Τ.Ε.Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ Ηλεκτρονική Διδασκαλία. Η διαδικασία της μάθησης και ο ρόλος της Πληροφορικής. Αηδονίδου Σταματία (Α.Ε.Μ. 342) Ιούλιος 2014 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Δρ. Μαρδύρης Βασίλειος Εκπονηθείσα πτυχιακή εργασία απαραίτητη για την κτήση του βασικού πτυχίου 1
Περιεχόμενα Πρόλογος... 1 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή... 5 1.1 Έννο ιες... 5 1.2 Ηλεκτρονική Διδασκαλία... 5 1.3 Μάθηση... 6 1.4 Πληροφορική... 6 1.5 Εκπαιδευτικό Λογισμικό... 7 1.6 Παρελθόν, παρόν και μέλλον της Πληροφορικής στην εκπαίδευση... 8 Κεφάλαιο 2: Μέθοδοι Διδασκαλίας... 10 2.1 Κλασσική μέθοδος διδασκαλίας... 10 2.2 Επιχειρήματα υπέρ της κλασσικής μεθόδου... 10 2.3 Η συνεργατική μάθηση-μαθητοκεντρική προσέγγιση... 11 2.4 Επιχειρήματα υπέρ της μαθητοκεντρικής προσέγγισης... 11 2.5 Η ανάλυση της κριτικής διδασκαλίας... 12 Κεφάλαιο 3: Διδασκαλία με τη χρήση Υπολογιστή... 14 3.1 Η σημαντικότητα της χρήσης του υπολογιστή... 14 3.2 Η σημαντικότητα της μάθησης του προγραμματισμού... 14 3.3 Γλώσσες Προγραμματισμού... 17 3.4 Πακέτα Παρουσίασης... 19 3.5 Συστήματα Συγγραφής... 20 3.6 Ο ρόλος του Υπολογιστή... 23 3.7 Διαδίκτυο και Εκπαίδευση... 24 3.8 Η Πληροφορική και η Κριτική Διδασκαλία... 25 2
Κεφάλαιο 4: Οι δυνατότητες του Υπολογιστή 26 4.1 Εικονική Πραγματικότητα... 26 4.2 Δίκτυα Υπολογιστών... 32 4.3 Εξ' αποστάσεως Εκπαίδευση... 34 4.4 Ρομποτική στην Εκπαίδευση... 36 4.5 Επεξεργασία κειμένου... 37 4.6 Επεξεργασία ήχου... 40 4.7 Επεξεργασία εικόνας... 41 4.8 Βάσεις Δεδομένων... 42 4.9 Εκπαίδευση μέσω Ηλεκτρονικών Παιχνιδιών... 43 4.10 Εγκυκλοπαίδειες και Ηλεκτρονικά Βιβλία... 45 Κεφάλαιο 5: Εκπαιδευτικό Λογισμικό... 47 5.1 Σχεδίαση Εκπαιδευτικού Λογισμικού. Βασικά ζητήματα... 47 5.2 Τα είδη του Εκπαιδευτικού Λογισμικού... 52 5.3 Προδιαγραφές σχεδιασμού Εκπαιδευτικού Λογισμικού... 55 5.4 Αλληλεπίδραση Ανθρώπου-Υπολογιστή και η σημασία της... 56 5.5 Περιβάλλον διεπαφής... 58 5.6 Τύποι και Μέθοδοι αξιολόγησης Εκπαιδευτικού Λογισμικού... 60 Κεφάλαιο 6: Η Πληροφορική στο ελληνικό σχολείο... 64 6.1 Η Πληροφορική ως γνωστικό αντικείμενο στα ελληνικά σχολεία... 64 6.2 Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια Εκπαίδευση... 68 6.3 Η Πληροφορική στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση... 69 6.4 Η Πληροφορική στο Ενιαίο Λύκειο... 71 Συμπεράσματα... 78 Βιβλιογραφία... 80 Διεθνής και Ελληνική Βιβλιογραφία... 80 Διαδικτυακές πηγές... 82 3
Πρόλογος Οτιδήποτε χρησιμοποιεί ο άνθρωπος, στις μέρες μας, αποτελεί αντικείμενο της τεχνολογίας. Ότι σχετίζεται με τη διαδικασία της γνώσης και της μάθησης, ότι έχει να κάνει με προϊόντα, εμπορεύματα και υπηρεσίες, χρησιμοποιεί κάποιου είδους νέα τεχνολογία. Έτσι, για να παραχθεί γνώση σε μια σχολική αίθουσα απαραίτητο υλικό είναι ο υπολογιστής. Για να λειτουργήσει ο υπολογιστής χρειάζεται προγράμματα. Όλα αυτά παράγονται με τη χρήση, τη γνώση και πολλές φορές την καθοδήγηση της τεχνολογίας. Πολλά χρήματα επενδύονται καθημερινώς για την παραγωγή γνώσης τεχνολογίας. Πολλές εργατοώρες σπαταλούνται από ανθρώπους που διψούν να ανακαλύψουν κάτι ακόμη. Κάτι νέο, το οποίο θα έχει τη δυνατότητα να κάνει τη ζωή του κοινωνικού συνόλου λιγάκι πιο εύκολη. Σήμερα, μπορεί ο καθένας να στείλει σημαντικά έγγραφα γρήγορα κι αποτελεσματικά από την άνεση του σπιτιού ή του γραφείου του χρησιμοποιώντας τον προσωπικό του λογαριασμό e-mail. Η Πληροφορική, λοιπόν, έχει απορροφήσει ένα κυρίαρχο κομμάτι σε έναν κόσμο που αλλάζει με γοργούς ρυθμούς. Είναι γεγονός, ότι οι νέες τεχνολογίες του σήμερα, θα αποτελούν παρελθόν σε λιγότερο από ένα με δύο χρόνια. Για παράδειγμα, κάθε τρεις με έξι μήνες λανσάρονται στην αγορά φορητοί υπολογιστές με ανανεωμένες δυνατότητες, οι οποίες τους καταστούν πιο ανταγωνιστικούς. Χωρίς κόπο κατανοεί κανείς το γεγονός, ότι αμόρφωτος στο εξής θα θεωρείται όποιος δεν είναι γνώστης της τεχνολογίας. Μια νέα ανάγκη γεννήθηκε. Η ανάγκη της μάθησης της νέας τεχνολογίας. Για να γίνει αυτό εφικτό, θα πρέπει να εκπαιδευτούν κατάλληλα οι νέοι, να γνωρίσουν και να αγαπήσουν την τεχνολογία. Εδώ και χρόνια γίνεται μια προσπάθεια ένταξης της πληροφορικής στα σχολεία της χώρας ως βοηθητικό, αλλά και ως αυτόνομο γνωστικό αντικείμενο. 4
Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή 1.1 Εννοιες Σε κάθε μελέτη το σημαντικότερο όλων είναι να γίνει μια επεξήγηση των όρων. Από τον τίτλο της μελέτης αυτής, γίνεται φανερό ότι θα πρέπει κανείς να είναι σε θέση να απαντήσει σε βασικά ερωτήματα, όπως για παράδειγμα «τι σημαίνει ηλεκτρονική διδασκαλία». Σε αυτό το εισαγωγικό κεφάλαιο, θα γίνει μια προσπάθεια επεξήγησης των βασικών μερών του τίτλου, όσο πιο απλά και κατανοητά γίνεται. Επίσης, μια μικρή αναφορά στο παρελθόν, στο παρόν και στο μέλλον της πληροφορικής στην εκπαίδευση, κρίνεται απαραίτητη. Με τον τρόπο αυτό, μπορεί κανείς πιο εύκολα και γρήγορα να κατανοήσει τη σημαντικότητα αυτής της μελέτης. 1.2 Ηλεκτρονική Διδασκαλία Απαραίτητος εξοπλισμός για να υπάρξει ηλεκτρονική διδασκαλία είναι ο υπολογιστής, φορητός ή επιτραπέζιος. Εύκολα κατανοεί κανείς, λοιπόν, πως οτιδήποτε σχετίζεται με τις νέες τεχνολογίες στην εκπαίδευση, αποτελεί κομμάτι της ηλεκτρονικής διδασκαλίας. Το θετικό είναι, ότι στις μέρες μας, υπάρχει επαφή με διάφορα προϊόντα τεχνολογίας με σκοπό την εκπαίδευση και όχι μόνο. Για παράδειγμα, υπολογιστές διαφόρων τύπων, διαθέσιμα προγράμματα για εκπαιδευτική χρήση, εκπαιδευτικό λογισμικό, καθώς επίσης και βοηθητικές μηχανές όπως εκτυπωτής, διαφανοσκόπειο και προτζέκτορ αποτελούν παράγοντες, μέσω των οποίων γίνεται εφικτή η ηλεκτρονική διδασκαλία. Διάφορες έρευνες, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν σε όλο τον κόσμο, απέδειξαν ότι η μάθηση με αυτόν τον τρόπο είναι αποτελεσματικότερη της κλασικής μεθόδου. Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι ότι προσφέρει ένα αίσθημα ελευθερίας στους μαθητές μειώνοντας το άγχος τους σε περίπτωση λάθους, αφού μπορούν γρήγορα και εύκολα να επαναλάβουν την 5
