Η Πιλοτική Διδασκαλία του Μαθηματος

'Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση'

στο Φυσικό Τμήμα του Παν/μίου Κρήτης

http:/leandros.physics.uoc.gr/ph652

Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Ινστ. Πυρηνικής Φυσικής

ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος

και

Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο

Παπαφλέσσα και Υψηλάντη

Πάτρα

http://leandros.physics.uoi.gr

Περίληψη


Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα η μεθοδολογία δημιουργίας και τα βασικά χαρακτηριστικά του μαθήματος ‘Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση Θετικών Επιστημών’ που διδάχτηκε πιλοτικά κατά το πρώτο εξάμηνο του ακαδημαϊκού έτους 1998-99 στους προπτυχιακούς φοιτητές του Φυσικού Τμήματος στο Πανεπιστήμιο Κρήτης. Το μάθημα αυτό στοχεύει να εξοικειώσει τους φοιτητές με τα νέα πακέτα λογισμικού που χρησιμεύουν σαν εκπαιδευτικά εργαλεία δείχνοντας και τις εφαρμογές τους σε συγκεκριμένες εκπαιδευτικές διαδικασίες. Κατά την διδασκαλία του μαθήματος έγινε χρήση των νέων τεχνολογιών σε μεγάλο εύρος με πλήρη χρήση των δυνατοτήτων του Παγκόσμιου Ιστού (WWW). Χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές όπως: Τηλεδιασκέψεις, Ηλεκτρονική Εγγραφή Φοιτητών από Απόσταση, Ηλεκτρονική Αναζήτηση Όρων Μαθήματος με ενσωμάτωση Λεξικού, Εικονικά Πειράματα, Εικονική Συζήτηση από Απόσταση, Εκτέλεση Εργαστηρίων και αποστολή αποτελεσμάτων με χρήση ηλεκτρονικής φόρμας από απόσταση κλπ

 

Λέξεις Κλειδιά:

Πληροφορική στην Εκπαίδευση, Νέες Τεχνολογίες, Εκπαίδευση από Απόσταση, Εικονικά Πειράματα, Εκπαιδευτικό Λογισμικο, Εικονική Πραγματικότητα.

Συναφείς Θεματικές Ενότητες Συνεδρίου:

Εκπαιδευτικό λογισμικό για τα μαθηματικά,

Πληροφορική στην εκπαίδευση.

Η πληροφορική στη διδασκαλία των θετικών επιστημών

Εφαρμογές πολυμέσων και υπερμέσων στη διδασκαλία και τη μάθηση

Η Πληροφορική στην ανοιχτή εκπαίδευση και στην εκπαίδευση από απόσταση

Εκπαιδευτικές εφαρμογές της εικονικής πραγματικότητας

Επίπεδο Εκπαίδευσης:

Μεταδευτεροβάθμια και Δευτεροβάθμια

Κατηγορία Εργασίας:

Εμπειρική- Πειραματική

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Εικόνα 1: Η Κεντρική Σελίδα του Μαθήματος 'Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση ' (ΝΤΕ)

1. Εισαγωγή

Η εκρηκτική ανάπτυξη του Διαδικτύου (Internet) και ειδικότερα των εφαρμογών του Παγκοσμίου Ιστού (World Wide Web) έχει δρομολογήσει ριζικές αλλαγές στις μεθόδους επικοινωνίας και απόκτησης γνώσης και πληροφοριών. Οι νέοι δίαυλοι επικοινωνίας και απόκτησης γνώσης που ανοίγονται, αποκαλύπτουν σταδιακά νέες διαστάσεις σε πολλούς τομείς ανθρωπίνων δραστηριοτήτων.

Ένας από τους τομείς που επηρεάζονται σε μέγιστο βαθμό από τις νέες δυνατότητες και τεχνολογίες είναι ο τομέας της εκπαίδευσης. Τρία βασικά χαρακτηριστικά του Παγκοσμίου Ιστού τον καθιστούν πολύτιμο εργαλείο για την αναβάθμιση της εκπαίδευσης σε όλες τις βαθμίδες.

