Μάθηση εννοιών που σχετίζονται με την οργάνωση και λειτουργία εσωτερικών μονάδων του υπολογιστή: Αντιλήψεις μαθητών-φοιτητών, η επίδραση της μορφής του κειμένου στην κατανόηση σχετικών εννοιών, σχεδίαση και αξιοποίηση αλληλεπιδραστικ...

Abstract

Η παρούσα διατριβή κινείται στα ευρύτερα πλαίσια του χώρου της Γνωσιακής Επιστήμης σχετικά με τη μάθηση εννοιών που σχετίζονται με την οργάνωση και λειτουργία των εσωτερικών μονάδων του υπολογιστή. Στόχος της διατριβής είναι η έρευνα για τις δυσκολίες που αντιμετωπίζουν μαθητές στην κατανόηση εννοιών σχετικών με την ιεραρχία των μονάδων μνήμης, καθώς και οι φοιτητές στην κατανόηση των εννοιών που σχετίζονται με την οργάνωση και λειτουργία της κρυφής μνήμης και εξετάζει την περίπτωση η μάθηση των εννοιών της κρυφής μνήμης να αποτελεί ένα πρόβλημα εννοιολογικής αλλαγής. Επίσης, στόχος της διατριβής είναι η έρευνα της επίδρασης της μορφής του έντυπου εκπαιδευτικού υλικού και της αξιοποίησης προσομοίωσης και εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων στη μάθηση των σχετικών εννοιών.

Πολλοί ερευνητές αναφέρουν προβλήματα κατανόησης των εννοιών που σχετίζονται με την οργάνωση και λειτουργία των εσωτερικών μονάδων των υπολογιστών. Υποθέτουμε ότι οι μαθητές έχουν δυσκολίες στην κατανόηση εννοιών που σχετίζονται με την ιεραρχία μνήμης ενός υπολογιστή. Πραγματοποιήθηκε εμπειρική έρευνα για τον έλεγχο της υπόθεσης. Τα αποτελέσματα της έρευνας επιβεβαιώνουν τις υποθέσεις μας.

Υιοθετώντας το θεωρητικό πλαίσιο της εννοιολογικής αλλαγής ερευνούμε τις δυσκολίες που έχουν οι φοιτητές στην κατανόηση εννοιών που σχετίζονται με την οργάνωση και λειτουργία της κρυφής μνήμης. Υποθέτουμε ότι η προϋπάρχουσα γνώση που έχουν οι φοιτητές για τη δομή και λειτουργία της κύριας μνήμης περιορίζει τον τρόπο με τον οποίο αυτοί κατανοούν τη δομή και λειτουργία της κρυφής μνήμης. Πραγματοποιήθηκαν δύο εμπειρικές έρευνες, οι οποίες οδηγούν στην καταγραφή των δυσκολιών που παρουσιάζουν οι φοιτητές στην κατανόηση των εννοιών της οργάνωσης και λειτουργίας της κρυφής μνήμης, καθώς και στην επιβεβαίωση της υπόθεσής μας ότι η μάθηση των σχετικών εννοιών αποτελεί ένα πρόβλημα εννοιολογικής αλλαγής.

Μελετήθηκαν και αξιολογήθηκαν όλα τα σχετικά αποσπάσματα του έντυπου εκπαιδευτικού υλικού που χρησιμοποιούν οι φοιτητές σε σχέση με τις δυσκολίες που έχουν. Λαμβάνοντας υπόψη τα αποτελέσματα της αξιολόγησης και τις δυσκολίες των φοιτητών δημιουργήσαμε νέο έντυπο εκπαιδευτικό υλικό σε δύο μορφές: α) λαμβάνοντας υπόψη σύγχρονες θεωρίες κατανόησης κειμένου και β) σύμφωνα με τις αρχές του ανατρεπτικού κειμένου. Υποθέτουμε ότι η χρήση του νέου έντυπου υλικού θα βοηθήσει τους φοιτητές στην κατανόηση των εννοιών που σχετίζονται με την οργάνωση και λειτουργία της κρυφής μνήμης. Σε εμπειρικές έρευνες που πραγματοποιήθηκαν σχετικά με την επίδραση της μορφής των κειμένων στην κατανόηση εννοιών της κρυφής μνήμης από τους φοιτητές διαπιστώνουμε ότι και τα δύο κείμενα διευκολύνουν τη μάθηση των σχετικών εννοιών. Από τα αποτελέσματα της έρευνας δεν επιβεβαιώνεται κάποια υπεροχή του ανατρεπτικού κειμένου σε σχέση με το κείμενο που έχει διαμορφωθεί σύμφωνα με τις σύγχρονες θεωρίες κατανόησης κειμένου.

Υποθέτουμε ότι η αξιοποίηση ενός προγράμματος προσομοίωσης των λειτουργιών της κρυφής μνήμης με χρήση εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων που βασίζονται σε σύγχρονες θεωρίες μάθησης θα έχει θετικά αποτελέσματα στην κατανόηση των εννοιών της κρυφής μνήμης από τους φοιτητές. Σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε πρόγραμμα προσομοίωσης των λειτουργιών της κρυφής μνήμης. Για τη σχεδίαση του προγράμματος χρησιμοποιήθηκαν οι δυσκολίες των φοιτητών καθώς και η μελέτη – αξιολόγηση σχετικών προγραμμάτων που αναφέρονται στη διεθνή βιβλιογραφία. Επίσης σχεδιάστηκαν εκπαιδευτικές διερευνητικές – συνεργατικές δραστηριότητες που αξιοποιούν τη χρήση του προγράμματος προσομοίωσης. Η υπόθεση ότι η χρήση εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων που χρησιμοποιούν το πρόγραμμα προσομοίωσης και βασίζονται σε σύγχρονες θεωρίες μάθησης θα έχει θετικά αποτελέσματα στην κατανόηση των εννοιών της κρυφής μνήμης από τους φοιτητές ελέγχθηκε με εμπειρική έρευνα. Τα αποτελέσματα της έρευνας επιβεβαιώνουν την υπόθεσή μας.