∆ιδακτική της Πληροφορικής Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθο- δολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό. ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΠΛHPOΦOPIKH KAI EKΠAI∆EYΣH Τόµος A' ∆ιδακτική της Πληροφορικής BΑΣΙΛΕΙΟΣ KΟΜΗΣ Λέκτορας Παιδαγωγικού Tµήµατος Nηπιαγωγών Πανεπιστηµίου Πατρών ΠATPA 2001 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα ΠΛHPOΦOPIKH KAI EKΠAI∆EYΣH Τόµος A' ∆ιδακτική της Πληροφορικής Συγγραφή BAΣIΛEIOΣ KOMHΣ Λέκτορας Παιδαγωγικού Tµήµατος Nηπιαγωγών Πανεπιστηµίου Πατρών Κριτική Ανάγνωση ANAΣTAΣIOΣ MIKPOΠOYΛOΣ Aναπληρωτής Kαθηγητής Tµήµατος ∆ηµοτικής Eκπαίδευσης Πανεπιστηµίου Iωαννίνων Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΠANAΓIΩTHΣ ΠINTEΛAΣ Καθηγητής Tµήµατος Mαθηµατικών Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση XPHΣTOΣ ΠANAΓIΩTAKOΠOYΛOΣ Γλωσσική Επιµέλεια PΩΞANH KATΣH Τεχνική Επιµέλεια EΣΠI EK∆OTIKH E.Π.E. Καλλιτεχνική Επιµέλεια, Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ∆Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / 1997–2001 ISBN: 960–538–216–4 Kωδικός Έκδοσης: ΠΛH 37/1 Copyright 2000 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, 26222 Πάτρα – Τηλ: (0610) 314094, 314206 Φαξ: (0610) 317244 Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη. ¶ÂÚȯfiÌÂÓ· K∂º∞§∞π√ 1 ∏ ı¤ÛË Ù˘ ÏËÚÔÊÔÚÈ΋˜ ÛÙËÓ ÂÎ·›‰Â˘ÛË: ·fi ÙËÓ ÂÈÛ·ÁˆÁ‹ ÛÙËÓ ¤ÓÙ·ÍË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις 9 ....................................................................................................................................... 1.1 Μάθηση της πληροφορικής ή µάθηση µέσω της πληροφορικής; 11 ...................... 1.1.1 Η πληροφορική ως αντικείµενο – µέσο – γνωστικό εργαλείο 11 ................ Σύνοψη 16 ................................................................................................................................................................................... Bιβλιογραφία κεφαλαίου 16 ......................................................................................................................................... K∂º∞§∞π√ 2 µ·ÛÈΤ˜ ¤ÓÓÔȘ Ù˘ ¢È‰·ÎÙÈ΋˜ Ù˘ ¶ÏËÚÔÊÔÚÈ΋˜ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις 17 .................................................................................................................................... 2.1 Εννοιολογική οριοθέτηση και ορισµοί 19 ...................................................................................... 2.2 ∆ιδακτικό συµβόλαιο στην τάξη της πληροφορικής 25 ..................................................... 2.3 ∆ιδακτικός µετασχηµατισµός βασικών εννοιών πληροφορικής 27 ......................... 2.3.1 Το πέρασµα από την επιστηµονική στη διδαχθείσα γνώση 27 ...................... 2.3.2 Oι κοινωνικές πρακτικές αναφοράς και η πληροφορική 31 ............................. 2.3.3 Επέκταση της έννοιας του διδακτικού µετασχηµατισµού 33 .......................... 2.4 Νοητικά µοντέλα και αναπαραστάσεις της πληροφορικής 34 ...................................... 2.4.1 Η αναπαράσταση στη γνωστική και την κοινωνική ψυχολογία 35 ............ 