Ανάπτυξη, υποστήριξη και μελέτη ολοκληρωμένου προγραμματιστικού περιβάλλοντος και διαδικτυακής κοινότητας πρακτικής για τη διδασκαλία της Πληροφορικής στο Γενικό Λύκειο

Abstract

The course "Applications Development in a Programming Environment" (AEPP) was introduced in the curriculum of General Lyceums (high schools) in 1999-2000 and since then it's been taught in the third grade and examined nationwide every year. It defines and utilizes two educational programming languages called "GLOSSA" and "Pseudoglossa", aiming to cultivate algorithmic thinking. In spite of the fact that the course was characterized as laboratory, an implementation of these languages was unfortunately missing. In their place, the use of Basic and Pascal was suggested, even though they were not taught to students.The "GLOSSA Interpreter" (Georgopoulos, 2002) was the first software that implemented GLOSSA and was made available to the educational community for the laboratory requirements of the course. Throughout its development and use, feedback from computer science teachers has been crucial. To establish a communication channel between the programmer and the teachers, an Internet community named "Steki of IT teachers" was formed. Its members were very active and participative from its inception, while their discussions gradually expanded to address issues beyond the technical support of the GLOSSA Interpreter.Since GLOSSA and Pseudoglossa are only loosely described in the school textbook, lacking a strict definition of their syntax and grammar, their implementation in the Interpreter, along with the nationwide examination of the course, revealed some ambiguous points. These points have been the subject of community discussions for many years, with a view to their collaborative investigation and establishment of a unified approach. Educational material, alternative ideas and suggestions related to various AEPP chapters constitute a large part of the community knowledge base, which has also been enriched with other didactical and technical issues that IT teachers are concerned with.This dissertation is presented in three axes. The first covers the educational software GLOSSA Interpreter, its development and expansion to address the requirements of Pseudoglossa, and its utilization in the educational process. The second axis focuses on the online community "Steki of IT teachers", evaluating the characteristics that identify communities of practice. Moreover, the community contributions to the Interpreter development and to the teaching of the AEPP course are analyzed. Finally, in the context of the third axis, the ambiguities of the AEPP textbooks and their alternative approaches are reviewed.The research combines qualitative and quantitative approaches in all three axes, in order to triangulate the results. The published material of the community is subject to content analysis. At the same time, the research questions are approached quantitatively through a questionnaire that was designed to focus on the present views of IT teachers.According to the results, the GLOSSA Interpreter is currently utilized by the vast majority of AEPP teachers, significantly increasing the cases where the course is taught in a computer lab instead of in a classroom. In fact, the teachers in a percentage that exceeds 90% state that they are satisfied with both the technical aspects of the software (stability, reliability, maturity, usability, provided technical support, fidelity of implementation of GLOSSA and Pseudoglossa...), and the special characteristics it provides as an educational software in the subject of programming (greek environment, guidance in case of errors, code writing facilities, execution flow overview, input / output data operations…).The "Steki of IT teachers" community seems to have made a significant contribution to the development and support of the GLOSSA Interpreter. It plays an important role in supporting IT teachers in the AEPP subject, but also in general technical and didactical issues. It meets all the criteria that identify a community of practice, as it focuses on a specific domain, it is formed by a community of teachers, and its members are led to collaborative learning through continuous interaction. It is noteworthy that its members have accumulated a remarkable trove of resources (educational material, teaching approaches, suggestions on teaching and technical issues, technical instructions, etc.), i.e. a practice.Regarding the controversial issues of AEPP, the research reveals that some of them still exist. They refer to points in the AEPP textbooks that are presented in a way that allows multiple interpretations and approaches by teachers. Some of these relate to chapters that have recently been added to the course syllabus, while others address issues that, although ambiguous in the past, have never been formally clarified. The open issues and the alternative approaches are analyzed and documented. At the same time, their implementation in the GLOSSA Interpreter is presented and the relevant scientific literature is studied, where necessary. A possible utilization of the research conclusions by a formal authority, in order to clarify the controversial issues of AEPP, would add merit to the dissertation results.