Οι δυνατότητες αυτές που παρέχει ο Ιστός για εκπαιδευτική αναβάθμιση έγιναν γρήγορα κατανοητές σε διεθνές επίπεδο. Ένας μεγάλος αριθμός μαθημάτων σε Πανεπιστήμια, κυρίως των Η.Π.Α., χρησιμοποιούν τις δυνατότητες που παρέχει ο Ιστός για ν' αναβαθμίσουν την λειτουργία τους και να προβληθούν σε διεθνές επίπεδο.

Μια μεγάλη συλλογή συνδέσμων ταξινομημένων ανά επιστημονικό αντικείμενο, που οδηγούν σε σελίδες τέτοιων μαθημάτων μπορεί να βρεθεί στην διεύθυνση http://www.utexas.edu:80/world/lecture/

Η χρήση των δυνατοτήτων του Ιστού για την αναβάθμιση μαθημάτων Ελληνικών Πανεπιστημίων είναι ακόμα μικρή αλλά έχουν αρχίσει να εμφανίζονται ενδιαφέρουσες προσπάθειες που μπορεί να οδηγήσουν σε αποτελέσματα αξιόλογα σε διεθνές επίπεδο. Μερικές από τις πιο ενδιαφέρουσες τέτοιες προσπαθειες έχουν γίνει στο Φυσικό Τμήμα του Πανεπιστήμιου Κρήτης. Τα πρώτα μαθήματα που έκαναν εκτενή χρήση του Ιστού κατά την διδασκαλία τους είναι τα εξής

Τα μαθήματα αυτά αν και έκαναν εκτενή χρήση του Παγκόσμιου Ιστού δεν είχαν σχεδιαστεί με στόχο να σταθούν πλήρως σαν αυτόνομα μαθηματα για διδασκαλία από απόσταση. Έτσι δεν χρειάστηκε (αλλά και δεν ήταν δυνατόν για τεχνικούς λόγους) να χρησιμοποιηθούν όλες οι δυνατότητες και τα εργαλεία που προσφέρει το διαδίκτυο για την εκπαιδευτική διαδικασία. Για παράδειγμα δεν χρησιμοποιήθηκαν εκτενείς συλλογές εικονικών πειραμάτων, ηλεκτρονικές φόρμες on line τις οποίες καλούνται να συμπληρώσουν οι φοιτητές για έγγραφη, επιστροφή εργαστηρίων και αξιολόγηση μαθήματος, μηχανή αναζήτησης συγκεκριμένων όρων στις ιστοσελίδες του μαθηματος, εικονική συζήτηση κλπ.

Η πρόσφατη εμφάνιση νέων εργαλείων λογισμικού για δημιουργία και συντήρηση θέσεων παγκόσμιου ιστού με εξελιγμένα χαρακτηριστικά χωρίς να απαιτούνται πολύ προχωρημένες γνώσεις από τους δημιουργούς, έκανε δυνατή την σχεδίαση και κατασκευή του μαθηματος ‘Φ652: Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαιδευση’ (ΝΤΕ) που διδάχτηκε για πρώτη φορά το φθινοπωρινό εξαμηνο του ακαδημαϊκού έτους 1998-99 στο Φυσικό Τμήμα του Παν/μίου Κρήτης από τον συγγραφέα του παρόντος άρθρου. Το μάθημα αυτό έχει τοποθετηθεί στον Παγκόσμιο Ιστό (Εικόνα 1) στην διεύθυνση http://leandros.physics.uch.gr/ph652 και κατά την τοποθέτηση του και την διδασκαλία του έγινε προσπάθεια να μεγιστοποιηθεί η χρήση των δυνατοτήτων που προσφέρει το διαδίκτυο κατά την εκπαιδευτική διαδικασία.

