Η ενότητα με μια ματιά…

1. Ενότητα 2.5.H μάθηση και η διδασκαλία με τη χρήση των Τ.Π.Ε. – Δεξιότητες χρήσης Νέων Τεχνολογιών

2. Η ενότητα με μια ματιά… • Θεωρίες Μάθησης και Τ.Π.Ε. – Μαθησιακά Περιβάλλοντα και Τ.Π.Ε. • Μοντελοποίηση - Προσομοίωση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης • Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης

3. Στόχος της ενότητας είναι… • να αναδειχθεί η συμβολή των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας (Τ.Π.Ε.) στη μάθηση και τη διδασκαλία, καθώς και • στην ανάπτυξη των δεξιοτήτων χρήσης τους στα νέα περιβάλλοντα μάθησης, όπως διαμορφώνονται από την εφαρμογή τους στις μαθησιακές και διδακτικές διαδικασίες.

4. Προσδοκώμενα αποτελέσματα • να έχουν αποκτήσει γνώσεις σχετικά με τις διάφορες μορφές εφαρμογής των Τ.Π.Ε. στη διδακτική πράξη και • να έχουν προβεί στην αξιολόγηση της χρήσης τους, λαμβάνοντας υπόψη τις σύγχρονες θεωρίες μάθησης.

5. Έννοιες – Κλειδιά • Θεωρίες μάθησης • Διδασκαλία • Δικτυακά Εργαλεία • Συνεργατική μάθηση • Μοντελοποίηση • Προσομοίωση • Δεξιότητες–διαδικασίες σκέψης

6. Δραστηριότητα 1 • Να καταγράψετε τις αλλαγές που μπορούν, κατά τη γνώμη σας, να επιφέρουν οι Τ.Π.Ε. στις διαδικασίες της διδασκαλίας και της μάθησης. • Να αναφέρετε τις μορφές αλληλεπίδρασης που θεωρείτε ότι εμφανίζονται κατά τη χρήση των Τ.Π.Ε. στη διδακτική διαδικασία. • Να σχολιάσετε τη φράση: • «η υπολογιστική τεχνολογία θα φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο ο άνθρωπος σκέφτεται και μαθαίνει» (Papert, 1993).

7. Θεωρίες Μάθησης και Τ.Π.Ε. – Μαθησιακά Περιβάλλοντα και Τ.Π.Ε. 1.Η γνώση δημιουργείται και δεν αναπαράγεται. 2. Οι πολλαπλές αναπαραστάσεις της πραγματικότητας. 3. Η πολυπλοκότητα του πραγματικού κόσμου. 4. Οι αυθεντικές-πραγματικές εργασίες συνδέονται με τις μελέτες περίπτωσης και τις μεθόδους επίλυσης προβλημάτων (δεξιότητα επίλυσης προβλημάτων). 5. Η αναστοχαστική σκέψη. 6. Η συνεργατική μάθηση. Βασικά Χαρακτηριστικάτων μαθησιακών περιβαλλόντων, για την εισαγωγή των Τ.Π.Ε. στη διδακτική διαδικασία σε συνδυασμό με την εφαρμογή των σύγχρονων θεωριών μάθησης

8. Θεωρίες Μάθησης και Τ.Π.Ε. – Μαθησιακά Περιβάλλοντα και Τ.Π.Ε.

9. Μοντελοποίηση - Προσομοίωση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης • ορισμοί της προσομοίωσης, σύμφωνα με τους οποίους: • η προσομοίωση (simulation) είναι μια τεχνική που στοχεύει στο να παρέχει στους μαθητές μια κατά το δυνατό απλούστερη αναπαράσταση ενός μέρους του πραγματικού ή του φανταστικού κόσμου & αποτελεί δηλαδή μια τεχνική μίμησης ενός πραγματικού συστήματος, όπως αυτό εξελίσσεται στο χρόνο (Winston, 1994), • είναι μια τεχνητή αναπαράσταση πραγματικών καταστάσεων (Rothwell & Kazanas, 1997), • αποτελεί έναν από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους για την υποστήριξη της εννοιολογικής κατανόησης του πραγματικού κόσμου. • Τα μοντέλα προσομοίωσης φυσικών συστημάτων, που δημιουργούνται με τη βοήθεια υπολογιστή, διακρίνονται σε δύο κατηγορίες (Βliss, 1996): • διερευνητικάμοντέλα (exploratory models) • εκφραστικά μοντέλα (expressive models)

10. Μοντελοποίηση - Προσομοίωση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης Οι μαθησιακές δραστηριότητες με τη χρήση προσομοιώσεων πρέπει να στηρίζονται στην αναπαραγωγή άλλων αναπαραστάσεων, όπως : • η λεκτική (προφορική έκφραση), • η γραπτή (παραγωγή κειμένου), • η σχηματική (σχέδιο), • η μοντελοποίηση (σχεδίαση και περιγραφή ενός μοντέλου για το φαινόμενο), • η φορμαλιστική (μαθηματικές σχέσεις που περιγράφουν το φαινόμενο) και • ο συνδυασμός των παραπάνω τύπων αναπαραστάσεων.