2.4.2 Παιδαγωγικές και διδακτικές πτυχές των αναπαραστάσεων 37 ................... 2.4.3 Αναπαραστάσεις και νέες τεχνολογίες: διδακτική προσέγγιση 38 ............. 2.5 ∆ιαδικασίες µάθησης και διδασκαλία της πληροφορικής 49 ......................................... 2.5.1 H κοινωνικογνωστική σύγκρουση στην τάξη της πληροφορικής 49 ........ 2.5.2 Εννοιολογική αλλαγή και διδασκαλία της πληροφορικής 51 ......................... Σύνοψη 56 ................................................................................................................................................................................... 6 ¢I¢AKTIKH TH™ ¶§HPOºOPIKH™ Bιβλιογραφία κεφαλαίου 57 ......................................................................................................................................... K∂º∞§∞π√ 3 ∏ ÚÔÁÚ·ÌÌ·ÙÈÛÙÈ΋ ‰Ú·ÛÙËÚÈfiÙËÙ· ˆ˜ ·ÓÙÈΛÌÂÓÔ ÂÎ·›‰Â˘Û˘ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις 59 .................................................................................................................................... 3.1 Η πληροφορική και ο προγραµµατισµός στο εκπαιδευτικό σύστηµα 60 ............ 3.1.1 Η δραστηριότητα του προγραµµατισµού 61 .................................................................. 3.1.2 Η µάθηση του προγραµµατισµού 66 ..................................................................................... 3.2 Η πληροφορική ως γνωστικό αντικείµενο 71 .............................................................................. 3.2.1 Ιδιαιτερότητες της πληροφορικής ως αντικειµένου εκπαίδευσης 71 ........ 3.2.2 Προβλήµατα και µέθοδοι στον προγραµµατισµό 72 .............................................. Σύνοψη 77 ................................................................................................................................................................................... Bιβλιογραφία κεφαλαίου 78 ......................................................................................................................................... K∂º∞§∞π√ 4 ∏ ÏËÚÔÊÔÚÈ΋ ÛÙËÓ ÂÏÏËÓÈ΋ ÂÎ·›‰Â˘ÛË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις 79 .................................................................................................................................... 4.1 Ενιαίο Πλαίσιο Σπουδών και νέα Αναλυτικά Προγράµµατα Πληροφορικής 81 ........................................................................................................... 4.2 Πληροφορική και γενική παιδεία 86 ................................................................................................... 4.2.1 Η πληροφορική στο δηµοτικό σχολείο 87 ........................................................................ 4.2.2 Η πληροφορική στο γυµνάσιο 95 ............................................................................................ 4.2.3 Η πληροφορική στο ενιαίο λύκειο 100 ............................................................................... 4.2.4 Η πληροφορική στην αρχική επαγγελµατική κατάρτιση 113 .......................... 