2. Η Εκπαίδευση από Απόσταση και η Δημιουργία του Μαθήματος ΝΤΕ Ι

Η ιδέα για την δημιουργία και την διδασκαλια του νέου αυτού μαθήματος ξεκίνησε την Άνοιξη του 1998 στα πλαίσια του προγράμματος Ιφιγένεια του Ε.Π.Ε.Α.Ε.Κ. Το πρόγραμμα αυτό της Ευρωπαϊκής Ένωσης χρηματοδοτεί προτάσεις για δημιουργία νέων μαθημάτων που θα διδαχτούν από απόσταση στο Παν/μιο Κρήτης και σε αλλα ελληνικά Παν/μια

Τι είναι όμως η διδασκαλια από απόσταση και γιατί η Ευρωπαϊκή Ένωση ενδιαφέρεται για την ανάπτυξη της? Στην διδασκαλία μαθημάτων από απόσταση δεν απαιτείται η παρουσία του διδάσκοντος στον ίδιο χώρο με τους διδασκόμενους κατά την εκπαιδευτική διαδικασία. Επιπλέον η εκπαιδευση δεν γίνεται αναγκαστικά ταυτόχρονα για όλους τους διδασκόμενους αλλά η επιλογή του χρόνου της εκπαίδευσης αφήνεται να επιλέγει ελευθέρα από αυτούς. Επομένως η εκπαιδευση από απόσταση παρέχει στους διδασκόμενους δυο νέες σημαντικές ελευθέριες: την ελευθερία επιλογής του χρόνου και την ελευθέρια επιλογής του χώρου στον οποίο θα εκπαιδευτούν. Η ελευθερίες αυτές παίζουν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο για εκπαιδευόμενους που λόγω επαγγελματικών η και οικογενειακών υποχρεώσεων δεν έχουν την δυνατότητα να παρευρίσκονται στους χώρους των παραδοσιακών εκπαιδευτικών ιδρυμάτων όπου γίνεται η εκπαιδευση με παραδοσιακές μεθόδους σε συγκεκριμένες χρονικές περιόδους.

Οι κοινωνικές αυτές ομάδες διευρύνονται σημαντικά τα τελευταία χρόνια κυρίως λόγω της εισαγωγής νέων τεχνολογιών στην παραγωγή που απαιτούν προσθετή εκπαιδευση αλλά και λόγω της εισαγωγής νέων ομάδων στην παραγωγική διαδικασία (γυναίκες, μετανάστες κλπ). Οι ομάδες αυτές δεν θα είχαν πρόσβαση στο εκπαιδευτικό σύστημα αν δεν υπήρχε η επιλογή της εκπαίδευσης από απόσταση.

Η εκπαιδευση από απόσταση γινόταν μέχρι πριν από λίγα χρόνια με μεθόδους που έθεταν περιορισμούς στην επικοινωνία διδάσκοντα - διδασκόμενων και στην επιλογή της μορφής του διδακτικού υλικού. Η επικοινωνία με τον διδάσκοντα γινόταν κυρίως μεσω ταχυδρομείου με αλληλογραφία η σπανιότερα μεσω τηλεφώνου η fax ενώ το διδακτικό υλικό είχε κυρίως έντυπη μορφή που μερικές φορές συνοδευόταν από κασέτες ήχου η και βιντεοταινίες. Η έλλειψη άμεσης επικοινωνίας διδάσκοντα-διδασκόμενων και διδασκόμενων μεταξύ τους καθώς και η δυσκολία άμεσης ανανέωσης η αλλαγής του διδακτικού υλικού ώστε αυτό να προσαρμόζεται στην σύγχρονη τεχνογνωσία και στις εκάστοτε ανάγκες και επίπεδο γνώσεων των διδασκόμενων, είχαν καταστήσει την εκπαιδευση από απόσταση μια λύση ανάγκης σχετικά μειωμένης ποιότητας που απευθυνόταν σε συγκεκριμένες ομάδες πληθυσμού.

