«Διδασκαλία αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού στην πρωτοβάθμια

εκπαίδευση. Η περίπτωση του προγραμματιστικού περιβάλλοντος

Alice»

Σωτηρούδας Βασίλειος1, Γαρίτσης Ιωάννης2, Κούνδουρος Μάρκος2

1 Καθηγητής Πληροφορικής, Med (AdultEd)2 Δάσκαλος, Mhs (HealthSc)3Καθηγητής Πληροφορικής Msc (CompSc)

Ποιος, Που, Πότε

•Μαθητές ΣΤ’ τάξης•30ο Δημοτικό Σχολείο Θεσσαλονίκης•Σχολικό Έτος 2013-2014

Ένταξη στο πρόγραμμα σπουδών

Η εκπαιδευτική εφαρμογή που αναπτύχθηκε εντάσσεται τόσο στο Διαθεματικό Ενιαίο Πλαίσιο προγράμματος Σπουδών (Δ.Ε.Π.Π.Σ.) για την Πληροφορική, όσο και στο πρόγραμμα σπουδών των νέων διδακτικών αντικειμένων που έχουν εισαχθεί στα ολοήμερα δημοτικά σχολεία που λειτουργήσουν με Ενιαίο Αναμορφωμένο Εκπαιδευτικό Πρόγραμμα (ΕΑΕΠ) (ΦΕΚ 1139, /2010) και ειδικότερα, στη θεματική ενότητα «Προγραμματίζω τον Υπολογιστή» για την οποία συνιστώνται συνολικά 12 ώρες διδασκαλίας

Ωστόσο…

Λόγω μη πρότερης εμπειρίας των μαθητών της ΣΤ’ τάξης στον προγραμματισμό από τις προηγούμενες τάξεις, οι 12 διδακτικές ώρες απεδείχθησαν λίγες, καθώς η αντίστοιχη θεωρία μαζί με την ολοκλήρωση της εφαρμογής διήρκησαν συνολικά τις διπλάσιες

Σκοπός

Εισαγωγή στον αντικειμενοστραφή προγραμματισμό και τις βασικές

αλγοριθμικές δομές

Στόχοι

Σε επίπεδο γνώσεων:Να αναγνωρίσουν τα βασικά χαρακτηριστικά ενός προγραμματιστικού περιβάλλοντος

Σε επίπεδο δεξιοτήτων:Να χρησιμοποιούν βασικές αλγοριθμικές δομές για την επίλυση προβλημάτων

Σε επίπεδο στάσεων:Να διαμορφώσουν θετική στάση απέναντι στον προγραμματισμό

Το δίλημμα:

Δομημένος ή Αντικειμενοστραφής

Προγραμματισμός;

Τα δεδομένα 1/4• Η διδασκαλία του προγραμματισμού σε

αρχάριους σε όλες τις βαθμίδες εκπαίδευσης παρουσιάζει αρκετές δυσκολίες και παρανοήσεις

• Η αντικειμενοστραφής σχεδίαση είναι πιο αφηρημένη από την τεχνική του δομημένου προγραμματισμού, απαιτεί νέους τρόπους σκέψης και είναι πιο απαιτητική όσον αφορά τις διαδικασίες της ανάλυσης και σχεδίασης

Τα δεδομένα 2/4

•Η ανάπτυξη προγραμμάτων με χρήση αντικειμενοστραφών γλωσσών είναι ακόμη πιο δύσκολη για τους αρχάριους

Από την άλλη μεριά όμως…•Η εισαγωγή στον προγραμματισμό την

τελευταία δεκαετία πραγματοποιείται, κατά κύριο λόγο, χρησιμοποιώντας το αντικειμενοστραφές παράδειγμα προγ/τισμού.

Τα δεδομένα 3/4Για τους μαθητές του δημοτικού

σχολείου θα πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη πέραν των δυνατοτήτων του προγραμματιστικού εργαλείου αυτού καθ’ αυτού και ο εικονικός κόσμος προγραμματισμού, ο οποίος οφείλει να είναι γραφικός και ει δυνατόν τρισδιάστατος καθώς και τα παιγνιώδη χαρακτηριστικά του, διότι έτσι ενεργοποιείται στο μέγιστο δυνατό βαθμό το ενδιαφέρον των μαθητών και προκαλείται το κίνητρο για συμμετοχή

Τα δεδομένα 4/4

Ο αντικειμενοστραφής προγραμματισμός συνιστά μία προσέγγιση που μας επιτρέπει να φτάσουμε σε υψηλά επίπεδα αφαίρεσης μειώνοντας με αυτόν τον τρόπο την πολυπλοκότητα των προβλημάτων που καλούμαστε να λύσουμε 

Εναλλακτικές λύσεις

Η επιλογή

Το προγραμματιστικό περιβάλλον Alicehttp://www.alice.org

Χαρακτηριστικά του εργαλείου

•Επιτρέπει τη δημιουργία κινουμένων σχεδίων μέσω drag and drop

•Η χρήση drag and drop εκμηδενίζει την εμφάνιση συντακτικών λαθών

•Η αντιμετώπιση των λογικών λαθών γίνεται σε κάθε στάδιο της ανάπτυξης, καθώς οι μαθητές μπορούν άμεσα να δουν το αποτέλεσμα των ενεργειών τους, τρέχοντας το πρόγραμμα στην οθόνη του εικονικού κόσμου.

