Στοχεύοντας στην ανάπτυξη της Υπολογιστικής Σκέψης Α. Γόγουλου Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ
Αλγοριθμική Σκέψη Είναι μια σύνθετη νοητική διαδικασία της σκέψης η οποία αφορά τη σύλληψη και τη δημιουργία αλγορίθμων για την επίλυση προβλημάτων Αποτελεί θεμελιώδη ανθρώπινη ικανότητα υψηλού επιπέδου, η οικοδόμηση της οποίας είναι ζητούμενο στα σύγχρονα εκπαιδευτικά συστήματα Για πολλούς θεωρείται τμήμα της μαθηματικής σκέψης (π.χ. ο αλγόριθμος του Ευκλείδη) Για κάποιους θεωρείται τμήμα της υπολογιστικής σκέψης (δεν υπάρχει πρόγραμμα σε υπολογιστή χωρίς αλγόριθμο)
Υπολογιστική Σκέψη Ο όρος Υπολογιστική Σκέψη (Computational Thinking) προτάθηκε από τον S. Papert για να περιγράψει ένα νέο τρόπο επίλυσης προβλημάτων που χρησιμοποιεί πολλές από τις τεχνικές της Πληροφορικής
Υπολογιστική Σκέψη Η υπολογιστική σκέψη, ως θεμελιώδης ανθρώπινη ικανότητα, αναφέρεται σε ένα σύνολο δεξιοτήτων γενικά εφαρμόσιμο που όλοι, όχι μόνο οι επιστήμονες των υπολογιστών, θα ήταν πρόθυμοι να μάθουν και να χρησιμοποιούν. Jeanette Wing, Computational Thinking, CACM vol. 49, no. 3, March 2006, pp. 33-35.
Η Υπολογιστική Σκέψη στην καθημερινή μας ζωή Όταν το παιδί μας/μαθητής μας ετοιμάζει τη τσάντα του για το σχολείο βάζοντας ό,τι θα χρειαστεί Μεταφορά εντολών/δεδομένων στην κρυφή μνήμη (prefetching and caching) Σε ποια ουρά αποφασίζεις να σταθείς στο supermarket Mοντελοποίηση απόδοσης σε συστήματα με πολλούς εξυπηρετητές (performance modeling for multi-server systems)
Η Υπολογιστική Σκέψη στην καθημερινή μας ζωή Γιατί το τηλέφωνο δουλεύει ακόμη και όταν κόβεται το ρεύμα Αποφυγή αποτυχίας και πλεονασμός στο σχεδιασμό Τι κάνουμε όταν χάνουμε κάτι (independence of failure and redundancy in design) Οπισθοδρόμηση (backtracking)
Τι χαρακτηρίζει την Υπολογιστική Σκέψη Διατύπωση προβλημάτων με έναν τέτοιο τρόπο που θα δίνει τη δυνατότητα να χρησιμοποίησης υπολογιστή για την επίλυσή τους Οργάνωση και ανάλυση δεδομένων με έναν λογικό τρόπο Αναπαράσταση δεδομένων μέσω αφαιρέσεων, όπως μοντέλα και προσομοιώσεις Αυτοματοποίηση λύσεων μέσω της αλγοριθμικής σκέψης Εντοπισμός, ανάλυση και εφαρμογή πιθανών λύσεων με στόχο την μία αποτελεσματική λύση Γενίκευση και μεταφορά αυτής της διαδικασίας επίλυσης προβλημάτων σε μια ευρεία ποικιλία προβλημάτων Jeanette Wing, Computational Thinking, CACM vol. 49, no. 3, March 2006, pp. 33-35.
Ταξινομία Bloom
Αναθεωρημένη Ταξινομία Bloom - Ψηφιακές Ικανότητες Θυμάμαι Αναγνωρίζω, Περιγράφω, Κατονομάζω, Εντοπίζω, Καταγράφω
Αναθεωρημένη Ταξινομία Bloom - Ψηφιακές Ικανότητες Κατανοώ Μεταφράζω, Ταξινομώ, Συγκρίνω, Συμπεραίνω, Σχολιάζω, Εξηγώ, Δίνω παραδείγματα, Διατυπώνω λογικές εκφράσεις
Αναθεωρημένη Ταξινομία Bloom - Ψηφιακές Ικανότητες Εφαρμόζω Υλοποιώ, Πραγματοποιώ, Εκτελώ, Επεξεργάζομαι, Τροποποιώ, Παίζω/Λειτουργώ
Αναθεωρημένη Ταξινομία Bloom - Ψηφιακές Ικανότητες Αναλύω Αποδομώ, Οργανώνω, Συγκρίνω, Σκιαγραφώ, Επιβεβαιώνω, Αποδίδω χαρακτηριστικά
Αναθεωρημένη Ταξινομία Bloom - Ψηφιακές Ικανότητες Αξιολογώ Ελέγχω, Δοκιμάζω, Πειραματίζομαι, Ασκώ κριτική, Παρακολουθώ, Εποπτεύω
Αναθεωρημένη Ταξινομία Bloom - Ψηφιακές Ικανότητες Δημιουργώ Σχεδιάζω, Προγραμματίζω, Παράγω, Επινοώ, Συνθέτω, Δομώ, Αναπτύσσω
