Διδακτικές Προσεγγίσεις Προγραμματισμού

Μεταξύ των στόχων προγραμματισμού και της εξοικείωση με τις προγραμματιστικές δομές, η καλλιέργεια ικανοτήτων για τη σχεδίαση και υλοποίηση λύσεων καθώς και για την επίλυση προβλημάτων γίνεται χρησιμοποιώντας ποικίλα εργαλεία. Οι στόχοι αυτοί πραγματεύονται και σε μια παραδοσιακή διδακτική προσέγγιση του μαθήματος, ωστόσο στην περίπτωση αυτή ανακύπτουν προβλήματα στους μαθητές όπως να πιστεύουν ότι η επίλυση ενός προβλήματος σχετίζεται κυρίως με την “κωδικοποίηση” της λύσης του σε μια γλώσσα προγραμματισμού ή η δυσκολία στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του υπολογιστή ή στην κατανόηση της λειτουργίας και εφαρμογής βασικών προγραμματιστικών δομών.

Επιπροσθέτως, φαίνεται να εντοπίζονται μαθησιακές δυσκολίες πάνω στην διατήρηση πολλών τιμών, στον καθορισμό του τύπου των μεταβλητών, στη διασύνδεση μεταβλητών κ.α., στις εντολές εισόδου-εξόδου (στη σύνταξη εντολών και αντιστοίχιση τιμών εισόδου βάσει του ονόματος των μεταβλητών), στις δομές επιλογής (στην ομαδοποίηση εντολών σε εμφωλευμένες δομές επιλογής και στην κατανόηση της λειτουργίας), στις δομές επανάληψης (στον καθορισμό της συνθήκης ελέγχου όταν απαιτείται λογική έκφραση με περισσότερες από μια μεταβλητές ελέγχου, στην αναγνώριση του ατέρμονα βρόχου και της μη εκτέλεσης της επανάληψης κ.α.) καθώς και στους πίνακες (στη διάκριση του δείκτη και του αντίστοιχου στοιχείου και στην επεξεργασία των στοιχείων).

Για την αντιμετώπιση δυσκολιών αυτών προτείνεται η υιοθέτηση εναλλακτικών διδακτικών προσεγγίσεων σε εισαγωγικά μαθήματα προγραμματισμού κάτι τέτοιο θα ήταν υλοποιήσιμο δίνοντας έμφαση στη διαδικασία επίλυσης προβλημάτων και στη σχεδίαση προγραμμάτων, χρησιμοποιώντας πολλά και σύντομα παραδείγματα αλλά και εναλλακτικές μορφές αναπαράστασης της λύσης, με τον πειραματισμό και τη διερεύνηση, με τη συνεργατική μάθηση καθώς και με την αξιοποίηση εκπαιδευτικών εργαλείων.

Τέτοιες εναλλακτικές προσεγγίσεις είναι:

1. Το «Μαύρο κουτί»,
2. Προσέγγιση βασισμένη σε «Διερευνήσεις»,
3. Προσέγγιση βασισμένη στη συνεργασία δυο ατόμων
4. Προσέγγιση βασισμένη στα «ελάχιστα» παραδείγματα.

Στην προσέγγιση «Μαύρο κουτί», υπάρχει μια ενεργή συμμετοχή των μαθητών καθώς διερευνούν οι ίδιοι τις νέες έννοιες ενώ παράλληλα εξοικειώνονται με αυτές μέσα από την εκπόνηση δραστηριοτήτων. Η διαδικασία που τελείται, ακολουθεί την εξής πορεία:

• Εκτέλεση απλών προγραμμάτων των οποίων οι μαθητές δε γνωρίζουν τον κώδικα και τη λειτουργία «μαύρα κουτιά».
• «Διάλογος» με τον υπολογιστή-είσοδος δεδομένων.
• Μελέτη του κώδικα του προγράμματος.
• Απαντήσεις σε ερωτήσεις σχετικά με τις εντολές.
• Επίλυση αποριών με το διδάσκοντα.

