+ All Categories
Home > Documents > Πως το προγραμματιστικό περιβάλλον διαμορφώνει τις...

Πως το προγραμματιστικό περιβάλλον διαμορφώνει τις...

Date post: 27-Apr-2023
Category:
Upload: crete
View: 0 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
11
Πως το προγραμματιστικό περιβάλλον διαμορφώνει τις στάσεις, αντιλήψεις, πεποιθήσεις και τις γνώσεις των μαθητών στον προγραμματισμό. Μια σύγκριση μεταξύ Scratch και App Inventor. Παπαδάκης Σταμάτιος 1 , Ξεφτεράκης Νικόλαος 2 , Καρδαρά Μαρία-Λεμονιά 3 , Σαλδέου Πηγή 4 , Σανδαλή Γεωργία 5 , Σαραντέας Ιωάννης 6 , Βούλγαρης Απόστολος 7 , Λεβέντης Σωκράτης 8 , Μακρυγιάννης Παναγιώτης 9 [email protected], 1 Εκπαιδευτικός Πληροφορικής, Επιμορφωτής Β’ Επιπέδου 2,3,4,5,6,7,8 Εκπαιδευτικός Πληροφορικής, 9 Εκπαιδευτικός Πληροφορικής, Επιμορφωτής Β’ Επιπέδου Περίληψη Σκοπός της εργασίας ήταν η σύγκριση των συμπεριφορικών και μαθησιακών αποτελεσμάτων που επιφέρει στους μαθητές διαφορετικών σχολικών μονάδων και εκπαιδευτικών βαθμίδων η διδασκαλία του προγραμματισμού μέσω δυο διαφορετικών Περιβαλλόντων Προγραμματισμού για αρχαρίους, του Scratch και του App Inventor for Android (AIA). Αρχικά υποθέσαμε ότι λόγω των χαρακτηριστικών των δυο περιβαλλόντων, οι μαθητές θα βελτιώσουν τις γνώσεις και την συμπεριφορική τους προσέγγιση στον προγραμματισμό. Δεδομένων των χαρακτηριστικών του ΑΙΑ, υποθέσαμε επιπλέον ότι οι μαθητές οι οποίοι θα διδάσκονταν τον προγραμματισμό μέσω του περιβάλλοντος αυτού, θα επιδείκνυαν θετικότερες στάσεις στον προγραμματισμό ενώ θα παρουσίαζαν βελτίωση σε σημαντικά υψηλότερο βαθμό στον έλεγχο των γνώσεων τους, σε σχέση με τους μαθητές οι οποίοι διδάχθηκαν το Scratch. Τα αποτελέσματα της εργασίας, επιβεβαιώνουν τόσο την πρώτη όσο και την δεύτερη υπόθεση. Όλοι οι μαθητές βελτίωσαν τη συμπεριφορική τους προσέγγιση και τις γνώσεις τους στον προγραμματισμό με το πέρας της διδακτικής παρέμβασης. Επιπρόσθετα, οι μαθητές οι οποίοι ακολούθησαν τη διδακτική παρέμβαση με τη χρήση του ΑΙΑ σημείωσαν καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα και αποκόμισαν συνολικά θετικότερες στάσεις, αντιλήψεις και κίνητρα για την ενασχόληση τους με τον προγραμματισμό. Λέξεις κλειδιά: App Inventor, Scratch, Περιβάλλοντα προγραμματισμού για αρχαρίους Εισαγωγή Ο προγραμματισμός είναι μέρος της λογικής σκέψης και αποτελεί μία από τις βασικές δεξιότητες του 21 ου αιώνα, θεωρούμενος πολύτιμο εφόδιο για τον άνθρωπο στην Κοινωνία της Δημιουργικότητας. Όπως χαρακτηριστικά επισημαίνει ο Papert (1993), «μια βαθιά κατανόηση του προγραμματισμού, και ειδικότερα η διαδοχική ανασύνθεση ως ένας τρόπος ανάλυσης και εντοπισμού σφαλμάτων μέσω δοκιμαστικών λύσεων, οδηγεί σε σημαντικά εκπαιδευτικά οφέλη σε πολλούς τομείς του λόγου, συμπεριλαμβανομένων εκείνων οι οποίοι δεν σχετίζονται με τους υπολογιστές και την τεχνολογία των πληροφοριών». Στα πλαίσια αυτά, οι χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης εκτός της συμμετοχής τους σε οργανωμένες δραστηριότητες για την προώθηση του προγραμματισμού, όπως η Ευρωπαϊκή Εβδομάδα Κώδικα (Europe Code Week), προωθούν την αναμόρφωση των προγραμμάτων σπουδών τους προκειμένου να ενσωματώσουν όσες δεν το έχουν ήδη κάνει τη διδασκαλία του προγραμματισμού ως μέρους των δραστηριοτήτων του προγράμματος σπουδών, είτε υποχρεωτικό είτε προαιρετικό (European Schoolnet, 2014). Η Αγγλία είναι μια από τις πρώτες Ευρωπαϊκές χώρες η οποία από τον Σεπτέμβριο του 2014 καθιέρωσε τη διδασκαλία του προγραμματισμού ως υποχρεωτική δραστηριότητα σε ολόκληρη την Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση. Ο προγραμματισμός στη σημερινή κοινωνία της Πληροφορίας, εκτός από μαθησιακό αντικείμενο, έχει μετατραπεί σε μια βασική ικανότητα που απευθύνεται σε όλους τους μαθητές καθώς αποτελεί Πρακτικά Εργασιών 9 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής, Καστοριά, 24-26 Απριλίου 2015
Transcript

Πως το προγραμματιστικό περιβάλλον διαμορφώνει τις στάσεις, αντιλήψεις, πεποιθήσεις και τις γνώσεις των

μαθητών στον προγραμματισμό. Μια σύγκριση μεταξύ Scratch και App Inventor.

Παπαδάκης Σταμάτιος1, Ξεφτεράκης Νικόλαος2, Καρδαρά Μαρία-Λεμονιά3, Σαλδέου Πηγή4, Σανδαλή Γεωργία5, Σαραντέας Ιωάννης6, Βούλγαρης Απόστολος7,

Λεβέντης Σωκράτης8, Μακρυγιάννης Παναγιώτης9

[email protected], 1 Εκπαιδευτικός Πληροφορικής, Επιμορφωτής Β’ Επιπέδου

2,3,4,5,6,7,8 Εκπαιδευτικός Πληροφορικής, 9 Εκπαιδευτικός Πληροφορικής, Επιμορφωτής Β’ Επιπέδου

Περίληψη

Σκοπός της εργασίας ήταν η σύγκριση των συμπεριφορικών και μαθησιακών αποτελεσμάτων που επιφέρει στους μαθητές διαφορετικών σχολικών μονάδων και εκπαιδευτικών βαθμίδων η διδασκαλία του προγραμματισμού μέσω δυο διαφορετικών Περιβαλλόντων Προγραμματισμού για αρχαρίους, του Scratch και του App Inventor for Android (AIA). Αρχικά υποθέσαμε ότι λόγω των χαρακτηριστικών των δυο περιβαλλόντων, οι μαθητές θα βελτιώσουν τις γνώσεις και την συμπεριφορική τους προσέγγιση στον προγραμματισμό. Δεδομένων των χαρακτηριστικών του ΑΙΑ, υποθέσαμε επιπλέον ότι οι μαθητές οι οποίοι θα διδάσκονταν τον προγραμματισμό μέσω του περιβάλλοντος αυτού, θα επιδείκνυαν θετικότερες στάσεις στον προγραμματισμό ενώ θα παρουσίαζαν βελτίωση σε σημαντικά υψηλότερο βαθμό στον έλεγχο των γνώσεων τους, σε σχέση με τους μαθητές οι οποίοι διδάχθηκαν το Scratch. Τα αποτελέσματα της εργασίας, επιβεβαιώνουν τόσο την πρώτη όσο και την δεύτερη υπόθεση. Όλοι οι μαθητές βελτίωσαν τη συμπεριφορική τους προσέγγιση και τις γνώσεις τους στον προγραμματισμό με το πέρας της διδακτικής παρέμβασης. Επιπρόσθετα, οι μαθητές οι οποίοι ακολούθησαν τη διδακτική παρέμβαση με τη χρήση του ΑΙΑ σημείωσαν καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα και αποκόμισαν συνολικά θετικότερες στάσεις, αντιλήψεις και κίνητρα για την ενασχόληση τους με τον προγραμματισμό.

