Download
1 / 25
250 likes | 356 Views
A Survey of Research on the Jeliot Program Animation System. Ronit Ben-Bassat, Levy Mordechai Ben-Ari. סקירת המחקרים שנעשו על סביבת האנימציה Jeliot. רונית בן-בסט לוי מרדכי בן-ארי המחלקה להוראת המדעים מכון ויצמן למדע. קצת היסטוריה.
E N D
A Survey of Research on theJeliot Program Animation System Ronit Ben-Bassat, Levy Mordechai Ben-Ari
סקירת המחקרים שנעשו על סביבת האנימציה Jeliot רונית בן-בסט לוי מרדכי בן-ארי המחלקה להוראת המדעים מכון ויצמן למדע
קצת היסטוריה הקשיים בהוראת מדעי המחשב לסטודנטים מתחילים ידועים מהספרות: מושגים מופשטים - משתנה, העברת פרמטרים, ניבוי פלט. חסר מודל דינאמי לתוכנית הסטאטית. מורים ומרצים פיתחו במשך השנים שיטות משל עצמם לצורך המחשה.
ראשית האנימציה אנימציה – תוכנת מחשב המספקת המחשה דינאמית של ביצוע תוכנית. בשנת 1981 הוצגה האנימציה הראשונה בסרט: Sorting out sorting מאת Baecker. מאז פותחו סביבות נוספות כמו: Tango , Balsa ועוד. משותף לכולן: כדי לפתח אנימציה של תוכניות יש להשקיע שעות רבות.
משפחת האנימציה Jeliot בשנת 1996 פותחה באוניברסיטת הלסינקי שבפינלנד הגרסה הקדמונית של Jeliot - Eliot. (Lahtinen, Sutinen &Tarhio) הרעיון המרכזי והחדשני – Self-animation האנימציה נוצרת באופן אוטומטי מבלי התערבות המשתמש. תפישה מרכזית – Learning by doing – לתלמיד יש כלי בעזרתו יבנה ייצוג מוחשי לתוכנית. מאז נוצרו גרסאות חדשות לסביבת Eliot שתמכו בשפת התכנות java ומכאן משפחת Jeliot.
מחקרים פדגוגיים קודמים (1) המחקר הראשון נערך על-ידי Stasko בשנת 1993. המחקר השתמש ב סביבת אנימציה להוראה של אלגוריתם מסובך. תוצאות מאד מאכזבות. שיפור הושג כאשר בקשו מהסטודנטים לנבא פלט – שיפור לא משמעותי. Mayer (1997)מצא כי שימוש משולב של אנימציה עם הסבר מילולי מאד אפקטיבי להבנה. Petre & Green (1993) מצאו כי הצגה גרפית לא מספיקה לבדה וההבנה של ייצוגי כזה היא יכולת נרכשת.
מחקרים פדגוגיים קודמים (2) בשנת 2002 Hundhausen, Douglas & Stasko ערכו מטה-מחקר על סביבות ושימושן והתוצאות אמרו כי: אין שימוש מספיק בסביבות, הסביבות עצמן אינן מספיקות וחשוב לא פחות כיצד משתמשים בהן. בסדנא של Naps (2002) וחבריו שנערכה בכנס להוראת מדעי המחשב נמצא כי בין היתרונות בשימוש באנימציות: עוזר בהבנה, מהנה, מקלים על הדיון בכיתה. בחסרונות: זמן, השקעה נדרשת כדי להכניסם להוראה, חוסר מידע על היתרונות ללמידה.
Jeliot משפר למידה בשנים 1998-2001 Ben-Basssat Levy & Ben-Ari ערכו מחקר הבוחן את ההשפעה שיש ל- Jeliot על תלמידי תיכון. שימוש לראשונה ב – Jeliot על פני שנה שלמה בכיתה יוד. המחקר היה מחקר כמותי (שאלוני (pre post ואיכותני (ראיונות). נבדקו שתי כיתות: ניסוי וביקורת.
Jeliot משפר למידה - תוצאות תלמידי כיתת הניסוי שיפרו ציוניהם באופן יחסי לכיתת הביקורת – תוצאות משמעותיות אחרי פרק זמן של שימוש 3 חודשים בסביבה. שימוש באוצר מילים שספקה הסביבה לצורך הסברים. התלמידים הבינוניים הם אלה שענו בזמן הקצר ביותר על שאלות. קבוצת הניסוי השתמשה בהבנה שנרכשה גם לאחר פרק זמן ארוך של אי-שימוש בסביבה.
Jeliot משפר תשומת לב בשנת 2006 Ebel & Ben-Ari ערכו ניסוי הבודק את ההשפעה שיש ל-Jeliot על תשומת הלב (Attention) של תלמידים. Attention – תנאי מוקדם ללמידה. נעשה שימוש ב-Jeliot בתנאים של הדגמה. התלמידים היו תלמידי חינוך מיוחד (היפראקטיבים), בעלי יכולות קוגניטיביות נורמליות. השיעורים צולמו והוקלטו ונערך ניתוח המידע.