Η ραγδαία ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και κυρίως του διαδικτύου κατά την τελευταία δεκαετία δίνει για πρώτη φορά την ευκαιρία στην εκπαιδευση από απόσταση να συναγωνιστεί σε ποιότητα την παραδοσιακή εκπαιδευση χωρίς να θυσιάζει τις βασικές ελευθέριες επιλογής χρόνου και χώρου εκπαίδευσης που προσφέρει στους διδασκόμενους. Το διαδικτυο παρέχει την ευκαιρία δραστικής αναβάθμισης της επικοινωνίας διδάσκοντα - διδασκόμενων και διδασκόμενων μεταξύ τους χωρίς να απαιτείται η χωροχρονική συνεύρεση τους. Παρέχει επισης, σε συνδυασμό με την χρήση πολυμέσων, την δυνατότητα ανάπτυξης διδακτικού υλικού που είναι περισσότερο ελκυστικό, αποτελεσματικό και ευκολότερα ανανεώσιμο συγκριτικά με το παραδοσιακό έντυπο υλικό. Οι νεες αυτές δυνατότητες μπορούν να μεταβάλλουν ριζικά προς το καλύτερο την μορφή της εκπαίδευσης από απόσταση αλλά και της εκπαίδευσης γενικότερα επιτρέποντας για πρώτη φορά την μαζική πρόσβαση σε ποιοτική αλλά και σχετικά οικονομική εκπαιδευση για μεγάλες μάζες του ανθρώπινου πληθυσμού.

Το γεγονός αυτό έγινε κατανοητό από την Ευρωπαϊκή Ένωση με αποτέλεσμα την χρηματοδότηση ενός μεγάλου αριθμού προγραμμάτων που στόχο έχουν την υποστήριξη προτάσεων για την ενσωμάτωση των νέων τεχνολογιών στην εκπαιδευτική διαδικασία είτε αυτή είναι από απόσταση είτε είναι παραδοσιακής μορφής. Ένα από τα προγράμματα αυτά είναι και η ‘Ιφιγένεια’.

Το πρόγραμμα αυτό στο Παν/μιο Κρήτης χρηματοδοτεί επιλεκτικά προτάσεις για την δημιουργία νέων μαθημάτων που πρόκειται να διδαχτούν αποκλειστικά από απόσταση με χρήση του διαδικτύου. Μετά την αποφοίτηση τους οι διδασκόμενοι θα παίρνουν πιστοποιητικό αποφοίτησης που θα χορηγείται από το Παν/μιο Κρήτης.

Στα πλαίσια του προγράμματος αυτού προτείναμε την δημιουργία ενός νέου μαθηματος με τίτλο ‘Νεες Τεχνολογιες στην Εκπαιδευση’ που θα είχε δυο βασικούς στόχους.

    1. Την διδασκαλία των βασικών νέων εργαλείων λογισμικού που μπορούν να

χρησιμεύσουν για την εύκολη αναβάθμιση της εκπαιδευτικής διαδικασίας με

την ενσωμάτωση νέων τεχνολογιών (χρήση διαδικτύου και πολυμέσων).

2. Την διδασκαλία μεθόδων ενσωμάτωσης των νέων τεχνολογιών στην

εκπαιδευτική διαδικασία ώστε να βελτιστοποιηθεί η αποτελεσματικότητα και η

ποιότητα της.

Η επίτευξη των παραπάνω στόχων μπορεί να οδηγήσει στην απόκτηση εξειδικευμένων γνώσεων από εκπαιδευτικούς που θα τους επιτρέψει να καλύψουν τις νέες ανάγκες που διαμορφώνονται διεθνώς (και ήδη εμφανίζονται και στον Ελληνικό χώρο) στην εκπαιδευτική διαδικασία.. Οι ανάγκες της ενσωμάτωσης των νέων τεχνολογιών στην εκπαίδευση που περιγράφηκαν παραπάνω δημιουργούν νέες απαιτήσεις από τους εκπαιδευτικούς για εξειδικευμένες τεχνικές και παιδαγωγικές ικανότητες. Η απόκτηση αυτών των ικανοτήτων θα πρέπει να γίνει στα πλαίσια των ΑΕΙ μέσα από ειδικά διαμορφωμένα μαθήματα και προγράμματα σπουδών. Το μάθημα που προτείναμε αποσκοπεί ακριβώς στο να παρέχει ένα μέρος τουλάχιστον των δεξιοτήτων αυτών στους μέλλοντες εκπαιδευτικούς που φοιτούν στο Παν/μιο Κρήτης αλλά και σε άλλους εκπαιδευτικούς που θα επιλέξουν στο μέλλον να παρακολουθήσουν το μάθημα αυτό από απόσταση.