Χαρακτηριστικά του εργαλείου• Εικονικός κόσμος 3 διαστάσεων• Λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών του

ενεργοποιεί το ενδιαφέρον και προκαλεί το κίνητρο για συμμετοχή των μαθητών σε τέτοιο βαθμό, όπως συμβαίνει με τα video games ή τα animated films

• Λογισμικό ανοικτού κώδικα• Οι μαθητές μπορούν να ανεβάσουν την

εφαρμογή που αναπτύσσουν με τη μορφή video απευθείας στο YouTube, ή να αποθηκεύσουν την εφαρμογή με τη μορφή ανεξάρτητου αρχείου video στον υπολογιστή τους.

Επιπλέον…

•Οι οδηγίες για τη συμπεριφορά των αντικειμένων ανταποκρίνονται στα πρότυπα γλωσσών προγραμματισμού όπως η Java, η C++ ή η C#

•Με το χειρισμό των αντικειμένων στον εικονικό κόσμο, οι μαθητές αποκτούν εμπειρία με όλες τις δομές προγραμματισμού που συνήθως διδάσκονται σε ένα εισαγωγικό μάθημα προγραμματισμού

Η εφαρμογή

Η εφαρμογή θα διαδραματίζονταν στο βυθό της θάλασσας και θα αφορούσε τρία ψάρια, όπου το ένα θα προσπαθούσε να φάει τα υπόλοιπα. Η εφαρμογή είναι διαθέσιμη στη διεύθυνση http://www.youtube.com/watch?v=QZQRSJH3P-w&feature=c4-overview&list=UU9_Vbcip3rQw_bAyMeGnovA

Η εφαρμογή

Βασικά χαρακτηριστικά της εφαρμογής•η κίνηση των αντικειμένων•η εμφάνιση μηνυμάτων στην οθόνη•η χρήση μεταβλητών•η χρήση διαδικασιών•η δομή ακολουθίας και •η δομή επανάληψης

Στάδια εφαρμογής

Η πορεία της εκπαιδευτικής διαδικασίας ακολούθησε συνοπτικά τα παρακάτω στάδια:

•Εισαγωγή στις κλάσεις και τα αντικείμενα•Βασικές ενέργειες των αντικειμένων•Χρήση μεταβλητών•Δομή ακολουθίας•Δομή επανάληψης•Διαδικασίες και συναρτήσεις

Μεθοδολογία παρατήρησηςΩς μεθοδολογία παρατήρησης,

δεδομένης της φυσικής παρουσίας και συμμετοχής του εκπαιδευτικού, επιλέγεται η συστηματική συγκεκαλυμμένη παρατήρηση τόσο των λεκτικών όσο και των μη λεκτικών συμπεριφορών και αντιδράσεων των υποκειμένων στην παρατήρηση, εκτιμώντας ότι εάν ενημερώνονταν οι εκπαιδευόμενοι ότι υπόκεινται σε παρατήρηση, θα αλλοιώνονταν τα αποτελέσματα της παρατήρησης

Παρατηρήσεις - Συμπεράσματα• Oι μαθητές ενεργοποιήθηκαν από τα πρώτα

κιόλας μαθήματα• Tο κίνητρο για συμμετοχή τους αυξάνονταν

παράλληλα με τη διδασκαλία των νέων δυνατοτήτων που είχαν για να κινήσουν τα αντικείμενα στο παιχνίδι που ανέπτυσσαν

• Oι μαθητές αντιμετώπισαν ιδιαίτερα προβλήματα στην κατανόηση της δομής επανάληψης και στη χρήση των διαδικασιών, τα οποία εκδηλώθηκαν με πλήθος αποριών και ερωτήσεων

Παρατηρήσεις - Συμπεράσματα

•Οι έννοιες των κλάσεων, των αντικειμένων και της κληρονομικότητας αρχικά ξένισαν τους μαθητές

•Το φιλικό περιβάλλον διεπαφής, η απεικόνιση σε 3 διαστάσεις και τα παιγνιώδη χαρακτηριστικά του προγραμματιστικού περιβάλλοντος, είχαν καταλυτική επίδραση στη συμμετοχή όλων των ομάδων εργασίας ανεξαρτήτως φύλου

Παρατηρήσεις

•Όλες οι ομάδες των μαθητών παρέδωσαν τελικό προϊόν, άλλες με λιγότερα και άλλες με περισσότερα λάθη

Κλείνοντας…Η πρακτική εφαρμογή του προγραμματιστικού περιβάλλοντος Alice στη διδασκαλία του αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού στους μαθητές της ΣΤ’ τάξης του δημοτικού σχολείου μπορεί να συντελέσει ώστε οι μαθητές να αναπτύξουν αλγοριθμικό τρόπο σκέψης, αλλά και να έχουν μία πρώτη επαφή με βασικές αρχές του προγραμματισμού, μέσα από ένα περιβάλλον φιλικό με έντονα παιγνιώδη χαρακτηριστικά

Το τελευταίο αυτό χαρακτηριστικό είναι ιδιαίτερης

σημασίας για τους μικρούς μαθητές, προκειμένου η πρώτη

επαφή που θα έχουν με τον προγραμματισμό να είναι

ελκυστική και ενδιαφέρουσα.

Σας ευχαριστώ θερμά για την προσοχή σας!!!