άσκηση και να κατανοήσουν το λάθος τους. Παράλληλα, η συνεχής επανάληψη των πληροφοριών δημιουργεί αίσθηση ασφάλειας στους μαθητές με αποτέλεσμα το κίνητρο για μάθηση ολοένα να αυξάνει. 1.3 Μάθηση Η μάθηση έχει προσωπικό και ατομικό χαρακτήρα. Επομένως, κάθε άτομο μαθαίνει με το δικό του μοναδικό τρόπο. Η μάθηση έχει άμεση σχέση με την μόνιμη αλλαγή στη συμπεριφορά του ατόμου, η οποία είναι το αποτέλεσμα των εμπειριών και των πράξεών του. Δεν είναι δυνατόν να ολοκληρωθεί μόνο μέσα από ένα συγκεκριμένο εκπαιδευτικό σύστημα. Είναι μια συνεχής διεργασία που συντελείται καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του ατόμου. Κάθε άτομο μαθαίνει και αποκτά στάσεις, αξίες, ικανότητες, δεξιότητες και γνώσεις από την καθημερινή εμπειρία και τις επιδράσεις που δέχεται από το περιβάλλον του. 1.4 Πληροφορική Είναι η επιστήμη και η τεχνολογία που έχει ως αντικείμενο την έρευνα, συλλογή, αποθήκευση, επεξεργασία, παραγωγή και μετάδοση των πληροφοριών, χρησιμοποιώντας ως κύριο εργαλείο τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Σήμερα η πληροφορική ασχολείται με ένα ευρύ φάσμα θεμάτων, όπως η ανάπτυξη αλγορίθμων για την αποτελεσματική επίλυση προβλημάτων, η κατασκευή και βελτίωση συστημάτων λογισμικού και υλικού υψηλής απόδοσης, η ταχεία και ασφαλής διακίνηση πληροφοριών μέσω τηλεπικοινωνιακών δικτύων, η δημιουργία συστημάτων διαχείρισης δεδομένων, η διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο ο άνθρωπος διατυπώνει συλλογισμούς, η προσομοίωση της λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου κλπ. Έτσι, η πληροφορική συνδέεται άμεσα με όλες τις θετικές επιστήμες, αλλά και με πολλές άλλες, όπως η φιλοσοφία, η ψυχολογία, η γλωσσολογία, η νομική, η ιατρική, τα οικονομικά και η διοίκηση επιχειρήσεων. 6
1.5 Εκπαιδευτικό Λογισμικό Με αυτόν τον όρο αναφερόμαστε στο σύνολο των εφαρμογών για ηλεκτρονικούς υπολογιστές ή το διαδίκτυο, οι οποίες εξυπηρετούν εκπαιδευτικούς σκοπούς. Κάποια λογισμικά υπηρετούν επικουρικά τους εκπαιδευτικούς διευκολύνοντάς τους στο έργο τους. Άλλες φορές, ενισχύουν την προσπάθεια του μαθητή, παρέχοντάς του εργαλεία εξάσκησης, πηγές γνώσεις, κ.α. Επιπλέον, υπάρχει εκπαιδευτικό λογισμικό που χρησιμοποιείται στο συντονισμό του εκπαιδευτικού έργου, την συγκέντρωση και οργάνωση του εκπαιδευτικού υλικού, την κατάρτιση και τήρηση του προγράμματος εκπαίδευσης και, γενικότερα, τη διοίκηση και λειτουργία ενός εκπαιδευτικού οργανισμού. Εκτός από το λογισμικό, που τίθεται στην υπηρεσία του εκπαιδευτικού και του συστήματος εκπαίδευσης, υπάρχει και εκπαιδευτικό λογισμικό προσαρμοσμένο στις ιδιαιτερότητες του εκπαιδευόμενου. Έτσι, αρκετά διαδεδομένα είναι τα συστήματα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης, ενώ λειτουργούν και εξελιγμένα συστήματα αυτοεκπαίδευσης, είτε από απόσταση, είτε με την αρωγή ενός εκπαιδευτικού ή εκπαιδευτικού οργανισμού. Εκπαιδευτικό λογισμικό μπορεί να θεωρηθεί κάθε οργανωμένη πηγή γνώσης, όπως ηλεκτρονικές βιβλιοθήκες, εγκυκλοπαίδειες και ψηφιακές συλλογές οπτικοακουστικού υλικού. Τέλος, υπάρχουν αρκετά ηλεκτρονικά παιχνίδια με καθαρά εκπαιδευτικό χαρακτήρα. Αρχικά, το λογισμικό εξυπηρετούσε περισσότερο τη διδασκαλία μαθημάτων σχετικών με την τεχνολογία και την πληροφορική, αλλά σταδιακά άρχισαν να εμφανίζονται προγράμματα για διάφορες άλλες εκπαιδευτικές ανάγκες. Σήμερα, υπάρχει εξειδικευμένο εκπαιδευτικό λογισμικό για τη διδασκαλία αρκετών θεματικών ενοτήτων, όπως οι ξένες γλώσσες, τα μαθηματικά, η φυσική και η πληροφορική. 7
1.6 Παρελθόν, παρόν και μέλλον της Πληροφορικής στην εκπαίδευση Η εξέλιξη της εισαγωγής και της ένταξης της πληροφορικής στο εκπαιδευτικό σύστημα, κυρίως του εξωτερικού, υπήρξε αρκετά γρήγορη. Φυσικά, δεν έλλειψαν οι διαφορετικές προσεγγίσεις και οι πολλαπλές θεωρήσεις για τη θέση που θα έπρεπε να λάβουν οι νέες τεχνολογίες, με κυρίαρχο την πληροφορική, στο σχολείο. Ωστόσο, από την αρχή έγινε αντιληπτός ο πολύ ισχυρός ρόλος της πληροφορικής. Η χρήση της, στην εκπαιδευτική διαδικασία, επέτρεψε πολλές σημαντικές εκπαιδευτικές εφαρμογές τόσο σε ότι αφορά τη διδακτική και τη μαθησιακή διαδικασία, καθώς επίσης και τη διαχείριση του σχολικού περιβάλλοντος. Σήμερα, μπορεί κανείς να ανατρέξει στη βιβλιογραφία και να βρει διάφορες αναλύσεις, προτάσεις και μοντέλα ένταξης της πληροφορικής και των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση, τα οποία έλαβαν μέρος στις διάφορες χρονολογικές φάσεις από τις οποίες πέρασε αυτό το ζήτημα. Τρία είναι τα βασικά στάδια ένταξης της πληροφορικής στην εκπαίδευση: > Το πρώτο στάδιο ξεκινά στις αρχές της δεκαετίας του '70. Αν και η εκπαιδευτική χρήση του υπολογιστή είχε ξεκινήσει από τη δεκαετία του '50, χαρακτηρίζεται από σποραδικότητα κι έλλειψη συγχρονισμού. Το στάδιο αυτό χαρακτηρίζεται από τον θεωρητικό προβληματισμό γύρω από το ερώτημα «με ποιον τρόπο θα εκπαιδευτεί η κοινωνία, ώστε να εξελιχθεί σε μια "κοινωνία της πληροφορίας"». > Το δεύτερο στάδιο αφορά ολόκληρη τη δεκαετία του '80 και χαρακτηρίζεται από τη μαζική εισαγωγή του υπολογιστή σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης. > Το τρίτο στάδιο βρίσκεται από το 1990 μέχρι και σήμερα σε εξέλιξη. Αν τα δύο πρώτα στάδια αφορούσαν στον θεωρητικό προβληματισμό, καθώς και στην μαζική εισαγωγή του υπολογιστή στις σχολικές αίθουσες, τότε το τρίτο στάδιο αφορά σίγουρα στο τεχνολογικό θαύμα στην εξέλιξη της εκπαίδευσης. Οι καθηγητές έχουν πλέον πολλά ισχυρά εργαλεία στα χέρια τους, με τα 8
βασικότερα, έως σήμερα, από αυτά να ονομάζονται διαδίκτυο εικονική πραγματικότητα, πολυμέσα και δίκτυο υπολογιστών. 9
Κεφάλαιο 2: Μέθοδοι Διδασκαλίας 2.1 Κλασσική μέθοδος διδασκαλίας Η μέθοδος αυτή δίνει έμφαση στο δάσκαλο. Ο μαθητής σε αυτήν την περίπτωση έχει παθητικό ρόλο. Ο δάσκαλος απαιτεί από το μαθητή του το κύρος του ειδικού. Εκείνος είναι φορέας γνώσης, την οποία και πρέπει να μεταδώσει στον μαθητή του. Έχει την αποκλειστική ευθύνη της διαχείρισης του εκπαιδευτικού υλικού. Οι δάσκαλοι αυτοί κυριαρχούνται από την αντίληψη, ότι οι άνθρωποι ζουν και δρουν μέσα σε μια ιεραρχικά οργανωμένη κοινωνία, στην οποία εκείνοι που φέρουν γνώση μιλούν σε εκείνους που δεν γνωρίζουν. Με τον τρόπο αυτό, ενισχύουν τη θέση και το κύρος τους και μπορούν ελεύθερα να μεταδίδουν την συσσωρευμένη σοφία και εμπειρία τους. 2.2 Επιχειρήματα υπέρ της κλασσικής μεθόδου Οι υποστηρικτές της κλασσικής μεθόδου διδασκαλίας, ισχυρίζονται ότι για κάθε ερώτηση υπάρχει μία σωστή και μία λάθος απάντηση. Ο μαθητής πρέπει να γνωρίζει ποιό είναι το σωστό και ποιό είναι το λάθος. Αρμόδιος να το ξεκαθαρίσει αυτό είναι ο δάσκαλος, ο οποίος γνωρίζει. Ένα άλλο επιχείρημα σχετίζεται με το ότι η κλασσική μέθοδος είναι πιο δομημένη και πιο αποδοτική, αφού έχει οργανωθεί εκ των προτέρων από το δάσκαλο. Ένα ακόμη επιχείρημα, υπέρ της κλασσικής μεθόδου, θεωρεί ότι μόνο τα χαρισματικά άτομα μπορούν να εφαρμόσουν κριτικές μεθόδους μάθησης. Το βασικότερο επιχείρημα, ωστόσο, εναντίον της μαθητοκεντρικής μεθόδου διδασκαλίας, είναι ότι αυτή προκαλεί χαλαρότητα στους μαθητές και οδηγεί σε ανεξέλεγκτες από το δάσκαλο καταστάσεις. 10