11. Μοντελοποίηση - Προσομοίωση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης Bασικός στόχος του εκπαιδευτικού λογισμικού προσομοίωσης είναι η εξοικείωση με έννοιες και λειτουργίες του πραγματικού κόσμου. Τα πειράματα που εκτελούνται παρέχουν στο χρήση τη δυνατότητα ορισμού παραμέτρων, ώστε να είναι δυνατός, σε μια προσομοίωση της κίνησης κάποιου αντικειμένου ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Προσομοίωση της πλάγιας βολής με το Λογισμικό Interactive Physics.

12. Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης Γενικά • οι διδακτικές αρχές του κονστρουκτιβισμού • απαιτούν από τους μαθητές να επιλύουν αυθεντικά προβλήματα, • να εργάζονται συνεργατικά, • να εξετάζουν τα προβλήματα μέσω διαφορετικών οπτικών, • να έχουν επίγνωση των διαδικασιών επίλυσης προβλημάτων κ.λπ. (Reiser, 2001, Strijbos et al., 2004). • βάσει της κοινωνικοπολιτισμικής θεωρίας της γνώσης (Vygotsky, 1978), η μάθηση ευνοείται από τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις που οικοδομούνται μέσα σε συνεργατικά περιβάλλοντα (Dillenbourg, 1999). • ενίσχυση της μάθησης και να καταστήσει τους μαθητές ικανούς να εμπλακούν στη ζώνη επικείμενης ανάπτυξης. • Η συνεργατικότητα μεταξύ των εκπαιδευομένων δεν μπορεί να θεωρηθεί ως μια στατική διαδικασία, αλλά ως μια δυναμική διαδικασία, που ενισχύει την αυτογνωσία του εκπαιδευόμενου

13. Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης • Κατά τη διάρκεια της συνεργασίας για την επίλυση προβλημάτων, εντοπίζονται ορισμένες παράμετροι που επηρεάζουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μαθητών και αφορούν στην τεχνική δομή του συνεργατικού περιβάλλοντος, τον τύπο των συνεργατικών εργασιών, τα εργαλεία ανάπτυξης των δεξιοτήτων των εκπαιδευομένων κ.λπ. (Psycharis, 2007). • Ορισμένοι δείκτες που συνδέονται με τις δεξιότητες και τις διαδικασίες σκέψης είναι: • η εισαγωγή και ο προσανατολισμός στο πρόβλημα, • η διατύπωση κριτηρίων-υποθέσεων για την επίλυση του προβλήματος, • η παραγωγή εναλλακτικών λύσεων/ απόψεων, • η αξιολόγηση της λύσης, • η διαμόρφωση στρατηγικών για την επίλυση αντίστοιχων προβλημάτων (Swigger et al., 1994).

14. Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης • Οι προσομοιώσεις αποτελούν ένα σημαντικό εργαλείο στη διαδικασία της μάθησης. • Εμπλοκή των μαθητών με τα προσομοιωμένα φαινόμενα: • βοηθά στην ανάπτυξη της κριτικής και δημιουργικής σκέψης, • στην ανάπτυξη στρατηγικών επίλυσης προβλήματος. • οφείλει να αναγνωρίσει • να προσδιορίσει το πρόβλημα, πλήρως και επαρκώς, • θα πρέπει να καθοριστεί σαφώς ο σκοπός προκειμένου να μπορέσει να διερευνήσει το πρόβλημα (Shibata, 1998). • Τα βήματα που ακολουθεί ο μαθητής για την επίλυση προβλήματος απαιτούν απαντήσεις σε μια σειρά ερωτήσεων, τις οποίες θέτει ο ίδιος στον εαυτό του ή εμπνέει το περιβάλλον προσομοίωσης προκειμένου να ολοκληρώσει την εργασία. ο μαθητής

15. Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης Ο χάρτης εννοιών Ο χάρτης εννοιών βασίζεται στην αρχή ότι η ουσιαστική μάθηση (meaningful learning) συμβαίνει όταν ο εκπαιδευόμενος κατασκευάζει τη γνώση ιεραρχικά και διερευνά τις δυνατές συσχετίσεις μεταξύ των εννοιών, ενώ η κατασκευή τους θα πρέπει να στηρίζεται στις αρχές των θεωριών μάθησης (Novak & Gowin, 1984). κανονικότητες γεγονότων ή αντικειμένων και καθορίζονται από μια λεζάντα, η οποία μπορεί περιλαμβάνει ένα ή περισσότερα ονόματα • Οι χάρτες είναι διαγράμματα, • αποτελούνται από ένα σύνολο εννοιών • ένα μη κενό σύνολο από σχέσεις (συσχετίσεις) μεταξύ των εννοιών Οι σχέσεις μεταξύ των εννοιών είναι προτάσεις (propositions) που συσχετίζουν δυο ή περισσότερες έννοιες, ώστε να σχηματισθεί μια δήλωση με νόημα «σημασιολογικές μονάδες» - semantic units).

16. Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης Ο χάρτης εννοιών Βασικό γνωστικό εργαλείο, το οποίο παρέχει τη δυνατότητα στον εκπαιδευόμενο να αναπαριστά τις γνωστικές δομές και να οικοδομεί τη γνώση συνδέοντας – με ιεραρχικό τρόπο – τις έννοιες που σχετίζονται με ένα πρόβλημα (Novak, & Gowin, 1984, Jonassen et al., 1999). • Τύποι εννοιολογικών χαρτών • Εννοιολογικός χάρτης τύπου ‘αράχνη’ • Ο «συστημικός» εννοιολογικός χάρτης • Ο «συστημικός» εννοιολογικός χάρτης

17. Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης Ο χάρτης εννοιών Παράδειγμα εφαρμογής αναπαράστασης συνεργασίας με το λογισμικό CMAP Το περιβάλλον εκκίνησης του CMAP Διεπαφή του Cmap (IHMC Concept Map)

18. Δραστηριότητα 2 Ο χάρτης εννοιών Αφού εξερευνήσετε το CMAP, γράψτε σε μία παράγραφο ποιες δεξιότητες σκέψης θεωρείτε ότι ευνοεί η χρήση του στο πλαίσιο της συνεργατικής διδασκαλίας.

19. Δραστηριότητα 3 Ο χάρτης εννοιών Εγκαταστήστε το CMAP και, επιλέγοντας: File > New Map από το παράθυρο Views, δημιουργήστε ένα χάρτη. Συνεργαστείτε με έναν άλλο εκπαιδευόμενο ακολουθώντας τη διαδικασία: παράθυρο Views >File > New Discussion Thread, με την προϋπόθεση ότι είναι επιλεγμένος ένας φάκελος από τον κεντρικό διακομιστή

20. Δραστηριότητα 4 Ο χάρτης εννοιών Περιγράψτε με ποιον τρόπο θεωρείτε ότι η χρήση των «αρχείων καταγραφής» (log files) του CMAP δημιουργεί ή αναπτύσσει τις μεταγνωστικές δεξιότητες.

21. Δραστηριότητα 5 Ο χάρτης εννοιών • Δημιουργήστε, με τη χρήση του CMAP, • δύο χάρτες εννοιών για το γνωστικό αντικείμενο που επιθυμείτε και • περιγράψτε την προστιθέμενη αξία τους στη διδακτική πρακτική, ως προς τις δεξιότητες που μπορούν να αναπτυχθούν, λαμβάνοντας υπόψη τους δείκτες που αναφέρθηκαν

22. Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης Ο χάρτης εννοιών Παράδειγμα εφαρμογής αναπαράστασης συνεργασίας με το λογισμικό SYNERGO • Eίναι ένα υπολογιστικό περιβάλλον που υποστηρίζει τη σύγχρονη συνεργασία παρέχοντας στα άτομα τη δυνατότητα να μοιραστούν έναν κοινόχρηστο χώρο εργασίας και εναλλαγής μηνυμάτων κειμένου (chat), ενώ πέραν των δυνατοτήτων για σύγχρονη συνεργασία, χρησιμοποιείται και σε πλαίσια ασύγχρονης συνεργασίας (Xenos et al., 2004). • Tο περιβάλλον αυτό επιτρέπει σε χρήστες, που βρίσκονται σε διαφορετικούς υπολογιστές, να συνεργαστούν για την επίλυση ενός προβλήματος. • Ειδικότερα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ομάδες των 2-5 ατόμων για τη δημιουργία διαγραμματικών αναπαραστάσεων (Concept Maps, Data Flow Diagrams, ERDs) στον κοινόχρηστο χώρο εργασίας.