Λέξεις κλειδιά: App Inventor, Scratch, Περιβάλλοντα προγραμματισμού για αρχαρίους

Εισαγωγή

Ο προγραμματισμός είναι μέρος της λογικής σκέψης και αποτελεί μία από τις βασικές δεξιότητες του 21ου αιώνα, θεωρούμενος πολύτιμο εφόδιο για τον άνθρωπο στην Κοινωνία της Δημιουργικότητας. Όπως χαρακτηριστικά επισημαίνει ο Papert (1993), «μια βαθιά κατανόηση του προγραμματισμού, και ειδικότερα η διαδοχική ανασύνθεση ως ένας τρόπος ανάλυσης και εντοπισμού σφαλμάτων μέσω δοκιμαστικών λύσεων, οδηγεί σε σημαντικά εκπαιδευτικά οφέλη σε πολλούς τομείς του λόγου, συμπεριλαμβανομένων εκείνων οι οποίοι δεν σχετίζονται με τους υπολογιστές και την τεχνολογία των πληροφοριών». Στα πλαίσια αυτά, οι χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης εκτός της συμμετοχής τους σε οργανωμένες δραστηριότητες για την προώθηση του προγραμματισμού, όπως η Ευρωπαϊκή Εβδομάδα Κώδικα (Europe Code Week), προωθούν την αναμόρφωση των προγραμμάτων σπουδών τους προκειμένου να ενσωματώσουν – όσες δεν το έχουν ήδη κάνει – τη διδασκαλία του προγραμματισμού ως μέρους των δραστηριοτήτων του προγράμματος σπουδών, είτε υποχρεωτικό είτε προαιρετικό (European Schoolnet, 2014). Η Αγγλία είναι μια από τις πρώτες Ευρωπαϊκές χώρες η οποία από τον Σεπτέμβριο του 2014 καθιέρωσε τη διδασκαλία του προγραμματισμού ως υποχρεωτική δραστηριότητα σε ολόκληρη την Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση.

Ο προγραμματισμός στη σημερινή κοινωνία της Πληροφορίας, εκτός από μαθησιακό αντικείμενο, έχει μετατραπεί σε μια βασική ικανότητα που απευθύνεται σε όλους τους μαθητές καθώς αποτελεί

Πρακτικά Εργασιών 9ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Καθηγητών Πληροφορικής, Καστοριά, 24-26 Απριλίου 2015

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής 2 εφόδιο για κάθε εργαζόμενο. Ο τομέας της Πληροφορικής χαρακτηρίζεται ως τομέας με τεράστιες δυνατότητες επαγγελματικής ανάπτυξης (European Schoolnet, 2014). Σύμφωνα με το Βρετανικό ίδρυμα SFIA (Skills Framework for the Information Age), υπάρχουν 86 διαφορετικές επαγγελματικές δεξιότητες (skills) που σχετίζονται με τη Πληροφορική και οι οποίες αντιστοιχούν σε 290 διαφορετικούς ειδικότητες στο τομέα της Πληροφορικής. Στην Ευρώπη, το 2013, εργάζονταν περισσότεροι από 4.5 εκατομμύρια άνθρωποι στην Πληροφορική, οι οποίοι ασχολούνται με ένα μεγάλο αριθμό διαφορετικών δραστηριοτήτων Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, μέχρι το 2015 θα υπάρχουν 500.000 κενές θέσεις εργασίας στον τομέα των ΤΠΕ (Παπαδημητρίου, 2014).

Στα πλαίσια αυτά θα περίμενε κανείς ότι οι μαθητές θα αγκάλιαζαν με θέρμη τον προγραμματισμό και τη διδασκαλία του στα πλαίσια της τυπικής εκπαίδευσης. Τα στοιχεία δείχνουν όμως ότι τέτοια τάση δεν παρατηρείται, τουλάχιστον ως προς την επιλογή της κατεύθυνσης/κλάδου Πληροφορικής για τις σπουδές τους. Έρευνες και στοιχεία τόσο από τις Ηνωμένες Πολιτείες όσο και την Ευρώπη δείχνουν ότι ολοένα αυξανόμενος αριθμός μαθητών και φοιτητών επιλέγει να μην ακολουθήσει στη Δευτεροβάθμια και στην Τριτοβάθμια εκπαίδευση τον κλάδο της Πληροφορικής (Papadakis, Kalogiannakis, Orfanakis, & Zaranis, 2014).

Ένας λόγος είναι ότι η διδασκαλία του Προγραμματισμού θεωρείται από τους μαθητές μια επίπονη και βαρετή μαθησιακή διαδικασία. Στις παραδοσιακές, επαγγελματικές γλώσσες προγραμματισμού, οι αρχάριοι προγραμματιστές καταπιάνονται με τη μάθηση ενός άκαμπτου συντακτικού ή με παραδείγματα ασκήσεων τα οποία είναι εχθρικά και ξένα προς αυτούς. Για σχεδόν τρεις δεκαετίες, οι εκπαιδευτικοί έχουν «παλέψει» με τη διδασκαλία του Προγραμματισμού. Για το σκοπό αυτό, εξακολουθούν να αναζητούν ποικίλες γλώσσες προγραμματισμού και λογισμικά για τη διδασκαλία, προγραμματιστικά περιβάλλοντα, κατάλληλα και αυθεντικά παραδείγματα και αλλαγές στο περιεχόμενο σπουδών (Kelleher & Pausch, 2005). Μια από τις πιο επιτυχημένες προσπάθειες διδασκαλίας του προγραμματισμού σε αρχαρίους είναι μέσω της ανάπτυξης και χρήσης Περιβαλλόντων Προγραμματισμού για αρχαρίους (Initial Learning Environments - ILEs). Τα Περιβάλλοντα Προγραμματισμού για αρχαρίους (ΠΠΑ) είναι οπτικές γλώσσες προγραμματισμού οι οποίες μέσω της χρήσης πλακιδίων (blocks) έχουν αυξήσει το ενδιαφέρον των μαθητών για τον προγραμματισμό συμβάλλοντας επιτυχημένα στη μείωση των εμποδίων που αντιμετωπίζουν οι αρχάριοι στον προγραμματισμό χρήστες. Στόχος τους είναι η παροχή προσιτών γραφικών περιβαλλόντων για την κατασκευή και προβολή του κώδικα ενός προγράμματος. Επιτυχημένα περιβάλλοντα αυτής της κατηγορίας αποτελούν το Scratch, το Kodu, η Logo, το Greenfoot και η Alice (Maloney, Resnick, Rusk, Silverman, & Eastmond, 2010; Giannakos, Hubwieser, & Chrisochoides, 2013; Brennan, & Resnick, 2012). Η τελευταία είσοδος στον χώρο των ΠΠΑ είναι το App Inventor for Android (AIA), το οποίο εκμεταλλευόμενο τη δημοφιλία των φορητών συσκευών και την τάση των χρηστών όλων των ηλικιών προς τις συσκευές αυτές έχει πραγματοποιήσει δυναμική διείσδυση σε ποικίλα σχολικά περιβάλλοντα (Papadakis et al., 2014).