Η πρόταση που υποβάλαμε εγκρίθηκε για χρηματοδότηση με το πόσο των 1.750.000 και έτσι έγινε δυνατή η συγκρότηση μιας δραστήριας ομάδας φοιτητών με κύρια μέλη τους Νίκο Δαλαμάγκα, Νίκο Πατεράκη, Πέγκυ Καραβίτη, και Ειρήνη Τριανταφύλλου που είχαν σημαντική τεχνογνωσία αλλά κυρίως την όρεξη να συμβάλουν στην δημιουργία ενός μαθηματος πρωτοποριακού για τα ελληνικά δεδομένα και αξιόλογου ακόμα και για διεθνή δεδομένα.

Αμέσως μετά την έγκριση της πρότασης μας από το πρόγραμμα Ιφιγένεια προτείναμε την ενσωμάτωση του μαθηματος που θα δημιουργούσαμε στα πλαίσια και του κανονικού προγράμματος σπουδών του Φυσικού Τμήματος ώστε το μαθημα να δοκιμαστεί άμεσα και στα πλαίσια του Παν/μίου Κρήτης. Η προταση αυτή έγινε δεκτή από την επιτροπή σπουδών και το μαθημα αυτό μας ανατέθηκε για διδασκαλια από το πρώτο εξάμηνο του ακαδημαϊκού έτους 1998-99 με προοπτική να συνεχιστεί και το δεύτερο εξαμηνο ως ‘Νεες Τεχνολογιες στην Εκπαιδευση ΙΙ’. Αποφασίσαμε κατά την διδασκαλια του πρώτου εξάμηνου να δώσουμε έμφαση στον πρώτο από τους δυο παραπάνω στόχους αφήνοντας την έμφαση στον δεύτερο στόχο για το δεύτερο εξαμηνο.

3. Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη του μαθηματος

Ο σχεδιασμός του μαθήματος ξεκίνησε νωρίς το καλοκαίρι του 1998. Σε πρώτη φάση εντοπίσαμε με χρήση του διαδικτύου (http://www.amazon.com) την διεθνή βιβλιογραφία που θα μπορούσε να καλύψει τους στόχους του μαθηματος και έγιναν οι σχετικές παραγγελιές[1-4] από την βιβλιοθήκη του Φυσικού Τμήματος.

Κατόπιν αφού καθορίσαμε τους βασικούς στόχους του μαθηματος που αναφέρονται στην ενότητα 2, αποφασίσαμε ότι το μαθημα θα πρέπει να απευθύνεται κυρίως σε εκπαιδευτικούς η υποψήφιους εκπαιδευτικούς όπως οι φοιτητές του φυσικού τμήματος που έχουν κάποια εμπειρία υπολογιστών σε επίπεδο βασικής γνώσης Windows 95 η 98, Word97 και Netscape 4.0 η Explorer 4.0 (διαδίκτυο). Τις γνώσεις αυτές τις αποκτούν οι φοιτητές του φυσικού τμήματος κατά το πρώτο έτος των σπουδών τους μέσω του υποχρεωτικού μαθηματος ‘Χρήσεις του Υπολογιστή’. Οι περισσότεροι νέοι εκπαιδευτικοί είναι επίσης εξοικειωμένοι με τα θέματα αυτά ή μπορούν εύκολα να αποκτήσουν τις βασικές γνώσεις που απαιτούνται για την παρακολούθηση του μαθήματος.