2.3 Η συνεργατική μάθηση-μαθητοκεντρική προσέγγιση Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο μάθησης, οι μαθητές θα πρέπει να μαθαίνουν δημιουργικά και εποικοδομητικά, να ζουν και να δουλεύουν μαζί και να δημιουργούν καλές σχέσεις μεταξύ τους. Μέσα στο πλαίσιο αυτό, έχει αυξηθεί το καθήκον του σχολείου. Θα πρέπει τώρα να διαπαιδαγωγήσει και να βοηθήσει τους μαθητές να μάθουν τους τρόπους εκείνους που θα τους επιτρέψουν να ζουν μεταξύ τους με επιτυχία. Το βασικότερο σημείο αυτής της μεθόδου, είναι ότι οι μαθητές θα πρέπει να μάθουν να δρουν συνεργαζόμενοι σε ομάδες. Έτσι, εύκολα γίνεται κατανοητό ότι ο ρόλος του δασκάλου αλλάζει. Όλοι μαζί, οι μαθητές με το δάσκαλο, θέτουν ερωτήματα και προβληματισμούς, τα οποία μετά προσπαθούν να απαντήσουν δουλεύοντας σε ομάδες. Δεν υπάρχει σωστή και λάθος απάντηση, αλλά επαρκώς ή όχι τεκμηριωμένη μελέτη. Το κάθε μέλος συνεισφέρει στην ομάδα με τις προσωπικές του γνώσεις, ικανότητες και εμπειρίες. 2.4 Επιχειρήματα υπέρ της μαθητοκεντρικής προσέγγισης Τα επιχειρήματα υπέρ αυτής της προσέγγισης διδασκαλίας είναι πολλαπλά. Ένα από αυτά θεωρεί ότι ο μαθητής είναι ο βασικός υπεύθυνος για την μάθησή του. Ο δάσκαλος λειτουργεί βοηθητικά και είναι εκείνος που μπορεί να δώσει πληροφορίες ως προς τις πηγές της γνώσης. Ο μαθητής δικαιούται να συμμετέχει στην επιλογή και σχεδίαση του εκπαιδευτικού υλικού. Επίσης, λόγω της ερευνητικής φύσης του τρόπου διδασκαλίας, ο μαθητής είναι υπεύθυνος να αξιολογήσει τα αποτελέσματα οποιασδήποτε μελέτης ή έρευνας. Ένα άλλο επιχείρημα υπέρ της μαθητοκεντρικής προσέγγισης διδασκαλίας, αποτελεί το γεγονός ότι όταν ο μαθητής διδάσκεται κάτι το οποίο τον ενδιαφέρει, τότε μαθαίνει καλύτερα και πιο ευχάριστα. Οι ιδιαίτερες κλίσεις, ανάγκες και ανησυχίες των μαθητών τους βοηθούν να ανακαλύψουν τη γνώση και πολλές φορές να παράξουν τη γνώση. Η θεωρία αυτή, θέλει τους μαθητές ικανούς να εκφράσουν τη γνώμη τους. Εκείνοι γνωρίζουν ποιό θέμα είναι σχετικό με τα ενδιαφέροντά τους και έχει σημασία για 11
αυτούς να μάθουν κάτι περισσότερο για αυτό. Ένα πολύ βασικό επιχείρημα υπέρ αυτής της προσέγγισης, είναι εκείνο που θεωρεί ότι οι δύο πιο σημαντικοί παράγοντες για την μάθηση είναι η εμπλοκή και η συμμετοχή. Το μεγαλύτερο μέρος της μάθησης δεν είναι αποτέλεσμα διδασκαλίας, αλλά αποτέλεσμα εμπειριών και της ικανότητας παραγωγής γνώσης μέσω των διάφορων δραστηριοτήτων. Για να γίνει αυτό εφικτό, απαραίτητο συστατικό αποτελεί η σχέση μεταξύ των μαθητών. Αυτή η σχέση μεταξύ των μαθητών είναι το σημαντικότερο κομμάτι της μαθητοκεντρικής προσέγγισης διδασκαλίας, αφού οι μαθητές μαθαίνουν να λειτουργούν μέσα σε ομάδες. Το αίσθημα του κοινού σκοπού ενισχύει το κίνητρο για γνώση και την παραγωγή κάποιου αποτελέσματος. Αυτός ο τρόπος διδασκαλίας, απαιτεί περισσότερο χρόνο για την προετοιμασία του, καλύτερη οργάνωση, μεγαλύτερη ευελιξία και την ικανότητα του δασκάλου να διευθετεί καταστάσεις, τις οποίες δεν μπορεί να προβλέψει από την αρχή. Ο δάσκαλος θα πρέπει να είναι ικανός και να διαθέτει χιούμορ. Να είναι διακριτικός και να μπορεί να αντιληφθεί τις δυσκολίες, τις απαιτήσεις, τις ανάγκες και τις σκέψεις των μαθητών του. Ο μαθητής, από την άλλη μεριά, είναι εκείνος που βλέπει την αλλαγή στον τρόπο σκέψης του. Είναι ικανός να θέσει ρεαλιστικούς στόχους και να τους πετύχει, γίνεται πιο ώριμος μέσα από την εμπειρία του, γίνεται πιο ανοικτός όσον αφορά τον εαυτό του αλλά και τους γύρω του και αποκτά μεγαλύτερη ασφάλεια στον τρόπο με τον οποίο μπορεί να διαχειριστεί τον εαυτό του. 2.5 Η ανάλυση της κριτικής διδασκαλίας Κάθε εκπαιδευτικός, από την αρχή της επαγγελματικής του σταδιοδρομίας, έρχεται αντιμέτωπος με ένα βασικό δίλημμα: περιεχόμενο πληροφοριών ή διαδικασία μάθησης. Το ερώτημα αυτό απαντάται πάντα από τον εκπαιδευτικό με βάση τα βιώματά του και τη γνώση του. Η μία πλευρά του διλήμματος συνδέει τη γνώση με την πληροφορία, ενώ η άλλη συνδέει τη γνώση με την ανάπτυξη της σκέψης. Η διαδικασία μάθησης υπερέχει σε σύγκριση με το περιεχόμενο πληροφοριών, λόγω του ότι η γνώση, η οποία αποκτήθηκε μέσω αυτής, 12
έχει πιο έγκυρο χαρακτήρα. Η έμφαση στη διαδικασία της μάθησης εξασφαλίζει την ανάπτυξη εννοιών, κρίσεων, γενικεύσεων, σχημάτων και αξιών. Από την άλλη μεριά, ο ρόλος του περιεχομένου των πληροφοριών έγκειται στο ότι αυτό θα πρέπει να οργανώνεται με τρόπο τέτοιο, ώστε να συναντά τις γνωστικές ανάγκες των μαθητών. Εύκολα κατανοεί κανείς, ότι και οι δύο πλευρές είναι σημαντικές για την παραγωγή γνώσης. Έτσι, το αρχικό δίλημμα του εκπαιδευτικού μπορεί να ξεπεραστεί με το συνδυασμό και των δύο πλευρών. Ο μαθητής, μέσω της διδασκαλίας των πληροφοριών, καλείται να απομνημονεύσει στείρες αντιλήψεις άλλων προσώπων, ενώ με τη διαδικασία της κριτικής σκέψης, θα πρέπει ο ίδιος να επεξεργαστεί τα δεδομένα κάθε κατάστασης και να κατασκευάσει την προσωπική του άποψη, με βάση την εμπειρία και τη γνώση του. Συνδυασμός, επίσης, σημαίνει ότι όταν οι μαθητές δεν μπορούν να εργαστούν χωρίς καθοδήγηση, τότε αυτή είναι αναγκαίο να δίνεται από το δάσκαλο. Στην αντίθετη περίπτωση, όπου οι μαθητές μπορούν μόνοι τους να δώσουν λύση στο πρόβλημα που τους δόθηκε, τότε φαίνεται ότι η γνώση που θα παραχθεί από αυτούς είναι πραγματική. Πολύ σημαντικό ρόλο παίζουν τα εσωτερικά κίνητρα του μαθητή, τα οποία τον οδηγούν στη σε βάθος επεξεργασία των δεδομένων και τελικά, στη δημιουργία υψηλού επιπέδου γνώσης. 13
Κεφάλαιο 3: Διδασκαλία με τη χρήση Υπολογιστή 3.1 Η σημαντικότητα της χρήσης του υπολογιστή Αρκετοί ερευνητές έχουν υποστηρίξει κατά καιρούς, ότι ο υπολογιστής μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο στη γνωστική ανάπτυξη των μαθητών, κατά τη διαδικασία της μάθησης και χαρακτήρισαν ορισμένα περιβάλλοντα λογισμικού ως γνωστικά περιβάλλοντα. Ο εσωτερικός γνωστικός χαρακτήρας που δύναται να εμπεριέχεται στα περιβάλλοντα μάθησης, τα οποία δημιουργούνται με τη βοήθεια της τεχνολογίας της πληροφορικής, είναι μοναδικός σε σύγκριση με άλλα μαθησιακά υλικά. Ο υπολογιστής είναι ίσως το μοναδικό μέσο που επιτρέπει στον μαθητή να κατασκευάσει γραφικές αναπαραστάσεις, να βλέπει τα αποτελέσματα των κατασκευών του, να τα διαχειρίζεται και να τα τροποποιεί χρησιμοποιώντας τα σε πιο έξυπνους και περίτεχνους σχεδιασμούς. 3.2 Η σημαντικότητα της μάθησης του προγραμματισμού Μία από τις πιο χαρακτηριστικές ικανότητες των ανθρώπων είναι αυτή που επιτρέπει στο άτομο να επεξεργάζεται καταστάσεις και προβλήματα. Μία κατάσταση προβλήματος χαρακτηρίζεται από τρία βασικά στοιχεία: Την κατάσταση εκκίνησης του προβλήματος, η οποία ονομάζεται αρχική κατάσταση Την κατάσταση-σκοπό, είναι η κατάσταση στην οποία οφείλουμε να φτάσουμε Τις επιτρεπτές πράξεις που παρέχουν τη δυνατότητα σύνδεσης της αρχικής κατάστασης με την κατάσταση-σκοπό. Η ίδια λογική αποτυπώνεται και στην πληροφορική. Η πληροφορική εμφανίζεται ταυτόχρονα ως αντικείμενο και ως εργαλείο. Με την ιδιότητα του αντικειμένου εννοείται το γεγονός ότι αυτή αποτελεί έναν ιδιαίτερο επιστημονικό χώρο με τις ιδιαίτερες έννοιές του. Ως εργαλείο αντιλαμβάνεται κανείς, ότι η πληροφορική συμβάλλει 14