23. Δικτυακά εργαλεία – Συνεργατική μάθηση - Δεξιότητες και Διαδικασίες σκέψης Ο χάρτης εννοιών Παράδειγμα εφαρμογής αναπαράστασης συνεργασίας με το λογισμικό SYNERGO Διεπαφή του Synergo

24. Δραστηριότητα 6 Ο χάρτης εννοιών Γράψτε σε μία παράγραφο ποιες δεξιότητες σκέψης θεωρείτε ότι προωθεί η χρήση του Synergo στο πλαίσιο της συνεργατικής διδασκαλίας.

26. Δραστηριότητα 7 Ο χάρτης εννοιών • Εγκαταστήστε το Synergo σε δύο απομακρυσμένους υπολογιστές και ακολουθήστε τις διαδικασίες σύνδεσης. • Στη συνέχεια, οι ομάδες των εκπαιδευομένων θα σχεδιάσουν μια δραστηριότητα για κάποια ενότητα και • θα αξιολογήσουν τη συνεργατικότητά τους χρησιμοποιώντας τα «αρχεία καταγραφής» (log files).

28. Βιβλιογραφία • Adams, D.M. and Hamm, M.E. (1990). Cooperative learning: Critical thinking and collaboration across the curriculum, Charles Thomas Pubs, Springfield, IL,. • Baddeley, A. (1998). Human Memory: Theory and Practice, Revised Edition. • Bliss J. (1996), Externalizing thinking through modeling: ESRC tools for exploratory • learning research program, in Vosniadou, S., De Corte, E., Glaser, R. & Mandl, H. (eds.), International perspectives on the design of technology-supported learning environments, 25-40, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. • Bredo E., (1994). Reconstructing educational psychology: Situated cognition and Deweyian pragmatism, Educational Psychologist. • Burbules, N. (2000). Constructivism: Moving beyond the impasse. In D. C. Phillips • (Ed.), Constructivism in education: National society for the study of education (NSSE) yearbook (pp. 308-330). Chicago: University of Chicago Press. • Cañas, A. J., Hill, G., Carff, R., Suri, N., Lott, J., Eskridge, T., et al. (2004a). CmapTools: A knowledge modeling and sharing environment. In http://cmap.ihmc.us. • Cañas, A. J.,, Novak J. D. & González F. M. (2004b). Concept maps: Theory methodology, technology. Proceedings of the first international conference on concept mapping (Vol. I, pp. 409-416). Pamplona, Spain: Universidad Pública de Navarra. http://cmap.ihmc.us/Publications/ResearchPapers/TheoryCmaps/TheoryUnderlyingConceptMaps.htm.

29. Βιβλιογραφία • Coleman, E. (1998). Using explanatory knowledge during collaborative problem solving in science, Journal of the Learning Sciences. Vol. 7, No. 3 & 4, , pp. 387-427. • De Jong T. , Van Joolingen W.R., Swaak J., Veermans K., Limbach R., King S. & Gureghian D., (1998). Self-directed learning in simulation based discovery environments, Journal of Computer Assisted Learning, 14, 235-246. • Dillenbourg P., (1999). What do you mean by collaborative learning? In P. Dillenbourg Collaborative-learning: Cognitive and Computational Approaches, pp. 1-20, Pergamon, Elsevier. • Horton, P.B., McConney, A.A., Gallo, M., Woods, A.L., Senn, G.J. & Hamelin, D. (1993). An investigation of the effectiveness of concept mapping as an instructional tool. Science Education, 77, 1, 95–111. • Gredler M. E., (1997). Learning and instruction: Theory into practice (3rd ed,. Upper Saddle River, Prentice-Hall, NJ. • Jonassen, D. H. (1991). Objectivism versus Constructivism: Do We Need a New Philosophical Paradigm?, Journal of Educational Research, 39 (3), 5–14. • Jonassen, D. H., Peck, K.L. & Wilson, B.G. (1999). Learning With Technology: A Constructivist Perspective, Merrill/Prentice-Hall. • Lave J., Wenger E., (1991). Situated learning: Legitimate peripheral participation. Cambridge, Cambridge University Press, UK. • McClellan, E. (1985). Technology for the Gifted and Talented. Digest, In http://www.ericdigests.org/pre-923/gifted.htm