Η επόμενη φάση στον σχεδιασμό του μαθηματος περιελάμβανε τον καθορισμό των αναλυτικών περιεχομένων. Με δεδομένη την έμφαση στον πρώτο στόχο κατα το πρώτο εξαμηνο επιλέξαμε να επικεντρώσουμε την διδασκαλία σε συγκεκριμένα εργαλεία λογισμικού που μπορούν να εισάγουν νέες μεθοδολογίες κατά την εκπαιδευτική διαδικασία. Τέτοια εργαλεία είναι τα εξής:

(α) Εικονική Συζήτηση κατά την οποία ανταλλάσσονται σε περιβάλλον WWW

μηνύματα μεταξύ των χρηστών τα οποία είναι σε κοινή θέα και συνήθως οδηγούν

σε ανάπτυξη 'εικονικών΄'συζητήσεων. Οι εικονικές αυτές συζητήσεις χρησιμοποιήθηκαν αρκετά και βελτίωσαν σημαντικά το επίπεδο επικοινωνίας μεταξύ των διδασκόμενων καθώς και μεταξύ διδάσκοντα και διδασκόμενων βελτιώνοντας έτσι συνολικά το εκπαιδευτικό επίπεδο.

Εικόνα 2: Ο χώρος εικονικής συζήτησης του μαθήματος ΝΤΕ Ι

(β) Ηλεκτρονικές Φόρμες Αλληλεπίδρασης τις οποίες καλούνται να

συμπληρώσουν οι φοιτητές για εγγραφή, επιστροφή εργαστηρίων και

αξιολόγηση μαθήματος.

Εικόνα 3: Ηλεκτρονική Φόρμα για την Εκτέλεση του Εργαστηρίου 8 στο μάθημα ΝΤΕ Ι

(γ) Μηχανή Αναζήτησης δηλαδή πρόγραμμα που λειτουργεί on line και με το

οποίο οι χρηστές μπορούν να βρίσκουν σε ποιες σελίδες του μαθηματος περιέχεται κάποιος συγκεκριμένος όρος που τους ενδιαφέρει.

Εικόνα 4: Μηχανή Αναζήτησης στο μάθημα ΝΤΕ Ι

(δ) Μετρητής Επισκέψεων : Με τον μετρητή αυτό μπορούν να ενημερώνονται οι χρηστές και ο διδάσκων για το πόσο 'δημοφιλείς' είναι συγκεκριμένες περιοχές του μαθηματος.

(ε) Εικονικά Εργαστήρια όπου οι διδασκόμενοι έχουν την δυνατότητα, αφού

διαβάσουν συνοπτική θεωρία να εκτελέσουν συγκεκριμένα πειράματα (περίπου

30 έχουν ήδη εγκατασταθεί και λειτουργούν on-line στις σελίδες του μαθήματος) αλληλεπιδρόντας με εικονικά πειραματικά όργανα όπως lasers, παλμογράφος,

βερνιέρος, φακοί, κάτοπτρα κλπ.