ουσιαστικά και δραστικά στην επίλυση προβλημάτων σε άλλους επιστημονικούς κλάδους. Αποτελεί, λοιπόν, ένα βοηθητικού χαρακτήρα μάθημα, το οποίο συνδέεται με πολλαπλές επαγγελματικές πρακτικές. Αυτή η ιδιαιτερότητα της πληροφορικής οδηγεί στην ανάγκη της διδασκαλίας των μεθόδων προγραμματισμού. Είναι γνωστό ότι για πολλά χρόνια, κυρίως στα αρχικά στάδια της ένταξης της πληροφορικής στην εκπαίδευση, η διδασκαλία της πληροφορικής ταυτιζόταν με τη διδασκαλία του προγραμματισμού. Το στάδιο αυτό έχει ήδη ξεπεραστεί από την δεκαετία του 1970. Το ενδιαφέρον πλέον εστιάζεται κυρίως στις μορφές συλλογισμού που χρησιμοποιούνται από τους αρχάριους και τους έμπειρους προγραμματιστές, καθώς επίσης και στις μεθόδους εργασίας με σκοπό την καλή σύλληψη προγραμμάτων. Σήμερα, ακόμη και στα σχολικά περιβάλλοντα της χώρας μας, οι μαθητές και οι φοιτητές διδάσκονται διάφορες γλώσσες προγραμματισμού. Είναι, λοιπόν, σημαντικό ο διδάσκων να αναγνωρίζει ότι δεν είναι όλοι οι μαθητές και οι φοιτητές μελλοντικοί επαγγελματίες της πληροφορικής. Η ύλη και ο τρόπος διδασκαλίας του προγραμματισμού θα πρέπει να προσαρμόζεται στις ανάγκες, τις ιδιαιτερότητες και τις ικανότητες των μαθητών και των φοιτητών, με τρόπο τέτοιο ώστε το μάθημα να γίνεται ενδιαφέρον για όλους. Η δραστηριότητα αυτή συνιστά σύνθετη και πολύπλοκη μάθηση. Έτσι, ο μαθητής έρχεται αντιμέτωπος με σωρεία νέων πραγμάτων, τα οποία θα πρέπει να κατανοήσει και με τα οποία θα πρέπει να εργάζεται σε αρμονία. Για παράδειγμα, η σωστή χρήση του πληκτρολογίου, η εκμάθηση εντολών,συναρτήσεων και διαδικασιών στο προγραμματιστικό περιβάλλον, η αντιμετώπιση προβλημάτων στην σύνταξη, η διαχείριση της δομής του προγράμματος και ο έλεγχος του κώδικα. Ο σκοπός όλων αυτών είναι, αφού προσδιοριστούν οι αρχικές απαιτήσεις και οι συγκεκριμένες ή μη προδιαγραφές, να καταφέρει ο μαθητής-προγραμματιστής να υλοποιήσει τον στόχο του. Η διδασκαλία του προγραμματισμού στις σχολικές αίθουσες όλων των βαθμίδων βρίσκει σήμερα πολλούς υποστηρικτές. Ο λόγος είναι ότι η μάθηση του προγραμματισμού είναι ικανή να προκαλέσει αλλαγές στον τρόπο σκέψης των μαθητών. Οι αλλαγές αυτές είναι οι εξής: 15
Αυστηρότητα στη σκέψη, ακρίβεια έκφρασης, συνειδητή ανάγκη αποσαφήνισης των ενεργειών. Πρόσκτηση και κατανόηση γενικών εννοιών, όπως διαδικασία, μεταβλητή, συνάρτηση, μετασχηματισμός. Πρόσκτηση ευρετικών ικανοτήτων και μεθοδολογίας, σχεδιασμός, αναζήτηση παρόμοιων περιπτώσεων, επίλυση με ανάλυση του προβλήματος σε μέρη. Μάθηση τεχνικών αναζήτησης λαθών, που μπορεί να μεταφερθεί και σε άλλους χώρους εκτός προγραμματισμού. Πρόσκτηση της γενικής ιδέας οικοδόμησης της λύσης με τη μορφή μικρών διαδικασιών ή στοιχειωδών τμημάτων, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνδεόμενα για την οικοδόμηση της λύσης σύνθετων προβλημάτων. Επέκταση της συνειδητοποίησης και της γνώσης πάνω σε τεχνικές επίλυσης προβλημάτων. Επέκταση και ανάπτυξη της χρήσης συγκριτικών μεθόδων που αφορούν την πολλαπλότητα των τρόπων, ώστε να επιτευχθεί ένας δεδομένος στόχος. Συνοψίζοντας, μπορούμε να πούμε ότι: Η μάθηση του προγραμματισμού συνεπάγεται την πρόσκτηση μιας σύνταξης, μιας δομής της γλώσσας και των αντίστοιχων αναπαραστάσεων. Η μάθηση αυτή υποθέτει μια αποκέντρωση του συστήματος σκέψης του προγραμματιστή προς τη λειτουργία της μηχανής. Ο προγραμματισμός είναι μια εξελικτική δραστηριότητα, αφού η κατασκευή ενός προγράμματος μπορεί να δώσει ιδέες για την κατασκευή άλλων προγραμμάτων. Ο μαθητής που προγραμματίζει έχει την εντύπωση ότι εξελίσσεται χωρίς σταματημό. Παρά το γεγονός ότι υπάρχουν πολλοί υποστηρικτές της αναγκαιότητας της μάθησης του προγραμματισμού, εντούτοις έχει αναπτυχθεί και ένας σημαντικός αντίλογος. Η βασική διαφορά μεταξύ των δύο πλευρών είναι 16
ότι οι εγγενείς εκφραστικές δυνατότητες του προγραμματισμού δεν είναι καθόλου εύκολο να οικοδομηθούν σε όλους τους μαθητές, την στιγμή μάλιστα, που δεν υπάρχουν κατάλληλα καταρτισμένοι εκπαιδευτικοί για να διδάξουν προγραμματισμό. Παράλληλα, υπάρχουν πιο ενδιαφέρουσες δραστηριότητες με τη χρήση υπολογιστή, χωρίς να απαιτείται κατά απόλυτο τρόπο η γνώση του προγραμματισμού. 3.3 Γλώσσες Προγραμματισμού Η γλώσσα προγραμματισμού είναι μια τεχνητή γλώσσα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο μιας μηχανής, όπως είναι ο ηλεκτρονικός υπολογιστής. Οι γλώσσες προγραμματισμού ορίζονται από ένα σύνολο συντακτικών και εννοιολογικών κανόνων, οι οποίοι ορίζουν τη δομή και το νόημα των προτάσεων της γλώσσας. Οι γλώσσες προγραμματισμού χρησιμοποιούνται για να διευκολύνουν την οργάνωση και διαχείριση πληροφοριών, καθώς επίσης και την ακριβή διατύπωση αλγορίθμων. Κάθε γλώσσα προγραμματισμού έχει το δικό της σύνολο τυπικών προδιαγραφών ή κανόνων που αφορούν το συντακτικό, το λεξιλόγιο και το νόημά της. Δεν υπάρχει απλός τρόπος να κατηγοριοποιηθούν οι γλώσσες προγραμματισμού. Αυτό συμβαίνει γιατί συνήθως κάθε γλώσσα προγραμματισμού περιέχει επιρροές από πολλές προηγούμενες γλώσσες, συνδυάζοντας θετικά στοιχεία και προσθέτοντας νέα. Χαρακτηριστικά, τα οποία εμφανίζονται σε μια γλώσσα και έχουν θετική αποδοχή, συνήθως υιοθετούνται από μεταγενέστερες γλώσσες, ακόμα και αν πρόκειται για γλώσσες που ανήκουν σε διαφορετική κατηγορία. Υπάρχουν χιλιάδες διαφορετικές γλώσσες προγραμματισμού και κάθε χρόνο δημιουργούνται περισσότερες. Μερικές από τις πιο διαδεδομένες, όσον αφορά τις σχολικές αίθουσες, αλλά και τη χρήση τους στη βιομηχανία είναι οι εξής: Φ Ρη ξ ο η! : είναι μια αρκετά παλιά γλώσσα, η οποία έχει στόχο την εκπαίδευση νέων προγραμματιστών, με έμφαση στον δομημένο 17
