβλεψη, αν όχι τι ακριβώς κάνει; Αναλυτής οκιµαστής: 4. Προβλέψτε τι θα γίνει εάν βγάλετε το WAIT block µετά το DISPLAY block. Γιατί; Αναλυτής οκιµαστής: 5. Εκτελέστε το και δείτε εάν κάνατε σωστή πρόβλεψη, εάν όχι γιατί πιστεύετε ότι γίνεται αυτό; Αναλυτής οκιµαστής: 6. Άρα ποια η χρησιµότητα του WAIT block στη συγκεκριµένη περίπτωση; Προγραµµατιστής: 106 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 10 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Όνοµα αρχείου: table.rbt Προγραµµατίστε τώρα το ροµπότ ώστε να προχωράει πάνω στο θρανίο και να µην πέφτει κάτω από αυτό. Πιο αναλυτικά, προγραµµατίστε το εκτελώντας τα εξής βήµατα: 1. Αν η ένδειξη του LIGHT Sensor είναι φωτεινή, (δηλαδή βρίσκεται πάνω στο θρανίο), τότε να προχωράει. 2. Αλλιώς αν η ένδειξη είναι σκοτεινή να σταµατάει, να κάνει λίγο πίσω και να στρίβει (προς όποια κατεύθυνση θέλετε ανάλογα πώς θα τοποθετήσετε το ροµπότ στο θρανίο). 3. Η διαδικασία αυτή να εκτελείτε για 5 φορές. 4. Στο LIGHT Sensor ποια θα είναι η τιµή που θα ελέγχεται ώστε το ροµπότ ότι να µην πέφτει κάτω από το θρανίο; Προγραµµατιστής: 5. Καταγράψτε τα block που θα χρησιµοποιήσετε και τις ρυθµίσεις που θα επιλέξετε: Προγραµµατιστής: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 107

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Ποια block χρησιµοποιείτε; Ποιες είναι οι ρυθµίσεις που εφαρµόζετε; 6. Καταγράψτε τις εντολές του προγράµµατος που πρέπει να εκτελέσετε, χωρίς να τις υλοποιήσετε, δηλαδή απλή αναφορά των βηµάτων που πρέπει να ακολουθήσετε (ψευδοκώδικας): Προγραµµατιστής: Βήµατα: 1 ο Βήµα:... 2 ο Βήµα:... 3 ο Βήµα:... 4 ο Βήµα:....... 7. Τέλος, ο Αναλυτής οκιµαστής ας εκτελέσει το πρόγραµµα. Εκτελεί το ροµπότ τη παραπάνω δραστηριότητα; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε στο πρόγραµµα; Αναλυτής οκιµαστής: 108 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Το 1 ο Φύλλο Εργασίας τελείωσε!! Βεβαιωθείτε ότι όλοι έχετε κατανοήσει όλες τις δραστηριότητες, ότι έχετε πετύχει τους αρχικούς στόχους που θέσαµε και ότι δεν έχετε άλλες απορίες!! Για την επόµενη φορά, σκεφτείτε µερικούς τρόπους έτσι ώστε το ροµπότ να µπορεί να ακολουθήσει µια µαύρη γραµµή. Αυτό να γίνεται χρησιµοποιώντας τον αισθητήρα φωτός που µάθαµε σήµερα!! ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 109

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 4.1.1.2 1 ο Σχέδιο Μαθήµατος 110 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1 ο ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΤΑΞΗ: Γυµνάσιο ΓΝΩΣΤΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: Μάθηµα Πληροφορικής ΕΝΟΤΗΤΑ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΚΑΝΕΙ ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΤΟΥ ΒΗΜΑΤΑ και ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΦΩΤΟΣ ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΤΟ Ε.Π.Π.Σ. ΚΑΙ Α.Π.Σ.: Σύµφωνα µε το Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών Πληροφορικής (Ε.Π.Π.Σ., 1997), η µεθοδολογία διδασκαλίας των µαθηµάτων πληροφορικής θα πρέπει να προωθεί, να ενισχύει και να ενθαρρύνει: την ενεργοποίηση του µαθητή, τη δηµιουργική δράση, την ανακαλυπτική µάθηση και τον πειραµατισµό, τη συνεργατική µάθηση, την ανάπτυξη ικανοτήτων και δεξιοτήτων µεθοδολογικού χαρακτήρα, τη συζήτηση, τον προβληµατισµό και την ανάπτυξη κριτικής σκέψης, την καλλιέργεια ελεύθερης σκέψης και έκφρασης, τη µάθηση πάνω στο πώς µαθαίνουµε, την αλλαγή του ρόλου του εκπαιδευτικού από απλό «αναµεταδότη γνώσεων» σε: συνεργάτη και σύµβουλο του µαθητή για την ανακάλυψη της γνώσης καθώς και οργανωτή της διδασκαλίας και της διαδικασίας της µάθησης. Το θέµα σχετίζεται µε την εκπαιδευτική ροµποτική και είναι συµβατό (όπως αναφέρεται και παραπάνω) µε το Ε.Π.Π.Σ. και το Α.Π.Σ. εφόσον αποτελεί βοήθηµα στη διδακτική µαθηµάτων προγραµµατισµού. Οι στόχοι που τίθενται άπτονται του συγκεκριµένου αναλυτικού προγράµµατος των µαθηµάτων προγραµµατισµού. Ι ΑΚΤΙΚΟΙ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ: Οι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί στόχοι του 1 ου Σχεδίου Μαθήµατος χωρίζονται σε γενικούς που είναι κοινοί σε όλα τα σχέδια µαθήµατος και στους ειδικούς ή εξειδικευµένους, τους οποίους θα πρέπει να επιτύχουν όλα τα µέλη της οµάδας, δηλαδή σαν οµάδα, αλλά και ο κάθε ένας τους ξεχωριστά. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 111

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Πιο αναλυτικά, οι γενικοί ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Ως προς το γνωστικό αντικείµενο (Πληροφορική): Να σχηµατίζουν απλές και σύνθετες λογικές εκφράσεις. Να κατανοήσουν την έννοια των βασικών δοµών προγραµµατισµού. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα στα οποία να χρησιµοποιούν τις κατάλληλες δοµές (π.χ. επανάληψης ή / και επιλογής). Ως προς τη χρήση νέων τεχνολογιών: Να εµπλακούν και να πειραµατιστούν µε διαδικασίες προγραµµατισµού. Να προγραµµατίσουν ένα όχηµα ροµπότ µε το λογισµικό LEGO Mindstorms. Να προσοµοιώσουν προβλήµατα (ακόµα και πραγµατικά) στον υπολογιστή µε τη βοήθεια πραγµατικών δεδοµένων. Ως προς τη µαθησιακή διαδικασία: Να συνεργαστούν, να δουλέψουν οµαδικά και να εξασκηθούν στο διάλογο και την επιχειρηµατολογία µε στόχο την ολοκλήρωση της εργασίας τους. Πιο συγκεκριµένα, να καλλιεργήσουν δεξιότητες έκφρασης προφορικού και γραπτού λόγου, καλλιτεχνικής, «γλώσσας του σώµατος» και επικοινωνίας (Vergnaud, 1987). Να αναπτύξουν κριτική σκέψη µε τις ερωτήσεις «πρόβλεψης» και «πιθανών παρανοήσεων». Να πειραµατιστούν, να αξιολογήσουν και να καταλήξουν σε συµπεράσµατα επιλέγοντας την κατάλληλη λύση του προβλήµατος που µελετούν. Να καλλιεργήσουν τη συστηµική τους σκέψη που συνίσταται σε εξοικείωση µε τη διαδικασία ανάλυσης του προβλήµατος στα επιµέρους συστατικά του, αντιµετώπισης καθενός ξεχωριστά και σύνθεσης µιας ολοκληρωµένης λύσης. Να εξοικειωθούν µε την ανάπτυξη στρατηγικών επίλυσης προβλήµατος. Να αναζητήσουν και να αντιµετωπίσουν τον προβληµατισµό θετικά και µεθοδικά και να «αποποινικοποιήσουν» την έννοια του λάθους (Papert, 1980; DiSessa, 1995). Να δηµιουργήσουν πρωτότυπες κατασκευές προσωπικού νοήµατος. Οι ειδικοί ή εξειδικευµένοι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν µε τα blocks του λογισµικού LEGO Mindstorms (π.χ. RANDOM block). Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν στο πώς προχωράει και στρίβει το ροµπότ. Να πειραµατιστούν µε τα καλώδια και να κατανοήσουν τη χρησιµότητα και χρηστικότητά τους Να διατυπώνουν τις µορφές της εντολής ελέγχου (επιλογής) ΑΝ. Να διατυπώνουν εντολές επανάληψης. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα τα οποία χρησιµοποιούν τη δοµή επιλογής και επανάληψης. Να κατανοήσουν, να πειραµατιστούν και να εµπλακούν µε τον αισθητήρα φωτός. 112 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΟΣ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΧΡΟΝΟΣ: Ο ενδεικτικός απαιτούµενος χρόνος που απαιτείται για να υλοποιηθεί το σενάριο είναι δύο (2) διδακτικές ώρες για το ένα (1) φύλλο εργασίας. Ο πραγµατικός όµως χρόνος, εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ: Σε όλες τις δραστηριότητες χρησιµοποιείται κάποια από τις µεθόδους συνεργατικής µάθησης. Στο 1 ο φύλλο εργασίας χρησιµοποιούνται οι παρακάτω µέθοδοι συνεργατικής µάθησης: η µέθοδος Brainstorming (Πρόκλησης της Νοητικής Θύελλας). Χρησιµοποιείται αυτή η µέθοδος όταν στη δραστηριότητα δεν υπάρχει σωστή ή λάθος απάντηση, έτσι µπορούν να καταγράψουν τις ιδέες τους γρήγορα (χωρίς να έχουν το φόβο ότι είπαν κάτι λάθος), αταξινόµητα και χωρίς σχόλια, η µέθοδος Structured Learning Team Group Roles ( οµηµένων Ρόλων Οµάδας Μάθησης). Πιο συγκεκριµένα, θα χρησιµοποιηθούν δύο (2) ρόλοι: ο Προγραµµατιστής, ο οποίος θα προγραµµατίζει τη κάθε δραστηριότητα, δηλαδή θα είναι υπεύθυνος για τη συγγραφή του κώδικα και ο Αναλυτής οκιµαστής, ο οποίος θα την εκτελέσει, θα συνεργάζεται όµως και µε τον Προγραµµατιστή ώστε να καταλήξουν σε ένα από κοινού αποτέλεσµα. Ακόµα θα είναι υπεύθυνος για την αποσφαλµάτωση του προγράµµατος, δηλαδή θα είναι υπεύθυνος να διορθώνει τυχόν λάθη, η µέθοδος Think Pair Share (Σκέψου Συνεργάσου Μοιράσου), στην οποία η κάθε οµάδα θα απαντάει στις δραστηριότητες και στη συνέχεια θα συζητήσει την απάντησή της µε τις υπόλοιπες οµάδες. Αυτό θα είναι ένα έναυσµα για καλύτερη κατανόηση της δραστηριότητας. Οι µαθητές πρέπει να εργάζονται σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Για να εξασφαλιστεί η στήριξη και ενεργός συµµετοχή όλων των µαθητών, ακόµα και αυτών που µένουν ανενεργοί, συνιστάται η δηµιουργία ανοµοιογενών οµάδων µε επιλογή των µαθητών από τον εκπαιδευτικό. Προβλέπεται ακόµα οι µαθητές που θα απαρτίζουν την κάθε οµάδα να έχουν διαφορετικό γνωστικό υπόβαθρο µεταξύ τους, γεγονός το οποίο θα κάνει πιο ενεργό τη συµµετοχή κάθε ενός από αυτούς. Ακόµα, όπως αναφέρεται και στο Φύλλο Εργασίας, οι ρόλοι θα εναλλάσσονται τόσο για να κατανοεί ο κάθε µαθητής όλους τους ρόλους και να βλέπουν σφαιρικά ένα πρόβληµα, αλλά και για να µπορούν να αλληλοβοηθηθούν σε περίπτωση δυσκολίας και «κωλύµατος». ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 113

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΜΕΣΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ - ΥΛΙΚΑ: Τα µέσα διδασκαλίας που πρέπει να χρησιµοποιηθούν για να επιτευχθεί η παραπάνω δραστηριότητα είναι: Το φύλλο εργασίας υπ αριθµόν 1. Ένας υπολογιστής ανά δύο (2) µαθητές. Ένα πακέτο Lego Mindstorms NXT ανά δύο (2) µαθητές. Πρέπει να θεωρηθεί ότι οι µαθητές έχουν ήδη εξοικειωθεί µε την κατασκευή απλών ροµποτικών κατασκευών µε τη χρήση του συστήµατος Lego Mindstorms NXT και ότι έχουν βασικές γνώσεις χρήσης ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σύµφωνα µε τα χαρακτηριστικά οργάνωσης της τάξης που αναφέρθηκαν παραπάνω, η υλοποίηση της εφαρµογής αυτής προβλέπεται να γίνει σε εργαστήριο της Πληροφορικής µε τον απαιτούµενο εξοπλισµό των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των πακέτων Lego Mindstorms NXT. Η οργάνωση του χώρου προβλέπει τη διάταξη των µηχανηµάτων περιµετρικά της αίθουσας έτσι ώστε στο κέντρο να υπάρξει χώρος πειραµατισµών των οχηµάτων ροµπότ. Στα απαραίτητα υλικά θα ήταν σκόπιµο να συµπεριληφθεί και µια µακέτα κίνησης καθώς και µερικά εµπόδια τα οποία θα χρησιµοποιηθούν στον πειραµατισµό. ΠΙΘΑΝΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ: Το πακέτο Lego Mindstorms NXT περιλαµβάνει το κουτί µε τα κατασκευαστικά µέρη, τα τουβλάκια, που θα χρησιµοποιήσουν οι µαθητές για την κατασκευή του ροµπότ, καθώς και το λογισµικό NXT στο οποίο θα πραγµατοποιηθούν τα προγράµµατα. Σε αυτό το λογισµικό έχουν παρατηρηθεί κάποια προβλήµατα, τα οποία είναι σκόπιµο να γνωρίζει ο εκπαιδευτικός εκ των προτέρων, έτσι ώστε να µπορέσει να τα αποφύγει, να τα διορθώσει ή να προετοιµάσει τους µαθητές του για αυτά. Το πιο σηµαντικό πρόβληµα είναι ότι αρκετές φορές δεν λειτουργεί το Wait block όταν µπαίνει σε συνθήκη τερµατισµού επανάληψης. εν έχει βρεθεί ακόµα σε ποιες περιπτώσεις το κάνει και ποια είναι η λύση, για αυτό θα πρέπει ο εκπαιδευτικός να ενηµερώσει τους µαθητές για να µην νοµίζουν ότι κάνουν κάτι λάθος και απογοητευτούν. Ένα βασικό πράγµα, που πρέπει να ελέγξει ο εκπαιδευτικός πριν την έναρξη των µαθηµάτων, είναι το Firmware. Για να λειτουργήσει το ροµπότ πρέπει το Firmware να είναι ανανεωµένο (updated). Αυτό µπορεί να γίνει πολύ εύκολα µέσα από την πλατφόρµα του NXT. Ακόµα, µερικές φορές η σύνδεση του ροµπότ µε τον υπολογιστή είναι προβληµατική. Στην περίπτωση που η σύνδεση γίνεται µε καλώδιο, το Download εµφανίζει µήνυµα σφάλµατος, παρόλα αυτά το πρόγραµµα φορτώνεται κανονικά 114 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ στο ροµπότ. Σε σύνδεση µε Bluetooth µπορεί να χρειαστεί να γίνει η διαδικασία της σύνδεσης πολλές φορές µέχρι να µπορέσει να ολοκληρωθεί. Τέλος, σε περίπτωση που το ροµπότ «κολλήσει» και δεν υπακούει το πρόγραµµα, θα πρέπει να κλείσει το ροµπότ και το πρόγραµµα και να γίνει ξανά η προσπάθεια. Σε κάθε περίπτωση πρέπει να ελέγχεται η µπαταρία του ροµπότ και να φορτίζεται συχνά. ΟΜΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Η οργάνωση της διδασκαλίας θα γίνει, όπως αναφέρθηκε, χωρίζοντας τους µαθητές σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Αυτό έχει ως στόχο να παρατηρήσει ο εκπαιδευτικός πώς συνεργάζονται οι µαθητές στην υλοποίηση των δραστηριοτήτων και στην βοήθεια που θα έχει ο ένας από τον άλλο στις πιθανές απορίες τους. Ακόµα, οι δραστηριότητες του Φύλλου Εργασίας είναι δοµηµένες µε βάση το βαθµό δυσκολίας τους. ηλαδή ο βαθµός δυσκολίας είναι κλιµακωτός, ώστε οι µαθητές να κατανοούν την πιο εύκολη δραστηριότητα και µετά να συνεχίζουν στην πιο δύσκολη ή πιο απαιτητική, χωρίς να έχουν το αίσθηµα της απογοήτευσης. Το Φύλλο Εργασίας περιλαµβάνει τα εξής: Η Α Ενότητα περιλαµβάνει µια επανάληψη του MOVE block µε θεωρητικές και πρακτικές δραστηριότητες: Πιο συγκεκριµένα, στην πρώτη θεωρητική δραστηριότητα, γίνεται µια µικρή επανάληψη των blocks που διαθέτει το λογισµικό. Στη συνέχεια µε το ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ περιγράφεται το MOVE block το οποίο είναι από τα πιο σηµαντικά και πιο πολυχρησιµοποιούµενα block. Έπειτα, παρουσιάζονται µερικές εύκολες δραστηριότητες για να θυµηθεί ο µαθητής πώς κινείται γενικά το ροµπότ, δηλαδή πώς προχωράει ευθεία ή πώς στρίβει. Παραθέτονται τέλος µερικές ερωτήσεις «πρόβλεψης» και «πιθανών παρανοήσεων» για να σιγουρευτεί τόσο η οµάδα όσο και ο κάθε µαθητής ξεχωριστά ότι έχει κατανοήσει τις προηγούµενες δραστηριότητες. Η Β Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τη χρήση της οµής Επανάληψης: Πιο συγκεκριµένα, ζητείται από την οµάδα να προγραµµατίσει το ροµπότ έτσι ώστε να κάνει ένα τετράγωνο. Είναι από τις κλασσικές δραστηριότητες στις οποίες χρησιµοποιείται η δοµή της επανάληψης (επειδή επαναλαµβάνονται οι εντολές του), αλλά έτσι δίνεται η δυνατότητα στην οµάδα να αντιληφθεί και να κατανοήσει καλύτερα και γρηγορότερα τη προγραµµατιστική αυτή δοµή. Η Γ Ενότητα είναι µια εισαγωγή του My_block: Σε αυτή τη δραστηριότητα οι µαθητές µαθαίνουν πώς να δηµιουργούν ένα My_block, του οποίου η χρησιµότητα είναι να αποθηκεύει ο µαθητής κοµµάτια κώδικα που µπορεί να ξαναχρησιµοποιηθούν µέσα στο ίδιο το πρόγραµµα. Ο εκπαιδευτικός έχει τη δυνατότητα να την προσπεράσει και να πάει στην επόµενη. Αυτό µπορεί να γίνει, π.χ. εάν κρίνει ότι δεν υπάρχει αρκετός χρόνος. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 115