Στην εικόνα 5 φαίνεται ένα από τα εικονικά εργαστήρια που έχει εγκατασταθεί στις σελίδες του μαθήματος. Στόχος του είναι η προσομοίωση των λειτουργιών ενός παλμογράφου. Δίνει σημαντικές δυνατότητες αλληλεπίδρασης με τον χρηστή που επιτρέπουν την μεταβολή του πλάτους και της φάσης των σημάτων καθώς και την επισκόπηση των σημάτων ξεχωριστά με πάτημα του κουμπιού ΧΥ. Για την εγκατάσταση του πειράματος αυτού όπως και των άλλων εικονικών πειραμάτων που εγκαταστήσαμε χρησιμοποιήθηκαν Java applets (προγράμματα γραμμένα σε γλώσσα Java) που βρέθηκαν σε διεθνή sites. Αφού ζητήθηκε η άδεια των κατασκευαστών των applets, τα ενσωματώσαμε με ειδικές τεχνικές που αναπτύχθηκαν από την ομάδα μας σε σελίδες του μαθήματος ΝΤΕ Ι. Οι σελίδες αυτές κατόπιν πλαισιώθηκαν με συνοπτική θεωρία σχετική με το εικονικό πείραμα καθώς και με ειδικά σχεδιασμένες εργαστηριακές ασκήσεις που οι διδασκόμενοι μπορούν να εκτελέσουν χρησιμοποιώντας την εικονική πειραματική διάταξη. Σε ορισμένες σελίδες εικονικών πειραμάτων (πχ πλάγια βολή) δόθηκε η ευκαιρία στους διδασκόμενους να στείλουν τα αποτελέσματα των πειραματικών ασκήσεων στον διδάσκοντα με χρήση ηλεκτρονικής φόρμας.

Πρόσφατα δημιουργήσαμε νέο αυτόνομο ηλεκτρονικό χώρο (http://leandros.chem.demokritos.gr/labs) που περιέχει νέα εμπλουτισμένη συλλογή εικονικών πειραμάτων πλήρως πλαισιωμένη με συναφή θεωρία και εργαστηριακές ασκήσεις.

Εικόνα 5: Εικονικό Πείραμα με Παλμογράφο στο μάθημα ΝΤΕ Ι. Ο χρήστης μπορεί να μεταβάλει το πλάτος και την συχνότητα σήματος σε κάθε κανάλι και να παρατηρεί τις καμπύλες Lissajous η και κάθε σήμα ξεχωριστά

(στ) Λεξικό τοποθετημένο σε ηλεκτρονική μορφή στις σελίδες του μαθήματος. Το Λεξικό αυτό που δημιουργήσαμε ειδικά για το μάθημα περιέχει σύντομες επεξηγήσεις σε όρους σχετικούς με το διδακτικό υλικό. Εάν στην επεξήγηση κάποιου όρου χρησιμοποιούνται άλλοι όροι του λεξικού τότε χρησιμοποιούνται υπερσύνδεσμοι (hyperlinks) που οδηγούν στην επεξήγηση των όρων αυτών.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Εικόνα 6: Το ηλεκτρονικό λεξικό που έχει εγκατασταθεί στο μάθημα. Με επιλογή ενός γράμματος στο αριστερό πλαίσιο ο χρηστής οδηγείται αυτόματα στους αντιστοίχους όρους του Λεξικού.

Το λογισμικό πακέτο FrontPage98 του οποίου η χρήση διδάχτηκε στο μάθημα χρησιμοποιήθηκε σε μεγάλο βαθμό και κατά την δημιουργία του μαθήματος. Αυτό μας έδωσε την ευκαιρία να περιλάβουμε όλες τις παραπανω συνιστώσες με ιδιαίτερα αποτελεσματικό τρόπο. Με την τοποθέτηση του μαθήματος στο διαδικτυο και με την χρήση των παραπάνω συνιστωσών επιτεύχθηκαν οι ακόλουθοι επιμέρους διδακτικοί και εκπαιδευτικοί στόχοι

    1. Έγκαιρη διανομή διδακτικού υλικού στους διδασκόμενους μεσώ του Διαδίκτυου.
    2. Άμεση και εύκολη ανανέωση του διδακτικού υλικού σε οποιαδήποτε στιγμή της εκπαιδευτικής διαδικασίας
    3. Βελτίωση της επικοινωνίας διδάσκοντα-διδασκόμενων και διδασκόμενων μεταξύ τους (εικονική συζήτηση, ηλεκτρονικές φόρμες εργαστηρίων, ηλεκτρονικές έγγραφες, φόρμες αξιολόγησης μαθήματος).
    4. Εύκολη και γρήγορη επιλεκτική πρόσβαση σε θέματα του μαθήματος (Μηχανή Αναζήτησης όρων, Λεξικό)
    5. Εύκολη και άμεση πρακτική εξάσκηση για τους διδασκόμενους (εργαστήρια on-line).
    6. Αποτελεσματική διαχείριση και οργάνωση του μαθήματος (άμεση ενημέρωση για χαρακτηριστικά εγγεγραμμένων φοιτητών από φόρμα έγγραφης, αυτόματη ενημέρωση για ακριβή χρόνο παράδοσης εργαστηρίων, εύκολη αξιολόγηση μαθήματος με ηλεκτρονική φόρμα αξιολόγησης κλπ)
    7. Άμεση ενημέρωση για συχνότητα χρήσης διδακτικού υλικού (μετρητής επισκέψεων).