Το πανελλαδικώς εξεταζόμενο μάθημα "Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον (ΑΕΠΠ)" εισήχθηκε στο πρόγραμμα σπουδών της Γ΄ τάξης των Γενικών Λυκείων το σχολικό έτος 1999-2000 και έκτοτε διδάσκεται και εξετάζεται πανελλαδικά κάθε χρόνο. Έχει ως στόχο την καλλιέργεια της αλγοριθμικής σκέψης, μέσα από τη διδασκαλία των εκπαιδευτικών γλωσσών προγραμματισμού "ΓΛΩΣΣΑ" και "Ψευδογλώσσα". Ενώ όμως εξ' αρχής το μάθημα χαρακτηρίστηκε ως εργαστηριακό, δεν συνοδευόταν από αντίστοιχο λογισμικό. Για την κάλυψη των εργαστηριακών του αναγκών προτείνονταν η χρήση των επαγγελματικών γλωσσών Basic και Pascal, παρόλο που οι μαθητές δεν τις διδάσκονταν.Ο "Διερμηνευτής της ΓΛΩΣΣΑΣ" (Γεωργόπουλος, 2002) ήταν το πρώτο λογισμικό που υλοποίησε τη ΓΛΩΣΣΑ και διατέθηκε στην εκπαιδευτική κοινότητα για την εργαστηριακή υποστήριξη του μαθήματος. Σε όλη την πορεία ανάπτυξης και χρήσης του η ανατροφοδότηση από τους καθηγητές Πληροφορικής υπήρξε καθοριστικής σημασίας. Μάλιστα για τη διευκόλυνση της επικοινωνίας προγραμματιστή - καθηγητών δημιουργήθηκε διαδικτυακή κοινότητα με την ονομασία "Στέκι των Πληροφορικών". Η συμμετοχή των εκπαιδευτικών στην κοινότητα ήταν εξ αρχής μεγάλη και οι συζητήσεις σε αυτήν σταδιακά επεκτείνονταν και σε θέματα πέρα από την τεχνική υποστήριξη του Διερμηνευτή. Δεδομένου ότι η ΓΛΩΣΣΑ και η Ψευδογλώσσα ορίζονται περιγραφικά στο σχολικό εγχειρίδιο, χωρίς αυστηρό ορισμό του συντακτικού και της γραμματικής τους, η υλοποίησή τους στον Διερμηνευτή αλλά και η πανελλαδική εξέταση του μαθήματος κατέδειξαν ορισμένα διφορούμενα σημεία. Τα σημεία αυτά, γνωστά ως ασάφειες ή ανοικτά ζητήματα της ΑΕΠΠ, αποτέλεσαν επί σειρά ετών θέματα συζητήσεων στην κοινότητα με σκοπό την συνεργατική διερεύνησή τους και την καθιέρωση ενιαίας αντιμετώπισής τους. Υλικό και υποδείξεις για τη διδασκαλία διαφόρων ενοτήτων της ΑΕΠΠ συνθέτουν σήμερα μεγάλο μέρος του γνωσιακού κεφαλαίου της κοινότητας, το οποίο παράλληλα έχει εμπλουτιστεί και με άλλα θέματα σχετικά με διδακτικά και τεχνικά ζητήματα που αντιμετωπίζουν οι καθηγητές Πληροφορικής στα σχολεία.Η παρούσα διατριβή αναπτύσσεται σε τρεις άξονες. Ο πρώτος αφορά το εκπαιδευτικό λογισμικό Διερμηνευτής της ΓΛΩΣΣΑΣ και περιλαμβάνει μελέτη του τρόπου ανάπτυξης και επέκτασής του (ώστε να καλύψει και τις ανάγκες της Ψευδογλώσσας), αλλά και διερεύνηση του βαθμού και τρόπου αξιοποίησής του στην εκπαιδευτική διαδικασία. Ο δεύτερος άξονας εστιάζει στη διαδικτυακή κοινότητα "Στέκι των Πληροφορικών" την οποία και διερευνά υπό το πρίσμα των χαρακτηριστικών των κοινοτήτων πρακτικής, ώστε να εκτιμηθεί η συμβολή της στην ανάπτυξη του Διερμηνευτή, αλλά και στη διδασκαλία του μαθήματος ΑΕΠΠ. Τέλος, στο πλαίσιο του τρίτου άξονα εντοπίζονται και διερευνώνται οι ασάφειες του διδακτικού πακέτου της ΑΕΠΠ που απασχολούν σήμερα τους καθηγητές Πληροφορικής και οι εναλλακτικές προσεγγίσεις τους.