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Η Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τον αισθητήρα φωτός: Αρχικά, µε το ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ περιγράφεται ο LIGHT SENSOR, έτσι ώστε αν οι µαθητές δεν το θυµούνται να µην καθυστερούν ή µπερδεύονται µέχρι να δουν από το λογισµικό τι δυνατότητες έχει άλλα να είναι συγκεντρωµένες οι δυνατότητες ώστε να γνωρίζουν πού να ανατρέξουν σε περίπτωση δυσκολίας. Ακόµα σε περίπτωση που οι µαθητές το θυµούνται µπορεί ο εκπαιδευτικός να κάνει µια γρήγορη αναφορά στις δυνατότητές του ή να το προσπεράσει. Στη συνέχεια, η οµάδα προσπαθεί να µετρήσει τη φωτεινότητα από διάφορα αντικείµενα και να καταγράψει τις τιµές που παίρνει από τον αισθητήρα φωτός. Αυτό έχει ως στόχο, να αντιληφθεί ο κάθε µαθητής τι τιµές εισάγονται στις διαφορετικές φωτεινότητες των αντικειµένων και τι τιµή θα εισάγουν οι ίδιοι (όταν τους ζητηθεί) για να γίνει κάποιος πιθανός έλεγχος. Τις πιο συχνά ζητούµενες τιµές τις καταγράφουν σε ένα πίνακα, ώστε σε περίπτωση που τους ζητηθεί να εισάγουν κάποια τιµή, να τους είναι ευκολότερο να ανατρέχουν σε αυτόν. Τέλος υπάρχει και µια συνδυαστική δραστηριότητα, στην οποία η κάθε οµάδα πρέπει να προγραµµατίσει το ροµπότ έτσι ώστε να κινείται επαναλαµβανόµενα µέχρι να βρει µια µαύρη γραµµή. Εδώ θα χρειαστεί από την οµάδα να εισάγουν την τιµή που θα έχει ο αισθητήρας φωτός για τον έλεγχο ανίχνευσης της µαύρης γραµµής, να πειραµατιστούν και να δουν αν το έκαναν σωστό ή αν δεν το έκαναν, να ξαναπροσπαθήσουν και να σκεφτούν τι πρέπει να αλλάξουν για να τρέχει. Ακόµα για να εκτελείται το παραπάνω πρόγραµµα συνέχεια θα πρέπει να χρησιµοποιήσουν τη δοµή επανάληψης. Παραθέτονται τέλος µερικές ερωτήσεις «πρόβλεψης» και «πιθανών παρανοήσεων» για να σιγουρευτεί τόσο η οµάδα όσο και ο κάθε µαθητής ξεχωριστά ότι έχει κατανοήσει τις προηγούµενες δραστηριότητες. Η Ε Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τη χρήση της οµής Επιλογής και πώς χρησιµοποιούνται τα καλώδια: Η πρώτη δραστηριότητα είναι επέκταση της προηγούµενης, η οποία ζητάει να κινείται τυχαία στο χώρο και να βρίσκει τη µαύρη γραµµή. Αυτό τους αναπτύσσει την κριτική σκέψη, γιατί πρέπει να αντιληφθούν ότι θα χρησιµοποιήσουν το RANDOM block και να µπουν λίγο στη λογική των καλωδίων και τη χρησιµότητά τους. Ακόµα τους παρατίθεται ένα πρόγραµµα µε τις ρυθµίσεις του και ζητείται από την οµάδα να προβλέψει τι κάνει και ποιες λειτουργίες εκτελεί. Τέλος, υπάρχει µια συνδυαστική δραστηριότητα η οποία ζητάει να προγραµµατίσουν το ροµπότ έτσι ώστε να µην πέφτει κάτω από το θρανίο. Η οµάδα θα πρέπει να χρησιµοποιήσει ότι έχει µάθει για τον αισθητήρα φωτός, να εισάγει τη σωστή τιµή σε αυτόν για να γίνεται ο έλεγχος και τέλος για να το κάνει αυτό επαναλαµβανόµενα, θα πρέπει να χρησιµοποιήσει τη δοµή επανάληψης που χρησιµοποίησε σε προηγούµενες ενότητες. Ακόµα γίνεται µια εισαγωγή στη δοµή επιλογής µε το ερώτηµα αν η ένδειξη του LIGHT Sensor είναι φωτεινή να προχωράει, αλλιώς να σταµατάει. 116 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗΣ: Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο πραγµατικός χρόνος εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. Για το λόγο αυτό, δίνονται περιθώρια αλλαγής τροποποίησης ακόµα και επέκτασης του εκπαιδευτικού σεναρίου. Πιο συγκεκριµένα, η Γ Ενότητα µπορεί να παραληφθεί αν το κρίνει ο εκπαιδευτικός απαραίτητο λόγω π.χ. πίεσης χρόνου, αυτό επειδή δεν είναι σηµαντική απαραίτητη για την ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ. Ακόµα άλλες δραστηριότητες που µπορεί να παραληφθούν είναι το ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ µε το MOVE block και το LIGHT SENSOR, επειδή είναι εξοικείωση των µαθητών µε τα block αυτά, είναι δηλαδή µια µικρή επανάληψη, για αυτό και µπορούν να παραληφθούν. Ακόµα από όλες τις υπόλοιπες δραστηριότητες, που συσχετίζονται µεταξύ τους, µπορούν µετά από την παρέµβαση του εκπαιδευτικού να τροποποιηθούν σε περίπτωση δυσκολίας, αδιαφορίας, έλλειψης ενδιαφέροντος ή κούρασης των µαθητών. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 117

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 4.1.2 εύτερο Φύλλο Εργασίας Στο δεύτερο Φύλλο Εργασίας που έχει τίτλο: εξοικείωση µε τις µεταβλητές και το ροµπότ ακολουθεί µια µαύρη, γίνεται µια εισαγωγή στις µεταβλητές και στους αισθητήρες, ώστε οι µαθητές να µπορέσουν να προγραµµατίσουν το ροµπότ ώστε να ακολουθεί µια µαύρη γραµµή. 4.1.2.1 2 ο Φύλλο Εργασίας: ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ και ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ ΜΙΑ ΜΑΥΡΗ ΓΡΑΜΜΗ 118 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 2 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ και ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ ΜΙΑ ΜΑΥΡΗ ΓΡΑΜΜΗ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: Μαθητής 1:. Μαθητής 2:. Ροµπότ: Ας ξεκινήσουµε! Παρακαλώ, απολαύστε το!!! ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 119

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΤΙ ΘΑ ΜΑΘΩ: Στο συγκεκριµένο φύλλο εργασίας, οι εκπαιδευτικοί στόχοι που ο κάθε ένας από σας πρέπει να έχει επιτύχει µετά την ολοκλήρωσή του είναι οι εξής: Να µάθω να χρησιµοποιώ τις µεταβλητές. Να µάθω να χρησιµοποιώ περισσότερο τη δοµή επιλογής. Να µάθω να χρησιµοποιώ τον αισθητήρα υπερήχων και τον αισθητήρα αφής. Να µάθω πώς να προγραµµατίζω το ροµπότ ώστε να ακολουθεί µια µαύρη γραµµή, µε τη χρήση του αισθητήρα φωτός. Να µάθω να συνεργάζοµαι µε τους συµµαθητές µου. ΟΜΑ ΕΣ: Το 2 ο Φύλλο Εργασίας έχει την ίδια δοµή µε το προηγούµενο, για αυτό και θα χωριστείτε πάλι σε οµάδες τον δύο (2) ατόµων. Ισχύουν ακόµα οι ίδιοι ρόλοι, του Προγραµµατιστή και του Αναλυτή οκιµαστή. 120 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΝΑ ΜΗΝ ΞΕΧΑΣΩ: Αρχικά στην επιφάνεια εργασίας σας δηµιουργείστε ένα δεύτερο φάκελο και ονοµάστε τον lyseis_2ou_fullou_ergasias. Εκεί θα αποθηκεύετε όλα τα αρχεία που θα υλοποιήσετε σε αυτό το φύλλο εργασίας. Στη συνέχεια, ανοίξτε το πρόγραµµα Lego Mindstorms NXT. Από το File επιλέξτε το New, για να δηµιουργηθεί ένα νέο αρχείο πάνω στο οποίο θα πειραµατιστείτε. Μην ξεχνάτε να αποθηκεύετε κάθε δραστηριότητα που υλοποιείτε µε το αντίστοιχο όνοµα και µε την κατάληξη του αρχείου.rbt!!!! Πάντα να καθορίζετε ξεκάθαρα ποιο είναι το πρόβληµα, πριν αρχίσετε να προγραµµατίζετε!!!! ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 121

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 1 η ΩΡΙΑΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΩΡΑ Α ΕΝΟΤΗΤΑ: Μαθαίνοντας το ροµπότ να χρησιµοποιεί τις µεταβλητές. 1 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, η οµάδα πρέπει να σκεφτεί οµαδικά για να την επιλύσει. Πριν καταγράψετε κάποια απάντηση, πρέπει να τη συζητήσετε µαζί και να την αιτιολογήσετε. Οι µεταβλητές παίζουν πολύ σηµαντικό ρόλο στο προγραµµατισµό, γιατί όταν τις χρησιµοποιούµε, µπορούµε να αποθηκεύσουµε οποιαδήποτε τιµή θέλουµε. Για να κατανοήσετε την έννοια της µεταβλητής, φανταστείτε ένα κουτί µε αδιαφανές περιεχόµενο που το χρησιµοποιούµε για να µεταφέρουµε πράγµατα. Το κουτί έχει ένα όνοµα (π.χ. όνοµα µεταβλητής: box), το οποίο εµείς µπορούµε να δούµε µόνο από έξω και επίσης ξέρουµε ότι το κουτί µπορεί να µεταφέρει µήλα (και όχι κάτι άλλο, π.χ. πορτοκάλια, καραµέλες κ.ά.). Αλλά κάθε φορά που το χρησιµοποιούµε δεν µπορούµε να ξέρουµε πόσα µήλα περιέχει. Για αυτό το λόγο, αντί να αναφερόµαστε στο πόσα µήλα µεταφέρουµε κάθε φορά είναι πιο βολικό να αναφερόµαστε στο ίδιο το κουτί. 1. Ονοµάστε τις παρακάτω µεταβλητές: κρατάει το άθροισµα µιας πράξης:. κρατάει το όνοµα των καταχωρηµένων αυτοκινήτων:... κρατάει τη τιµή εµβαδού του τετραγώνου: 2. Τι παρατηρείτε από τα παραπάνω; Ποιος είναι ο ρόλος της σωστής ονοµατολογίας; Οµάδα: 122 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 3. Οι µεταβλητές παίρνουν διαφορετικούς τύπους, ανάλογα µε το ζητούµενο της κάθε άσκησης δραστηριότητας. Συµπληρώστε τους τρεις (3) τύπους µεταβλητών και επεξηγήστε τι κάνει ο καθένας σύντοµα: Οµάδα: 1 ος Τύπος:... 2 ος Τύπος:... 3 ος Τύπος:... 2 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Όνοµα αρχείου: sensor_variable.rbt Θα επεκτείνετε τώρα το πρόγραµµα της ραστηριότητας 9του 1 ου Φύλλου Εργασίας. Ανοίξτε το πρόγραµµα µε το όνοµα program.rbt. 1. Γιατί να χρησιµοποιήσετε την µεταβλητή σε αυτή τη δραστηριότητα; Ποια η χρησιµότητά της; Προγραµµατιστής: 2. Πώς θα την ονοµάσετε; Αναλυτής οκιµαστής: 3. Σε ποια θέση θα εισάγετε τη µεταβλητή; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 123

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Αναλυτής οκιµαστής: 4. Θα συνδέσετε καλώδια; Αν όχι, γιατί και αν ναι,ποια; Προγραµµατιστής: 5. Εκτελέστε το και δείτε εάν εκτελεί αυτό που ζητάει η εκφώνηση, αν όχι τι πρέπει να αλλάξετε; Αναλυτής οκιµαστής: 6. Ένας αρχάριος προγραµµατιστής ισχυρίζεται ότι: «το block Number to Text δεν είναι υποχρεωτικό στο παραπάνω πρόγραµµα και ότι µπορεί το αποτέλεσµα να εµφανιστεί και χωρίς αυτό». Έχει δίκιο ο προγραµµατιστής; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. Προγραµµατιστής: Β ΕΝΟΤΗΤΑ: Το ροµπότ ακολουθεί µια µαύρη γραµµή µε τη χρήση του αισθητήρα φωτός. 3 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει να δουλέψετε σε οµάδες έτσι ώστε να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες και παράλληλα θα έχετε τους εξής ρόλους: 124 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Όνοµα αρχείου: light_sensor.rbt Προγραµµατίστε το ροµπότ ώστε να προχωράει πάνω σε µια ίσια µαύρη γραµµή µήκους 50 εκατοστών (centimeters). 1. Καταγράψτε τουλάχιστον δύο (2) τρόπους που σας έρχονται στο µυαλό για να ακολουθήσετε µια µαύρη γραµµή: Οµάδα: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 125

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2. Αρχικά ένας απλός τρόπος για να ακολουθεί το ροµπότ µια µαύρη γραµµή είναι µε έναν αισθητήρα φωτός. 3. Ο αλγόριθµος που πρέπει να υλοποιήσετε αποτελείται από δύο (2) περιπτώσεις και σχηµατικά είναι ο εξής: 1 η Περίπτωση: Ο αισθητήρας φωτός βλέπει µόνο το µαύρο της γραµµής και όχι το άσπρο. 2 η Περίπτωση: Ο αισθητήρας φωτός βλέπει µόνο άσπρο. 4. Με βάση τις δύο (2) περιπτώσεις πρέπει να σκεφτείτε πώς θα προγραµµατίσετε τον αισθητήρα φωτός. Πιο αναλυτικά, όταν ο LIGHT Sensor είναι στην 1 η Περίπτωση τότε πρέπει να στρίψει ΕΞΙΑ και στη 2 η Περίπτωση να στρίψει ΑΡΙΣΤΕΡΑ. ηλαδή θα πρέπει το ροµπότ να κάνει αυτό το ζιγκ ζαγκ για να µπορέσει να ακολουθήσει τη µαύρη γραµµή. 5. Βλέπετε ότι έχετε τις παραπάνω δύο (2) επιλογές, µια που αν βλέπει µαύρο να εκτελεί την 1 η περίπτωση, αλλιώς αν βλέπει άσπρο να εκτελεί την 2 η περίπτωση. Ποιο block θα χρησιµοποιήσετε για να εκτελέσετε το παραπάνω; 126 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Προγραµµατιστής: 6. Τι θα προσθέσετε στο εσωτερικό του παραπάνω block; Προγραµµατιστής: 7. Υλοποιήστε το πρόγραµµα, αποθηκεύστε το και δείτε εάν εκτελεί την εκφώνηση της δραστηριότητας. Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε στο πρόγραµµα; Αναλυτής οκιµαστής: Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 127