Στάσεις, αντιλήψεις, κίνητρα

Με τον όρο «στάσεις» αναφερόμαστε στις τάσεις και την προδιάθεση ενός υποκειμένου αναφορικά με την ευμενή ή δυσμενή ανταπόκριση του σε συγκεκριμένα γεγονότα, άτομα ή φορείς, αντικειμένων ή και μαθημάτων. Οι στάσεις περιέχουν το στοιχείο της υποκειμενικής αντίληψης και αξιολόγησης βασικών παραμέτρων της κατάστασης που εξετάζεται, προέρχονται από προηγούμενες εμπειρίες, θετικές ή αρνητικές, του ατόμου και επηρεάζουν τα συναισθήματα και τη συμπεριφορά του (Φιλίππου & Χρίστου, 2001). Αντίστοιχα οι ίδιοι συγγραφείς ορίζουν ως αντιλήψεις ενός ατόμου τις πεποιθήσεις τις οποίες έχει ένα άτομο για ένα αντικείμενο ή μια κατάσταση, και οι οποίες έχουν έντονο το στοιχείο της υποκειμενικότητας. Ειδικότερα για ένα οποιοδήποτε μαθησιακό αντικείμενο οι αντιλήψεις που υπάρχουν έχουν σχέση με το σύνολο των συνειδητών και υποσυνείδητων κανόνων, εννοιών και εμπειριών γενικότερα που σχετίζονται με την εμπειρία από το μαθησιακό αντικείμενο ή, ή λόγω έλλειψης αυτών μέσω της ευρύτερης εμπειρίας με το αντικείμενο αυτό (π.χ. μαθηματικά, προγραμματισμός). Συνοπτικά, μπορούμε να καταλήξουμε στο συμπέρασμα, ότι οι αντιλήψεις προκύπτουν από προηγούμενες γνώσεις και εμπειρίες, δημιουργούνται σταδιακά και είναι σχετικά

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Καινοτόμες Παιδαγωγικές Πρακτικές

3

μόνιμες, ενώ οι στάσεις προέρχονται από την αλληλεπίδραση γνώσεων και συναισθημάτων και είναι ευμετάβλητες (Ηλία, Αριστάρχου, Χατζηγαβριήλ-Σιεκκέρη, & Καλογήρου 2010). Οι στάσεις μπορεί να είναι ωφέλιμες ή επιζήμιες για τους μαθητές. Οι θετικές στάσεις οδηγούν στην ικανοποίηση και την απόλαυση, ενώ οι αρνητικές σε συμπεριφορές συχνά αυτοκαταστροφικές και πάντως όχι παραγωγικές. Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει τις στάσεις των μαθητών προς το μαθησιακό αντικείμενο και την ενασχόλησή τους ή όχι με αυτό, είναι κατά πόσο το θεωρούν χρήσιμο και σημαντικό (Wlodkowski, 2011).

Με τον όρο κίνητρα εννοούμε τις αιτίες που ενθαρρύνουν το άτομο να ασχοληθεί ή να επιδιώξει κάτι. Τα κίνητρα έχουν άμεση σχέση με τη δημιουργία θετικών ή αρνητικών στάσεων απέναντι σε ένα μαθησιακό αντικείμενο. Αν ο μαθητής έχει μόνο εξωτερικά κίνητρα, δηλαδή αποβλέπει στην αποκόμιση συγκεκριμένου οφέλους που θα συνοδεύει την επιτυχία του, ή την αποφυγή κάποιας πιθανής τιμωρίας στην περίπτωση που αποτύχει, τότε αυτός σταματάει την προσπάθεια όταν εκλείψει το συγκεκριμένο κίνητρο. Έτσι χάνει την ευκαιρία να απολαύσει τη χαρά και την ικανοποίηση της δημιουργίας και της επιτυχίας που θα ένιωθε ύστερα από την επίλυση ενός προβλήματος. Αντιθέτως ο μαθητής που πασχίζει για την επίτευξη κάποιου στόχου, είτε επειδή θα του προσφέρει προσωπική εσωτερική ικανοποίηση είτε γιατί πιστεύει στην αξία αυτού που κάνει, ανεξάρτητα από την όποια αμοιβή (εσωτερικά κίνητρα), σταδιακά αναπτύσσει θετικές στάσεις απέναντι στο μαθησιακό αντικείμενο (Καγκουρά, Σπύρου, Ηλία & Μονογυιού, 2010).

Οπτικός προγραμματισμός με το App Inventor for Android

To App Inventor for Android (AIA) είναι ένα δωρεάν οπτικό περιβάλλον προγραμματισμού, το οποίο απευθύνεται σε άτομα δίχως υπόβαθρο στον προγραμματισμό προκειμένου να τα διευκολύνει να δημιουργήσουν με εύκολο τρόπο εφαρμογές για έξυπνες φορητές συσκευές με λειτουργικό σύστημα Android (Παπαδάκης, Ορφανάκης, Καλογιαννάκης & Ζαράνης, 2014). Δημιουργήθηκε ως ένα ερευνητικό έργο των εργαστηρίων της Google (Google labs) από τον καθηγητή Hal Abelson και μια ομάδα προγραμματιστών από το τμήμα εκπαίδευσης της Google (Google Education) ενώ στην συνέχεια «υιοθετήθηκε» από το κέντρο φορητής μάθησης του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT’s Center for Mobile Learning) ως λογισμικό ανοικτού κώδικα. Παρά το σύντομο χρονικό διάστημα ύπαρξης του είναι αρκετά δημοφιλές μεταξύ των χρηστών. Την χρονική στιγμή συγγραφής της εργασίας (Ιανουάριος 2015), υπήρχαν σε μηνιαία βάση 210.000 ενεργοί χρήστες σε ένα σύνολο 2.9 εκατομμυρίων εγγεγραμμένων χρηστών από 195 χώρες (MIT App Inventor, 2015). Σύμφωνα με το ΜΙΤ (MIT App Inventor, 2015), η δραματική πτώση χρήσης του ΑΙΑ, όπως προκύπτει από τα στατιστικά χρήσης του, κατά τη διάρκεια των διακοπών των Χριστουγέννων, Πάσχα και καλοκαιριού μαρτυρά την αποδοχή και την ευρεία χρήση του από σχολικές μονάδες (Σχήμα 1).

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής 4

Σχήμα 1. Στατιστικά χρήσης του ΑΙΑ (πηγή: MIT App Inventor, 2015)

Η δημιουργία μιας εφαρμογής στο νέο περιβάλλον του ΑΙΑ γίνεται μέσω ενός φυλλομετρητή, απαλλάσσοντας τον αρχάριο χρήστη από πρόσθετες εργασίες και δύσχρηστες παραμετροποιήσεις όπως για παράδειγμα την ανάγκη εγκατάστασης και παραμετροποίησης της JAVA την οποία απαιτούσε η πρώτη έκδοση του ΑΙΑ. Το περιβάλλον του ΑΙΑ, αποτελείται από 3 διακριτά μέρη.