προγραμματισμό. Πλέον δεν χρησιμοποιείται πολύ έξω από εκπαιδευτικούς κύκλους. Φ Fortran: από τις πρώτες γλώσσες υψηλού επιπέδου, η Fortran άνοιξε νέους δρόμους στην εξέλιξη των γλωσσών προγραμματισμού. Σήμερα είναι σε μεγάλο βαθμό ξεπερασμένη σαν γλώσσα γενικής χρήσης, αλλά πολύ δημοφιλής για αριθμητικές και επιστημονικές εφαρμογές, κυρίως λόγω της υψηλής απόδοσής της και της πληθώρας βιβλιοθηκών για αριθμητική ανάλυση, παράλληλη επεξεργασία πινάκων κ.α. Η Fortran77 είναι η πιο διαδεδομένη έκδοση, αλλά το ενδιαφέρον γύρω από τη γλώσσα δεν έχει σταματήσει και πρόσφατες εξελίξεις στη γλώσσα (Fortran90, 95 και Fortran 2003) έχουν προσθέσει μοντέρνα χαρακτηριστικά. Φ C: αν και οι ρίζες της εντοπίζονται στις αρχές του 1970, ωστόσο παραμένει αρκετά δημοφιλής ακόμα και σήμερα. Επιτρέπει αρκετά χαμηλού επιπέδου προγραμματισμό, ενώ παράγει γρήγορο κώδικα και υποστηρίζει πληθώρα βελτιστοποιήσεων. Αυτό την κάνει ιδανική για π.χ. για την συγγραφή του πυρήνα ενός λειτουργικού συστήματος. Φ C++: είναι μια γενικού σκοπού γλώσσα προγραμματισμού Η/Υ. Θεωρείται μέσου επιπέδου γλώσσα, καθώς περιλαμβάνει έναν συνδυασμό χαρακτηριστικών από γλώσσες υψηλού και χαμηλού επιπέδου. Είναι μια δακτυλογραφούμενη, ελεύθερης μορφής, πολλαπλών παραδειγμάτων, μεταφράσιμη γλώσσα όπου η μετάφρασή της δημιουργεί κώδικα μηχανής για ένα συγκεκριμένο τύπο υλικού. Υποστηρίζει δομημένο, αντικειμενοστραφή και γενικό προγραμματισμό. Φ HTML: τα αρχικά HTML προέρχονται από τις λέξεις HyperText Markup Language. Είναι μια γλώσσα σήμανσης, δηλαδή ένας ειδικός τρόπος γραφής κειμένου. Ο browser αναγνωρίζει αυτόν τον τρόπο γραφής και εκτελεί τις εντολές που περιέχονται σε αυτόν. Αξίζει να σημειωθεί ότι η HTML είναι η πρώτη και πιο διαδεδομένη γλώσσα περιγραφής της δομής μιας ιστοσελίδας. Η HTML χρησιμοποιεί τις ειδικές ετικέτες για να δώσει τις απαραίτητες οδηγίες στον browser. Οι ετικέτες αυτές είναι 18
εντολές που συνήθως ορίζουν την αρχή ή το τέλος μιας λειτουργίας. Φ Python : είναι μια δυναμική γλώσσα προγραμματισμού πολύ υψηλού επιπέδου. Κύριος στόχος της είναι η αυξημένη παραγωγικότητα του προγραμματιστή και η αναγνωσιμότητα του κώδικα. Έχει ενσωματωμένες δομές δεδομένων και μια αρκετά μεγάλη βιβλιοθήκη. Τα χαρακτηριστικά της την καθιστούν καλή επιλογή για πληθώρα εφαρμογών, στις οποίες η απόδοση δεν είναι τόσο σημαντικός παράγοντας. Φ JAVA: είναι μια σύγχρονη αντικειμενοστραφής γλώσσα προγραμματισμού με αρκετά χαρακτηριστικά που δεν συναντώνται σε άλλες γλώσσες. Αναπτύχθηκε το 1991 από την εταιρεία Sun Microsystems, με σκοπό τη δημιουργία μιας γλώσσας που θα τρέχει σε πληθώρα λειτουργικών συστημάτων και επεξεργαστών χωρίς αλλαγή. Ως γλώσσα βασίστηκε στη C++, για την ακρίβεια οι δύο γλώσσες έχουν την ίδια σύνταξη, με αρκετά όμως πρόσθετα χαρακτηριστικά και διαφοροποιήσεις. 3.4 Πακέτα Παρουσίασης Τα πακέτα παρουσίασης δίνουν, στο χρήστη, την πληροφορία με έναν πιο ενδιαφέροντα τρόπο. Η παρουσίαση διαφόρων θεμάτων μέσω αυτών των πακέτων απαιτεί τη χρήση του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Κάθε, τέτοιου είδους παρουσίαση αποτελείται από σελίδες, στις οποίες εύκολα μπορούν να ενσωματωθούν στοιχεία πολυμέσων. Με τον τρόπο αυτό, η μεταφερόμενη πληροφορία έχει εντυπωσιακή μορφή, ενώ μπορεί να προσελκύσει το ακροατήριο και να διατηρήσει άσβεστο το ενδιαφέρον του μέχρι το τέλος της παρουσίασης. Η εμφάνιση των σελίδων της παρουσίασης γίνεται σειριακά και υπάρχει η δυνατότητα χρήσης διάφορων οπτικών εφέ. Το παραγόμενο λογισμικό παρουσίασης δε θεωρείται ισχυρό εκπαιδευτικό μέσο, αφού οι πληροφορίες δίνονται με γραμμικό τρόπο, την στιγμή που η αλληλεπίδραση με το χρήστη είναι ελάχιστη. Τα σύγχρονα πακέτα 19
παρουσίασης δίνουν τη δυνατότητα δημιουργίας λογισμικού, το οποίο είναι δυνατόν να ενσωματωθεί σε ηλεκτρονικές σελίδες και έτσι να εκτεθεί στον Παγκόσμιο Ιστό. Τα πακέτα παρουσίασης που χρησιμοποιούνται κυρίως είναι τα εξής: Microsoft Powerpoint Corel Presentations Harvard Graphics Pro Presentations Impress 3.5 Συστήματα Συγγραφής Πρόκειται για ειδικά πακέτα εφαρμογών, πλατφόρμες εργασίας και επιτρέπουν στο χρήστη: τα οποία λειτουργούν ως Να σχεδιάσει το περιβάλλον και την μορφή αλληλεπίδρασης χρήστη-εφαρμογής. Να καθορίσει την μορφή και την ροή εμφάνισης στην οθόνη. Να ενσωματώσει στην εφαρμογή δομικά στοιχεία, όπως για παράδειγμα κείμενο, εικόνα, γραφικά, ήχο, κινούμενη εικόνα και βίντεο, τα οποία παράγονται με τη βοήθεια άλλων εργαλείων. Να δημιουργήσει υπερσυνδέσμους για διαδρομές πλοήγησης. Να επιτύχει την ολοκλήρωση και τον συγχρονισμό των στοιχείων της εφαρμογής. Να δημιουργήσει μηχανισμούς βάσεων δεδομένων για την καταγραφή των αντιδράσεων και απαντήσεων του χρήστη. Να δημιουργήσει τις προϋποθέσεις ανάπτυξης σεναρίων. Να σχεδιάσει τρόπους ανατροφοδότησης και υποβοήθησης του χρήστη. Να επιτρέπει την κλήση άλλων προγραμμάτων σε κελύφη της εφαρμογής. Τα πιο διαδεδομένa συστήματα συγγραφής είναι τα εξής: 20
> Asymmetrix Toolbook, θεωρείται ένα από τα πιο απλά και ευέλικτα προγράμματα συγγραφής, τόσο στην εκμάθηση όσο και στη δημιουργία εφαρμογών πολυμέσων. Ενσωματώνει όλα εκείνα που πρέπει να περιλαμβάνει ένα πρόγραμμα συγγραφής, δηλαδή την υποστήριξη στοιχείων πολυμέσων. Λειτουργεί σε οπτικό περιβάλλον προγραμματισμού. Ο συγγραφέας επιλέγει αντικείμενα από την εργαλειοθήκη και τα ενσωματώνει στην «σελίδα» του. Αυτή αποτελεί και το βασικό μέρος της κατασκευής, πάνω στο οποίο τοποθετούνται τα αντικείμενα ελέγχου με συγκεκριμένες ιδιότητες. Μια εφαρμογή αποτελείται από πολλές σελίδες, οι οποίες με την σειρά τους συνιστούν το λεγόμενο βιβλίο. Αυτό το πακέτο συγγραφής λειτουργεί στο επίπεδο συγγραφής και στο επίπεδο εκτέλεσης. Στο επίπεδο συγγραφής δημιουργείται η εφαρμογή με την τοποθέτηση των αντικειμένων μέσα στις σελίδες του βιβλίου και με την πρόσθεση του αντίστοιχου κώδικα. Στο επίπεδο εκτέλεσης η εφαρμογή προβάλλεται στην οθόνη ακριβώς έτσι όπως τη βλέπει ο χρήστης. > Macromedia Director, είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την δημιουργία εφαρμογών υπερμέσων, τόσο για μη δικτυωμένους ηλεκτρονικούς υπολογιστές όσο και για το διαδίκτυο. Λειτουργεί σε οπτικό περιβάλλον προγραμματισμού, όπου ο χρήστης ως σκηνοθέτης, θα πρέπει να δημιουργήσει την ταινία του καρέκαρέ. Συνδυάζει εύκολα όλα τα στοιχεία των πολυμέσων. Διαθέτει τη δική του γλώσσα προγραμματισμού, με τη βοήθεια της οποίας μπορεί να προστεθεί κώδικας, ώστε η εφαρμογή να γίνει πιο αλληλεπιδραστική και ο χειρισμός των αντικειμένων πιο αποτελεσματικός. Αποτελεί ένα αρκετά συνηθισμένο εργαλείο συγγραφής εφαρμογών αλληλεπιδραστικών υπερμέσων, οι οποίες μπορούν εύκολα και γρήγορα να διακινηθούν είτε με τα CD-ROM είτε μέσω του παγκόσμιου ιστού. > Macromedia Authorware, είναι ένα σύνθετο και παράλληλα πολύ ισχυρό πρόγραμμα συγγραφής υπερμέσων με τη χρήση αντικειμένων. Δίνει τη δυνατότητα στο συγγραφέα να δημιουργήσει ένα σενάριο με βάση αντικείμενα των στοιχείων πολυμέσων, τα οποία 21