Θυμάμαι: Αναγνωρίζω, Περιγράφω, Κατονομάζω, Εντοπίζω, Καταγράφω Ποια η λειτουργία της εντολής: text.setposition(100, 100) ; Ποια εντολή πρέπει να αλλάξω για να εμφανιστεί το μήνυμα σε διαφορετική θέση;
Θυμάμαι: Αναγνωρίζω, Περιγράφω, Κατονομάζω, Εντοπίζω, Καταγράφω Πόσα βήματα απέχει το πουλί από το γουρουνάκι; Ποια / ποιες εντολή / εντολές θα χρησιμοποιήσεις για να το φτάσει; Ποια / ποιες εντολή / εντολές θα χρησιμοποιήσεις για να φτάσει το πουλί στο γουρουνάκι ;
Κατανοώ: Μεταφράζω, Ταξινομώ, Συγκρίνω, Συμπεραίνω, Σχολιάζω, Εξηγώ, Δίνω παραδείγματα, Διατυπώνω λογικές εκφράσεις Ο Γιάννης έδωσε την 1 η λύση και ο Γιώργος τη 2 η. Έχουν και οι δύο λύσεις το ίδιο αποτέλεσμα; Εσύ ποια θα επέλεγες και γιατί;
Κατανοώ: Μεταφράζω, Ταξινομώ, Συγκρίνω, Συμπεραίνω, Σχολιάζω, Εξηγώ, Δίνω παραδείγματα, Διατυπώνω λογικές εκφράσεις
Εφαρμόζω: Υλοποιώ, Πραγματοποιώ, Εκτελώ, Επεξεργάζομαι, Τροποποιώ, Παίζω/Λειτουργώ Δραστηριότητα υλοποίησης συγκεκριμένων προδιαγραφών
Εφαρμόζω: Υλοποιώ, Πραγματοποιώ, Εκτελώ, Επεξεργάζομαι, Τροποποιώ, Παίζω/Λειτουργώ Δραστηριότητα υλοποίησης σε Δραστηριότητα python τροποποίησης στην οποία μπορεί να ζητηθεί εμπλουτισμός
Εφαρμόζω: Υλοποιώ, Πραγματοποιώ, Εκτελώ, Επεξεργάζομαι, Τροποποιώ, Παίζω/Λειτουργώ Δραστηριότητα τροποποίησης
Αναλύω: Αποδομώ, Οργανώνω, Συγκρίνω, Σκιαγραφώ, Επιβεβαιώνω, Αποδίδω χαρακτηριστικά Δραστηριότητα Αποδόμησης κώδικα Πόσα δωμάτια υποστηρίζονται; Τι δυνατότητες κίνησης υπάρχουν σε κάθε δωμάτιο; Πότε επιβιώνει ο παίκτης;
Αναλύω: Αποδομώ, Οργανώνω, Συγκρίνω, Σκιαγραφώ, Επιβεβαιώνω, Αποδίδω χαρακτηριστικά Δραστηριότητα Οργάνωσης/ Σύγκρισης επιβεβαίωσης Από ποια στάδια πέρασες για να υλοποιήσεις το παιχνίδι; Πώς πιστεύεις ότι ήταν οργανωμένη η υλοποίηση; Σύγκρινε την άποψή σου με την δομή που ακολουθήθηκε. Αν υπάρχουν διαφορές, γιατί πιστεύεις ότι υπάρχουν ;
Αξιολογώ: Ελέγχω, Δοκιμάζω, Πειραματίζομαι, Ασκώ κριτική, Παρακολουθώ, Εποπτεύω Δραστηριότητα Ελέγχου / Κριτικής Εκτέλεσε τον κώδικα του παιχνιδιού «THE DARK TUNEL», δίνοντας διαφορετικές εισόδους (απαντήσεις στις ερωτήσεις). Το παιχνίδι έχει την επιθυμητή ανταπόκριση; Κρίνεις ότι είναι λογικές οι αποκρίσεις του παιχνιδιού; Συνάδουν με τις εντολές, τις μεταβλητές και τη λογική του παιχνιδιού; Θα μπορούσες να υλοποιήσεις με άλλες προγραμματιστικές δομές τον κώδικα; Θα το έκανες; Γιατί; Δεν θα το έκανες; Γιατί;
Δημιουργώ: Σχεδιάζω, Προγραμματίζω, Παράγω, Επινοώ, Συνθέτω, Δομώ, Αναπτύσσω Δραστηριότητα Επινόησης / Σχεδιασμού / Ανάπτυξης Επέκταση του παιχνιδιού «THE DARK TUNEL» με επιπλέον χαρακτήρες, αντικείμενα, κινήσεις, δωμάτια, και μεταφορά του παιχνιδιού σε άλλο προγραμματιστικό περιβάλλον
Υπολογιστική Σκέψη & Επίλυση Προβλήματος Κατανόηση προβλήματος Ανάλυση δεδομένων Κατάτμηση προβλήματος σε υπο-προβλήματα
Υπολογιστική Σκέψη & Επίλυση Προβλήματος Σχεδιασμός Αλγορίθμων Ανάκληση εμπειρίας
Υπολογιστική Σκέψη & Επίλυση Προβλήματος Περιγραφική διατύπωση της λύσης Αναπαράσταση λύσης σε κώδικα
Ποια θεωρούνται «καλά» προβλήματα; επιδιώκουν συγκεκριμένους μαθησιακούς στόχους καλύπτουν τα επίπεδα της ταξινομίας Bloom έχουν κλιμακούμενη δυσκολία & ανταποκρίνονται στο επίπεδο των μαθητών προκαλούν το ενδιαφέρον μπορούν να «σπάσουν» σε υποπροβλήματα καλλιεργούν τη δημιουργική σκέψη
Ευχαριστώ!