30. Βιβλιογραφία • McClure, J.R., Sonak, B. and Suen, H. (1999). Concept map assessment of classroom learning: reliability, validity and logistical practicality, Journal of Research in Science Teaching, 36(4), 475 - 492. • McKinsey & Company (1997). The Future of Information Technology in UK Schools, (The McKinsey Report), McKinsey & Company, London. • Novak, J.D. & Gowin, D.B. (1984). Learning How to Learn. Cambridge University Press. • Novak, J.D. (1990). Concept maps and vee diagrams: Two metacognitive tools to facilitate meaningful learning. Instructional Science, 19, 1, 29–52. • Papert, S. (1991). Situating Constructivism, in Constructivism, Harel I, Papert S (eds), Ablex Publ. NJ • Papert S., (1993). The Children’s Machine, Rethinking School in the Age of Computer, N.Y., Basic Books, p.12. • Perry, M., Sanderson, D., (1998). Co-ordinating joint design work: the role of communication and artefacts. Design Studies, 1998; 19 (3) pp. 273-288 • Psycharis S., (2006). Indicators to measure the Level of Activity in a Web Based Collaborative Environment, International Conference on Interactive Mobile and Computer Aided Learning, http://www.imcl-conference.org/ • Reiser, R. (2001). A history of instructional design and technology. Part 2: a history of instructional design. Educational Technology Research & Development, 49, 57–67.

31. Βιβλιογραφία • Robertson T, (1996). Embodied Actions in Time and Place: The Cooperative Design of a Multimedia Educational Computer Game, CSCW Vol 5 No 4 (1996) pp. 341-367. • Rothwell, W. J., & Kazanas, H. C. (1997). Mastering the instructional design process: A systematic approach. San Francisco: Jossey-Bass. • Shibata, H. (1998). Problem Solving: Definition, terminology, and patterns In http://www.mediafrontier.com/Article/PS/PS.htm • Strijbos J.W., Martens R.L., Jochems W.M.G (2004). Designing for interaction: Six steps to designing computer-supported g roup-based learning. Computers & Education ,42 ,403–424 • Swartz, R.J. and Parks, S. (1994). Infusing the teaching of critical and creative thinking into content instruction, Center for Creative Learning. Sarasota, Florida. • Swartz, R.J., Fischer, S.D. and Parks, S. (1998). Infusing the Teaching of Critical and Creative Thinking into Secondary Science: A Lesson Design Handbook. California. • Swigger, K., Brazile, R., Depew, T. (1994). A computer-supported cooperative environment for requirements elicitation, In Proceedings of the Third IEEE Workshop on Enabling Technologies: Infrastructure for Collaborative Enterprises, Morgantown, West Virginia, 180-189. • Vygotsky, L. (1978). Mind in Society. Harvard University Press 1978. • Χenos M., Avouris N., Komis V., Stavrinoudis D., (2004). Marga Distance Education: A Case Study on a Computer Science Course, Proc. IEEE ICALT, In http://lttf.ieee.org/icalt2004/

32. Βιβλιογραφία • Winston, W, L., (1994). Operations Research, Applications and Algorithms, 3rd ed., Duxbury, Belmont. • Woolfolk, A. E. 1993. Educational Psychology. Needham Heights, MA: Allyn and Bacon. • Κολιάδης, Ε. (2002). Γνωστική ψυχολογία, γνωστική νευροεπιστήμη και εκπαιδευτική πράξη: Μοντέλο Επεξεργασίας Πληροφοριών. Δ’ τόμος. Αθήνα. • Ψυχάρης, Σ., Σιδηροπούλου, Π. & Σπάρταλη, Μ. (2006). Οι Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνιών στο πλαίσιο της συνεργατικής μάθησης και η διασύνδεσή τους με την αλληλεπίδραση και την αυτοεκτίμηση των μαθητών. Περιοδικό Νέα Παιδεία. • Ψυχάρης Σ. & Παντελή Α. (2007). Αξιοποίηση του λογισμικού Synergo για τη δημιουργία εννοιολογικών χαρτών στα πλαίσια της κονστρουκτιβιστικής μάθησης, στο 4ο Συνέδριο για την ‘Αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στην Εκπαίδευση’. Οργάνωση ‘Ελληνική Ένωση για την Αξιοποίηση των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση’ (e-Δίκτυο-Τ.Π.Ε.) υπό την αιγίδα του ΥΠΕΠΘ - Σύρος 4-5 Μαΐιος. • Web links for the Tools • Inspiration, In http://www.inspiration.com/ • MindManager In http://www.mindjet.com, • SMARTIdeas In http://www2.smarttech.com/st/en-US/Products/SMART+Ideas/default.htm , • IHMC Concept Map Toolkit Software In http://cmap.ihmc.us, • VisiMap In http://www.visimap.com/