τοποθετεί στη γραμμή ροής. Κατά τη συγγραφή, ο χρήστης έχει στη διάθεσή του μια κενή σελίδα-οθόνη και μια εργαλειοθήκη με τα απαραίτητα αντικείμενα, όπως είναι τα εικονίδια της οθόνης, της κίνησης και της πλοήγησης. Προσφέρει ευκολία στη δημιουργία κίνησης και στη δημιουργία οπτικών εφέ. Λειτουργεί χωρίς τη χρήση προγραμματισμού από την πλευρά του χρήστη. Ωστόσο, προσφέρει μια περιορισμένης έκτασης γλώσσα προγραμματισμού, μέσω της οποίας δημιουργούνται συνθήκες εκτέλεσης συγκεκριμένων εργασιών. Η ενσωμάτωση ειδικών αρχείων επιτρέπουν στην εφαρμογή να εκτελεί λειτουργίες που αφορούν πολυμέσα ή ακόμη να συνδεθεί στο διαδίκτυο. Τα τρία συστήματα συγγραφής, τα οποία αναλύθηκαν παραπάνω, υποστηρίζουν την ανάπτυξη εκπαιδευτικού λογισμικού του τύπου Εξάσκησης-εκγύμνασης (drill and practice) Εκπαίδευσης-φροντιστηρίου (tutorial) Οι δυνατότητές τους, ωστόσο, είναι αρκετά περιορισμένες σε σύγκριση με τη δημιουργία διερευνητικού λογισμικού, δηλαδή λογισμικού μέσω του οποίου ο εκπαιδευόμενος έχει τη δυνατότητα να πειραματιστεί με ανοικτή παραμετροποίηση, να μοντελοποιήσει τις απόψεις του και να τις επαληθεύσει. Παράλληλα, με τη χρήση κατάλληλων τμημάτων λογισμικού, τα γνωστά plug-ins, για κάθε τύπο συστήματος συγγραφής, το παραγόμενο λογισμικό μπορεί να εκτεθεί στον παγκόσμιο ιστό. Έτσι, η παρουσίαση δε γίνεται με την μορφή ιστοσελίδων, αλλά η εφαρμογή εκτελείται μέσα από την ίδια την ιστοσελίδα, στην οποία είναι συνδεδεμένη. 22
3.6 Ο ρόλος του Υπολογιστή Ο υπολογιστής αποτελεί μια συσκευή, η οποία μπορεί να υλοποιήσει διαδικασίες υψηλής αλληλεπίδρασης. Η δυνατότητα αυτή μπορεί να δώσει την ευκαιρία στον μαθητή να δραστηριοποιηθεί όσο γίνεται περισσότερο κατά τη διάρκεια της μάθησης. Στα παραδοσιακά αδρανή περιβάλλοντα, όπως το περιβάλλον χαρτί-μολύβι ή στα φυσικά αντικείμενα, ο μαθητής έχει τη δυνατότητα να πραγματοποιήσει ενέργειες, οι οποίες ωστόσο δεν συνδέονται με κάποια αποτελέσματα και οι οποίες βρίσκονται σε απόσταση από τις μαθηματικές τους σημασίες. Οι διαφορές ανάμεσα στα αδρανή και στα δυναμικά αλληλεπιδραστικά περιβάλλοντα ενεργοποιούν διαφορετικούς τρόπους σκέψης και επιπλέον σηματοδοτούν μια αργή, αλλά βαθιά ιστορική εξέλιξη, η οποία οδηγεί στο κατώφλι μιας νέας εκπαιδευτικής εποχής. Οι υπολογιστές δίνουν τη δυνατότητα για σχεδιασμό εκπαιδευτικού λογισμικού, μέσα από το οποίο είναι δυνατή η σύνδεση της εικονικής με την συμβολική πληροφορία. Από μεθοδολογική άποψη, οι ερευνητές ψάχνουν το τι και πως μαθαίνουν οι άνθρωποι με τη βοήθεια των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται ποιοτικές μεθοδολογίες με στόχο τη δημιουργία αναλυτικών κατασκευών, οι οποίες δίνουν έμφαση στην όλη μαθησιακή κατάσταση, στην οποία υπάρχουν και ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Ο υπολογιστής είναι ένα μέσο κι αυτό σημαίνει ότι δια μέσου αυτού μεταφέρεται η πληροφορία. Τα μέσα μπορεί να είναι σύνθετα, δηλαδή να διαθέτουν διαφορετικές διαστάσεις μεταφοράς πληροφορίας. Στους μαθητές δε δίνεται συχνά η ευκαιρία να εκφράσουν τον εαυτό τους μέσα από τη φυσική γλώσσα και αυτό αποτελεί ένα λόγο για το ότι βρίσκουν δύσκολο να επικοινωνούν ή να εκφράζονται μέσα από εικονικά συστήματα. Με τη χρήση των υπολογιστών δίνεται η ευκαιρία στους μαθητές να εκφράσουν τον εαυτό τους καλύτερα στα συμβολικά συστήματα από ότι με τη χρήση της μεθόδου χαρτί-μολύβι. Η επιλογή των αναπαραστάσεων που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό και την υλοποίηση περιβαλλόντων μάθησης σε υπολογιστή παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαφοροποίηση των στρατηγικών που αναπτύσσουν οι μαθητές στα προβλήματα που τους τίθενται. 23
3.7 Διαδίκτυο και Εκπαίδευση Είναι σήμερα δεδομένο, ότι η ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας και ειδικότερα αυτής των δικτύων, επιδρά στο παραδοσιακό τρόπο διδασκαλίας και γενικότερα στον τρόπο μετάδοσης της γνώσης. Επιφέρει ουσιαστικές αλλαγές στον τρόπο σκέψης και εργασίας των εκπαιδευτικών, οι οποίοι θα πρέπει πια να εξοικειωθούν με τα νέα μέσα που τους παρέχονται και τα οποία τους υπόσχονται βελτίωση του διδακτικού τους έργου. Επίσης, επιφέρει ουσιαστικές αλλαγές στον τρόπο σκέψης και εργασίας των μαθητών, οι οποίοι πρέπει να μάθουν να λειτουργούν μέσα σε ένα περιβάλλον διαφορετικό από αυτό της κλασικής τάξης. Η τεχνολογία των υπερμέσων δημιουργεί τις προϋποθέσεις για εξατομικευμένη εκπαίδευση μέσω της χρήσης έξυπνων αλληλεπιδραστικών περιβαλλόντων υπερμέσων. Η επίδραση του διαδικτύου στην εκπαίδευση αυξάνεται γρήγορα και σταθερά. Το διαδίκτυο προσφέρει πρόσβαση σε τεράστιο όγκο πληροφοριών διαφορετικού τύπου και μέσων, σε μεγάλες βάσεις δεδομένων, σε αλληλεπιδραστικό υλικό υπερμέσων, σε υλικό για ανοικτή και εξ' αποστάσεως εκπαίδευση. Επίσης, το διαδίκτυο ως μέσο επικοινωνίας δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να επικοινωνούν μεταξύ τους με τη βοήθεια διαφόρων υπηρεσιών. Ταυτόχρονα, το διαδίκτυο παρέχει τη δυνατότητα να εξυπηρετηθούν οι εκπαιδευτικές ανάγκες ατόμων με κινητικά ή άλλα προβλήματα, απομονομένων γεωγραφικά ατόμων, επαγγελματιών που εργάζονται και που η επανεκπαίδευσή τους ή η κατάρτισή τους κρίνεται αναγκαία. Το διαδίκτυο αποτελεί το κυριότερο περιβάλλον αλληλεπίδρασης με το εκπαιδευτικό υλικό στην εξ' αποστάσεως εκπαίδευση, την στιγμή που ο χρήστης έχει στη διάθεσή του μια σειρά από υπηρεσίες για να επικοινωνεί με τον διδάσκοντα και τους υπόλοιπους φοιτητές, ενώ χρησιμοποιεί ενδεχομένως και εκπαιδευτικό υλικό. Επίσης, με τη χρήση του διαδικτύου λειτουργούν σήμερα εικονικά ιδρύματα, τα οποία μπορούν να προσφέρουν εκπαίδευση, επιμόρφωση και κατάρτιση. Σε αυτά η λειτουργία των εικονικών τάξεων και η διαχείριση της εκπαιδευτικής διαδικασίας γίνονται αποκλειστικά με τη χρήση των νέων τεχνολογιών. 24
3.8 Η Πληροφορική και η Κριτική Διδασκαλία Η πληροφορική αποτελεί συνδυασμό θεωρίας, πε ιραματισμού και επίλυσης προβλήματος. Χρησιμοποιεί τη θεωρία από τα μαθηματ ικά και τον εργαστηριακό πειραματισμό από τη φυσική, με σκοπό την επίλυση σύνθετων καθημερινών προβλημάτων έχοντας κάνε ι οικονομία χώρου, χρόνου και χρήματος. Με βάση τα παραπάνω, εύκολα κατανοεί κανείς ότι η πληροφορική αποτελεί σύνθεση επιστήμης και τεχνολογίας. Η γνώση, η οποία εντάσσεται στο αντικείμενο αυτό, αποτελεί συνδυασμό δηλωτικής και διαδικασιακής γνώσης. Η δηλωτική γνώση αναφέρεται στην οντολογία των πραγμάτων, ενώ η διαδικασιακή αναφέρεται στον τρόπο χρήσης της γνώσης. Για τις δύο αυτές μορφές γνώσης απαιτείται η ανάπτυξη της κριτικής σκέψης μέσα από δραστηριότητες, όπως η επίλυση προβλήματος. Βασικός σκοπός της πληροφορικής θα πρέπει να είναι η έμφαση κι όχι η συρίκνωση του δηλωτικού χαρακτήρα της γνώσης της πληροφορικής. Επομένως, θα πρέπει να δίνεται έμφαση στην κατανόηση των εννοιών, στη διερεύνηση σχέσεων και συσχετίσεων και στη δημιουργία γενικεύσεων, σχημάτων και προϊόντων υψηλού νοητικού επιπέδου σκέψης. Ειδικότερα, σε αυτήν την επιστήμη αυτό είναι αναγκαίο, την στιγμή που οι μορφές τεχνολογικής υλοποίησης των εννοιών εξελίσσονται ολοένα με γρηγορότερο ρυθμό και αφού παλαιότερες τεχνολογίες αντικαθίστανται από τις νεότερές τους πριν ακόμη κυκλοφορήσουν. Εκείνο που θα διατηρηθεί στους μαθητές με την πάροδο των χρόνων θα είναι τα γνωστικά σχήματα και οι γνωστικές λειτουργίες που απέκτησαν κατά τη διάρκεια της σχολικής τους ζωής κι όχι η εκμάθηση κάποιων εντολών γλωσσών προγραμματισμού ή στοιχείων υλικού, τα οποία θα αντικατασταθούν από άλλα σε σύντομο χρονικό διάστημα. Φαίνεται, λοιπόν, ότι είναι αναγκαίο η μάθηση της πληροφορικής να συνδέεται με την μάθηση εννοιών, σχημάτων και γενικεύσεων, οι οποίες να μπορούν να μεταφερθούν σε νέες τεχνολογικές συνθήκες, όπως για παράδειγμα νέες γλώσσες προγραμματισμού και νέες μορφές υλικού. 25