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2 η ΩΡΙΑΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΩΡΑ Γ ΕΝΟΤΗΤΑ: Το ροµπότ ακολουθεί µια µαύρη γραµµή µε τη χρήση του αισθητήρα φωτός, µε διαφορετικό τρόπο. 4 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, η οµάδα πρέπει να σκεφτεί οµαδικά για να την επιλύσει. Πριν καταγράψετε κάποια απάντηση, πρέπει να τη συζητήσετε µαζί και να την αιτιολογήσετε. Όνοµα αρχείου: light_sensor2.rbt Υπάρχουν και άλλοι τρόποι για να ακολουθήσει το ροµπότ µια µαύρη γραµµή. Ένας άλλος τρόπος για να ακολουθήσει µια µαύρη γραµµή είναι µε δύο (2) αισθητήρες φωτός, LIGHT sensor. 1. Σχηµατικά φαίνεται στο παρακάτω: 2. Ο αλγόριθµος αποτελείται από τρεις (3) περιπτώσεις και σχηµατικά είναι ο εξής: 128 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1 η Περίπτωση: µόνο ο αριστερός βλέπει άσπρο ενώ ο δεξιός βλέπει µισό άσπρο και µισό µαύρο. 2 η Περίπτωση: και οι δύο αισθητήρες φωτός βλέπουν άσπρο. 3 η Περίπτωση: µόνο ο δεξιός βλέπει άσπρο, ενώ ο αριστερός βλέπει µισό άσπρο και µισό µαύρο. 3. Καταγράψτε τις εντολές του προγράµµατος που πρέπει να εκτελέσετε, χωρίς να τις υλοποιήσετε, δηλαδή απλή αναφορά των βηµάτων που πρέπει να ακολουθήσετε (ψευδοκώδικας): Οµάδα: Βήµατα: 1 ο Βήµα:... 2 ο Βήµα:... 3 ο Βήµα:... 4 ο Βήµα:........... 4. Τι παρατηρείτε για τους δύο (2) αισθητήρες φωτός; Πιστεύετε πως η λειτουργία τους θα πρέπει να είναι ανεξάρτητη ή µήπως όχι, δηλαδή πρώτα θα πρέπει να εκτελείται η λειτουργία του ενός LIGHT SENSOR και µετά του άλλου, ή θα πρέπει να συνδέονται µε κάποιον άλλο τρόπο; Οµάδα: 5 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 129

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Όνοµα αρχείου: program1.rbt Έχετε το παρακάτω πρόγραµµα µε τις εξής ρυθµίσεις: 130 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Στην True επιλογή και για τα δύο (2) SWITCH block το SOUND block έχει τις εξής ρυθµίσεις: Στην False επιλογή και για τα δύο (2) SWITCH block το SOUND block έχει: 1. Προβλέψτε τι κάνει αυτό το πρόγραµµα. Προγραµµατιστής: 2. Περιγράψτε τη λειτουργία του κάθε SWITCH block: Προγραµµατιστής: 3. Ένας αρχάριος προγραµµατιστής ισχυρίζεται ότι: «τα δύο (2) SWITCH block του παραπάνω προγράµµατος συνδέονται παράλληλα». Έχει δίκιο ο προγραµµατιστής; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. Ποια πιστεύετε ότι είναι η λειτουργία του παράλληλου; ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 131

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Αναλυτής οκιµαστής: 4. Τρέξτε το και δείτε το αποτέλεσµα. Αιτιολογήστε την απάντησή σας: Αναλυτής οκιµαστής: 5. Πώς µπορείτε να συνδέσετε το παραπάνω µε την προηγούµενη δραστηριότητα, όπου χρησιµοποιούσε δύο (2) LIGHT SENSOR για να ακολουθήσει το ροµπότ τη µαύρη γραµµή; Υλοποιήστε την προηγούµενη δραστηριότητα, τροποποιώντας το πρόγραµµα αυτής της δραστηριότητας program1.rbt. Προγραµµατιστής: 6. Υλοποιήστε το, αποθηκεύστε το και δείτε εάν εκτελεί την εκφώνηση της προηγούµενης δραστηριότητας. Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε στο πρόγραµµα; Αναλυτής οκιµαστής: 132 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ: Μαθαίνοντας το ροµπότ να χρησιµοποιεί τον αισθητήρα υπερήχων. ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ : Ο αισθητήρας υπερήχων είναι ο αισθητήρας που δίνει όραση στο ροµπότ, είναι δηλαδή τα µάτια του. 1. Ο αισθητήρας υπερήχων είναι: 2. Οι ρυθµίσεις που µπορείτε να επιλέξετε είναι οι παρακάτω: 6 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, η οµάδα πρέπει να σκεφτεί οµαδικά για να την επιλύσει. Πριν καταγράψετε κάποια απάντηση, πρέπει να τη συζητήσετε µαζί και να την αιτιολογήσετε. Μετρήστε την απόσταση που απέχει το ροµπότ από µερικά αντικείµενα. Χρησιµοποιήστε τον αισθητήρα υπερήχων και καταγράψτε τις µετρήσεις σας στον παρακάτω πίνακα: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 133

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ: Π.χ. Υπολογιστής Τετράδιο Ό,τι άλλο θέλετε ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ: Ε ΕΝΟΤΗΤΑ: Συνδυαστικές δραστηριότητες. 7 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Έχετε το παρακάτω πρόγραµµα µε τις εξής ρυθµίσεις: Όνοµα αρχείου: program2.rbt 134 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Προβλέψτε τι κάνει αυτό το πρόγραµµα. Προγραµµατιστής: 2. Περιγράψτε τη λειτουργία του κάθε block ξεχωριστά: Προγραµµατιστής: 3. Τρέξτε το και δείτε το αποτέλεσµα. Κάνατε σωστή πρόβλεψη; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: Αναλυτής οκιµαστής: ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ : Ο αισθητήρας αφής είναι ο αισθητήρας που δίνει αφή στο ροµπότ, είναι δηλαδή τα χέρια του. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 135

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 1. Ο αισθητήρας αφής είναι: 2. Οι ρυθµίσεις που µπορείτε να επιλέξετε είναι οι παρακάτω: 8 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει να δουλέψετε σε οµάδες έτσι ώστε να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες και παράλληλα θα έχετε τους εξής ρόλους: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Όνοµα αρχείου: obstacle.rbt Προγραµµατίστε το ροµπότ ώστε να κινείται µέχρι να ακουµπήσει ένα εµπόδιο. Όταν το ακουµπήσει να ακούγεται ένας ήχος επιβράβευσης, π.χ. Good job. 1. Ποιον αισθητήρα θα επιλέξετε και γιατί; Αναλυτής οκιµαστής: 136 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 2. Στο configuration panel του αισθητήρα, ποιο Action θα επιλέξετε και γιατί; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. Προγραµµατιστής: 3. Στη συνέχεια, ο Προγραµµατιστής να επιλέξει και τα υπόλοιπα block µε τις κατάλληλες ρυθµίσεις από το configuration panel. 4. Τώρα ο Αναλυτής οκιµαστής ας εκτελέσει το πρόγραµµα. Εκτελεί το ροµπότ τη παραπάνω δραστηριότητα; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε στο πρόγραµµα; Αναλυτής οκιµαστής: 5. Τι παρατηρείτε συγκριτικά µε το προηγούµενο πρόγραµµα όπου προχωρούσε µέχρι να βρει εµπόδιο, της ραστηριότητας 7; Σε ποια συµπεράσµατα θα καταλήγατε; Έχουν οµοιότητες αυτά τα προγράµµατα; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. Οµαδική Απάντηση και καταγραφή του συµπεράσµατός σας:............ Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων;........ ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 137

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Το 2 ο Φύλλο Εργασίας τελείωσε!! Βεβαιωθείτε ότι όλοι έχετε κατανοήσει όλες τις δραστηριότητες, ότι έχετε πετύχει τους αρχικούς στόχους που θέσαµε και ότι δεν έχετε άλλες απορίες!! Για την επόµενη φορά, σκεφτείτε µερικούς τρόπους έτσι ώστε το ροµπότ να µπορεί να βγει από ένα λαβύρινθο, ο οποίος οριοθετείται από µια µαύρη γραµµή!!! Π.χ. 138 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 4.1.2.2 2 ο Σχέδιο Μαθήµατος ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 139

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 2 ο ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΤΑΞΗ: Γυµνάσιο ΓΝΩΣΤΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: Μάθηµα Πληροφορικής ΕΝΟΤΗΤΑ: ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ και ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ ΜΙΑ ΜΑΥΡΗ ΓΡΑΜΜΗ ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΤΟ Ε.Π.Π.Σ. ΚΑΙ Α.Π.Σ.: Σύµφωνα µε το Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών Πληροφορικής (Ε.Π.Π.Σ., 1997), η µεθοδολογία διδασκαλίας των µαθηµάτων πληροφορικής θα πρέπει να προωθεί, να ενισχύει και να ενθαρρύνει: την ενεργοποίηση του µαθητή, τη δηµιουργική δράση, την ανακαλυπτική µάθηση και τον πειραµατισµό, τη συνεργατική µάθηση, την ανάπτυξη ικανοτήτων και δεξιοτήτων µεθοδολογικού χαρακτήρα, τη συζήτηση, τον προβληµατισµό και την ανάπτυξη κριτικής σκέψης, την καλλιέργεια ελεύθερης σκέψης και έκφρασης, τη µάθηση πάνω στο πώς µαθαίνουµε, την αλλαγή του ρόλου του εκπαιδευτικού από απλό «αναµεταδότη γνώσεων» σε: συνεργάτη και σύµβουλο του µαθητή για την ανακάλυψη της γνώσης καθώς και οργανωτή της διδασκαλίας και της διαδικασίας της µάθησης. Το θέµα σχετίζεται µε την εκπαιδευτική ροµποτική και είναι συµβατό (όπως αναφέρεται και παραπάνω) µε το Ε.Π.Π.Σ. και το Α.Π.Σ. εφόσον αποτελεί βοήθηµα στη διδακτική µαθηµάτων προγραµµατισµού. Οι στόχοι που τίθενται άπτονται του συγκεκριµένου αναλυτικού προγράµµατος των µαθηµάτων προγραµµατισµού. Ι ΑΚΤΙΚΟΙ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ: Οι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί στόχοι του 2 ου Σχεδίου Μαθήµατος χωρίζονται σε γενικούς που είναι κοινοί σε όλα τα σχέδια µαθήµατος και στους ειδικούς ή εξειδικευµένους, τους οποίους θα πρέπει να επιτύχουν όλα τα µέλη της οµάδας, δηλαδή σαν οµάδα, αλλά και ο κάθε ένας τους ξεχωριστά. 140 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Πιο αναλυτικά, οι γενικοί ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Ως προς το γνωστικό αντικείµενο (Πληροφορική): Να σχηµατίζουν απλές και σύνθετες λογικές εκφράσεις. Να κατανοήσουν την έννοια των βασικών δοµών προγραµµατισµού. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα στα οποία να χρησιµοποιούν τις κατάλληλες δοµές (π.χ. επανάληψης ή / και επιλογής). Ως προς τη χρήση νέων τεχνολογιών: Να εµπλακούν και να πειραµατιστούν µε διαδικασίες προγραµµατισµού. Να προγραµµατίσουν ένα όχηµα ροµπότ µε το λογισµικό LEGO Mindstorms. Να προσοµοιώσουν προβλήµατα (ακόµα και πραγµατικά) στον υπολογιστή µε τη βοήθεια πραγµατικών δεδοµένων. Ως προς τη µαθησιακή διαδικασία: Να συνεργαστούν, να δουλέψουν οµαδικά και να εξασκηθούν στο διάλογο και την επιχειρηµατολογία µε στόχο την ολοκλήρωση της εργασίας τους. Πιο συγκεκριµένα, να καλλιεργήσουν δεξιότητες έκφρασης προφορικού και γραπτού λόγου, καλλιτεχνικής, «γλώσσας του σώµατος» και επικοινωνίας (Vergnaud, 1987). Να αναπτύξουν κριτική σκέψη µε τις ερωτήσεις «πρόβλεψης» και «πιθανών παρανοήσεων». Να πειραµατιστούν, να αξιολογήσουν και να καταλήξουν σε συµπεράσµατα επιλέγοντας την κατάλληλη λύση του προβλήµατος που µελετούν. Να καλλιεργήσουν τη συστηµική τους σκέψη που συνίσταται σε εξοικείωση µε τη διαδικασία ανάλυσης του προβλήµατος στα επιµέρους συστατικά του, αντιµετώπισης καθενός ξεχωριστά και σύνθεσης µιας ολοκληρωµένης λύσης. Να εξοικειωθούν µε την ανάπτυξη στρατηγικών επίλυσης προβλήµατος. Να αναζητήσουν και να αντιµετωπίσουν τον προβληµατισµό θετικά και µεθοδικά και να «αποποινικοποιήσουν» την έννοια του λάθους (Papert, 1980; DiSessa, 1995). Να δηµιουργήσουν πρωτότυπες κατασκευές προσωπικού νοήµατος. Οι ειδικοί ή εξειδικευµένοι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν µε τις µεταβλητές. Να διατυπώνουν τις µορφές της εντολής ελέγχου (επιλογής) ΑΝ. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα τα οποία χρησιµοποιούν τις δοµές επιλογής. Να κατανοήσουν, να πειραµατιστούν και να εµπλακούν µε τον αισθητήρα φωτός και να υλοποιήσουν το πρόγραµµα που το ροµπότ να ακολουθεί µια µαύρη γραµµή. Να κατανοήσουν, να πειραµατιστούν και να εµπλακούν µε τους υπόλοιπους αισθητήρες (φωτός, αφής, υπερήχων). ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 141