4.3 Κριτικός σχολιασµός 115 .............................................................................................................................. Σύνοψη 116 ................................................................................................................................................................................ Bιβλιογραφία κεφαλαίου 117 ...................................................................................................................................... ¶EPIEXOMENA 7 K∂º∞§∞π√ 5 ∂ȉÈο ı¤Ì·Ù· ¢È‰·ÎÙÈ΋˜ Ù˘ ¶ÏËÚÔÊÔÚÈ΋˜ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις 119 ................................................................................................................................. 5.1 Απαραίτητες δεξιότητες για τη µάθηση του προγραµµατισµού 121 ...................... 5.1.1 Ο προγραµµατισµός ως πρόσκτηση µιας δεξιότητας 121 .................................. 5.1.2 Στάδια µάθησης του προγραµµατισµού 123 .................................................................. 5.2 Επίλυση προβληµάτων σε προγραµµατιστικό περιβάλλον 129 .................................. 5.2.1 Η έννοια της µεταβλητής 130 ..................................................................................................... 5.2.2 Οι δοµές ελέγχου και η έννοια της επιλογής 133 ....................................................... 5.2.3 Η έννοια της επανάληψης 138 .................................................................................................... 5.2.4 Η έννοια της διαδικασίας 143 ..................................................................................................... 5.2.5 Η έννοια της αναδροµικότητας 144 ....................................................................................... 5.3 ∆ιδακτική προσέγγιση της Logo 149 .................................................................................................. Σύνοψη 152 ................................................................................................................................................................................ Bιβλιογραφία κεφαλαίου 153 ...................................................................................................................................... Απαντήσεις ασκήσεων αυτοαξιολόγησης 155 ............................................................................................ Ενδεικτικές απαντήσεις δραστηριοτήτων 159 ............................................................................................ Γλωσσάριο 173 ...................................................................................................................................................................... 1 ∫ ∂ º ∞ § ∞ π √ ∏ £¤ÛË Ù˘ ¶ÏËÚÔÊÔÚÈ΋˜ ÛÙËÓ EÎ·›‰Â˘ÛË: ·fi ÙËÓ EÈÛ·ÁˆÁ‹ ÛÙËÓ ŒÓÙ·ÍË ™ÎÔfi˜ Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να παρουσιαστεί το πλαίσιο που διέπει την εισα- γωγή και την ένταξη των τεχνολογιών της πληροφορικής στην εκπαίδευση. Αναλύο- νται συνοπτικά τα διάφορα πρότυπα που εφαρµόστηκαν ή εφαρµόζονται στα διάφο- ρα εκπαιδευτικά συστήµατα, ενώ έµφαση δίνεται στην πληροφορική ως αντικείµενο εκπαίδευσης. ¶ÚÔÛ‰ÔÎÒÌÂÓ· ·ÔÙÂϤÛÌ·Ù· Όταν θα έχετε µελετήσει το κεφάλαιο αυτό, θα µπορείτε να: • περιγράψετε τα διάφορα πρότυπα εισαγωγής της