• Ο σχεδιαστής (Designer) επιτρέπει την επιλογή μιας ευρείας συλλογής συστατικών μερών (components) όπως κουμπιά, ετικέτες, μπάρες ολίσθησης κ.α. και την εισαγωγή τους ως οπτικά ή μη μέρη της φορητής εφαρμογής. Μόλις ένα συστατικό στοιχείο προστεθεί στην εφαρμογή, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να ρυθμίσει τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του.

• Ο συντάκτης εντολών (Βlock Εditor) χρησιμοποιεί πλακίδια, τα οποία ενώνονται μεταξύ όπως τα κομμάτια ενός παζλ, προκειμένου ο χρήστης να ορίσει την αντίδραση της εφαρμογής ως απόκριση σε ποικίλα συμβάντα τα οποία μπορεί να σχετίζονται είτε με τις ενέργειες ενός χρήστη (άγγιγμα στην οθόνη) ή με μεταβολές της κατάστασης της συσκευής (επιταχυνσιόμετρο).

• Το ΑΙΑ επιτρέπει στον χρήστη να ελέγχει σε πραγματικό χρόνο την λειτουργικότητα της εφαρμογής που δημιουργεί κάνοντας χρήση είτε του ενσωματωμένου προσομοιωτή (emulator) είτε μιας έξυπνης φορητής συσκευής (smartphone, tablet). Οι αλλαγές που κάνει ο χρήστης στην εφαρμογή αντικατοπτρίζονται σε πραγματικό χρόνο στη συνδεδεμένη έξυπνη συσκευή ή στον προσομοιωτή δίχως την ανάγκη μεταγλώττισης της εφαρμογής όπως συμβαίνει σε άλλες γλώσσες προγραμματισμού.

Ωστόσο το ΑΙΑ ως προγραμματιστικό περιβάλλον έχει και περιορισμούς συγκρινόμενο με μια επαγγελματική γλώσσα προγραμματισμού. Για παράδειγμα δεν επιτρέπει τη δημιουργία νέων συστατικών (κλάσεων) καθώς και τον χειρισμό της προτεραιότητας των διαφόρων συμβάντων (Wolber, 2011; Gray, Abelson, Wolber, & Friend, 2012).

Οπτικός προγραμματισμός με το Scratch

Το Scratch είναι ένα εκπαιδευτικό οπτικό περιβάλλον προγραμματισμού το οποίο δημιουργήθηκε από το MIT Lifelong Kindergarten group. Από την πρώτη επίσημη διάθεση του στο κοινό, το έτος 2003, εκπαιδευτικοί όλων των βαθμίδων από όλο τον κόσμο, το χρησιμοποιούν με επιτυχία προκειμένου να διδάξουν εισαγωγικά μαθήματα προγραμματισμού. Το Scratch έχει καταφέρει να γίνει το δημοφιλέστερο περιβάλλον προγραμματισμού για αρχαρίους απευθυνόμενο σε μαθητές της Πρωτοβάθμιας και της Δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Στη χώρα μας, η πλειονότητα των αναφορών σε συνέδρια σχετίζεται με επιτυχημένα παραδείγματα χρήσης του Scratch σε όλες τις σχολικές βαθμίδες. Σύμφωνα με πρόσφατα στοιχεία από το δικτυακό τόπο του Scratch, υπήρχαν τον Ιανουάριο του 2015 περίπου 5.5 εκατομμύρια εγγεγραμμένοι χρήστες οι οποίοι είχαν μοιραστεί 8 εκατομμύρια έργα ενώ είχαν αναρτηθεί 40 εκατομμύρια σχόλια χρηστών. Στο σχήμα 2 παρουσιάζονται σε μηνιαία βάση οι ενεργοί χρήστες του Scratch όπως προκύπτουν μέσω της δημιουργίας έργων και δημοσίευσης σχολίων.

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Καινοτόμες Παιδαγωγικές Πρακτικές

5

Σχήμα 2. Στατιστικά χρήσης του Scratch (πηγή: Scratch, 2015)

Το Scratch ως προγραμματιστικό περιβάλλον επιτρέπει τη δημιουργία προγραμμάτων ενώνοντας κομμάτια κώδικα όπως ένα παζλ παρέχοντας πρόσθετες δυνατότητες διαχείρισης γραφικών και πολυμεσικών στοιχείων σε σχέση με το AIA. Υποστηρίζει τους αρχάριους χρήστες ώστε να δημιουργήσουν με διασκεδαστικό τρόπο ιστορίες κινουμένων σχεδίων, παρουσιάσεις πολυμέσων, παιχνίδια, προσομοιώσεις και άλλα διαδραστικά προγράμματα παρέχοντας τους τη δυνατότητα να μοιραστούν τις δημιουργίες τους στο διαδίκτυο μέσω μιας ιδιαίτερα δυναμικής διαδικτυακής κοινότητας. Οι χρήστες του Scratch, μαθαίνουν προγραμματισμό, αναπτύσσουν την υπολογιστική τους σκέψη, σκέπτονται δημιουργικά και λειτουργούν συλλογικά - ικανότητες απαραίτητες για τον 21ο αιώνα (Maloney, Resnick, Rusk, Silverman, & Eastmond, 2010; Meerbaum-Salant, Armoni, & Ben-Ari, 2010; Brennan & Resnick, 2013; Papadakis et al., 2014).

Μεθοδολογία

Το δείγμα Για τον έλεγχο των υποθέσεων εργασίας, ο πειραματικός σχεδιασμός που ακολουθήθηκε ήταν η πειραματική διαδικασία με ανεξάρτητες ομάδες (independent-subjects design). Λαμβάνεται ένα τυχαίο αντιπροσωπευτικό δείγμα υποκειμένων και στη συνέχεια ορίζονται τυχαία τα υποκείμενα στην πειραματική και στην ομάδα ελέγχου. Ο τυχαίος ορισμός εξασφαλίζει ότι δεν υπάρχει καμιά συστηματική σχέση ανάμεσα σε οποιοδήποτε χαρακτηριστικό των υποκειμένων και στη συγκεκριμένη ομάδα στην οποία ορίζονται. Η πειραματική ομάδα (experimental group) λαμβάνει κάποιο επίπεδο της ανεξάρτητης μεταβλητής η οποία στην παρούσα έρευνα είναι η διδακτική παρέμβαση με τη χρήση του ΑΙΑ. Η ομάδα ελέγχου (control group) δε λαμβάνει την ανεξάρτητη μεταβλητή, χρησιμεύει ως βάση σύγκρισης (Ρούσσος & Τσαούσης, 2002).

Το δείγμα της έρευνας αποτελούσαν μαθητές οι οποίοι κατά το σχολικό έτος 2013-2014 φοιτούσαν σε Επαγγελματικά Λύκεια (ΕΠΑΛ) και Γενικά Λύκεια (ΓΕΛ) του Πειραιά καθώς και ενός επαρχιακού Λυκείου της Κρήτης. Συγκεκριμένα στην πειραματική παρέμβαση έλαβαν μέρος μαθητές από τα ΕΠΑΛ Ρέντη και Νίκαιας, από το 7ο ΓΕΛ Πειραιά και ΓΕΛ Περάματος καθώς και από το ΓΕΛ Κρουσώνα Ηρακλείου Κρήτης. Οι μαθητές των ΕΠΑΛ φοιτούσαν στην Β’ και Γ’ τάξη, ενώ των ΓΕΛ στη Β’ και στη Α’ τάξη αντίστοιχα. Οι μαθητές του ΕΠΑΛ Νικαίας με τυχαίο τρόπο επιλέχθηκαν να λειτουργήσουν ως ομάδα έλεγχου και διδάχθηκαν προγραμματισμό μέσω της γλώσσας Scratch. Οι μαθητές των υπολοίπων σχολικών μονάδων θα αποτελούσαν τις πειραματικές ομάδες οι οποίες θα διδάσκονταν το AIA. Στον πίνακα 1 παρουσιάζονται τα περιγραφικά χαρακτηριστικά του δείγματος.