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΟΣ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΧΡΟΝΟΣ: Ο ενδεικτικός απαιτούµενος χρόνος που απαιτείται για να υλοποιηθεί το σενάριο είναι δύο (2) διδακτικές ώρες για το ένα (1) φύλλο εργασίας. Ο πραγµατικός όµως χρόνος, εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ: Σε όλες τις δραστηριότητες χρησιµοποιείται κάποια από τις µεθόδους συνεργατικής µάθησης. Στο 2 ο φύλλο εργασίας χρησιµοποιούνται οι παρακάτω µέθοδοι συνεργατικής µάθησης: η µέθοδος Brainstorming (Πρόκλησης της Νοητικής Θύελλας). Χρησιµοποιείται αυτή η µέθοδος όταν στη δραστηριότητα δεν υπάρχει σωστή ή λάθος απάντηση, έτσι µπορούν να καταγράψουν τις ιδέες τους γρήγορα (χωρίς να έχουν το φόβο ότι είπαν κάτι λάθος), αταξινόµητα και χωρίς σχόλια, η µέθοδος Structured Learning Team Group Roles ( οµηµένων Ρόλων Οµάδας Μάθησης). Πιο συγκεκριµένα, θα χρησιµοποιηθούν δύο (2) ρόλοι: ο Προγραµµατιστής, ο οποίος θα προγραµµατίζει τη κάθε δραστηριότητα, δηλαδή θα είναι υπεύθυνος για τη συγγραφή του κώδικα και ο Αναλυτής οκιµαστής, ο οποίος θα την εκτελέσει, θα συνεργάζεται όµως και µε τον Προγραµµατιστή ώστε να καταλήξουν σε ένα από κοινού αποτέλεσµα. Ακόµα θα είναι υπεύθυνος για την αποσφαλµάτωση του προγράµµατος, δηλαδή θα είναι υπεύθυνος να διορθώνει τυχόν λάθη, η µέθοδος Think Pair Share (Σκέψου Συνεργάσου Μοιράσου), στην οποία η κάθε οµάδα θα απαντάει στις δραστηριότητες και στη συνέχεια θα συζητήσει την απάντησή της µε τις υπόλοιπες οµάδες. Αυτό θα είναι ένα έναυσµα για καλύτερη κατανόηση της δραστηριότητας. και ο συνδυασµός των παραπάνω µεθόδων. Οι µαθητές πρέπει να εργάζονται σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Για να εξασφαλιστεί η στήριξη και ενεργός συµµετοχή όλων των µαθητών, ακόµα και αυτών που µένουν ανενεργοί, συνιστάται η δηµιουργία ανοµοιογενών οµάδων µε επιλογή των µαθητών από τον εκπαιδευτικό. Προβλέπεται ακόµα οι µαθητές που θα απαρτίζουν την κάθε οµάδα να έχουν διαφορετικό γνωστικό υπόβαθρο µεταξύ τους, γεγονός το οποίο θα κάνει πιο ενεργό τη συµµετοχή κάθε ενός από αυτούς. Ακόµα, όπως αναφέρεται και στο Φύλλο Εργασίας, οι ρόλοι θα εναλλάσσονται τόσο για να κατανοεί ο κάθε µαθητής όλους τους ρόλους και να βλέπουν σφαιρικά ένα πρόβληµα, αλλά και για να µπορούν να αλληλοβοηθηθούν σε περίπτωση δυσκολίας και «κωλύµατος». 142 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΜΕΣΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ - ΥΛΙΚΑ: Τα µέσα διδασκαλίας που πρέπει να χρησιµοποιηθούν για να επιτευχθεί η παραπάνω δραστηριότητα είναι: Το φύλλο εργασίας υπ αριθµόν 2. Ένας υπολογιστής ανά δύο (2) µαθητές. Ένα πακέτο Lego Mindstorms NXT ανά δύο (2) µαθητές. Πρέπει να θεωρηθεί ότι οι µαθητές έχουν ήδη εξοικειωθεί µε την κατασκευή απλών ροµποτικών κατασκευών µε τη χρήση του συστήµατος Lego Mindstorms NXT και ότι έχουν βασικές γνώσεις χρήσης ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σύµφωνα µε τα χαρακτηριστικά οργάνωσης της τάξης που αναφέρθηκαν παραπάνω, η υλοποίηση της εφαρµογής αυτής προβλέπεται να γίνει σε εργαστήριο της Πληροφορικής µε τον απαιτούµενο εξοπλισµό των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των πακέτων Lego Mindstorms NXT. Η οργάνωση του χώρου προβλέπει τη διάταξη των µηχανηµάτων περιµετρικά της αίθουσας έτσι ώστε στο κέντρο να υπάρξει χώρος πειραµατισµών των οχηµάτων ροµπότ. Στα απαραίτητα υλικά θα ήταν σκόπιµο να συµπεριληφθεί και µια µακέτα κίνησης καθώς και µερικά εµπόδια τα οποία θα χρησιµοποιηθούν στον πειραµατισµό. ΠΙΘΑΝΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ: Το πακέτο Lego Mindstorms NXT περιλαµβάνει το κουτί µε τα κατασκευαστικά µέρη, τα τουβλάκια, που θα χρησιµοποιήσουν οι µαθητές για την κατασκευή του ροµπότ, καθώς και το λογισµικό NXT στο οποίο θα πραγµατοποιηθούν τα προγράµµατα. Σε αυτό το λογισµικό έχουν παρατηρηθεί κάποια προβλήµατα, τα οποία είναι σκόπιµο να γνωρίζει ο εκπαιδευτικός εκ των προτέρων, έτσι ώστε να µπορέσει να τα αποφύγει, να τα διορθώσει ή να προετοιµάσει τους µαθητές του για αυτά. Το πιο σηµαντικό πρόβληµα είναι ότι αρκετές φορές δεν λειτουργεί το Wait block όταν µπαίνει σε συνθήκη τερµατισµού επανάληψης. εν έχει βρεθεί ακόµα σε ποιες περιπτώσεις το κάνει και ποια είναι η λύση, για αυτό θα πρέπει ο εκπαιδευτικός να ενηµερώσει τους µαθητές για να µην νοµίζουν ότι κάνουν κάτι λάθος και απογοητευτούν. Ένα βασικό πράγµα, που πρέπει να ελέγξει ο εκπαιδευτικός πριν την έναρξη των µαθηµάτων, είναι το Firmware. Για να λειτουργήσει το ροµπότ πρέπει το Firmware να είναι ανανεωµένο (updated). Αυτό µπορεί να γίνει πολύ εύκολα µέσα από την πλατφόρµα του NXT. Ακόµα, µερικές φορές η σύνδεση του ροµπότ µε τον υπολογιστή είναι προβληµατική. Στην περίπτωση που η σύνδεση γίνεται µε καλώδιο, το Download εµφανίζει µήνυµα σφάλµατος, παρόλα αυτά το πρόγραµµα φορτώνεται κανονικά στο ροµπότ. Σε σύνδεση µε Bluetooth µπορεί να χρειαστεί να γίνει η διαδικασία της σύνδεσης πολλές φορές µέχρι να µπορέσει να ολοκληρωθεί. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 143

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Τέλος, σε περίπτωση που το ροµπότ «κολλήσει» και δεν υπακούει το πρόγραµµα, θα πρέπει να κλείσει το ροµπότ και το πρόγραµµα και να γίνει ξανά η προσπάθεια. Σε κάθε περίπτωση πρέπει να ελέγχεται η µπαταρία του ροµπότ και να φορτίζεται συχνά. ΟΜΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Η οργάνωση της διδασκαλίας θα γίνει, όπως αναφέρθηκε, χωρίζοντας τους µαθητές σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Αυτό έχει ως στόχο να παρατηρήσει ο εκπαιδευτικός πώς συνεργάζονται οι µαθητές στην υλοποίηση των δραστηριοτήτων και στην βοήθεια που θα έχει ο ένας από τον άλλο στις πιθανές απορίες τους. Ακόµα, οι δραστηριότητες του Φύλλου Εργασίας είναι δοµηµένες µε βάση το βαθµό δυσκολίας τους. ηλαδή ο βαθµός δυσκολίας είναι κλιµακωτός, ώστε οι µαθητές να κατανοούν την πιο εύκολη δραστηριότητα και µετά να συνεχίζουν στην πιο δύσκολη ή πιο απαιτητική, χωρίς να έχουν το αίσθηµα της απογοήτευσης. Το Φύλλο Εργασίας περιλαµβάνει τα εξής: Η Α Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε µεταβλητές: Η πρώτη δραστηριότητα εισάγει τον µαθητή στην έννοια αυτή και πιο συγκεκριµένα στην ονοµατολογία και στη χρήση των διαφορετικών τύπων των µεταβλητών. Η επόµενη δραστηριότητα συνδυάζει τους αισθητήρες µε τις µεταβλητές. Πιο συγκεκριµένα, η οµάδα πρέπει να είναι σε θέση να αντιληφθεί πού πρέπει να εισάγει τη µεταβλητή σε ένα ήδη υπάρχων κώδικα, να την ονοµάσει και τέλος να γνωρίζει πώς θα συνδέσει τα καλώδια. Παρατίθεται τέλος µια ερώτηση «πιθανής παρανόησης» για να σιγουρευτεί τόσο η οµάδα όσο και ο κάθε µαθητής ξεχωριστά ότι έχει κατανοήσει τις προηγούµενες δραστηριότητες. Η Β Ενότητα περιλαµβάνει µια δραστηριότητα που χρησιµοποιεί τον αισθητήρα φωτός για να ακολουθεί µια µαύρη γραµµή. Αρχικά, επειδή η οµάδα δεν γνωρίζει πώς να προγραµµατίσει το ροµπότ για να ακολουθήσει µια µαύρη γραµµή, καλείται να καταγράψει πώς µπορεί να εκτελεστεί το παραπάνω, µε τη χρήση της µεθόδου της συνεργατικής µάθησης Brainstorming. Αφού καταγράψει η κάθε οµάδα τους πιθανούς τρόπους, µε τα υποερωτήµατα της δραστηριότητας καθοδηγείται ο κάθε ένας µαθητής στην λογική του πώς θα λυθεί. Αφού αντιληφθεί η κάθε οµάδα την λογική, (υπάρχει και βοηθητικό σχήµα), ζητείται να συµπληρώσει τµήµατα του κώδικα και στη συνέχεια να υλοποιήσει ολόκληρο το πρόγραµµα. Για την επίλυση του παραπάνω προβλήµατος, γίνεται χρήση της δοµής επανάληψης και επιλογής. Η Γ Ενότητα περιλαµβάνει µια δραστηριότητα στην οποία το ροµπότ ακολουθεί την µαύρη γραµµή µε έναν διαφορετικό τρόπο: Αυτόν τον τρόπο δεν θα τον υλοποιήσουν οι µαθητές, απλά είναι µια καλή ευκαιρία να δουν τι εναλλακτικές λύσεις υπάρχουν και να κατανοήσουν ότι τα περισσότερα πραγµατικά προβλήµατα λύνονται µε παραπάνω από έναν τρόπους. 144 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Υπάρχει µια δραστηριότητα στην οποία τους δίνεται ένα πρόγραµµα µε τις ρυθµίσεις του και ζητείται από την οµάδα να προβλέψει τι κάνει και ποιες λειτουργίες εκτελεί. Ακόµα καλούνται οι µαθητές να προβληµατιστούν πάνω σε αυτό για να κατανοήσουν την έννοια του παράλληλου. Στη συνέχεια, ζητείται να τροποποιήσουν οι µαθητές το πρόγραµµα αυτό για να υλοποιήσουν την ακολουθία της µαύρης γραµµής µε δύο (2) αισθητήρες φωτός. Εδώ συνίσταται από τον εκπαιδευτικό να αναφέρει σαν παράδειγµα και τις δύο (2) έννοιες, δηλαδή του παράλληλου και του εµφωλιασµένου ανεξάρτητα από τον τρόπο επίλυσης των µαθητών. Παρατίθεται τέλος µια ερώτηση «πιθανής παρανόησης» για να σιγουρευτεί τόσο η οµάδα όσο και ο κάθε µαθητής ξεχωριστά ότι έχει κατανοήσει τις προηγούµενες δραστηριότητες. Η Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τον αισθητήρα υπερήχων: Αρχικά, µε το ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ περιγράφεται ο αισθητήρας υπερήχων, έτσι ώστε αν οι µαθητές δεν το θυµούνται να µην καθυστερούν ή µπερδεύονται µέχρι να δουν από το λογισµικό τι δυνατότητες έχει άλλα να είναι συγκεντρωµένες οι δυνατότητες ώστε να γνωρίζουν πού να ανατρέξουν σε περίπτωση δυσκολίας. Ακόµα σε περίπτωση που οι µαθητές το θυµούνται µπορεί ο εκπαιδευτικός να κάνει µια γρήγορη αναφορά στις δυνατότητές του ή να το προσπεράσει. Στη συνέχεια, η οµάδα προσπαθεί να µετρήσει την απόσταση που απέχει το ροµπότ από διάφορα αντικείµενα και να καταγράψει τις τιµές που παίρνει ο αισθητήρας υπερήχων. Αυτό έχει στόχο, την εξοικείωση του αισθητήρα υπερήχων µε τις αποστάσεις. Η Ε Ενότητα περιλαµβάνει συνδυαστικές δραστηριότητες: Στην πρώτη δραστηριότητα παρατίθεται ένα πρόγραµµα µε τις ρυθµίσεις του και ζητείται από την οµάδα να προβλέψει τι κάνει και ποιες λειτουργίες εκτελεί. Το πρόγραµµα αυτό είναι να προχωράει µέχρι να βρει κάποιο εµπόδιο. Στη συνέχεια µε το ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ περιγράφεται ο αισθητήρας αφής, έτσι ώστε αν οι µαθητές δεν το θυµούνται να µην καθυστερούν ή µπερδεύονται µέχρι να δουν από το λογισµικό τι δυνατότητες έχει άλλα να είναι συγκεντρωµένες οι δυνατότητες ώστε να γνωρίζουν πού να ανατρέξουν σε περίπτωση δυσκολίας. Ακόµα σε περίπτωση που οι µαθητές το θυµούνται µπορεί ο εκπαιδευτικός να κάνει µια γρήγορη αναφορά στις δυνατότητές του ή να το προσπεράσει. Στην επόµενη δραστηριότητα, ζητείται από την οµάδα να υλοποιήσει ένα πρόγραµµα στο οποίο το ροµπότ να προχωράει µέχρι να ακουµπήσει κάποιο εµπόδιο. Τέλος, σε ένα υποερώτηµα τίθεται ο εξής προβληµατισµός στην οµάδα: τι κοινό έχουν οι παραπάνω δραστηριότητες. Οι µαθητές πρέπει να αντιληφθούν ότι τα προγράµµατα είναι ίδια, απλά αλλάζει ο αισθητήρας, δηλαδή ο αφής και ο υπερήχων. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 145

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗΣ: Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο πραγµατικός χρόνος εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. Για το λόγο αυτό, δίνονται περιθώρια αλλαγής τροποποίησης ακόµα και επέκτασης του εκπαιδευτικού σεναρίου. Πιο συγκεκριµένα, η Ενότητα µπορεί να παραληφθεί αν το κρίνει ο εκπαιδευτικός απαραίτητο λόγω π.χ. πίεσης χρόνου. Η Ενότητα αυτή δεν είναι σηµαντική απαραίτητη για την ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ, επειδή είναι εξοικείωση των µαθητών µε τον αισθητήρα υπερήχων, είναι δηλαδή µια µικρή επανάληψη, για αυτό και µπορεί να παραληφθεί. Ακόµα άλλη µια δραστηριότηα που µπορεί να παραληφθεί είναι το ΑΣ ΘΥΜΗΘΟΥΜΕ µε τον αισθητήρα αφής, επειδή είναι εξοικείωση των µαθητών µε το block αυτό, είναι δηλαδή µια µικρή επανάληψη, για αυτό και µπορούν να παραληφθούν. Ακόµα από όλες τις υπόλοιπες δραστηριότητες, που συσχετίζονται µεταξύ τους, µπορούν µετά από την παρέµβαση του εκπαιδευτικού να τροποποιηθούν σε περίπτωση δυσκολίας, αδιαφορίας, έλλειψης ενδιαφέροντος ή κούρασης των µαθητών. 146 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 4.1.3 Τρίτο Φύλλο Εργασίας Στο τρίτο Φύλλο Εργασίας που έχει τίτλο: το ροµπότ ανιχνεύει, πιάνει αντικείµενα και προσπαθεί να βγει από ένα mini λαβύρινθο, γίνεται µια εισαγωγή στο πώς ανιχνεύει και πιάνει αντικείµενα και τέλος δίνεται στους µαθητές ένας λαβύρινθος που οριοθετείται από µαύρη γραµµή και προσπαθούν να προγραµµατίσουν το ροµπότ ώστε να βγαίνει από αυτόν. 4.1.3.1 3 ο Φύλλο Εργασίας: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΝΙΧΝΕΥΕΙ, ΠΙΑΝΕΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ και ΠΡΟΣΠΑΘΕΙ ΝΑ ΒΓΕΙ ΑΠΟ ΕΝΑ MINI ΛΑΒΥΡΙΝΘΟ ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 147

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 3 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΝΙΧΝΕΥΕΙ, ΠΙΑΝΕΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ και ΠΡΟΣΠΑΘΕΙ ΝΑ ΒΓΕΙ ΑΠΟ ΕΝΑ MINI ΛΑΒΥΡΙΝΘΟ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: Μαθητής 1:. Μαθητής 2:. Ροµπότ: Ας ξεκινήσουµε! Παρακαλώ, απολαύστε το!!! 148 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΤΙ ΘΑ ΜΑΘΩ: Στο συγκεκριµένο φύλλο εργασίας, οι εκπαιδευτικοί στόχοι που ο κάθε ένας από σας πρέπει να έχει επιτύχει µετά την ολοκλήρωσή του είναι οι εξής: Να µάθω πώς να προγραµµατίζω το ροµπότ ώστε να εντοπίζει ανιχνεύει ένα αντικείµενο στο χώρο. Να µάθω πώς να προγραµµατίζω το ροµπότ ώστε να αποφεύγει ένα αντικείµενο στο χώρο. Να µάθω πώς να προγραµµατίζω το ροµπότ ώστε να πιάνει ένα αντικείµενο στο χώρο. Να µάθω πώς να προγραµµατίζω το ροµπότ ώστε να βγαίνει από ένα mini λαβύρινθο. Να µάθω να συνεργάζοµαι µε τους συµµαθητές µου. ΟΜΑ ΕΣ: Το 3 ο Φύλλο Εργασίας έχει την ίδια δοµή µε τα προηγούµενα, για αυτό και θα χωριστείτε πάλι σε οµάδες τον δύο (2) ατόµων. Ισχύουν ακόµα οι ίδιοι ρόλοι, του Προγραµµατιστή και του Αναλυτή οκιµαστή. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 149

