Ο προγραμματισμός ως πτυχή του ψηφιακού αλφαβητισμού και της καλλιέργειας της υπολογιστικής σκέψης: η περίπτωση της ανάπτυξης και διασκευής ψηφιακών παιχνιδιών

Abstract

Even though "computational thinking" is considered a core 21st-century skill, there is still limited knowledge about the mental process by which children may perceive, express and use the most complex computational practices such as abstraction. This research seeks to identify and describe students' strategies for solving authentic problems computationally. It focuses on studying and analyzing student activity during the collaborative modding of digital games with the use of integrated computational affordances, such as programming, dynamic manipulation and visual data handling. The thesis presents the analysis and results of design-based research with junior-high-school students implemented in the school context. The participant students played and modified two digital games in two online programming applications, developed for this study, that integrate different computational affordances. The results highlight and elaborate on student strategies that involve the expression and use of complex computational thinking practices, such as abstraction strategies, data pattern recognition strategies and system level-analysis strategies, which had not been analyzed and described before. They further show that the integrated affordances, as well as the familiar and structured game context, played a significant role in the development of students' strategies.

Αν και η «υπολογιστική σκέψη» θεωρείται απαραίτητη δεξιότητα του 21ου αιώνα, δεν γνωρίζουμε επαρκώς τις νοητικές διαδικασίες με τις οποίες τα άτομα, και ιδιαίτερα τα παιδιά, μπορούν να αντιληφθούν, να εκφράσουν και να χρησιμοποιήσουν τις πιο σύνθετες πρακτικές της, όπως η αφαίρεση. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επιδιώκει να εντοπίσει και να περιγράψει τις στρατηγικές που επινοούν και εφαρμόζουν οι μαθητές, για να επιλύσουν αυθεντικά προβλήματα με υπολογιστικό τρόπο. Ειδικότερα, μελετάται η δραστηριότητα των μαθητών κατά τη συνεργατική διασκευή ψηφιακών παιχνιδιών με διασυνδεδεμένες υπολογιστικές λειτουργικότητες όπως ο προγραμματισμός, ο δυναμικός χειρισμός και η οπτική διαχείριση δεδομένων. Η διατριβή παρουσιάζει την ανάλυση και τα αποτέλεσματα αποτελέσματα μιας ποιοτικής έρευνας σχεδιασμού που υλοποιήθηκε με μαθητές Γυμνασίου σε συνθήκες τάξης. Οι μαθητές έπαιξαν και διασκεύασαν δυο ψηφιακά παιχνίδια σε δυο διαδικτυακά λογισμικά προγραμματισμού, που αναπτύχθηκαν στα πλαίσια της παρούσας έρευνας και το καθένα ενσωματώνει διαφορετικές υπολογιστικές λειτουργικότητες. Τα αποτελέσματα της έρευνας αναδεικνύουν στρατηγικές των μαθητών που περιλαμβάνουν την εφαρμογή σύνθετων πρακτικών υπολογιστικής σκέψης, όπως στρατηγικές υπολογιστικής αφαίρεσης, αναγνώρισης μοτίβων δεδομένων και ανάλυσης συστήματος σε επίπεδα, οι οποίες δεν είχαν περιγραφεί μέχρι σήμερα. Η χρήση των διασυνδεδεμένων λειτουργικοτήτων καθώς και το οικείο και δομημένο πλαίσιο που διαμορφώθηκε από το παιχνίδι φάνηκε ότι ήταν καθοριστικοί παράγοντες για την ανάπτυξη των στρατηγικών των μαθητών.