Κεφάλαιο 4: Οι δυνατότητες του Υπολογιστή 4.1 Εικονική Πραγματικότητα Ως εικονική πραγματικότητα ορίζεται ένα περιβάλλον βασισμένο σε υπολογιστή, ισχυρά αλληλεπιδραστικό, στο οποίο ο χρήστης γίνεται συμμέτοχος σε έναν «εικονικά πραγματικό» κόσμο. Είναι, λοιπόν, μια διαδικασία, η οποία δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να συμμετάσχει σε αφηρημένους χώρους, όπου φυσική μηχανή και φυσικός παρατηρητής δεν υπάρχουν. Η εικονική πραγματικότητα περιγράφεται και από άλλους ορισμούς, ανάλογα με τα ιδιαίτερα κάθε φορά χαρακτηριστικά της. Η εικονική πραγματικότητα αποτελεί την μεγάλη ιδέα της δεκαετίας του 1990. Αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε και έχει εισχωρήσει στη λαϊκή κουλτούρα. Ασχολείται με την ανάπτυξη συστημάτων, τα οποία ξεγελούν τις ανθρώπινες αισθήσεις και απαιτεί την σύνθεση πολλών ερευνητικών προσεγγίσεων. Ως εκ τούτου, για την ανάπτυξη της εικονικής πραγματικότητας θα πρέπει να γνωρίσουμε καλύτερα τον άνθρωπο, αφού η έρευνα θα πρέπει να κατευθυνθεί σε όλες τις πλευρές δραστηριότητας του ανθρώπου. Ουσιαστικά, η εικονική πραγματικότητα αποτελεί μια επιφάνεια διεπαφής υψηλού επιπέδου, η οποία περιλαμβάνει προσομοιώσεις πραγματικού χρόνου σε τρισδιάστατο χώρο και αλληλεπιδράσεις μέσα από πολλά κανάλια αισθήσεων. Η υπόσχεσή της δεν εντοπίζεται στην αναπαραγωγή της συμβατικής πραγματικότητας, αλλά στη δυνατότητά της να δημιουργεί συνθετικές πραγματικότητες χωρίς προηγούμενο. Θεωρούμενη ως ένα υπολογιστικό σύστημα, η βασική διάκρισή της από τα συμβατικά είναι ότι θέτει τον άνθρωπο στο κέντρο και οργανώνεται γύρω από τις αισθήσεις του. Το κύριο ερώτημα, στο οποίο θα πρέπει να δίνονται απαντήσεις σε ένα σύστημα εικονικής πραγματικότητας, είναι ο τρόπος σχεδίασης μιας μηχανής συμβατής με το φυσικό τρόπο αντίληψης και δράσης του ανθρώπου. Αυτό βρίσκεται στα πλαίσια της γενικής προσπάθειας της προσαρμογής της τεχνολογίας στον άνθρωπο και όχι το αντίθετο. 26
Ένα σύστημα εικονικής πραγματικότητας αποτελείται από τον υπολογιστή και τις περιφερειακές συσκευές του. Όσον αφορά το λογισμικό, συνήθως διαχωρίζεται σε λογισμικό ανάπτυξης και σε λογισμικό εκτέλεσης. Το λογισμικό ανάπτυξης μπορεί να είναι περιβάλλον κάποιας γλώσσας προγραμματισμού ή αντικειμενοστρεφές περιβάλλον ανάπτυξης με έτοιμα εργαλεία, γλώσσα σεναρίων και φιλική επιφάνεια διεπαφής. Το λογισμικό εκτέλεσης αναλαμβάνει τη διασύνδεση του χρήστη και του παρέχει την ελευθερία στην πλοήγηση και την αλληλεπίδραση, ως βασικό συστατικό στοιχείο, σε έτοιμα εικονικά περιβάλλοντα. Το λογισμικό που είναι υπεύθυνο για την ανάπτυξη εικονικών κόσμων περιέχει συνήθως τις παρακάτω βασικές λειτουργίες: S Δημιουργία σχημάτων, δομών, αντικειμένων, καταλόγων. Απόδοση υφής, χρώματος, κίνησης στα αντικείμενα. S Δημιουργία εικονικών κόσμων για την τοποθέτηση και χειρισμό των αντικειμένων. Τοποθέτηση φωτισμού και συναφών χαρακτηριστικών. S Δημιουργία δυναμικών χαρακτηριστικών και φυσικών ιδιοτήτων και απόδοσή τους στα αντικείμενα. S Δημιουργία ήχων. S Καθορισμό τρόπων επικοινωνίας του χρήστη με τις κατάλληλες διασυνδέσεις. S Σύνδεση περιφερειακών συσκευών εισόδου-εξόδου. Τα συστήματα εικονικής πραγματικότητας εντάσσονται σε τέσσερα είδη κατηγοριοποιήσεων. Ένας αρχικός διαχωρισμός κατατάσσει τα περιβάλλοντα και τις εφαρμογές τους σε συστήματα που βασίζονται σε κείμενο και σε συστήματα που βασίζονται σε γραφικά, με επικρατούντα τα τελευταία, κυρίως λόγω της γενικής επικράτησης των γραφικών περιβαλλόντων και της διάδοσής τους στο διαδίκτυο. Με κριτήριο το υλικό (hardware), τα συστήματα διακρίνονται στις εξής κατηγορίες: 1. Επιτραπέζια συστήματα εικονικής πραγματικότητας: βασίζονται σε προσωπικούς υπολογιστές με δυνατότητα υποστήριξης 27
εξειδικευμένων περιφερειακών πλοήγησης στον τρισδιάστατο εικονικό χώρο και χρήσης στερεοσκοπικών γυαλλιών ή κράνους. 2. Συστήματα εμβύθισης: ευρύτερα γνωστά από δημοσιεύματα σε μαζικά μέσα ενημέρωσης. Σε αυτά, ο χρήστης αποκόπτεται από τον πραγματικό κόσμο με τη χρήση κράνους, στο οποίο προβάλλονται οι εικόνες του συνθετικού περιβάλλοντος. 3. Συστήματα προσομοιωτών ή εξομοιωτών: χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της κατηγορίας αποτελούν οι εξομοιωτές πτήσης. 4. Συστήματα CAVE: αποτελούνται από ένα δωμάτιο στους τοίχους, στο δάπεδο και στην οροφή του οποίου προβάλλονται εικόνες που αναπαριστούν απόψεις του εικονικού περιβάλλοντος. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να βαδίζει στο δωμάτιο και να έχει την αίσθηση της παρουσίας του στον εικονικό κόσμο. Ο λειτουργικός διαχωρισμός των συστημάτων εικονικής πραγματικότητας εξαρτάται από το βαθμό συμμετοχής και αλληλεπίδρασης του χρήστη με το εικονικό περιβάλλον. Σύμφωνα με αυτό το κριτήριο οι εφαρμογές διακρίνονται στις ακόλουθες κατηγορίες: 1. Παθητικές: ο χρήστης απλώς κινείται σε έναν εικονικό κόσμο που τον περιβάλλει, χωρίς τη δυνατότητα ελέγχου. 2. Εξερευνητικές: παρέχεται πλήρης ελευθερία πλοήγησης, αλλά όχι επέμβαση στα δρώμενα. 3. Αλληλεπιδραστικές: παρέχεται στο χρήστη η δυνατότητα για αλληλεπίδραση με αντικείμενα του εικονικού περιβάλλοντος. Τα κυριότερα χαρακτηριστικά ενός συστήματος εικονικής πραγματικότητας, ανεξάρτητα από την κατηγορία στην οποία ανήκει, είναι τα εξής: Η οπτική γωνία του χρήστη, η οποία παρέχει εμπειρίες πρώτου προσώπου. Η κίνηση του χρήστη κατά βούληση σε πραγματικό χρόνο, με όλους τους δυνατούς βαθμούς ελευθερίας. 28