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής 6

Πίνακας 1. Περιγραφικά χαρακτηριστικά του δείγματος

Σχολική μονάδα Πλήθος Αγόρια / κορίτσια

Τάξη Μάθημα Προγραμματιστικό Περιβάλλον

ΕΠΑΛ Ρέντη 18 10/8 Β / Γ Βασικές Υπηρεσίες Διαδικτύου, Εφαρμογές Πολυμέσων ΑΙΑ

ΕΠΑΛ Νίκαιας 15 9/6 Β Ερευνητική Εργασία Scratch ΓΕΛ Περάματος 13 5/8 Β Εφαρμογές Υπολογιστών ΑΙΑ ΓΕΛ Κρουσώνα 20 9/11 Β Εφαρμογές Υπολογιστών ΑΙΑ 7ο ΓΕΛ Πειραιά 21 11/9 Α Ερευνητική Εργασία ΑΙΑ

Πειραματική διαδικασία Οι ομάδες οι οποίες συμμετείχαν στην πειραματική παρέμβαση παρακολούθησαν για ένα

τετράμηνο, μια πειραματική παρέμβαση στην οποία διδάχθηκαν τις βασικές αρχές προγραμματισμού και τις προγραμματιστικές δομές, στο περιβάλλον του Scratch ή του ΑΙΑ. Για την υλοποίηση των δραστηριοτήτων, ως διδακτικό υλικό χρησιμοποιήθηκε υλικό ανοιχτό και παραχθέν για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Έτσι σε όλες τις ομάδες χρησιμοποιήθηκαν ως αφόρμηση, δραστηριότητες από την εβδομάδα κώδικα. Στη συνέχεια, για τις πειραματικές ομάδες χρησιμοποιήθηκαν τα διδακτικά σενάρια για το ΑΙΑ, τα οποία περιλαμβάνονται στο επιμορφωτικό υλικό Β΄ επιπέδου για τον κλάδο ΠΕ19/20 (Δαγδιλέλης, 2014). Η ομάδα ελέγχου χρησιμοποίησε το διδακτικό υλικό το οποίο έχει δημιουργηθεί από την ομάδα ScratchEd team του Harvard Graduate School of Education (Brennan, Balch, & Chung, 2014) και το οποίο διανέμεται ελεύθερα μέσω άδειας Creative Commons. Παρότι δεν κατέστη δυνατό οι δυο ομάδες να διδαχθούν ακριβώς το ίδιο εκπαιδευτικό υλικό λόγω της διαφορετικής φύσης των δυο προγραμματιστικών περιβαλλόντων, υπήρξε προσαρμογή ως προς τις θεματικές ενότητες που διδάχτηκαν στα πλαίσια της παρέμβασης ώστε το υλικό να είναι συγκρίσιμο.

Για την επαλήθευση των υποθέσεων της εργασίας (αξιολόγηση των γνώσεων και των συμπεριφορικών χαρακτηριστικών των μαθητών), η πειραματική διαδικασία περιελάμβανε ένα στάδιο προμέτρησης και ένα στάδιο μεταμέτρησης το οποίο ήταν κοινό για όλες τις ομάδες. Και στις δυο φάσεις, οι μαθητές του δείγματος, κλήθηκαν να απαντήσουν σε δυο διαφορετικά ερωτηματολόγια. Το πρώτο ερωτηματολόγιο μετρούσε τις στάσεις, αντιλήψεις και τα κίνητρα των μαθητών σε σχέση με τον προγραμματισμό. Ως βάση για την δημιουργία του ερωτηματολογίου χρησιμοποιήθηκε η Computer Attitude Scale (CAS) (Loyd & Gressard, 1984). Για τον έλεγχο των γνώσεων των μαθητών στις βασικές προγραμματιστικές δομές χρησιμοποιήθηκε η εργασία των Kleinschmager & Hanenberg (2011). Και τα δυο ερωτηματολόγια δοκιμάστηκαν πιλοτικά πριν την εφαρμογή τους στους μαθητές ενός τμήματος, το οποίο δεν συμμετείχε στην έρευνα, προκειμένου να αντιμετωπιστούν πιθανά προβλήματα σχετιζόμενα με την κατανόηση των ερωτηματολογίων, την απόδοση στοιχείων από την Αγγλική στην Ελληνική γλώσσα και τη διαδικασία διεξαγωγής της έρευνας. Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έγινε με τη χρησιμοποίηση του λογισμικού IBM SPSS Statistics for Windows (version 23.0). Ως ελάχιστο επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας για τον στατιστικό έλεγχο των δεδομένων υιοθετήθηκε το α=0,05.

Έλεγχος ισοδυναμίας Αρχικά πραγματοποιήθηκε ο στατιστικός έλεγχος για την ισοδυναμία των ομάδων ως προς τα συμπεριφορικά χαρακτηριστικά και τις γνώσεις των μαθητών που τις συγκρότησαν. Τα αποτελέσματα, έπειτα από την εφαρμογή του στατιστικού κριτηρίου χ2, έδειξαν ότι οι δύο πειραματικές ομάδες και η ομάδα ελέγχου δε διαφέρουν στατιστικά σημαντικά ως προς τον αριθμό των αγοριών και των κοριτσιών που περιλαμβάνουν, χ2(2)=1,11, p>0,05. Στη συνέχεια ελέγχθηκε η ισοδυναμία των πειραματικών ομάδων και της ομάδας ελέγχου με το κριτήριο της μονοπαραγοντικής ανάλυσης της διακύμανσης (ANOVA) ως προς την ηλικία των μαθητών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι πειραματικές ομάδες και η ομάδα ελέγχου ήταν ισοδύναμες ως προς την ηλικία των

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Καινοτόμες Παιδαγωγικές Πρακτικές

7

μαθητών σε σχέση με τις επιδόσεις τους στα δυο ερωτηματολόγια για την αξιολόγηση της συμπεριφορικής προσέγγισης (F(2,84)=0,65, p>0,05) και των γνώσεων τους στον προγραμματισμό (F(2,84)=0,82, p>0,05). Αντίστοιχα αποτελέσματα έδειξε και ο έλεγχος των στάσεων (F(2,84)=0,65, p>0,05) και των γνώσεων των μαθητών (F(2,84)=0,96, p>0,05) ανά τύπο σχολικής μονάδας.

Λαμβάνοντας υπόψη συγκεντρωτικά τα αποτελέσματα που αφορούν στη συγκρότηση των ομάδων της έρευνας, προκύπτει το συμπέρασμα ότι οι πειραματικές ομάδες και η ομάδα ελέγχου είναι ισοδύναμες ως προς τους λοιπούς παράγοντες που στη βιβλιογραφία θεωρούνται ότι επηρεάζουν την μεταβολή της συμπεριφορικής τους προσέγγισης και των γνώσεων τους στον προγραμματισμό.