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΝΑ ΜΗΝ ΞΕΧΑΣΩ: Αρχικά στην επιφάνεια εργασίας σας δηµιουργείστε ένα δεύτερο φάκελο και ονοµάστε τον lyseis_3ou_fullou_ergasias. Εκεί θα αποθηκεύετε όλα τα αρχεία που θα υλοποιήσετε σε αυτό το φύλλο εργασίας. Στη συνέχεια, ανοίξτε το πρόγραµµα Lego Mindstorms NXT. Από το File επιλέξτε το New, για να δηµιουργηθεί ένα νέο αρχείο πάνω στο οποίο θα πειραµατιστείτε. Μην ξεχνάτε να αποθηκεύετε κάθε δραστηριότητα που υλοποιείτε µε το αντίστοιχο όνοµα και µε την κατάληξη του αρχείου.rbt!!!! Πάντα να καθορίζετε ξεκάθαρα ποιο είναι το πρόβληµα, πριν αρχίσετε να προγραµµατίζετε!!!! 150 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1 η ΩΡΙΑΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΩΡΑ Α ΕΝΟΤΗΤΑ: Μαθαίνοντας το ροµπότ να χρησιµοποιεί τον αισθητήρα υπερήχων. 1 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει να δουλέψετε σε οµάδες έτσι ώστε να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες και παράλληλα θα έχετε τους εξής ρόλους: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Όνοµα αρχείου: avoid_object.rbt Προγραµµατίστε το ροµπότ ώστε να µπορεί να αποφύγει ένα εµπόδιο, π.χ. ένα οποιοδήποτε αντικείµενο θέλετε. Αυτό θα το κάνετε εκτελώντας τα εξής βήµατα: 1. Κάντε το ροµπότ να προχωράει ευθεία πάνω σε ένα αδιέξοδο αντικείµενο. Σύµφωνα µε το παρακάτω σχήµα: 2. Όταν φτάσει στην απόσταση των 10 centimeters θα στρίψει δεξιά για να το αποφύγει. 3. Στη συνέχεια, θα προχωράει για 3 rotations και θα σταµατάει λέγοντας Hooray. 4. Ποιον αισθητήρα θα χρησιµοποιήσετε; ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 151

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Αναλυτής οκιµαστής: 5. Καταγράψτε τα block που θα χρησιµοποιήσετε και τις ρυθµίσεις που θα επιλέξετε: Προγραµµατιστής: Ποια block χρησιµοποιείτε; Ποιες είναι οι ρυθµίσεις που εφαρµόζετε; 6. Καταγράψτε ακόµα τις εντολές του προγράµµατος που πρέπει να εκτελέσετε, χωρίς να τις υλοποιήσετε, δηλαδή απλή αναφορά των βηµάτων που πρέπει να ακολουθήσετε (ψευδοκώδικας): Οµάδα: Βήµατα: 1 ο Βήµα:... 2 ο Βήµα:... 3 ο Βήµα:... 4 ο Βήµα:....... Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: 152 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 7. Στη συνέχεια, έστω ότι θέλετε να το πρόγραµµα αυτό να εκτελείτε συνέχεια. Ποιο block θα χρησιµοποιήσετε για να το υλοποιήσετε; Προγραµµατιστής: 8. Τέλος, ο Αναλυτής οκιµαστής ας υλοποιήσει τον ψευδοκώδικα µε την παραπάνω προσθήκη και ας το αποθηκεύσει. 9. Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, παρουσιάστε µέσα στην τάξη το πρόγραµµά σας. Εκτελείτε σωστά; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε για να λειτουργεί σωστά; Καταγράψτε πιθανές σας δυσκολίες: Οµάδα: 2 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Όνοµα αρχείου: objects.rbt Τοποθετήστε επάνω στο θρανίο τρία (3) εµπόδια, π.χ. τετράδιο, κασετίνα, κ.ά.. Προγραµµατίστε το ροµπότ έτσι ώστε να κάνει στροφή 180 ο Degrees και να τα ανιχνεύει, δηλαδή να τα εντοπίζει. Κάθε φορά που θα εντοπίζει ένα από αυτά, να ακούγεται ένας ήχος επιβράβευσης. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 153

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Πιο αναλυτικά, θα το προγραµµατίσετε εκτελώντας τα εξής βήµατα: 1. Κάθε εµπόδιο θα σχηµατίζει γωνία 90 ο Degrees. ηλαδή σύµφωνα µε το παρακάτω σχήµα: 2. Το ροµπότ θα βρίσκεται στο κέντρο και θα κάνει τον έλεγχο για να βρει το αντικείµενο. 3. Κάθε φορά που θα το εντοπίζει θα ακούγεται ο ήχος επιβράβευσης Brilliant και θα στρίβει. 4. Εάν δεν βρει εµπόδιο, θα εµφανίζει στην οθόνη ένα «στενοχωρηµένο πρόσωπο». 5. Το πρόγραµµα είναι το παρακάτω µε τις αντίστοιχες ρυθµίσεις. Έχει µερικά block που είναι σβησµένα. Συµπληρώστε τα απαντώντας τις παρακάτω ερωτήσεις: 154 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 6. Ποιον αισθητήρα θα επιλέξετε για να γίνει ο έλεγχος και γιατί; Προγραµµατιστής: 7. Τι ρυθµίσεις θα επιλέξετε στον αισθητήρα και γιατί; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: Προγραµµατιστής: 8. Τι ρυθµίσεις θα επιλέξετε στο MOVE block και γιατί; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: Αναλυτής οκιµαστής: 9. Ποιο είναι το πρώτο block του προγράµµατος; Ποιες είναι οι ρυθµίσεις του και ποια η χρησιµότητά του; Αναλυτής οκιµαστής: 10. Τέλος, υλοποιήστε το και αποθηκεύστε το. Εκτελεί το παραπάνω πρόγραµµα την εκφώνηση της δραστηριότητας; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε από τις παραπάνω ρυθµίσεις; Αναλυτής οκιµαστής: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 155

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 3 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει να δουλέψετε σε οµάδες έτσι ώστε να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες και παράλληλα θα έχετε τους εξής ρόλους: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Όνοµα αρχείου: detect_object.rbt Προγραµµατίστε το ροµπότ ώστε να κάνει ανίχνευση αντικειµένου. ηλαδή θα προγραµµατίσετε τη λειτουργία του radar! Αυτό θα το κάνετε εκτελώντας τα εξής βήµατα: 1. Κάντε το ροµπότ να προχωράει ευθεία και να σταµατάει µετά από 4 rotations. 2. Θα γυρνάει και θα κάνει έλεγχο εάν υπάρχει κάποιο αντικείµενο µπροστά του. Όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήµα: 3. Στη συνέχεια, όταν ανακαλύψει το αντικείµενο θα κατευθυνθεί προς τα πάνω του και θα σταµατήσει µόλις το ακουµπήσει. 4. Ποιους αισθητήρες θα χρησιµοποιήσετε, µε ποιες ρυθµίσεις και γιατί; Αναλυτής οκιµαστής: 156 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 5. Πώς θα γίνεται ο έλεγχος καθώς θα γυρνάει; Ποιους τρόπους µπορείτε να σκεφτείτε; Θα κάνει πολλούς ελέγχους ή θα κάνει έναν έλεγχο καθώς θα γυρνάει; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: Οµάδα: Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: 6. Καταγράψτε τα block που θα χρησιµοποιήσετε και τις ρυθµίσεις που θα επιλέξετε: Προγραµµατιστής: Ποια block χρησιµοποιείτε; Ποιες είναι οι ρυθµίσεις που εφαρµόζετε; ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 157

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 7. Καταγράψτε ακόµα τις εντολές του προγράµµατος που πρέπει να εκτελέσετε, χωρίς να τις υλοποιήσετε, δηλαδή απλή αναφορά των βηµάτων που πρέπει να ακολουθήσετε (ψευδοκώδικας): Οµάδα: Βήµατα: 1 ο Βήµα:... 2 ο Βήµα:... 3 ο Βήµα:... 4 ο Βήµα:......... Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: 8. Τέλος, ο Αναλυτής οκιµαστής ας υλοποιήσει τον ψευδοκώδικα και ας τον αποθηκεύσει. 9. Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, παρουσιάστε µέσα στην τάξη το πρόγραµµά σας. Εκτελείτε σωστά; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε για να λειτουργεί σωστά; Καταγράψτε πιθανές σας δυσκολίες: Οµάδα: 158 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 2 η ΩΡΙΑΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΩΡΑ Β ΕΝΟΤΗΤΑ: Σύνθετες δραστηριότητες. 4 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Έχετε το παρακάτω πρόγραµµα µε τις εξής ρυθµίσεις: Όνοµα αρχείου: grab_object.rbt ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 159

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 1. Ένας αρχάριος προγραµµατιστής ισχυρίζεται ότι: «το ένα MOVE block έχει port το CB που είναι οι κινητήρες για τις ρόδες και το δεύτερο MOVE block έχει port το A που είναι οι κινητήρες για τις δαγκάνες». Έχει δίκιο ο προγραµµατιστής; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. Αναλυτής οκιµαστής: 2. Προβλέψτε τι κάνει αυτό το πρόγραµµα. Προγραµµατιστής: 3. Περιγράψτε τη λειτουργία του κάθε block ξεχωριστά: Προγραµµατιστής: 4. Τρέξτε το και δείτε το αποτέλεσµα. Κάνατε σωστή πρόβλεψη; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: Αναλυτής οκιµαστής: 5. Τι κάνουν τα MOVE block; Γιατί έχουν διαφορετικά port; Ποια η λειτουργία τους; Αναλυτής οκιµαστής: 160 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 6. Πιστεύετε ότι είναι ο µοναδικός τρόπος για να ελέγξει ότι έφτασε στο αντικείµενο; Μπορείτε να σκεφτείτε κάποιο εναλλακτικό τρόπο ώστε να γίνεται ο ίδιος έλεγχος; Μπορείτε να χρησιµοποιήσετε και άλλα blocks. Αιτιολογήστε την απάντησή σας. Προγραµµατιστής: 5 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει να δουλέψετε σε οµάδες έτσι ώστε να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες και παράλληλα θα έχετε τους εξής ρόλους: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Όνοµα αρχείου: mini_maze.rbt Προγραµµατίστε το ροµπότ ώστε να βγαίνει µέσα από ένα µικρό λαβύρινθο. Ο λαβύρινθος θα οριοθετείται από µια µαύρη γραµµή. Πιο αναλυτικά, θα το προγραµµατίσετε εκτελώντας τα εξής βήµατα: 1. Το ροµπότ θα µπαίνει στο λαβύρινθο και θα να προχωράει µέχρις ότου βρει µαύρη γραµµή. Όταν τη βρει θα στρίβει πάντα ΑΡΙΣΤΕΡΑ και θα συνεχίζει να προχωράει µέχρι να βγει από τον λαβύρινθο. 2. Το παρακάτω σχήµα είναι βοηθητικό για να κατανοήσετε πώς θα κάνετε το λαβύρινθο µε τη µαύρη γραµµή. 3. Ποιους αισθητήρες θα χρησιµοποιήσετε; ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 161

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Αναλυτής οκιµαστής: 4. Πώς θα γίνεται ο έλεγχος καθώς θα προχωράει; ηλαδή όταν βλέπει µαύρη γραµµή να στρίβει πάντα ΑΡΙΣΤΕΡΑ; Οµάδα: Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: 5. Καταγράψτε µερικούς τρόπους που σας έρχονται στο µυαλό για να βγαίνει το ροµπότ έξω από τον λαβύρινθο. Στη συνέχεια όµως, θα υλοποιήσετε έναν από τους τρόπους που έχετε σκεφτεί: Οµάδα: 162 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: 6. Καταγράψτε τα block που θα χρησιµοποιήσετε και τις ρυθµίσεις που θα επιλέξετε: Προγραµµατιστής: Ποια block χρησιµοποιείτε; Ποιες είναι οι ρυθµίσεις που εφαρµόζετε; 7. Καταγράψτε ακόµα τις εντολές του προγράµµατος που πρέπει να εκτελέσετε, χωρίς να τις υλοποιήσετε, δηλαδή απλή αναφορά των βηµάτων που πρέπει να ακολουθήσετε (ψευδοκώδικας): Οµάδα: Βήµατα: 1 ο Βήµα:... 2 ο Βήµα:... 3 ο Βήµα:... 4 ο Βήµα:......... ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 163

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: 8. Τέλος, ο Αναλυτής οκιµαστής ας υλοποιήσει τον ψευδοκώδικα και ας τον αποθηκεύσει. 9. Υλοποιήστε το πρόγραµµα και δείτε εάν όντως ισχύει. Καταγράψτε πιθανά προβλήµατα: Οµάδα: 10. Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, παρουσιάστε µέσα στην τάξη το πρόγραµµά σας. Εκτελείτε σωστά; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε για να λειτουργεί σωστά; Καταγράψτε πιθανές σας δυσκολίες: Οµάδα: Το 3 ο Φύλλο Εργασίας τελείωσε!! 164 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Βεβαιωθείτε ότι όλοι έχετε κατανοήσει όλες τις δραστηριότητες, ότι έχετε πετύχει τους αρχικούς στόχους που θέσαµε και ότι δεν έχετε άλλες απορίες!! Για την επόµενη φορά, σκεφτείτε τρόπους έτσι ώστε το ροµπότ να µπορεί να µετράει την απόσταση που απέχει από ένα αντικείµενο χρησιµοποιώντας τον αισθητήρα υπερύθρων. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 165

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 4.1.3.2 3 ο Σχέδιο Μαθήµατος 166 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 3 ο ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΤΑΞΗ: Γυµνάσιο ΓΝΩΣΤΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: Μάθηµα Πληροφορικής ΕΝΟΤΗΤΑ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΑΝΙΧΝΕΥΕΙ, ΠΙΑΝΕΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ και ΠΡΟΣΠΑΘΕΙ ΝΑ ΒΓΕΙ ΑΠΟ ΕΝΑ MINI ΛΑΒΥΡΙΝΘΟ ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΤΟ Ε.Π.Π.Σ. ΚΑΙ Α.Π.Σ.: Σύµφωνα µε το Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών Πληροφορικής (Ε.Π.Π.Σ., 1997), η µεθοδολογία διδασκαλίας των µαθηµάτων πληροφορικής θα πρέπει να προωθεί, να ενισχύει και να ενθαρρύνει: την ενεργοποίηση του µαθητή, τη δηµιουργική δράση, την ανακαλυπτική µάθηση και τον πειραµατισµό, τη συνεργατική µάθηση, την ανάπτυξη ικανοτήτων και δεξιοτήτων µεθοδολογικού χαρακτήρα, τη συζήτηση, τον προβληµατισµό και την ανάπτυξη κριτικής σκέψης, την καλλιέργεια ελεύθερης σκέψης και έκφρασης, τη µάθηση πάνω στο πώς µαθαίνουµε, την αλλαγή του ρόλου του εκπαιδευτικού από απλό «αναµεταδότη γνώσεων» σε: συνεργάτη και σύµβουλο του µαθητή για την ανακάλυψη της γνώσης καθώς και οργανωτή της διδασκαλίας και της διαδικασίας της µάθησης. Το θέµα σχετίζεται µε την εκπαιδευτική ροµποτική και είναι συµβατό (όπως αναφέρεται και παραπάνω) µε το Ε.Π.Π.Σ. και το Α.Π.Σ. εφόσον αποτελεί βοήθηµα στη διδακτική µαθηµάτων προγραµµατισµού. Οι στόχοι που τίθενται άπτονται του συγκεκριµένου αναλυτικού προγράµµατος των µαθηµάτων προγραµµατισµού. Ι ΑΚΤΙΚΟΙ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ: Οι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί στόχοι του 3 ου Σχεδίου Μαθήµατος χωρίζονται σε γενικούς που είναι κοινοί σε όλα τα σχέδια µαθήµατος και στους ειδικούς ή εξειδικευµένους, τους οποίους θα πρέπει να επιτύχουν όλα τα µέλη της οµάδας, δηλαδή σαν οµάδα, αλλά και ο κάθε ένας τους ξεχωριστά. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 167