Η έρευνα συνδυάζει ποιοτικές και ποσοτικές προσεγγίσεις και στους τρεις άξονες, ώστε να γίνει τριγωνισμός των αποτελεσμάτων. Το δημοσιευμένο υλικό της κοινότητας υπόκειται σε ανάλυση περιεχομένου ώστε να τεκμηριωθούν αλλά και να απαντηθούν τα ερευνητικά ερωτήματα. Παράλληλα, μέσω ερωτηματολογίου ειδικά σχεδιασμένου για τις ανάγκες της έρευνάς μας, τα ερωτήματα προσεγγίζονται ποσοτικά και μελετάται η άποψη που έχουν σήμερα οι καθηγητές πληροφορικής για τα υπό εξέταση ζητήματα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας ο Διερμηνευτής αξιοποιείται σήμερα από τη συντριπτική πλειοψηφία των εκπαιδευτικών που διδάσκουν ΑΕΠΠ, συμβάλλοντας σημαντικά στην εργαστηριακή προσέγγιση του μαθήματος. Μάλιστα οι εκπαιδευτικοί σε ποσοστό που ξεπερνά το 90% δηλώνουν ικανοποιημένοι τόσο από τα τεχνικά χαρακτηριστικά του λογισμικού (σταθερότητα, αξιοπιστία, ωριμότητα, ευχρηστία, παρεχόμενη τεχνική υποστήριξη, πιστότητα υλοποίησης της ΓΛΩΣΣΑΣ και Ψευδογλώσσας...), όσο και από τις διευκολύνσεις που παρέχει ως εκπαιδευτικό λογισμικό στη διδασκαλία του μαθήματος (Ελληνικό περιβάλλον εργασίας, πλήθος καθοδηγητικών μηνυμάτων λαθών, ευκολίες συγγραφής κώδικα, επισκόπηση εκτέλεσης προγραμμάτων, ευκολίες διαχείρισης δεδομένων εισόδου / εξόδου…).Η κοινότητα Στέκι των Πληροφορικών φαίνεται να έχει συμβάλλει ουσιαστικά στην ανάπτυξη και υποστήριξη του Διερμηνευτή. Παράλληλα διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην υποστήριξη των εκπαιδευτικών σε θέματα που αφορούν τη διδασκαλία της ΑΕΠΠ, αλλά και σε γενικότερα τεχνικά και διδακτικά ζητήματα που τους απασχολούν. Πληροί όλα τα κριτήρια που χαρακτηρίζουν μια κοινότητα πρακτικής, καθώς έχει συγκεκριμένο τομέα δραστηριοτήτων στον οποίο εστιάζει, πλαισιώνεται από κοινότητα εκπαιδευτικών, και τα μέλη της μέσω συνεχούς αλληλεπίδρασης οδηγούνται σε συλλογική μάθηση. Είναι αξιοσημείωτο ότι τα μέλη της από κοινού και σε βάθος χρόνου έχουν διαμορφώσει ένα αξιόλογο απόθεμα πηγών (εκπαιδευτικό υλικό, διδακτικές προσεγγίσεις, υποδείξεις σε διδακτικά και τεχνικά ζητήματα, τεχνικές οδηγίες κτλ), δηλαδή μια πρακτική.Τέλος, όσον αφορά τα ανοικτά ζητήματα της ΑΕΠΠ η έρευνα καταδεικνύει πως υπάρχει ακόμη και σήμερα ένα πλήθος θεμάτων, που ο τρόπος με τον οποίο παρουσιάζονται στο διδακτικό πακέτο επιτρέπει πολλαπλές ερμηνείες και προσεγγίσεις από τους διδάσκοντες. Αρκετά από αυτά αφορούν ενότητες που πρόσφατα προστέθηκαν στη διδακτέα και εξεταστέα ύλη του μαθήματος, ενώ άλλα αναφέρονται σε ζητήματα που αν και έχουν επισημανθεί ως ασάφειες στο παρελθόν, ποτέ δεν διευκρινίστηκαν επισήμως. Τα ανοικτά θέματα αναλύονται, και σχολιάζονται οι εναλλακτικές προσεγγίσεις. Παράλληλα παρουσιάζεται ο τρόπος υλοποίησής τους στον Διερμηνευτή και μελετάται, όπου κρίνεται απαραίτητο, η σχετική επιστημονική βιβλιογραφία. Πιθανή αξιοποίηση των σχετικών αναλύσεων και αποτελεσμάτων της έρευνας προς μια κατεύθυνση αποσαφηνίσεων των ανοικτών ζητημάτων της ΑΕΠΠ από θεσμικούς φορείς, θα προσέδιδε στα αποτελέσματα της διατριβής προστιθέμενη αξία.