Άμεση επίδραση της πειραματικής παρέμβασης στις στάσεις, αντιλήψεις και κίνητρα των μαθητών στον προγραμματισμό Πρώτος σκοπός της έρευνας ήταν να διερευνηθεί εάν διαφοροποιήθηκαν οι απαντήσεις των μαθητών στην κλίμακα μέτρησης των στάσεων (CAS) έπειτα από την εφαρμογή της τεχνικών της διδασκαλίας του προγραμματισμού με τη χρήση του Scratch και του ΑΙΑ. Για το σκοπό αυτό, σε κάθε πειραματική ομάδα, και στην ομάδα ελέγχου, πραγματοποιήθηκε η σύγκριση των απαντήσεων των παιδιών στο κριτήριο CAS πριν και μετά την ολοκλήρωση της πειραματικής παρέμβασης μέσω του στατιστικού κριτηρίου t σε εξαρτημένα δείγματα με την προσαρμογή του Bonferroni. Ο έλεγχος, ή αλλιώς, η διόρθωση του Bonferroni κρίθηκε απαραίτητη διότι εάν σε μια μελέτη διεξαχθούν πολλαπλοί έλεγχοι των υποθέσεων και η τιμή α διατηρηθεί ίση με 0,05 σε κάθε έλεγχο υπόθεσης ξεχωριστά, τότε αυξάνεται σημαντικά το ποσοστό των ψευδώς θετικών αποτελεσμάτων των ελέγχων, κάτι που πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη πριν από την ανάλυση των δεδομένων. Στην περίπτωση αυτή, εφαρμόζονται ορισμένες στατιστικές δοκιμασίες, μεταξύ των οποίων η συχνότερη είναι η προσαρμογή κατά Bonferroni (Bonferroni’s correction), σύμφωνα με την οποία εάν κατά την ανάλυση των δεδομένων μιας μελέτης πρόκειται να διεξαχθούν n έλεγχοι, τότε η συνολική τιμή α (για όλους τους ελέγχους της ανάλυσης) διαιρείται με το συνολικό αριθμό των ελέγχων, που είναι ίσος με n (Galanis, 2010). Για να καθοριστεί, λοιπόν, στην παρούσα ανάλυση η συνολική πιθανότητα εσφαλμένης απόρριψης της μηδενικής υπόθεσης στο επίπεδο σημαντικότητας 0,05, σε κάθε επιμέρους έλεγχο ορίστηκε το p=0,05/5= 0,01.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του Πίνακα 2, τόσο στις πειραματικές ομάδες όσο και στην ομάδα ελέγχου βελτιώθηκε η συμπεριφορική προσέγγιση των μαθητών στον προγραμματισμό έπειτα από την ολοκλήρωση της πειραματικής παρέμβασης. Η διαφορά των επιδόσεων των μαθητών ανάμεσα στις δύο μετρήσεις του τεστ για κάθε ομάδα είναι, μόνο για τις πειραματικές ομάδες, στατιστικά σημαντική. Για την περαιτέρω διερεύνηση του πρώτου σκοπού της έρευνας κρίθηκε χρήσιμο να μελετηθεί εάν οι πειραματικές ομάδες διαφέρουν στατιστικά σημαντικά ως προς την επίδραση που ασκεί η διδασκαλία του ΑΙΑ ως προς τον τύπο της σχολικής μονάδας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι δεν υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στις ομάδες ως προς την συμπεριφορική προσέγγιση των μαθητών στον προγραμματισμό, F(2,84)=0,99, p>0,05, partial η2=0,04.

Άμεση επίδραση της πειραματικής παρέμβασης στις γνώσεις των μαθητών στον προγραμματισμό Δεύτερος σκοπός της έρευνας ήταν να διερευνηθεί εάν βελτιώθηκαν οι γνώσεις των μαθητών στον προγραμματισμό σύμφωνα με τις επιδόσεις τους στην κλίμακα αξιολόγησης των γνώσεων τους (ΚΑΓ) έπειτα από την διδασκαλία του προγραμματισμού με τη χρήση του Scratch και του ΑΙΑ. Για το σκοπό αυτό, σε κάθε πειραματική ομάδα, και στην ομάδα ελέγχου, πραγματοποιήθηκε η σύγκριση των απαντήσεων των παιδιών στο κριτήριο ΚΑΓ πριν και μετά την ολοκλήρωση της πειραματικής παρέμβασης μέσω του στατιστικού κριτήριου t σε εξαρτημένα δείγματα με την προσαρμογή του Bonferroni. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του Πίνακα 2, τόσο στις πειραματικές ομάδες όσο και στην ομάδα ελέγχου βελτιώθηκαν οι γνώσεις των μαθητών στον προγραμματισμό. Η διαφορά των επιδόσεων των παιδιών σε κάθε ομάδα ανάμεσα στις δύο μετρήσεις του τεστ είναι μόνο για τις πειραματικές ομάδες, οι οποίες διδάχθηκαν τον προγραμματισμό μέσω του ΑΙΑ, στατιστικά

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής 8 σημαντική. Για την περαιτέρω διερεύνηση του πρώτου σκοπού της έρευνας κρίθηκε χρήσιμο να μελετηθεί εάν οι πειραματικές ομάδες διαφέρουν στατιστικά σημαντικά ως προς την επίδραση που ασκεί η διδασκαλία του ΑΙΑ ως προς τον τύπο της σχολικής μονάδας. Τα αποτελέσματα δεν έδειξαν στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στον τύπο των σχολικών μονάδων ως προς τις γνώσεις των μαθητών στον προγραμματισμό, F(2,84)=0,87, p>0,05, partial η2=0,05.

Πίνακας 2. Μέσοι όροι (Μ) και τυπικές αποκλίσεις (sd) των επιδόσεων των μαθητών στην συμπεριφορική προσέγγιση και στις γνώσεις στον προγραμματισμό και τα αποτελέσματα της

ανάλυσης του κριτηρίου t ανά ομάδα

Μ sd t test

Συμπεριφορική προσέγγιση

Πειραματική Ομάδα (Διδασκαλία με ΑΙΑ)

Προέλεγχος 15 3,42 -5,61, p<0,05* (df=57) Μετέλεγχος 22 3,36

Ομάδα Ελέγχου (Διδασκαλία με Scratch)

Προέλεγχος 14 3,83 -4,01, p>0,05 (df=14) Μετέλεγχος 18 3,64

Μ sd t test

Γνώσεις

Πειραματική Ομάδα (Διδασκαλία με ΑΙΑ)

Προέλεγχος 19 4,03 -7,34, p<0,05* (df=57) Μετέλεγχος 29 5,51

Ομάδα Ελέγχου (Διδασκαλία με Scratch)

Προέλεγχος 20 4,32 -3,32, p>0,05 (df=14) Μετέλεγχος 25 5,40

* Με βάση τη διόρθωση Bonferroni όταν p<0,01, τότε p<0,05

Άμεση επίδραση της πειραματικής παρέμβασης στο μέγεθος της βελτίωσης της συμπεριφορικής προσέγγισης των μαθητών στον προγραμματισμό Εκτός από τις τελικές επιδόσεις, κρίθηκε χρήσιμο να διερευνηθεί η επίδραση της πειραματικής παρέμβασης στο μέγεθος της βελτίωσης της συμπεριφορικής προσέγγισης των μαθητών στον προγραμματισμό. Για το σκοπό αυτό υπολογίστηκε η διαφορά της επίδοσης των μαθητών στο CAS από την πρώτη - πριν την έναρξη της παρέμβασης - έως τη δεύτερη μέτρηση - αμέσως μετά την παρέμβαση. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης έδειξαν ότι η διδασκαλία με το Scratch και το ΑΙΑ άσκησε σημαντική επίδραση στο μέγεθος της βελτίωσης της συμπεριφορικής προσέγγισης των μαθητών όλων των ομάδων, για τον προγραμματισμό F(4,82)=12,42, p<0,01, partial η2=0,29. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν ξεχωριστές ANOVA, για να διερευνηθεί εάν η τάση αυτή είναι η ίδια για καθεμιά από τις δύο εξαρτημένες μεταβλητές. Τα αποτελέσματα της ANOVA έδειξαν ότι η επίδραση της παρέμβασης στο μέγεθος της βελτίωσης της συμπεριφορικής προσέγγισης των μαθητών στον προγραμματισμό είναι στατιστικά σημαντική, F(2,84)=16,24, p<0,01, partial η2=0,34 (βλ. πίνακα 3).