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Πιο αναλυτικά, οι γενικοί ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Ως προς το γνωστικό αντικείµενο (Πληροφορική): Να σχηµατίζουν απλές και σύνθετες λογικές εκφράσεις. Να κατανοήσουν την έννοια των βασικών δοµών προγραµµατισµού. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα στα οποία να χρησιµοποιούν τις κατάλληλες δοµές (π.χ. επανάληψης ή / και επιλογής). Ως προς τη χρήση νέων τεχνολογιών: Να εµπλακούν και να πειραµατιστούν µε διαδικασίες προγραµµατισµού. Να προγραµµατίσουν ένα όχηµα ροµπότ µε το λογισµικό LEGO Mindstorms. Να προσοµοιώσουν προβλήµατα (ακόµα και πραγµατικά) στον υπολογιστή µε τη βοήθεια πραγµατικών δεδοµένων. Ως προς τη µαθησιακή διαδικασία: Να συνεργαστούν, να δουλέψουν οµαδικά και να εξασκηθούν στο διάλογο και την επιχειρηµατολογία µε στόχο την ολοκλήρωση της εργασίας τους. Πιο συγκεκριµένα, να καλλιεργήσουν δεξιότητες έκφρασης προφορικού και γραπτού λόγου, καλλιτεχνικής, «γλώσσας του σώµατος» και επικοινωνίας (Vergnaud, 1987). Να αναπτύξουν κριτική σκέψη µε τις ερωτήσεις «πρόβλεψης» και «πιθανών παρανοήσεων». Να πειραµατιστούν, να αξιολογήσουν και να καταλήξουν σε συµπεράσµατα επιλέγοντας την κατάλληλη λύση του προβλήµατος που µελετούν. Να καλλιεργήσουν τη συστηµική τους σκέψη που συνίσταται σε εξοικείωση µε τη διαδικασία ανάλυσης του προβλήµατος στα επιµέρους συστατικά του, αντιµετώπισης καθενός ξεχωριστά και σύνθεσης µιας ολοκληρωµένης λύσης. Να εξοικειωθούν µε την ανάπτυξη στρατηγικών επίλυσης προβλήµατος. Να αναζητήσουν και να αντιµετωπίσουν τον προβληµατισµό θετικά και µεθοδικά και να «αποποινικοποιήσουν» την έννοια του λάθους (Papert, 1980; DiSessa, 1995). Να δηµιουργήσουν πρωτότυπες κατασκευές προσωπικού νοήµατος. Οι ειδικοί ή εξειδικευµένοι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν στο πώς το ροµπότ εντοπίζει ανιχνεύει ένα αντικείµενο στο χώρο. Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν στο πώς το ροµπότ αποφεύγει ένα αντικείµενο. Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν στο πώς το ροµπότ πιάνει ένα αντικείµενο στο χώρο. Να κατανοήσουν, να πειραµατιστούν και να εµπλακούν µε τον αισθητήρα υπερύθρων και να υλοποιήσουν το πρόγραµµα που το ροµπότ προσπαθεί να βγει από ένα λαβύρινθο. 168 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΟΣ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΧΡΟΝΟΣ: Ο ενδεικτικός απαιτούµενος χρόνος που απαιτείται για να υλοποιηθεί το σενάριο είναι δύο (2) διδακτικές ώρες για το ένα (1) φύλλο εργασίας. Ο πραγµατικός όµως χρόνος, εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ: Σε όλες τις δραστηριότητες χρησιµοποιείται κάποια από τις µεθόδους συνεργατικής µάθησης. Στο 3 ο φύλλο εργασίας χρησιµοποιούνται οι παρακάτω µέθοδοι συνεργατικής µάθησης: η µέθοδος Brainstorming (Πρόκλησης της Νοητικής Θύελλας). Χρησιµοποιείται αυτή η µέθοδος όταν στη δραστηριότητα δεν υπάρχει σωστή ή λάθος απάντηση, έτσι µπορούν να καταγράψουν τις ιδέες τους γρήγορα (χωρίς να έχουν το φόβο ότι είπαν κάτι λάθος), αταξινόµητα και χωρίς σχόλια, η µέθοδος Structured Learning Team Group Roles ( οµηµένων Ρόλων Οµάδας Μάθησης). Πιο συγκεκριµένα, θα χρησιµοποιηθούν δύο (2) ρόλοι: ο Προγραµµατιστής, ο οποίος θα προγραµµατίζει τη κάθε δραστηριότητα, δηλαδή θα είναι υπεύθυνος για τη συγγραφή του κώδικα και ο Αναλυτής οκιµαστής, ο οποίος θα την εκτελέσει, θα συνεργάζεται όµως και µε τον Προγραµµατιστή ώστε να καταλήξουν σε ένα από κοινού αποτέλεσµα. Ακόµα θα είναι υπεύθυνος για την αποσφαλµάτωση του προγράµµατος, δηλαδή θα είναι υπεύθυνος να διορθώνει τυχόν λάθη, η µέθοδος Think Pair Share (Σκέψου Συνεργάσου Μοιράσου), στην οποία η κάθε οµάδα θα απαντάει στις δραστηριότητες και στη συνέχεια θα συζητήσει την απάντησή της µε τις υπόλοιπες οµάδες. Αυτό θα είναι ένα έναυσµα για καλύτερη κατανόηση της δραστηριότητας. και ο συνδυασµός των παραπάνω µεθόδων. Οι µαθητές πρέπει να εργάζονται σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Για να εξασφαλιστεί η στήριξη και ενεργός συµµετοχή όλων των µαθητών, ακόµα και αυτών που µένουν ανενεργοί, συνιστάται η δηµιουργία ανοµοιογενών οµάδων µε επιλογή των µαθητών από τον εκπαιδευτικό. Προβλέπεται ακόµα οι µαθητές που θα απαρτίζουν την κάθε οµάδα να έχουν διαφορετικό γνωστικό υπόβαθρο µεταξύ τους, γεγονός το οποίο θα κάνει πιο ενεργό τη συµµετοχή κάθε ενός από αυτούς. Ακόµα, όπως αναφέρεται και στο Φύλλο Εργασίας, οι ρόλοι θα εναλλάσσονται τόσο για να κατανοεί ο κάθε µαθητής όλους τους ρόλους και να βλέπουν σφαιρικά ένα πρόβληµα, αλλά και για να µπορούν να αλληλοβοηθηθούν σε περίπτωση δυσκολίας και «κωλύµατος». ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 169

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΜΕΣΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ - ΥΛΙΚΑ: Τα µέσα διδασκαλίας που πρέπει να χρησιµοποιηθούν για να επιτευχθεί η παραπάνω δραστηριότητα είναι: Το φύλλο εργασίας υπ αριθµόν 3. Ένας υπολογιστής ανά δύο (2) µαθητές. Ένα πακέτο Lego Mindstorms NXT ανά δύο (2) µαθητές. Πρέπει να θεωρηθεί ότι οι µαθητές έχουν ήδη εξοικειωθεί µε την κατασκευή απλών ροµποτικών κατασκευών µε τη χρήση του συστήµατος Lego Mindstorms NXT και ότι έχουν βασικές γνώσεις χρήσης ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σύµφωνα µε τα χαρακτηριστικά οργάνωσης της τάξης που αναφέρθηκαν παραπάνω, η υλοποίηση της εφαρµογής αυτής προβλέπεται να γίνει σε εργαστήριο της Πληροφορικής µε τον απαιτούµενο εξοπλισµό των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των πακέτων Lego Mindstorms NXT. Η οργάνωση του χώρου προβλέπει τη διάταξη των µηχανηµάτων περιµετρικά της αίθουσας έτσι ώστε στο κέντρο να υπάρξει χώρος πειραµατισµών των οχηµάτων ροµπότ. Στα απαραίτητα υλικά θα ήταν σκόπιµο να συµπεριληφθεί και µια µακέτα κίνησης καθώς και µερικά εµπόδια τα οποία θα χρησιµοποιηθούν στον πειραµατισµό. ΠΙΘΑΝΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ: Το πακέτο Lego Mindstorms NXT περιλαµβάνει το κουτί µε τα κατασκευαστικά µέρη, τα τουβλάκια, που θα χρησιµοποιήσουν οι µαθητές για την κατασκευή του ροµπότ, καθώς και το λογισµικό NXT στο οποίο θα πραγµατοποιηθούν τα προγράµµατα. Σε αυτό το λογισµικό έχουν παρατηρηθεί κάποια προβλήµατα, τα οποία είναι σκόπιµο να γνωρίζει ο εκπαιδευτικός εκ των προτέρων, έτσι ώστε να µπορέσει να τα αποφύγει, να τα διορθώσει ή να προετοιµάσει τους µαθητές του για αυτά. Το πιο σηµαντικό πρόβληµα είναι ότι αρκετές φορές δεν λειτουργεί το Wait block όταν µπαίνει σε συνθήκη τερµατισµού επανάληψης. εν έχει βρεθεί ακόµα σε ποιες περιπτώσεις το κάνει και ποια είναι η λύση, για αυτό θα πρέπει ο εκπαιδευτικός να ενηµερώσει τους µαθητές για να µην νοµίζουν ότι κάνουν κάτι λάθος και απογοητευτούν. Ένα βασικό πράγµα, που πρέπει να ελέγξει ο εκπαιδευτικός πριν την έναρξη των µαθηµάτων, είναι το Firmware. Για να λειτουργήσει το ροµπότ πρέπει το Firmware να είναι ανανεωµένο (updated). Αυτό µπορεί να γίνει πολύ εύκολα µέσα από την πλατφόρµα του NXT. Ακόµα, µερικές φορές η σύνδεση του ροµπότ µε τον υπολογιστή είναι προβληµατική. Στην περίπτωση που η σύνδεση γίνεται µε καλώδιο, το Download εµφανίζει µήνυµα σφάλµατος, παρόλα αυτά το πρόγραµµα φορτώνεται κανονικά στο ροµπότ. Σε σύνδεση µε Bluetooth µπορεί να χρειαστεί να γίνει η διαδικασία της σύνδεσης πολλές φορές µέχρι να µπορέσει να ολοκληρωθεί. 170 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Τέλος, σε περίπτωση που το ροµπότ «κολλήσει» και δεν υπακούει το πρόγραµµα, θα πρέπει να κλείσει το ροµπότ και το πρόγραµµα και να γίνει ξανά η προσπάθεια. Σε κάθε περίπτωση πρέπει να ελέγχεται η µπαταρία του ροµπότ και να φορτίζεται συχνά. ΟΜΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Η οργάνωση της διδασκαλίας θα γίνει, όπως αναφέρθηκε, χωρίζοντας τους µαθητές σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Αυτό έχει ως στόχο να παρατηρήσει ο εκπαιδευτικός πώς συνεργάζονται οι µαθητές στην υλοποίηση των δραστηριοτήτων και στην βοήθεια που θα έχει ο ένας από τον άλλο στις πιθανές απορίες τους. Ακόµα, οι δραστηριότητες του Φύλλου Εργασίας είναι δοµηµένες µε βάση το βαθµό δυσκολίας τους. ηλαδή ο βαθµός δυσκολίας είναι κλιµακωτός, ώστε οι µαθητές να κατανοούν την πιο εύκολη δραστηριότητα και µετά να συνεχίζουν στην πιο δύσκολη ή πιο απαιτητική, χωρίς να έχουν το αίσθηµα της απογοήτευσης. Το Φύλλο Εργασίας περιλαµβάνει τα εξής: Η Α Ενότητα περιλαµβάνει δραστηριότητες µε τον αισθητήρα υπερήχων για την ανίχνευση και αποφυγή ενός αντικειµένου. Αυτές οι δραστηριότητες είναι µικρές και διαφορετικές µεταξύ τους γιατί αποτελούν κοµµάτια που θα χρησιµοποιήσουν οι µαθητές στην ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ, για αυτό πρέπει να γίνουν κατανοητές από όλους. Πιο συγκεκριµένα, στην πρώτη δραστηριότητα ζητείται από τους µαθητές να προγραµµατίσουν έτσι το ροµπότ ώστε να αποφεύγει ένα εµπόδιο. Το πρόγραµµα απαιτεί τη χρήση της δοµής επανάληψης, οπότε γίνεται και µια επανάληψη της προγραµµατιστικής αυτής δοµής. Στην επόµενη δραστηριότητα, ζητείται από την οµάδα να εκτελέσει τον εντοπισµό εµποδίων. Όµως δίνεται µόνο ένα κοµµάτι του προγράµµατος και µε υποερωτήµατα οδηγεί την οµάδα ώστε να συµπληρώσουν τον υπόλοιπο ελλιπή κώδικα. Στην τελευταία δραστηριότητα ζητείται από την οµάδα να προγραµµατίσει τη λειτουργία του radar. ηλαδή, να στρίβει και να ανιχνεύει εάν υπάρχει κάποιο αντικείµενο µπροστά του. Όπως σε όλες τις δραστηριότητες των φύλλων εργασίας δίνονται οδηγίες για να υλοποιήσει η οµάδα µια δραστηριότητα, έτσι και εδώ µε βήµατα οδηγίες οδηγείται σιγά σιγά το κάθε µέλος ξεχωριστά αλλά και ολόκληρη η οµάδα στην επίλυση του παραπάνω προβλήµατος. Η Β Ενότητα περιλαµβάνει σύνθετες δραστηριότητες. Στην πρώτη δραστηριότητα παρατίθεται πρόγραµµα το οποίο προγραµµατίζει το ροµπότ έτσι ώστε να προχωράει µέχρι να βρει εµπόδιο και όταν βρει, να κλείνει τις δαγκάνες του και να το πιάνει. Πρέπει πάλι η οµάδα να προβλέψει τι κάνει και ποιες λειτουργίες εκτελεί το παραπάνω πρόγραµµα. Παραθέτονται ακόµα µερικές ερωτήσεις «πρόβλεψης» και «πιθανών παρανοήσεων» για να σιγουρευτεί τόσο η οµάδα όσο και ο κάθε µαθητής ξεχωριστά ότι έχει κατανοήσει τις προηγούµενες δραστηριότητες. Τέλος, η τελευταία δραστηριότητα εισάγει τους µαθητές στην έννοια του προβλήµατος του λαβύρινθου (maze problem). ηλαδή, πρέπει να προγραµµατίσουν το ροµπότ έτσι ώστε να βγαίνει από ένα mini λαβύρινθο ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 171

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ χρησιµοποιώντας τον αισθητήρα φωτός, γιατί ο λαβύρινθος οριοθετείται από µαύρη γραµµή. ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗΣ: Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο πραγµατικός χρόνος εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. Για το λόγο αυτό, δίνονται περιθώρια αλλαγής τροποποίησης ακόµα και επέκτασης του εκπαιδευτικού σεναρίου. Πιο συγκεκριµένα, στο συγκεκριµένο φύλλο εργασίας δεν υπάρχει κάποια δραστηριότητα που µπορεί να παραληφθεί, γιατί είναι όλες κοµµάτια της ΤΕΛΙΚΗΣ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ. Ο εκπαιδευτικός όµως µπορεί από όλες τις υπόλοιπες δραστηριότητες, που συσχετίζονται µεταξύ τους, να τις τροποποιήσει σε περίπτωση δυσκολίας, αδιαφορίας, έλλειψης ενδιαφέροντος ή κούρασης των µαθητών. 172 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 4.1.4 Τέταρτο Φύλλο Εργασίας Στο τρίτο Φύλλο Εργασίας που έχει τίτλο: το ροµπότ µετράει αποστάσεις µε τον αισθητήρα υπερήχων, οι µαθητές εµβαθύνουν περισσότερο στον αισθητήρα υπερήχων και προσπαθούν να µετρήσουν πόσο απέχει το ροµπότ από κάποια εµπόδια και στο τέλος να επιλέγει τη µεγαλύτερη απόσταση. Το κοµµάτι αυτό θα το χρησιµοποιήσουν και στην ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ γιατί οι µαθητές θα πρέπει να προγραµµατίσουν έτσι το ροµπότ ώστε να µετράει την απόσταση που απέχει από τα εµπόδια τοίχους και να επιλέγει τη µεγαλύτερη διαδροµή για να βγει έξω. 4.1.4.1 4 ο Φύλλο Εργασίας: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΜΕΤΡΑΕΙ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΜΕ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 173

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 4 ο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΜΕΤΡΑΕΙ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΜΕ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: Μαθητής 1:. Μαθητής 2:. Ροµπότ: Ας ξεκινήσουµε! Παρακαλώ, απολαύστε το!!! 174 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΤΙ ΘΑ ΜΑΘΩ: Στο συγκεκριµένο φύλλο εργασίας, οι εκπαιδευτικοί στόχοι που ο κάθε ένας από σας πρέπει να έχει επιτύχει µετά την ολοκλήρωσή του είναι οι εξής: Να µάθω πώς να προγραµµατίζω το ροµπότ ώστε να µετράει την απόσταση από ένα αντικείµενο στο χώρο. Να µάθω πώς να χρησιµοποιώ σύνθετες µεταβλητές. Να µάθω να συνεργάζοµαι µε τους συµµαθητές µου. ΟΜΑ ΕΣ: Το 4 ο Φύλλο Εργασίας έχει την ίδια δοµή µε τα προηγούµενα, για αυτό και θα χωριστείτε πάλι σε οµάδες τον δύο (2) ατόµων. Ισχύουν ακόµα οι ίδιοι ρόλοι, του Προγραµµατιστή και του Αναλυτή οκιµαστή. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 175

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΝΑ ΜΗΝ ΞΕΧΑΣΩ: Αρχικά στην επιφάνεια εργασίας σας δηµιουργείστε ένα δεύτερο φάκελο και ονοµάστε τον lyseis_4ou_fullou_ergasias. Εκεί θα αποθηκεύετε όλα τα αρχεία που θα υλοποιήσετε σε αυτό το φύλλο εργασίας. Στη συνέχεια, ανοίξτε το πρόγραµµα Lego Mindstorms NXT. Από το File επιλέξτε το New, για να δηµιουργηθεί ένα νέο αρχείο πάνω στο οποίο θα πειραµατιστείτε. Μην ξεχνάτε να αποθηκεύετε κάθε δραστηριότητα που υλοποιείτε µε το αντίστοιχο όνοµα και µε την κατάληξη του αρχείου.rbt!!!! Πάντα να καθορίζετε ξεκάθαρα ποιο είναι το πρόβληµα, πριν αρχίσετε να προγραµµατίζετε!!!! 176 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1 η ΩΡΙΑΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΩΡΑ Α ΕΝΟΤΗΤΑ: Σύνθετες δραστηριότητες. 1 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Στη συγκεκριµένη δραστηριότητα, οι ρόλοι θα κατανεµηθούν ως εξής: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Έχετε το παρακάτω πρόγραµµα µε τις εξής ρυθµίσεις: Όνοµα αρχείου: program3.rbt ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 177