πληροφορικής στο εκπαιδευτικό σύστηµα • αναφέρετε τα βασικά επιχειρήµατα για τη διδασκαλία της πληροφορικής στην εκπαίδευση ŒÓÓÔȘ ÎÏÂȉȿ • πληροφορική και εκπαίδευση • πρότυπα εισαγωγής της πληροφορικής στην εκπαίδευση • πληροφορική ως γνωστικό αντικείµενο ∂ÈÛ·ÁˆÁÈΤ˜ ·Ú·ÙËÚ‹ÛÂȘ Για την καλύτερη κατανόηση του κεφαλαίου, την εκπλήρωση των προσδοκώµενων αποτελεσµάτων, την υλοποίηση των δραστηριοτήτων και την επίλυση των ασκήσεων αυτοαξιολόγησης, θεωρείται χρήσιµο ο σπουδαστής να έχει πρόσβαση στο ενιαίο πλαίσιο προγράµµατος σπουδών πληροφορικής της ελληνικής εκπαίδευσης (http://www.pi-schools.gr). Στο παρόν κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση των προτύπων που άπτονται της ένταξης των τεχνολογιών της πληροφορικής στην εκπαίδευση, ενώ δίνεται έµφαση στην εισαγωγή της ως µέρους του προγράµµατος σπουδών. Μια πιο αναλυτική παρουσίαση του όλου θέµατος αποτελεί αντικείµενο του πρώτου κεφα- 10 KEºA§AIO 1. H £E™H TH™ ¶§HPOºOPIKH™ ™THN EK¶AI¢EY™H: A¶O THN EI™A°ø°H ™THN ENTA•H λαίου της ενότητας «Πληροφορική στην Εκπαίδευση», στο οποίο και παραπέµπεται ο σπουδαστής. Η µελέτη της θέσης της πληροφορικής στην ελληνική εκπαίδευση ανα- λύεται στο τέταρτο κεφάλαιο της παρούσας ενότητας. 1.1 ∆√ ¶§∞π™π√: ª∞£∏™∏ ∆∏™ ¶§∏ƒ√º√ƒπ∫∏™ ∏ ª∞£∏™∏ ª∂™ø ∆∏™ ¶§∏ƒ√º√ƒπ∫∏™; 11 1.1 ∆Ô Ï·›ÛÈÔ: Ì¿ıËÛË Ù˘ ÏËÚÔÊÔÚÈ΋˜ ‹ Ì¿ıËÛË Ì¤Ûˆ Ù˘ ÏËÚÔ- ÊÔÚÈ΋˜; 1.1.1 ∏ ÏËÚÔÊÔÚÈ΋ ˆ˜ ·ÓÙÈΛÌÂÓÔ – ̤ÛÔ – ÁÓˆÛÙÈÎfi ÂÚÁ·ÏÂ›Ô Η εξέλιξη της εισαγωγής (τις προηγούµενες δεκαετίες) και της ένταξης (στις µέρες µας) των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στα σχολικά συστή- µατα των ανεπτυγµένων χωρών υπήρξε ιδιαίτερα σηµαντική, συνιστώντας ίσως την πιο καταλυτική αλλαγή των τελευταίων χρόνων στην εκπαίδευση. Οι βασικές παρά- µετροι που συνθέτουν την εξέλιξη αυτή είναι η πληροφοριοποίηση της κοινωνίας και τα ερωτήµατα που τίθενται για την αποστολή του σχολείου στα πλαίσιά της, η ανοικτή κρίση του εκπαιδευτικού συστήµατος και η συνακόλουθη καθολική επιτα- γή για παιδαγωγική ανανέωση. Στα πλαίσια αυτά, δύο µεγάλες προσεγγίσεις κυριάρ- χησαν στην προσπάθεια ένταξης των τεχνολογιών της πληροφορικής στο σχολικό σύστηµα: 1. Η πληροφορική και οι νέες τεχνολογίες ως αυτόνoµo γνωστικό αντικείµενο, που εντάσσεται στο πρόγραµµα σπουδών και διδάσκεται στις διάφορες βαθµίδες της εκπαίδευσης. 2. Η πληροφορική ως εργαλείο γνώσης,έρευνας και µάθησης, που εντάσσεται και χρησιµοποιείται σε όλα τα γνωστικά αντικείµενα του αναλυτικού προγράµµατος. Παράλληλα µε τις δύο προηγούµενες προσεγγίσεις, η πληροφορική αντιµετωπίζε- ται από διάφορα εκπαιδευτικά συστήµατα και ως στoιχείo της γενικής κουλτoύρας που πρέπει να αποκτηθεί και ως κοινωνικό φαινόµενοπου πρέπει να µελετηθεί. Με βάση τα παραπάνω, και όπως καταγράφεται από τη βιβλιογραφία (εκτεταµένη ανάλυση για τη θέση της πληροφορικής στην εκπαίδευση έχει γίνει στην ενότητα «Πληροφορική στην Εκπαίδευση») αλλά και την καθηµερινή σχολική πρακτική, φαί- νεται να επικρατούν τρία πρότυπα εισαγωγής και χρήσης των νέων τεχνολογιών της πληροφορίας και της επικοινωνίας στην εκπαιδευτική διαδικασία. α) Η Tεχνοκεντρική προσέγγιση, όπου η πληροφορική θεωρείται αυτόνοµο γνω- στικό αντικείµενο. Η πρώτη, χρονολογικά, προσέγγιση