Η ύπαρξη στατιστικά σημαντικής διαφοράς μεταξύ των ομάδων ως προς το μέγεθος της βελτίωσης της συμπεριφορικής προσέγγισης των μαθητών έκρινε απαραίτητη τη διερεύνηση των κατά ζεύγη διαφορών των πειραματικών ομάδων και της ομάδας ελέγχου με το στατιστικό κριτήριο των πολλαπλών συγκρίσεων Bonferroni. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης έδειξαν ότι το μέγεθος της βελτίωσης στην συμπεριφορική προσέγγιση των επιδόσεων των μαθητών της πειραματικής ομάδας που διδάχθηκε προγραμματισμό με τη χρήση του ΑΙΑ είναι σημαντικά υψηλότερο από το μέγεθος της βελτίωσης των αντίστοιχων επιδόσεων των παιδιών στην ομάδα ελέγχου, η οποία διδάχθηκε προγραμματισμό με τη χρήση του Scratch.

Άμεση επίδραση της πειραματικής παρέμβασης στο μέγεθος της βελτίωσης των γνώσεων των μαθητών στον προγραμματισμό Επιπρόσθετα, κρίθηκε χρήσιμο να διερευνηθεί και η επίδραση της πειραματικής παρέμβασης στο μέγεθος της βελτίωσης των γνώσεων των μαθητών στον προγραμματισμό. Για το σκοπό αυτό

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Καινοτόμες Παιδαγωγικές Πρακτικές

9

υπολογίστηκε η διαφορά της επίδοσης των μαθητών στο ΚΑΓ από την πρώτη - πριν την έναρξη της παρέμβασης - έως τη δεύτερη μέτρηση - αμέσως μετά την παρέμβαση. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης έδειξαν ότι η διδασκαλία με το Scratch και το ΑΙΑ άσκησε σημαντική επίδραση στο μέγεθος της βελτίωσης των γνώσεων των μαθητών όλων των ομάδων, στον προγραμματισμό F(4,82)=9,15, p<0,01, partial η2=0,18. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν ξεχωριστές ANOVA, για να διερευνηθεί εάν η τάση αυτή είναι η ίδια για καθεμιά από τις δύο εξαρτημένες μεταβλητές. Τα αποτελέσματα της ANOVA έδειξαν ότι η επίδραση της παρέμβασης στο μέγεθος της βελτίωσης των γνώσεων των μαθητών στον προγραμματισμό είναι στατιστικά σημαντική, F(2,84)=19,22, p<0,01, partial η2=0,31 (βλ. πίνακα 3).

Η ύπαρξη στατιστικά σημαντικής διαφοράς μεταξύ των ομάδων ως προς το μέγεθος της βελτίωσης των γνώσεων των μαθητών έκρινε απαραίτητη τη διερεύνηση των κατά ζεύγη διαφορών των πειραματικών ομάδων και της ομάδας ελέγχου με το στατιστικό κριτήριο των πολλαπλών συγκρίσεων Bonferroni. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης έδειξαν ότι το μέγεθος της βελτίωσης των γνώσεων των μαθητών της πειραματικής ομάδας που διδάχθηκε προγραμματισμό με τη χρήση του ΑΙΑ είναι σημαντικά υψηλότερο από το μέγεθος της βελτίωσης των αντίστοιχων επιδόσεων των παιδιών στην ομάδα ελέγχου, η οποία διδάχθηκε προγραμματισμό με τη χρήση του Scratch.

Πίνακας 3. Μέσοι όροι (Μ) και τυπικές αποκλίσεις (sd) του μεγέθους της βελτίωσης των επιδόσεων των παιδιών στη συμπεριφορική προσέγγιση και στις γνώσεις στον προγραμματισμό

Μέγεθος βελτίωσης των επιδόσεων των μαθητών Μ sd

Συμπεριφορική προσέγγιση

Πειραματική Ομάδα (Διδασκαλία με ΑΙΑ) 4,32 4,04 Ομάδα Ελέγχου (Διδασκαλία με Scratch) 7,58 4,35

Μ sd

Γνώσεις Πειραματική Ομάδα (Διδασκαλία με ΑΙΑ) 4,25 4,16 Ομάδα Ελέγχου (Διδασκαλία με Scratch) 8,13 5,28

Σύνοψη - Συζήτηση Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας έδειξαν ότι οι τεχνικές της διδασκαλίας του προγραμματισμού με τη χρήση των προγραμματιστικών περιβαλλόντων Scratch και ΑΙΑ συνέβαλαν ώστε οι μαθητές να βελτιώσουν σημαντικά τις επιδόσεις τους στο κριτήριο αξιολόγησης της συμπεριφορικής προσέγγισης και των γνώσεων τους στον προγραμματισμό. Επαληθεύεται επομένως η πρώτη υπόθεση της παρούσας εργασίας, η οποία αναφέρεται στη θετική επίδραση των δύο διδακτικών τεχνικών στην βελτίωση των συμπεριφορικής προσέγγισης και των γνώσεων των μαθητών στον προγραμματισμό.

Επιπρόσθετα, στη συνθήκη όπου εφαρμόστηκε η διδασκαλία με τη χρήση του ΑΙΑ, σημειώθηκαν καλύτερες επιδόσεις στη συμπεριφορική προσέγγιση και στις γνώσεις των μαθητών στον προγραμματισμό, γεγονός που επαληθεύει την δεύτερη υπόθεση, σύμφωνα με την οποία οι επιδόσεις των μαθητών στα δυο κριτήρια αξιολόγησης (CAS και ΚΑΓ) θα διαφέρουν σημαντικά μετά την παρέμβαση, ανάλογα με την τεχνική διδασκαλίας του προγραμματισμού.

Τα εμπειρικά δεδομένα από τις σχολικές μονάδες δεν είναι γενικεύσιμα λόγω του μικρού δείγματος και της προέλευσής τους σχεδόν από μία περιοχή της Ελλάδος. Όμως, δεδομένου ότι στην Ελλάδα δεν υπάρχει επαρκής αριθμός ερευνών αναφορικά με τα εκπαιδευτικά πλεονεκτήματα που επιφέρει η χρήση του ΑΙΑ, η παρούσα έρευνα εμπλουτίζει τη συγκεκριμένη θεματολογία. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης είναι συμβατά με ποικίλες έρευνες στο εξωτερικό οι οποίες επιβεβαιώνουν την ανωτερότητα του περιβάλλοντος ΑΙΑ για την διδασκαλία του προγραμματισμού σε μαθητές ανώτερης δευτεροβάθμιας. Επίσης επιβεβαιώνουν τη σημαντική επίδραση της δυνατότητας χρήσης κινητών και ταμπλετών στην εκπαιδευτική διαδικασία.