Με την προσέγγιση βασισμένη στις «Διερευνήσεις» διενεργείται η ανάπτυξη δεξιοτήτων για τη διεκπεραίωση συγκεκριμένων διαδικασιών καθώς και υπολογιστή και τις βασικές προγραμματιστικές δομές, ενώ προωθείται η εννοιολογική αλλαγή όσον αφορά στις αναπαραστάσεις των αρχαρίων για αυτή τη λειτουργία. Στην προσέγγιση αυτή αρχικά γίνεται η μελέτη του κώδικα του προγράμματος και η απαντήσεις σε ερωτήσεις σχετικά με το αποτέλεσμα της εκτέλεσης των προγραμματιστικών δομών, έπειτα γίνεται η πρόβλεψη της «συμπεριφοράς» του προγράμματος σε είσοδο δεδομένων και η εκτέλεση του και τέλος γίνεται σύγκριση και έλεγχος των απαντήσεων του τρίτου βήματος και των αποτελεσμάτων της εκτέλεσης.

Μια τρίτη εναλλακτική προσέγγιση είναι η βασισμένη στη συνεργασία δυο ατόμων η οποία καλλιεργεί τη συνεργασία και την αλληλοβοήθεια καθώς και ικανότητες σχεδίασης και υλοποίησης λύσεων, ενώ παράλληλα ευνοεί την ανάπτυξη στοχαστικών διαδικασιών. Στην περίπτωση αυτή αναλαμβάνονται εναλλάξ οι ρόλοι του «οδηγού», που έχει τον έλεγχο του μολυβιού/ποντικιού/πληκτρολογίου στην ανάπτυξη του προγράμματος και του «παρατηρητή», που ελέγχει το έργο του οδηγού, παρατηρεί ελλείψεις, διερευνά εναλλακτικές λύσεις κ.α.

Τελευταία προσέγγιση που προτείνεται είναι αυτή των «ελάχιστων» παραδειγμάτων τα βασικά συστατικά της οποίας είναι:

• μια ερώτηση/περιγραφή του παραδείγματος
• ο κώδικας του περιέχει τις σχετικές εντολές
• το αποτέλεσμα της εκτέλεσης του κώδικα για κάποια είσοδο τιμών και
• σχόλια/επεξηγήσεις που σχετίζεται με την έννοια που παρουσιάζεται και τη λειτουργία των εντολών.

Εναλλακτικές Διδακτικές Προσεγγίσεις σε εισαγωγικά μαθήματα προγραμματισμού

'Έμφαση στη διαδικασία επίλυσης προβλημάτων' οι μαθητές εξοικειώνονται με τα βασικά στάδια της διαδικασίας επίλυσης προβλημάτων τόσο σε μαθήματα του προγραμματισμού όσο και σε μαθήματα όπως η Τεχνολογία Λογισμικού, τα Πληροφοριακά Συστήματα, κ.λπ.

'Έμφαση στη σχεδίαση προγραμμάτων' οι μαθητές αποκτούν ικανότητες στη σχεδίαση προγραμμάτων και στην αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων στο πλαίσιο ενός προβλήματος

'Χρησιμοποίηση εναλλακτικών μορφών αναπαράστασης της λύσης' οι μαθητές χρησιμοποιούν ψευδοκώδικα ή άλλες μορφές για την αναπαράσταση της λύσης

'Χρησιμοποίηση παραδειγμάτων' οι μαθητές κατανοούν χαρακτηριστικά των προγραμματιστικών δομών μέσα από σύντομα παραδείγματα

'Πειραματισμός και διερεύνηση' οι μαθητές διερευνούν και πειραματίζονται με τις προγραμματιστικές δομές εκτελώντας προγράμματα στον υπολογιστή

'Συνεργατική μάθηση' οι μαθητές συνεργάζονται στη σχεδίαση και υλοποίηση της λύσης προβλημάτων'

'Αξιοποίηση εκπαιδευτικών εργαλείων'

• αναπτύσσονται και αξιοποιούνται στη διδακτική διαδικασία εκπαιδευτικά εργαλεία που στοχεύουν κυρίως στην ελαχιστοποίηση των συντακτικών λεπτομερειών,

• στον περιορισμό του υποστηριζόμενου ρεπερτορίου εντολών με απλή σύνταξη και σημασιολογία,

• στη στήριξη της διαδικασίας εκσφαλμάτωσης προγραμμάτων και

• στην κατανόηση των λαθών καθώς και

• στην οπτική/ηχητική προσομοίωση εκτέλεσης των προγραμμάτων