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 1. Προβλέψτε τι κάνει αυτό το πρόγραµµα. Προγραµµατιστής: 2. Τι ρυθµίσεις έχει το SWITCH block; Πώς εισάγετε το αποτέλεσµα από τη σύγκριση; Αναλυτής οκιµαστής: 3. Συµπληρώστε συνδέστε τα καλώδια πάνω στην προηγούµενη εικόνα (screenshot). Προγραµµατιστής: 4. Τρέξτε το και δείτε το αποτέλεσµα. Κάνατε σωστή πρόβλεψη; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: Αναλυτής οκιµαστής: 178 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 5. Έστω ότι στο παραπάνω πρόγραµµα θέλετε το αποτέλεσµα της κάθε τυχαίας τιµής να το αποθηκεύετε σε µια µεταβλητή και στη συνέχεια να συγκρίνετε τις δύο (2) µεταβλητές. Σε ποιες θέσεις θα εισάγετε τις µεταβλητές; Προγραµµατιστής: 6. Έστω ότι θέλετε να εµφανίζει τη µικρότερη τιµή στην οθόνη του ροµπότ. Ποιο block θα χρησιµοποιήσετε και σε ποια θέση θα το εισάγετε; Αναλυτής οκιµαστής: 7. Τρέξτε το και δείτε εάν εκτελεί τη δραστηριότητα. Καταγράψτε προβλήµατα που είχατε και αλλαγές που κάνατε στο πρόγραµµα. Αναλυτής οκιµαστής: 2 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει να δουλέψετε σε οµάδες έτσι ώστε να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες και παράλληλα θα έχετε τους εξής ρόλους: Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Όνοµα αρχείου: program4.rbt Θα επεκτείνουµε το πρόγραµµα program3.rbt της ραστηριότητας 1. Έχετε το παρακάτω πρόγραµµα µε τις εξής ρυθµίσεις: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 179

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Η True επιλογή είναι η παρακάτω: η False επιλογή είναι η επόµενη: και οι κοινές ρυθµίσεις είναι οι εξής: 180 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Προβλέψτε τι κάνει αυτό το πρόγραµµα. Προγραµµατιστής: 2. Συµπληρώστε συνδέστε τα καλώδια πάνω στην προηγούµενη εικόνα (screenshot). Αναλυτής οκιµαστής: 3. Τρέξτε το και δείτε το αποτέλεσµα. Αιτιολογήστε την απάντησή σας: Αναλυτής οκιµαστής: 4. Τι πιστεύετε ότι πρέπει να προσθέσετε για να λειτουργεί σωστά το παραπάνω πρόγραµµα; Προγραµµατιστής: 5. Τρέξτε το και δείτε εάν εκτελείτε σωστά η δραστηριότητα.. Καταγράψτε προβλήµατα που είχατε και αλλαγές που κάνατε στο πρόγραµµα. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 181

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Αναλυτής οκιµαστής: Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: 182 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 2 η ΩΡΙΑΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΗ ΩΡΑ Β ΕΝΟΤΗΤΑ: ραστηριότητα µε µεταβλητές και µέτρηση της απόστασης του ροµπότ από δύο (2) αντικείµενα. 3 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει να δουλέψετε σε οµάδες έτσι ώστε να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες και παράλληλα θα έχετε τους εξής ρόλους: Προγραµµατιστής: Μαθητής 1 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 2 Όνοµα αρχείου: check_distance_of_2objects.rbt Προγραµµατίστε το ροµπότ ώστε να κάνει στροφή 90 ο Degrees, να µετράει την απόστασή του από δύο (2) αντικείµενα και να την αποθηκεύει. Πιο αναλυτικά, θα το προγραµµατίσετε εκτελώντας τα εξής βήµατα: 1. Αρχικά θα αποθηκεύει την απόστασή του από δύο (2) αντικείµενα, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήµα: 2. Θα µετρήσει την απόστασή του από το πρώτο αντικείµενο και θα την αποθηκεύσει. 3. Στη συνέχεια θα κάνει στροφή 90 ο Degrees και θα µετρήσει την απόστασή του από το δεύτερο αντικείµενο. 4. Ποιους αισθητήρες θα χρησιµοποιήσετε; Αναλυτής οκιµαστής: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 183

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 5. Πώς θα αποθηκεύσει τις δύο (2) τιµές των αποστάσεων από τα δύο (2) αντικείµενα; Προγραµµατιστής: 6. Με ποιον τρόπο θα τις συγκρίνει µεταξύ τους; Αναλυτής οκιµαστής: 7. Με ποιον τρόπο θα τις εµφανίζει στην οθόνη του ροµπότ; Αναλυτής οκιµαστής: 8. Καταγράψτε τα block που θα χρησιµοποιήσετε και τις ρυθµίσεις που θα επιλέξετε: Προγραµµατιστής: Ποια block χρησιµοποιείτε; Ποιες είναι οι ρυθµίσεις που εφαρµόζετε; 184 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 9. Καταγράψτε ακόµα τις εντολές του προγράµµατος που πρέπει να εκτελέσετε, χωρίς να τις υλοποιήσετε, δηλαδή απλή αναφορά των βηµάτων που πρέπει να ακολουθήσετε (ψευδοκώδικας): Οµάδα: Βήµατα: 1 ο Βήµα:... 2 ο Βήµα:... 3 ο Βήµα:... 4 ο Βήµα:......... Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, ανακοινώστε η κάθε µία την απάντησή της και αιτιολογήστε την. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µε την απάντηση των άλλων οµάδων; Ποια είναι η τελική απάντηση; Αιτιολογήστε την απάντησή σας: 10. Τέλος, ο Αναλυτής οκιµαστής ας υλοποιήσει τον ψευδοκώδικα και ας τον αποθηκεύσει. 11. Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, παρουσιάστε µέσα στην τάξη το πρόγραµµά σας. Εκτελείτε σωστά; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε για να λειτουργεί σωστά; Καταγράψτε πιθανές σας δυσκολίες: Οµάδα: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 185

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Γ ΕΝΟΤΗΤΑ: ραστηριότητα µε µεταβλητές και µέτρηση της απόστασης του ροµπότ από τρία (3) αντικείµενα. 4 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, θα πρέπει αρχικά να χωριστείτε σε δύο (2) οµάδες όλοι οι Προγραµµατιστές µαζί και όλοι οι Αναλυτές οκιµαστές µαζί: Προγραµµατιστής: Μαθητής 2 Αναλυτής οκιµαστής: Μαθητής 1 Στη συνέχεια, θα επιστρέψετε στις κανονικές σας οµάδες για να σκεφτείτε και να συνεργαστείτε για την τελική απάντηση και τέλος να τη παρουσιάσετε στις άλλες οµάδες. Όνοµα αρχείου:check_distance_of_3objects.rbt Θα επεκτείνουµε το πρόγραµµα check_distance_of_2objects.rbt της ραστηριότητας 4. Προγραµµατίστε το ροµπότ έτσι ώστε να κάνει στροφή 180 ο Degrees, να µετράει την απόστασή του από τρία (3) αντικείµενα, να τις αποθηκεύει και να επιλέγει την µεγαλύτερη. Πιο αναλυτικά, θα το προγραµµατίσετε εκτελώντας τα εξής βήµατα: 1. Θα αποθηκεύει την απόστασή του από τα τρία (3) παρακάτω αντικείµενα, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήµα: 2. Καταγράψτε ιδέες που σας έρχονται στο µυαλό ώστε να υλοποιήσετε το παραπάνω πρόγραµµα: Οµάδα Προγραµµατιστών & Οµάδα Αναλυτών οκιµαστών µαζί : 186 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 3. Καταγράψτε τις εντολές του προγράµµατος που πρέπει να εκτελέσετε, χωρίς να τις υλοποιήσετε, δηλαδή απλή αναφορά των βηµάτων που πρέπει να ακολουθήσετε (ψευδοκώδικας): Οµάδα Προγραµµατιστών: Βήµατα: 1 ο Βήµα:... 2 ο Βήµα:... 3 ο Βήµα:... 4 ο Βήµα:............... ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 187

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ...... 4. Συζητήστε και καταγράψτε πιθανά λάθη τα οποία µπορεί να συµβούν κατά την εκτέλεση του προγράµµατος, πιθανές δυσκολίες και πιθανές λύσεις προς αποφυγή όλων των προηγούµενων, έχοντας όµως µελετήσει πρώτα τα βήµατα που θα ακολουθήσει η Οµάδα των Προγραµµατιστών: Οµάδα Αναλυτών οκιµαστών: Λάθη υσκολίες Πιθανές λύσεις: 1 ο Λάθος:.. 2 ο Λάθος:.. 3 ο Λάθος:.. 4 ο Λάθος:............ 5. Επιστρέψτε ξανά στις αρχικές σας οµάδες. 6. Ο Προγραµµατιστής ας υλοποιήσει το παραπάνω πρόγραµµα. 7. Ο Αναλυτής οκιµαστής ας το τρέξει και ας το αποθηκεύσει. Εκτελείτε σωστά; Αν όχι, τι πρέπει να αλλάξετε για να λειτουργεί σωστά; 8. ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: να έχει γίνει πλήρως κατανοητή η λύση από όλα τα µέλη της οµάδας! 9. Αφού τελειώσουν όλες οι οµάδες, παρουσιάστε µέσα στην τάξη το πρόγραµµά σας. Συζητήστε και ανταλλάξτε απόψεις για το πώς έλυσε η κάθε οµάδα τη δραστηριότητα. Καταγράψτε τις δυσκολίες σας: Οµάδα: 188 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ: RECORD block. 5 η ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: Για τη παρακάτω δραστηριότητα, η οµάδα πρέπει να σκεφτεί οµαδικά για να την επιλύσει. Πριν καταγράψετε κάποια απάντηση, πρέπει να τη συζητήσετε µαζί και να την αιτιολογήσετε. Όνοµα αρχείου: record.rbt Υπάρχει τρόπος να καταγράψετε οποιαδήποτε κίνηση επιθυµείτε. Για να το υλοποιήσετε αυτό θα χρησιµοποιήσετε το RECORD block. Αυτό θα το κάνετε εκτελώντας τα εξής βήµατα: 1. Θα σύρετε στο παράθυρο προγραµµατισµού το RECORD block και στο configuration panel θα επιλέξετε τις εξής ρυθµίσεις: στο Actions το Record και στο Name θα συµπληρώσετε το όνοµα first_move. 2. Θα το τρέξετε και στη συνέχεια µε το χέρι σας θα εκτελέσετε όποια κίνηση θέλετε το ροµπότ να κάνει. 3. Αφού τελειώσετε, θα ανοίξετε ένα καινούριο πρόγραµµα και θα σύρετε ξανά το RECORD block. Αυτή τη φορά όµως θα επιλέξετε από το configuration panel τις εξής ρυθµίσεις: στο Actions το Play και στο Name θα συµπληρώσετε ξανά το όνοµα first_move. 4. Τρέξτε το και δείτε ποια κίνηση εκτελεί το ροµπότ. 5. Ένας αρχάριος προγραµµατιστής ισχυρίζεται το παρακάτω πρόγραµµα: ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 189

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 6. Συµφωνείτε ή διαφωνείτε µεταξύ σας; Πειραµατιστείτε πάνω σε αυτό και αιτιολογήστε την απάντησή σας: Οµάδα: Το 4 ο Φύλλο Εργασίας τελείωσε καθώς και η προπόνηση!! Το επόµενο δεν θα είναι Φύλλο Εργασίας αλλά η ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ!!! Για αυτό σιγουρευτείτε ότι τα έχετε καταλάβει και κατανοήσει καλά αλλιώς ρωτήστε ό, τι απορία έχετε τώρα!! 190 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 4.1.4.2 4 ο Σχέδιο Μαθήµατος ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 191

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 4 ο ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΤΑΞΗ: Γυµνάσιο ΓΝΩΣΤΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: Μάθηµα Πληροφορικής ΕΝΟΤΗΤΑ: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΜΕΤΡΑΕΙ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΜΕ ΤΟΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕ ΤΟ Ε.Π.Π.Σ. ΚΑΙ Α.Π.Σ.: Σύµφωνα µε το Ενιαίο Πλαίσιο Προγράµµατος Σπουδών Πληροφορικής (Ε.Π.Π.Σ., 1997), η µεθοδολογία διδασκαλίας των µαθηµάτων πληροφορικής θα πρέπει να προωθεί, να ενισχύει και να ενθαρρύνει: την ενεργοποίηση του µαθητή, τη δηµιουργική δράση, την ανακαλυπτική µάθηση και τον πειραµατισµό, τη συνεργατική µάθηση, την ανάπτυξη ικανοτήτων και δεξιοτήτων µεθοδολογικού χαρακτήρα, τη συζήτηση, τον προβληµατισµό και την ανάπτυξη κριτικής σκέψης, την καλλιέργεια ελεύθερης σκέψης και έκφρασης, τη µάθηση πάνω στο πώς µαθαίνουµε, την αλλαγή του ρόλου του εκπαιδευτικού από απλό «αναµεταδότη γνώσεων» σε: συνεργάτη και σύµβουλο του µαθητή για την ανακάλυψη της γνώσης καθώς και οργανωτή της διδασκαλίας και της διαδικασίας της µάθησης. Το θέµα σχετίζεται µε την εκπαιδευτική ροµποτική και είναι συµβατό (όπως αναφέρεται και παραπάνω) µε το Ε.Π.Π.Σ. και το Α.Π.Σ. εφόσον αποτελεί βοήθηµα στη διδακτική µαθηµάτων προγραµµατισµού. Οι στόχοι που τίθενται άπτονται του συγκεκριµένου αναλυτικού προγράµµατος των µαθηµάτων προγραµµατισµού. Ι ΑΚΤΙΚΟΙ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ: Οι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί στόχοι του 4 ου Σχεδίου Μαθήµατος χωρίζονται σε γενικούς που είναι κοινοί σε όλα τα σχέδια µαθήµατος και στους ειδικούς ή εξειδικευµένους, τους οποίους θα πρέπει να επιτύχουν όλα τα µέλη της οµάδας, δηλαδή σαν οµάδα, αλλά και ο κάθε ένας τους ξεχωριστά. 192 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Πιο αναλυτικά, οι γενικοί ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Ως προς το γνωστικό αντικείµενο (Πληροφορική): Να σχηµατίζουν απλές και σύνθετες λογικές εκφράσεις. Να κατανοήσουν την έννοια των βασικών δοµών προγραµµατισµού. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα στα οποία να χρησιµοποιούν τις κατάλληλες δοµές (π.χ. επανάληψης ή / και επιλογής). Ως προς τη χρήση νέων τεχνολογιών: Να εµπλακούν και να πειραµατιστούν µε διαδικασίες προγραµµατισµού. Να προγραµµατίσουν ένα όχηµα ροµπότ µε το λογισµικό LEGO Mindstorms. Να προσοµοιώσουν προβλήµατα (ακόµα και πραγµατικά) στον υπολογιστή µε τη βοήθεια πραγµατικών δεδοµένων. Ως προς τη µαθησιακή διαδικασία: Να συνεργαστούν, να δουλέψουν οµαδικά και να εξασκηθούν στο διάλογο και την επιχειρηµατολογία µε στόχο την ολοκλήρωση της εργασίας τους. Πιο συγκεκριµένα, να καλλιεργήσουν δεξιότητες έκφρασης προφορικού και γραπτού λόγου, καλλιτεχνικής, «γλώσσας του σώµατος» και επικοινωνίας (Vergnaud, 1987). Να αναπτύξουν κριτική σκέψη µε τις ερωτήσεις «πρόβλεψης» και «πιθανών παρανοήσεων». Να πειραµατιστούν, να αξιολογήσουν και να καταλήξουν σε συµπεράσµατα επιλέγοντας την κατάλληλη λύση του προβλήµατος που µελετούν. Να καλλιεργήσουν τη συστηµική τους σκέψη που συνίσταται σε εξοικείωση µε τη διαδικασία ανάλυσης του προβλήµατος στα επιµέρους συστατικά του, αντιµετώπισης καθενός ξεχωριστά και σύνθεσης µιας ολοκληρωµένης λύσης. Να εξοικειωθούν µε την ανάπτυξη στρατηγικών επίλυσης προβλήµατος. Να αναζητήσουν και να αντιµετωπίσουν τον προβληµατισµό θετικά και µεθοδικά και να «αποποινικοποιήσουν» την έννοια του λάθους (Papert, 1980; DiSessa, 1995). Να δηµιουργήσουν πρωτότυπες κατασκευές προσωπικού νοήµατος. Οι ειδικοί ή εξειδικευµένοι ιδακτικοί Εκπαιδευτικοί Στόχοι είναι οι παρακάτω: Να κατανοήσουν πώς να µετρούν και να αποθηκεύουν την τιµή της απόστασης σε µεταβλητές. Να κατανοήσουν και να πειραµατιστούν στο πώς να συγκρίνουν τις τιµές των µεταβλητών. Να επιλέγουν και να συντάσσουν κατάλληλα προγράµµατα τα οποία χρησιµοποιούν σύνθετες µεταβλητές. Να κατανοήσουν, να πειραµατιστούν και να εµπλακούν µε τον αισθητήρα υπερήχων στο µέγιστο βαθµό, ώστε να µπορέσουν µετέπειτα να λύσουν το πρόβληµα του λαβύρινθου. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 193