εισαγωγής της πληροφορικής στην εκπαι- δευτική διαδικασία συνάδει µε την αντίληψη ότι οι µαθητές πρέπει να αποκτή- σουν στέρεες γνώσεις πάνω στους υπολογιστές και στον προγραµµατισµό τους, γι’ αυτό είναι απαραίτητη η διδασκαλία ενός αµιγούς µαθήµατος πληροφορικής. Ως πρότυπο κυριάρχησε κατά τη δεκαετία του ’70 και ξεκίνησε από τις υψηλό- τερες βαθµίδες της εκπαίδευσης. Σχετίζεται άµεσα µε το επίπεδο ανάπτυξης της 12 KEºA§AIO 1. H £E™H TH™ ¶§HPOºOPIKH™ ™THN EK¶AI¢EY™H: A¶O THN EI™A°ø°H ™THN ENTA•H ίδιας της επιστήµης της πληροφορικής και κυρίως µε τη µέχρι τότε εξέλιξη του υλικού και του λογισµικού. Η δυσκολία ανάπτυξης εφαρµογών µε τις γλώσσες προγραµµατισµού, η έλλειψη διαφόρων εφαρµογών και η ανυπαρξία φιλικού ως προς τους χρήστες λογισµικού οδήγησε στην ανάγκη µιας βασικής και σε εύρος εκπαίδευσης στην πληροφορική και τον προγραµµατισµό ήδη από τις µεσαίες εκπαιδευτικές βαθµίδες (γυµνάσιο, λύκειο). Το πρότυπο αυτό θέτει, συνεπώς, ως στόχο την απόκτηση γνώσεων που αφορούν τη λειτουργία των υπολογιστών και στην εισαγωγή στον προγραµµατισµό τους. Το πρότυπο αυτό τείνει να εξαλει- φθεί ολοσχερώς σήµερα, κυρίως όσον αφορά τις χαµηλότερες βαθµίδες της εκπαί- δευσης (γενική παιδεία αλλά και λύκειο). β) Η ολοκληρωµένη προσέγγιση, όπου η πληροφορική θεωρείται εργαλείο µάθη- σης σε όλο το εύρος του αναλυτικού προγράµµατος καιέκφραση µιας ολιστικής, διαθεµατικής προσέγγισης της µάθησης. Η ένταξη των νέων τεχνολογιών µέσα σε όλα τα µαθήµατα,ως έκφραση µιας ολο- κληρωµένης και διαθεµατικής προσέγγισης της µάθησης, συνιστά σήµερα ένα ζητούµενο που απασχολεί σε µεγάλο βαθµό τα διάφορα εκπαιδευτικά συστήµατα. Το πρότυπο αυτό εµφανίστηκε τα τελευταία χρόνια και χαρακτηρίζεται από την ιδέα ότι η διδασκαλία της χρήσης των νέων τεχνολογιών αλλά και η χρήση τους ενσωµατώνεται στα επιµέρους γνωστικά αντικείµενα του αναλυτικού προγράµµα- τος. Όλα τα θέµατα που αφορούν την πληροφορική και τις νέες τεχνολογίες κατα- νέµονται και διδάσκονται µέσα από όλα τα γνωστικά αντικείµενα και δεν αποτε- λούν πλέον αυτόνοµο γνωστικό αντικείµενο. Το πρότυπο αυτό προϋποθέτει δια- φορετικές παιδαγωγικές αντιλήψεις, τόσο στην επιλογή της γνώσης και της διδα- κτικής πρακτικής όσο και στην εκπαίδευση των εκπαιδευτικών και στην υλικοτε- χνική υποδοµή. Οι ανατροπές που θα προκαλέσει στο πρόγραµµα σπουδών η εφαρ- µογή της προσέγγισης αυτής την καθιστούν βραχυπρόθεσµα µη εφαρµόσιµη. γ) H πραγµατολογική προσέγγιση, όπου η πληροφορική θεωρείται συνδυασµός των δύο προηγούµενων προσεγγίσεων [Μακράκης, Κοντογιαννοπούλου, 1995]. Η αδυναµία βραχυπρόθεσµης εφαρµογής της ολοκληρωµένης προσέγγισης αλλά και η παραδοχή ότι είναι αναγκαίος (τουλάχιστον προς το παρόν) ο αλφαβητισµός στη χρήση των υπολογιστών οδηγεί στο πραγµατολογικό πρότυποένταξης. Το πρότυ- πο αυτό φαίνεται να συνδυάζει τα παιδαγωγικά πλεονεκτήµατα της ολοκληρωµένης προσέγγισης µε τους όρους του εφικτού. Χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη ενός αυτό- νοµου µαθήµατος γενικών γνώσεων πληροφορικής και την προοδευτική ένταξη της χρήσης των νέων τεχνολογιών ως µέσου στήριξης της µαθησιακής διαδικασίας σε όλα τα γνωστικά αντικείµενα του προγράµµατος σπουδών.