Στα πλαίσια αυτά, θεωρούμε ότι, η θεσμοθέτηση του App Inventor ως εργαλείου διδασκαλίας στα πλαίσια του νέου Προγράμματος Σπουδών στη Γενική και Επαγγελματική εκπαίδευση προσδίδει

9ο Πανελλήνιο Συνέδριο Καθηγητών Πληροφορικής 10 περισσότερες δυνατότητες στους εκπαιδευτικούς για την επιτυχή διδασκαλία του προγραμματισμού και την προσέλκυση του ενδιαφέροντος των μαθητών στα τμήματα επιλογής και ερευνητικών εργασιών. Είναι στο χέρι της επίσημης Ελληνικής Πολιτείας να εκμεταλλευτεί ακόμα περισσότερο τις δυνατότητες του εργαλείου αυτού για την ανάπτυξη δεξιοτήτων του 21ου αιώνα που τόσο χρήσιμες και αναγκαίες είναι για το μαθητικό και μελλοντικό εργατικό δυναμικό της χώρας μας.

Αναφορές Brennan, K., & Resnick, M. (2012). New frameworks for studying and assessing the development of

computational thinking. In Proceedings of the 2012 annual meeting of the American Educational Research Association. Vancouver, Canada.

Brennan, K., & Resnick, M. (2013). Stories from the scratch community: connecting with ideas, interests, and people. In Proceeding of the 44th ACM technical symposium on Computer science education, pp. 463– 464. New York, 2013.

Brennan, K., Balch, C., & Chung, M. (2014). Creative computing. Retrieved 30 January 2015 from http://scratched.gse.harvard.edu/guide/files/CreativeComputing20141015.pdf

European Schoolnet (2014). Computing our future – Priorities, school curricula and initiatives across Europe. Brussels, Belgium. Retrieved 30 January 2015 from http://goo.gl/WAjaCs

Galanis, P. (2010). The wrong application of P values and hypotheses test in biomedical research. Archives of Hellenic Medicine, 27(4), 691–707.

Giannakos, M.N., Hubwieser, P. & Chrisochoides, N. (2013). How Students Estimate the Effects of ICT and Programming Courses. In Proceeding of the 44th ACM technical symposium on Computer science education. SIGCSE '13. ACM, New York, NY, USA, 717-722

Gray, J., Abelson, H., Wolber, D., & Friend, M. (2012). Teaching CS principles with app inventor. In Proceedings of the 50th Annual Southeast Regional Conference (ACM-SE '12). ACM, New York, NY, USA, 405-406.

Kleinschmager, S., & Hanenberg, S. (2011). How to Rate Programming Skills in Programming Experiments? A Preliminary, Exploratory, Study Based on University Marks, Pretests, and Self-Estimation. In Proc. ACM SIGPLAN Workshop on Evaluation and Usability of Programming Languages and Tools, pages 15–24. ACM Press.

Loyd, B. H., & Gressard, C. (1984). Reliability and factoral validity of computer attitude scale. Educational and Psychological Measurement, 44(2), 501-505.

Maloney, J., Resnick, M., Rusk, N., Silverman, B., & Eastmond, E. (2010). The Scratch Programming Language and Environment. Trans. Comput. Educ, 10, 4, Article 16.

Maloney, J., Resnick, M., Rusk, N., Silverman, B., & Eastmond, E. (2010). The Scratch Programming Language and Environment. Transaction on Computing Education, 10(4), 16:1–16:15.

Meerbaum-Salant, O., Armoni, M., & Ben-Ari, M. (2010). Learning computer science concepts with scratch. In Proceedings of the Sixth international workshop on Computing education research, pp. 69–76. New York.

MIT App Inventor (2015). MIT App Inventor usage for 2014. Retrieved 30 January 2015 from http://goo.gl/YAyC2L

Papadakis, St., Kalogiannakis, M., Orfanakis, V., & Zaranis, N. (2014). Novice Programming Environments. Scratch & App Inventor: a first comparison. In Proceedings of the 2014 Workshop on Interaction Design in Educational Environments (IDEE '14), Habib M. Fardoun and José A. Gallud (Eds.). ACM, New York, NY, USA.

Papert, S. A. (1993). Mindstorms: Children, Computers, And Powerful Ideas. Basic Books. Scratch (2015). Scratch statistics. Retrieved 30 January 2015 from https://scratch.mit.edu/statistics/ Wlodkowski, R. J. (2011). Enhancing adult motivation to learning. A guide to improving instruction and

increasing learner achievement. John Wiley & Sons. Wolber, D. (2011). App Inventor and real-world motivation. In Proceedings of the 42nd ACM technical

symposium on Computer science education (SIGCSE ’11). ACM, New York, NY, 601-606. Δαγδιλέλης, Β. (2014). Επιμορφωτικό υλικό για την επιμόρφωση των εκπαιδευτικών. Κλάδοι ΠΕ19/20. Ειδικό

Μέρος, 6A & 6Β & 6Γ. Διδακτικά Σενάρια. ΙΤΥΕ Διόφαντος: Πάτρα. Ηλία Ι., Αριστάρχου Ε., Χατζηγαβριήλ - Σιεκκέρη Ν., & Καλογήρου Π. (2010). Στάσεις και πεποιθήσεις των

νηπιαγωγών για τα μαθηματικά και τη διδασκαλία των μαθηματικών στο νηπιαγωγείο. Πρακτικά 11ου Συνεδρίου Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου, Διαχείριση εκπαιδευτικής αλλαγής: έρευνα πολιτική πράξη, 4 – 5 Ιουνίου 2010. Πανεπιστήμιο Κύπρου, Λευκωσία, Κύπρος.

Καγκουρά, Θ., Σπύρου, Π., Ηλία, Ι., & Μονογυιού, Α. (2010). Αλλαγή των στάσεων και πεποιθήσεων των μαθητών για τα Μαθηματικά και την επίλυση προβλήματος κατά τη μετάβαση από το Δημοτικό στο

Η Πληροφορική στην Πρωτοβάθμια και Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση - Καινοτόμες Παιδαγωγικές Πρακτικές

11

Γυμνάσιο. Πρακτικά 11ου Συνεδρίου Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου, Διαχείριση εκπαιδευτικής αλλαγής: έρευνα πολιτική πράξη. Πανεπιστήμιο Κύπρου, Λευκωσία, Κύπρος.

Παπαδάκης, Στ., Ορφανάκης, Β., Καλογιαννάκης, Μ., & Ζαράνης, Ν. (2014). Περιβάλλοντα προγραμματισμού για αρχάριους. Scratch & App Inventor: μια πρώτη σύγκριση. Στο Αναστασιάδης, Π., Ζαράνης, Ν., Οικονομίδης, Β., & Καλογιαννάκης, Μ. (Επιμ.), Πρακτικά Εργασιών 7ου Πανελλήνιου Συνεδρίου «Διδακτική της Πληροφορικής», 3-5 Οκτωβρίου 2014. Πανεπιστήμιο Κρήτης, Ρέθυμνο.

Παπαδημητρίου, Θ. (2014). Η Πληροφορική ως επιλογή καριέρας. Ελληνικό Δίκτυο Επαγγελματιών Πληροφορικής (ΗePIS). Retrieved 30 January 2015 from http://getbusy.gr/Home/News/All/16715

Ρούσσος, Π., & Τσαούσης, Ι. (2002). Στατιστική εφαρμοσμένη στις κοινωνικές επιστήμες. Αθήνα: Ελληνικά Γράμματα

Φιλίππου, Γ., & Χρίστου, Κ. (2001). Κείμενα Παιδείας, Συναισθηματικοί παράγοντες και μάθηση των Μαθηματικών. Εκδόσεις Ατραπός.


Recommended