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΟΣ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΧΡΟΝΟΣ: Ο ενδεικτικός απαιτούµενος χρόνος που απαιτείται για να υλοποιηθεί το σενάριο είναι δύο (2) διδακτικές ώρες για το ένα (1) φύλλο εργασίας. Ο πραγµατικός όµως χρόνος, εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ: Σε όλες τις δραστηριότητες χρησιµοποιείται κάποια από τις µεθόδους συνεργατικής µάθησης. Στο 4 ο φύλλο εργασίας χρησιµοποιούνται οι παρακάτω µέθοδοι συνεργατικής µάθησης: η µέθοδος Jigsaw, όπου δηλαδή η κάθε δραστηριότητα θα υποδιαιρείται σε υποενότητες. Οι αρχικές οµάδες υποδιαιρούνται ανάλογα µε την ειδικότητα του κάθε µέλους και έτσι δηµιουργούνται νέες οµάδες που αποτελούνται µόνο από µια ειδικότητα. Με αυτό τον τρόπο γίνονται «ειδήµονες» σε ένα τοµέα και ανταλλάσσοντας τις γνώσεις τους στις νέες οµάδες, διδάσκει ο ένας στον άλλον τι γνωρίσει. Τέλος, αφού ολοκληρωθεί αυτή η διαδικασία ξαναγυρίζουν στις αρχικές τους οµάδες προκειµένου να ολοκληρωθεί η µάθησή τους σε ολόκληρο το µαθησιακό υλικό. η µέθοδος των Structured Learning Team Group Roles ( οµηµένων Ρόλων Οµάδας Μάθησης). Πιο συγκεκριµένα, θα χρησιµοποιηθούν δύο (2) ρόλοι: ο Προγραµµατιστής, ο οποίος θα προγραµµατίζει τη κάθε δραστηριότητα, δηλαδή θα είναι υπεύθυνος για τη συγγραφή του κώδικα και ο Αναλυτής οκιµαστής, ο οποίος θα την εκτελέσει, θα συνεργάζεται όµως και µε τον Προγραµµατιστή ώστε να καταλήξουν σε ένα από κοινού αποτέλεσµα. Ακόµα θα είναι υπεύθυνος για την αποσφαλµάτωση του προγράµµατος, δηλαδή θα είναι υπεύθυνος να διορθώνει τυχόν λάθη, η µέθοδος Think Pair Share (Σκέψου Συνεργάσου Μοιράσου), στην οποία η κάθε οµάδα θα απαντάει στις δραστηριότητες και στη συνέχεια θα συζητήσει την απάντησή της µε τις υπόλοιπες οµάδες. Αυτό θα είναι ένα έναυσµα για καλύτερη κατανόηση της δραστηριότητας. και ο συνδυασµός των παραπάνω µεθόδων. Οι µαθητές πρέπει να εργάζονται σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Για να εξασφαλιστεί η στήριξη και ενεργός συµµετοχή όλων των µαθητών, ακόµα και αυτών που µένουν ανενεργοί, συνιστάται η δηµιουργία ανοµοιογενών οµάδων µε επιλογή των µαθητών από τον εκπαιδευτικό. Προβλέπεται ακόµα οι µαθητές που θα απαρτίζουν την κάθε οµάδα να έχουν διαφορετικό γνωστικό υπόβαθρο µεταξύ τους, γεγονός το οποίο θα κάνει πιο ενεργό τη συµµετοχή κάθε ενός από αυτούς. Ακόµα, όπως αναφέρεται και στο Φύλλο Εργασίας, οι ρόλοι θα εναλλάσσονται τόσο για να κατανοεί ο κάθε µαθητής όλους τους ρόλους και να βλέπουν σφαιρικά ένα πρόβληµα, αλλά και για να µπορούν να αλληλοβοηθηθούν σε περίπτωση δυσκολίας και «κωλύµατος». 194 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΜΕΣΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ - ΥΛΙΚΑ: Τα µέσα διδασκαλίας που πρέπει να χρησιµοποιηθούν για να επιτευχθεί η παραπάνω δραστηριότητα είναι: Το φύλλο εργασίας υπ αριθµόν 4. Ένας υπολογιστής ανά δύο (2) µαθητές. Ένα πακέτο Lego Mindstorms NXT ανά δύο (2) µαθητές. Πρέπει να θεωρηθεί ότι οι µαθητές έχουν ήδη εξοικειωθεί µε την κατασκευή απλών ροµποτικών κατασκευών µε τη χρήση του συστήµατος Lego Mindstorms NXT και ότι έχουν βασικές γνώσεις χρήσης ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σύµφωνα µε τα χαρακτηριστικά οργάνωσης της τάξης που αναφέρθηκαν παραπάνω, η υλοποίηση της εφαρµογής αυτής προβλέπεται να γίνει σε εργαστήριο της Πληροφορικής µε τον απαιτούµενο εξοπλισµό των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των πακέτων Lego Mindstorms NXT. Η οργάνωση του χώρου προβλέπει τη διάταξη των µηχανηµάτων περιµετρικά της αίθουσας έτσι ώστε στο κέντρο να υπάρξει χώρος πειραµατισµών των οχηµάτων ροµπότ. Στα απαραίτητα υλικά θα ήταν σκόπιµο να συµπεριληφθεί και µια µακέτα κίνησης καθώς και µερικά εµπόδια τα οποία θα χρησιµοποιηθούν στον πειραµατισµό. ΠΙΘΑΝΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ: Το πακέτο Lego Mindstorms NXT περιλαµβάνει το κουτί µε τα κατασκευαστικά µέρη, τα τουβλάκια, που θα χρησιµοποιήσουν οι µαθητές για την κατασκευή του ροµπότ, καθώς και το λογισµικό NXT στο οποίο θα πραγµατοποιηθούν τα προγράµµατα. Σε αυτό το λογισµικό έχουν παρατηρηθεί κάποια προβλήµατα, τα οποία είναι σκόπιµο να γνωρίζει ο εκπαιδευτικός εκ των προτέρων, έτσι ώστε να µπορέσει να τα αποφύγει, να τα διορθώσει ή να προετοιµάσει τους µαθητές του για αυτά. Το πιο σηµαντικό πρόβληµα είναι ότι αρκετές φορές δεν λειτουργεί το Wait block όταν µπαίνει σε συνθήκη τερµατισµού επανάληψης. εν έχει βρεθεί ακόµα σε ποιες περιπτώσεις το κάνει και ποια είναι η λύση, για αυτό θα πρέπει ο εκπαιδευτικός να ενηµερώσει τους µαθητές για να µην νοµίζουν ότι κάνουν κάτι λάθος και απογοητευτούν. Ένα βασικό πράγµα, που πρέπει να ελέγξει ο εκπαιδευτικός πριν την έναρξη των µαθηµάτων, είναι το Firmware. Για να λειτουργήσει το ροµπότ πρέπει το Firmware να είναι ανανεωµένο (updated). Αυτό µπορεί να γίνει πολύ εύκολα µέσα από την πλατφόρµα του NXT. Ακόµα, µερικές φορές η σύνδεση του ροµπότ µε τον υπολογιστή είναι προβληµατική. Στην περίπτωση που η σύνδεση γίνεται µε καλώδιο, το Download εµφανίζει µήνυµα σφάλµατος, παρόλα αυτά το πρόγραµµα φορτώνεται κανονικά στο ροµπότ. Σε σύνδεση µε Bluetooth µπορεί να χρειαστεί να γίνει η διαδικασία της σύνδεσης πολλές φορές µέχρι να µπορέσει να ολοκληρωθεί. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 195

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ Τέλος, σε περίπτωση που το ροµπότ «κολλήσει» και δεν υπακούει το πρόγραµµα, θα πρέπει να κλείσει το ροµπότ και το πρόγραµµα και να γίνει ξανά η προσπάθεια. Σε κάθε περίπτωση πρέπει να ελέγχεται η µπαταρία του ροµπότ και να φορτίζεται συχνά. ΟΜΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Η οργάνωση της διδασκαλίας θα γίνει, όπως αναφέρθηκε, χωρίζοντας τους µαθητές σε οµάδες των δύο (2) ατόµων. Αυτό έχει ως στόχο να παρατηρήσει ο εκπαιδευτικός πώς συνεργάζονται οι µαθητές στην υλοποίηση των δραστηριοτήτων και στην βοήθεια που θα έχει ο ένας από τον άλλο στις πιθανές απορίες τους. Ακόµα, οι δραστηριότητες του Φύλλου Εργασίας είναι δοµηµένες µε βάση το βαθµό δυσκολίας τους. ηλαδή ο βαθµός δυσκολίας είναι κλιµακωτός, ώστε οι µαθητές να κατανοούν την πιο εύκολη δραστηριότητα και µετά να συνεχίζουν στην πιο δύσκολη ή πιο απαιτητική, χωρίς να έχουν το αίσθηµα της απογοήτευσης. Το Φύλλο Εργασίας περιλαµβάνει τα εξής: Η Α Ενότητα περιλαµβάνει δύο (2) σύνθετες δραστηριότητες. Πιο συγκεκριµένα, στην πρώτη δραστηριότητα τους παρατίθεται ένα πρόγραµµα µε τις ρυθµίσεις του και ζητείται από την οµάδα να προβλέψει τι κάνει και ποιες λειτουργίες εκτελεί. Το πρόγραµµα αυτό, µετράει δύο (2) τυχαίες τιµές και απλά τις συγκρίνει. Στη συνέχεια, ζητείται από την οµάδα να αποθηκεύει αυτές τις τιµές σε µεταβλητές και να εµφανίζει τη µικρότερη τιµή στην οθόνη του ροµπότ. Οι µαθητές θα πρέπει να γνωρίζουν και από τα προηγούµενα φύλλα εργασίας, ποια είναι η θέση των µεταβλητών, πώς θα γίνει η σύγκριση και πώς θα συνδέσουν τα καλώδια. Η δεύτερη δραστηριότητα είναι ίδιας φιλοσοφίας µε την πρώτη. Πάλι παρατίθεται ένα πρόγραµµα µε τις ρυθµίσεις του και ζητείται από την οµάδα να προβλέψει τι κάνει και να συµπληρώσει κατάλληλα τον κώδικα ώστε να λειτουργεί σωστά. Το πρόγραµµα αυτό µετράει τρεις (3) τυχαίες τιµές, τις συγκρίνει και ζητείται από την οµάδα να αποθηκεύει αυτές τις τιµές σε µεταβλητές. Η Β Ενότητα περιλαµβάνει µια δραστηριότητα µε µεταβλητές και µέτρηση της απόστασης του ροµπότ από δύο (2) αντικείµενα: Πιο συγκεκριµένα, το ροµπότ πρέπει να κάνει στροφή 90 ο και να εντοπίζει δύο (2) αντικείµενα, θα µετράει την απόστασή του από αυτά, θα αποθηκεύει τις τιµές σε µεταβλητές και θα τις συγκρίνει. Η Γ Ενότητα περιλαµβάνει µια δραστηριότητα µε µεταβλητές και µέτρηση της απόστασης του ροµπότ από τρία (3) αντικείµενα. Πιο συγκεκριµένα, το ροµπότ πρέπει να κάνει στροφή 180 ο και να εντοπίζει τρία (3) αντικείµενα, θα µετράει την απόστασή του από αυτά, θα αποθηκεύει τις τιµές σε µεταβλητές, θα τις συγκρίνει και θα επιλέγει την µεγαλύτερη απόσταση. Με τα υποερωτήµατα της δραστηριότητας, η µετάβαση στη λύση του προβλήµατος είναι πολύ οµαλή, γιατί καθοδηγεί την οµάδα στο πώς να κινηθεί. Σε αυτή τη δραστηριότητα χρησιµοποιείται η µέθοδος Jigsaw, για αυτό και χωρίζονται όλοι οι Προγραµµατιστές σε µια οµάδα και όλοι οι 196 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Αναλυτές οκιµαστές σε µια άλλη οµάδα. Στη συνέχεια επανέρχονται στις αρχικές τους οµάδες για να ολοκληρώσουν τη δραστηριότητα. Η Ενότητα περιλαµβάνει µια εισαγωγή στο RECORD block: Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι µαθητές µαθαίνουν πώς να χρησιµοποιούν το RECORD block, του οποίου η χρησιµότητα είναι να προγραµµατίσει ο µαθητής ότι θέλει και να το εκτελέσει µε το χέρι ώστε να αποθηκευτεί. Ο εκπαιδευτικός έχει τη δυνατότητα να την προσπεράσει και να πάει στην επόµενη. Αυτό µπορεί να γίνει, π.χ. εάν κρίνει ότι δεν υπάρχει αρκετός χρόνος. Παρατίθεται ακόµα µια ερώτηση «πιθανής παρανόησης» για να σιγουρευτεί τόσο η οµάδα όσο και ο κάθε µαθητής ξεχωριστά ότι έχει κατανοήσει τη δραστηριότητα. ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗΣ ΕΠΕΚΤΑΣΗΣ: Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο πραγµατικός χρόνος εξαρτάται από το πώς ο εκπαιδευτικός θα χειριστεί το σενάριο αλλά και τη δύναµη της τάξης. Για το λόγο αυτό, δίνονται περιθώρια αλλαγής τροποποίησης ακόµα και επέκτασης του εκπαιδευτικού σεναρίου. Πιο συγκεκριµένα, η Ενότητα µπορεί να παραληφθεί αν το κρίνει ο εκπαιδευτικός απαραίτητο λόγω π.χ. πίεσης χρόνου. Η Ενότητα αυτή δεν είναι σηµαντική για την ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ, επειδή είναι εξοικείωση των µαθητών µε τον RECORD block, είναι δηλαδή µια µικρή επανάληψη και ταυτόχρονα µια δραστηριότητα που θα τους κεντρίσει περισσότερο το ενδιαφέρον παρά θα τους εισάγει σε προγραµµατιστικές δοµές, για αυτό και µπορεί να παραληφθεί. Ακόµα από όλες τις υπόλοιπες δραστηριότητες, που συσχετίζονται µεταξύ τους, µπορούν µετά από την παρέµβαση του εκπαιδευτικού να τροποποιηθούν σε περίπτωση δυσκολίας, αδιαφορίας, έλλειψης ενδιαφέροντος ή κούρασης των µαθητών. ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 197

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ 4.1.5 Τελικό Φύλλο Εργασίας Στο τελικό Φύλλο Εργασίας που έχει τίτλο: το ροµπότ λύνει το πρόβληµα του λαβυρίνθου, δίνεται στους µαθητές ένας λαβύρινθος από εµπόδια (ξύλινα) και καλούνται να προγραµµατίσουν έτσι το ροµπότ ώστε να µπορεί να βγει έξω από αυτόν και στην έξοδο να πιάνει και να κουβαλάει για κάποιο χρονικό διάστηµα ένα έπαθλο. 4.1.5.1 CHALLENGE: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΛΥΝΕΙ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΟΥ ΛΑΒΥΡΙΝΘΟΥ 198 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ & ΣΧΕ ΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ CHALLENGE: ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ ΛΥΝΕΙ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΟΥ ΛΑΒΥΡΙΝΘΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: / / ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: Μαθητής 1:. Μαθητής 2:. Ροµπότ: Αυτό είναι το Τελικό Φύλλο Εργασίας, που περιέχει την ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ, ή αλλιώς challenge! Εδώ πρέπει να προγραµµατίσετε το ροµπότ έτσι ώστε να βγαίνει έξω από ένα λαβύρινθο! Ας ξεκινήσουµε! Παρακαλώ, απολαύστε το!!! ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ 199

ΧΡΙΣΤΙΝΑ ΒΟΛΙΩΤΗ ΤΙ ΘΑ ΜΑΘΩ: Οι εκπαιδευτικοί στόχοι της ΤΕΛΙΚΗΣ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ, που ο κάθε ένας από σας πρέπει να έχει επιτύχει µετά την ολοκλήρωσή του είναι οι εξής: Να µάθω πώς να χρησιµοποιώ τους διάφορους αισθητήρες στην πράξη και κυρίως τον αισθητήρα υπερύθρων. Να µάθω πώς να χρησιµοποιώ και να συνδυάζω σύνθετες µεταβλητές. Να µάθω πώς να συγκεντρώνω και να χρησιµοποιώ προηγούµενες γνώσεις για να λύσω µια σύνθετη δραστηριότητα. Να µάθω να συνεργάζοµαι µε τους συµµαθητές µου. ΟΜΑ ΕΣ: Η ΤΕΛΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ έχει την ίδια δοµή µε όλα τα προηγούµενα, για αυτό και θα χωριστείτε πάλι σε οµάδες τον δύο (2) ατόµων. Ισχύουν ακόµα οι ίδιοι ρόλοι, του Προγραµµατιστή και του Αναλυτή οκιµαστή. 200 ΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