Jeliot משפר תשומת-לב – ניתוח ותוצאות בתהליך הניתוח התמקדו באירועים של חוסר תשומת-לב ומדדו את כמות האירועים של חוסר תשומת-לב ליחידת זמן. לא נמצאו אירועים של חוסר תשומת-לב כאשר המורה השתמש ב – Jeliot, בניגוד לתדירות של אירועים בכל 2 דקות כאשר לא היה שימוש בסביבה.
Jeliot והמורים בשנים 2003-2009 ערכו Ben-Bassat Levy & Ben-Ari מחקר הבודק כיצד מורים למדעי המחשב משתמשים בסביבת אנימציה ומהן עמדותיהם לגבי הוראה מסוג זה. החוקרים בדקו את הנושא במתודולוגיה שפתחו המשלבת מתודולוגיה איכותית (phenomenography) ומתודולוגיה כמותית (TPB -Theory of Planned Behavior).
Jeliot והמורים – התוצאות (1) phenomenography: הדרכים בהן המורים תופסים את השימוש ב-Jeliot ככלי עזר להוראה (מוצגות בסדר יורד): Internalization- Jeliot נתפס ככלי שימושי התואם את תפיסתו הפדגוגית של המורה. By-the-book- Jeliot נתפס ככלי שייתכן והוא יעיל, אך לא ברור כי הוא תואם את תפיסתו הפדגוגית של המורה. Repudiation- Jeliot נתפס ככלי שהונחת מבחוץ בעל תועלת פדגוגית מוגבלת. Dissonant- Jeliot נתפס באופן מנוגד בו-זמנית: מצד אחד בהתלהבות ומצד שני בהתנגדות להשתמש בו.
Jeliot והמורים – התוצאות (2) TPB: השתמשו החוקרים כדי לחשוף את העמדות שיש למורים לגבי השימוש ב-Jeliot ככלי עזר להוראה, מתוך רצון לנבא את קבלת Jeliot או דחייתו. המודל שמציעה מתודולוגיה זו משמש לניבוי התנהגות הנחקר. ההתנהגות היא תוצאה של כוונות (intentions) . PBC נמוך – מפתיע לגבי מורים למדעי המחשב. הסבר: מורים מאויימים על-ידי סביבה ה"תופסת את מקומם בכיתה" – Centrality.
Jeliot ושיתוף פעולה בשנת 2008 בדקו Myller, Bednarik, Ben-Ari & Sutinen כיצד השימוש ב-Jeliot משפיע על שיתוף הפעולה בין סטודנטים. החוקרים השתמשו ב-engagement taxonomy ואף הרחיבו אותה לצורת העבודה עם Jeliot. החוקרים השתמשו במחקר השוואתי בין רמות השיתוף השונות כדי להבין את ההבדלים שיוצר השימוש ב-Jeliot. המחקר נערך באוניברסיטת Joensuu בפינלנד על סטודנטים בקורס מבוא למדעי המחשב.
Jeliot ושיתוף פעולה - התוצאות החוקרים מצאו כי קיים מתאם חיובי באופן משמעותי בין האינטראקציה עם הסביבה לבין רמת שיתוף הפעולה בין הסטודנטים. כמות המלל בדיון בין הסטודנטים עלתה באופן משמעותי אם הכלי תמך ברמה של הכנסת קלט. תוצאה הפוכה הושגה כאשר הכלי תמך רק בצפייה בויזואליזציה. בעקבות המחקר Myller הוסיף ל- Jeliot אופציה של שאלות הבנה אוטומטיות כדי לתמוך ברמת התגובה בטקסונומיה.
Jeliot כיוצר של אנימציות שגויות Conflicting animation – הסביבה מציגה, במתכוון, קטע קוד באופן שגוי. קטע הקוד נכון, אך הביצוע שגוי. בשנים 2005-2008 Moreno, Sutinen, Bednarik & Myller חקרו את האופן בו שימוש באנימציה שגויה משפיעה על היכולת לביקורת של הסטודנטים על קטע הקוד המופיע בפניהם. השגיאות הן בטווח שבין שגיאות הרצה פשוטות לבין שיאה בהבנה של מנגנון ההורשה. בעקבות המחקר Moreno & Myllerמוסיפים ל-Jeliot אופציה לאנימציות שגויות.
סיכום - מספרים במחצית השנה האחרונה 1600 הורדות של Jeliot. 8000 אנשים נכנסו לאתר של Jeliot משם יכלו להוריד גם כן.
סיכום סביבת האנימציה Jeliot מלווה במחקר פדגוגי של למעלה מ-20 שנים. מחקר רב שנתי כזה מראה על קשר של החוקרים למשתמשים, ותרם תרומה משמעותית לפיתוח הכלי. השימוש ב-Jeliot עלה באופן משמעותי בשנים האחרונות. Jeliot יכול לשמש דוגמה לפיתוח של כלים טכנולוגיים להוראה.