Λ Ο χειρισμός ή και η μεταβολή των ιδιοτήτων αντικειμένων και των εικονικών περιβαλλόντων χρόνο. των εικονικών σε πραγματικό Με την εισαγωγή της πληροφορικής στην εκπαίδευση, η μάθηση μεταφέρεται από την μελέτη εγχειριδίων στην άμεση πρόσβαση σε μεγάλου όγκου πληροφορίες μέσα από πολλαπλές αναπαραστάσεις, στην μάθηση μέσα από προσομοιώσεις και μέσα από φυσικά σύμβολα. Η κατανόηση με τη χρήση συμβόλων είναι ταχύτερη από αυτήν του κειμένου. Η αναγνώριση των συμβόλων δεν αποτελεί πρόβλημα, αφού ο άνθρωπος μεταφράζει αυτόματα τα σύμβολα στις καθημερινές του δραστηριότητες, όπως για παράδειγμα τον κώδικα οδικής κυκλοφορίας. Η εικονική πραγματικότητα επεκτείνει τις δυνατότητες της διδασκαλίας με τη βοήθεια υπολογιστή. Ο χρήστης χειρίζεται τα αντικείμενα και τα γεγονότα του εικονικού κόσμου με τρόπο που δεν προσφέρεται στις τυπικές προσομοιώσεις. Ο χρήστης εισέρχεται και συμμετέχει ενεργά στον εικονικό κόσμο, που έχει ιδιότητες και λειτουργεί όπως ο πραγματικός. Κάθε εικονικό περιβάλλον, το οποίο στοχεύει στην εκπαίδευση, χαρακτηρίζεται ως εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον. Όσον αφορά την ένταξη των εικονικών περιβαλλόντων στη διαδικασία της εκπαίδευσης και κατάρτισης, έχει φυσικά αναπτυχθεί προβληματισμός που προσεγγίζει την εκπαιδευτική διάσταση της εικονικής πραγματικότητας. Ορισμένοι λόγοι, οι οποίοι οδηγούν προς εκμετάλλευση της εικονικής πραγματικότητας στην εκπαιδευτική διαδικασία, συνοψίζονται ως εξής: > Απαιτεί αλληλεπίδραση. Προωθεί, λοιπόν, την ενεργό συμμετοχή του χρήστη. > Δ ίνει την ευκαιρία για αντιλήψεις βασισμένες σε νέες παραστάσεις. > Επιτρέπει στον μαθητή να κινείται με βάση τις εμπειρίες του. > Παρέχει νέες εμπειρίες σχετικές με τις νέες τεχνολογίες, αλλά με φυσιολογικούς χειρισμούς. > Επιτρέπει την μελέτη αντικειμένων από πολύ κοντά ή μακριά. > Παρέχει κίνητρα για μάθηση. 29
Η προσφορά της εικονικής πραγματικότητας στην εκπαιδευτική διαδικασία φαίνεται από τις παρακάτω δυνατότητες της: Εξερεύνηση υπαρκτών αντικειμένων και χώρων, στους οποίους δεν μπορεί να υπάρχει φυσική προσπέλαση από τους μαθητές. Υλοποίηση και χειρισμός αφηρημένων αναπαραστάσεων. Μελέτη πραγματικών αντικειμένων, τα οποία είναι αδύνατο να κατανοηθούν διαφορετικά εξαιτίας του μεγέθους, της θέσης ή των ιδιοτήτων τους. Δημιουργία περιβαλλόντων και αντικειμένων, τα οποία έχουν διαφορετικές ιδιότητες από τις ήδη γνωστές. Αλληλεπίδραση με πραγματικούς ανθρώπους σε μακρινές φυσικές θέσεις ή φανταστικούς τόπους με πραγματικούς ή μη τρόπους. Η εικονική πραγματικότητα καλείται να παίξει σημαντικό ρόλο σε έναν από τους κύριους στόχους της εκπαιδευτικής διαδικασίας, δηλαδή την επίλυση προβλημάτων, απλοποιώντας τον τρόπο αλληλεπίδρασης του χρήστη με την μηχανή, αφού η ύπαρξή της γίνεται όλο και περισσότερο αόρατη και μη αντιληπτή. Ένα ουσιαστικό ερώτημα που προκύπτει, κυρίως από τα εντυπωσιακά τεχνολογικά χαρακτηριστικά της εικονικής πραγματικότητας, είναι το πότε ενδείκνυται η χρήση της στη διδακτική πράξη. Για το θέμα αυτό προτείνονται τα παρακάτω, χωρίς ωστόσο να είναι δεσμευτικά, βάση των οποίων η εικονική πραγματικότητα ενδείκνυται να χρησιμοποιείται, όταν ισχύει ένα ή περισσότερα από τα ακόλουθα: Ζ Η δ ιδασκαλία με πραγματικά αντικείμενα είναι επικίνδυνη. Ζ Λάθη εκαπιδευτικών και μαθητών μπορεί να αποβούν καταστροφικά. Ζ Η χρήση της πραγματικότητας είναι αδύνατη ή απαγορευτική. Ζ Η αλληλεπίδραση με το εικονικό περιβάλλον προσφέρει περισσότερα κίνητρα από ότι αυτή με το πραγματικό αντικείμενο. Ζ Περιβάλλοντα μπορούν να υπάρξουν μόνο σε υπολογιστή. Ζ η εμπειρία από τη δημιουργία ή και το χειρισμό μοντέλων είναι σημαντική. 30
Αντίθετα, η εικονική πραγματικότητα δεν ενδείκνυται, όταν ισχύει ένα ή περισσότερα από τα ακόλουθα: Ζ Είναι απαραίτητη η φυσική αλληλεπίδραση ομάδων με το υπό μελέτη αντικείμενο. Ζ η χρήση της μπορεί να είναι φθοροποιός, φυσιολογικά ή συναισθηματικά. Ζ Μπορεί να προκληθεί σύγχυση με την πραγματικότητα. Ζ Το υπό μελέτη αντικείμενο περιέχει μόνο αναπαραστάσεις γνωστών αντικειμένων και εύκολα προσβάσιμων στον μαθητή. Ως τεχνολογία υλοποίησης εκαπιδευτικών εικονικών περιβαλλόντων για άμεση χρήση στην τάξη προτείνονται τα επιτραπέζια συστήματα. Με αυτά διευκολύνεται η εξατομίκευση και ο τύπος μάθησης κάθε μαθητή, ενώ παράλληλα ενθαρρύνεται η κοινωνικοποίηση και η συνεργασία μεταξύ των μαθητών με την δυνατότητα συμμετοχής πολλών χρηστών στο ίδιο εικονικό περιβάλλον. Ως χαρακτηριστικά των τεχνολογιών της εικονικής πραγματικότητας για την εκμετάλλευσή της στην εκπαιδευτική διαδικασία, καταγράφονται η ισχυρή αλληλεπίδραση με τα εικονικά αντικείμενα, η άμεση ανταπόκριση του συστήματος στις ενέργειες του χρήστη και η ελευθερία κινήσεων στους εικονικούς κόσμους. Η αλληλεπίδραση υπερέχει συγκριτικά με την ρεαλιστική αναπαράσταση των αντικειμένων. Έτσι, προτιμάται κάποιος βαθμός αφαίρεσης ως προς την αναπαράσταση, δίνοντας μεγαλύτερο βάρος στην αλληλεπίδραση για την κατανόηση εννοιών, αρχών και διεργασιών. Η ελευθερία πλοήγησης έχει ιδιαίτερη σημασία, αφού πολλές γνωστικές δραστηριότητες προκύπτουν και από κιναισθητικές δράσεις. 31
4.2 Δίκτυα Υπολογιστών Η έννοια του δικτύου εκλαμβάνει πολλές και αμφιλεγόμενες συχνά σημασίες. Διακρίνονται τρία επίπεδα στον ορισμό ενός δικτύου: 1. Το δίκτυο είναι μια δομή που χαρακτηρίζεται από την σύνθεση ισότιμων, από δικτυακή άποψη στοιχείων, σε αλληλεπίδραση. 2. Το δίκτυο είναι μια δομή ασταθούς διασύνδεσης μέσα στο χρόνο. 3. Η τροποποίηση της δομής του δικτύου διέπεται από κάποιους κανόνες. Τεχνικά, ένα δίκτυο είναι το σύνολο των μέσων που συνδέονται μεταξύ τους με κανάλια μετάδοσης δεδομένων και πληροφοριών. Η ραγδαία εξέλιξη των τεχνολογιών αιχμής καθιστά δυνατή την πραγματοποίηση των «υπερ-λεωφόρων της πληροφορίας», αφού η μεταφορά σημάτων υψηλής παροχής με βάση συγκεκριμένο πρωτόκολλο μπορεί να γίνει είτε με οπτικές ίνες είτε μέσω δορυφόρων, ενώ η ψηφιοποίηση των εν λόγω σημάτων καθιστά εφικτή την ενοποίηση τηλεπικοινωνιών, σύγχρονων οπτικοακουστικών μέσων και πληροφορικής. Η «υπερ-λεωφόρος της πληροφορίας» είναι το σύνολο όλων των τεχνικών, πληροφορικών και ανθρώπινων μέσων και πόρων, που έχουν ως στόχο να κάνουν προσιτή σε όλους και πρακτικά παντού, την πληροφορία σε κάθε της μορφή, κείμενα, δεδομένα, ήχους, εικόνες, εφαρμογές, κινηματογραφικό υλικό. Η διαχείριση των δεδομένων περνά πλέον από τη διαχείριση των αποστάσεων, με τις συνακόλουθες πολιτισμικές αλλαγές. Το πιο γνωστό δίκτυο είναι το Διαδίκτυο, το οποίο στην πραγματικότητα είναι ένα δίκτυο από δίκτυα, αφού φέρνει σε επικοινωνία τα κατά τόπους δίκτυα σε δεκάδες χώρες του κόσμου. Τα δίκτυα υπολογιστών είναι δυνατό να συμβάλλουν στην καλύτερη συστηματοποίηση της σχολικής ζωής, στην αρτιότερη οργάνωση της διδασκαλίας, στην επικοινωνία διαφορετικών σχολικών ομάδων και στην προώθηση συλλογικών καταστάσεων μάθησης. Ταυτόχρονα δεν αποκλείεται η ανάπτυξη νέων γνωστικών δεξιοτήτων που σχετίζονται με την αναζήτηση στοιχείων και δεδομένων μέσα σε ένα ευρύ πλαίσιο από βάσεις δεδομένων και καταλόγους πληροφοριών, καθώς και με την 32