 

 

Αλλά εργαλεία λογισμικού που διδάχτηκαν στα πλαίσια του μαθήματος περιλαμβάνουν τα εξής:

H εκμάθηση σε βασικό επίπεδο των παραπανω εργαλείων λογισμικού υπήρξε ο βασικός στόχος του μαθηματος κατά την διδασκαλία του πρώτου εξάμηνου. Ο τρόπος εφαρμογής των εργαλείων αυτών σε συγκεκριμένες εκπαιδευτικές διαδικασίες συζητήθηκε επίσης σε ορισμένες διαλέξεις χωρίς όμως να δοθεί έμφαση σ αυτόν κατά το πρώτο εξάμηνο διδασκαλίας. Σκοπεύουμε να επικεντρωθούμε στις εκπαιδευτικές εφαρμογές κατά το δεύτερο εξάμηνο διδασκαλίας του μαθηματος.

4. Λειτουργία του μαθηματος

Τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του μαθηματος κατά την πιλοτική διδασκαλια του στο Παν/μιο Κρήτης είναι προσανατολισμένα κατά ένα ποσοστό σε παραδοσιακό τρόπο διδασκαλίας και επομένως θα χρειαστούν κάποιες αλλαγές στον τρόπο λειτουργίας όταν γίνει η διδασκαλια από απόσταση στα πλαίσια του προγράμματος Ιφιγένεια τον Σεπτέμβριο 1999. Το μαθημα όμως έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι αλλαγές αυτές.

Κατά την διδασκαλια είχαμε τρεις ώρες διαλέξεων εβδομαδιαίως και τουλάχιστον τρεις ώρες εργαστηρίων σε αίθουσα με Win95 PC's όπου υπήρχαν προεγκατεστημένα τα εργαλεία λογισμικού που διδάχτηκαν στο μαθημα.

Οι διαλέξεις δημιουργήθηκαν με χρήση του Word97 με το οποίο μπορούν πολύ εύκολα να ενσωματωθούν μαθηματικές εξισώσεις και γραφικά καθώς και να γίνει μετατροπή της διάλεξης σε μορφή HTML για εύκολη τοποθέτηση της στο διαδικτυο. Οι σελίδες των διαλέξεων περιέχουν πολλές απεικονίσεις των περιεχομένων της οθόνης του υπολογιστή για παραστατική διδασκαλια των εργαλείων λογισμικού. Οι διαλέξεις έγιναν με χρήση διαφανειών στις οποίες εκτυπώθηκαν τα περιεχόμενα των αντιστοιχών αρχείων Word97. Μια πιο σωστή και ζωντανή μορφή για τις διαλέξεις θα ήταν η χρήση έγχρωμου video-projector με τον οποίο προβάλλονται τα περιεχόμενα της οθόνης υπολογιστή σε μεγάλη οθόνη αίθουσας η αμφιθεάτρου. Πολύ πρόσφατα αποκτήθηκε ένας τέτοιος video-projector από το Φυσικό Τμήμα και θα χρησιμοποιηθεί κατά την διδασκαλια του δεύτερου εξάμηνου.

Η αξιολόγηση των φοιτητών βασίσθηκε στις εργαστηριακές εργασίες όπου γινόταν χρήση των διδασκόμενων εργαλείων και τεχνικών (20% του βαθμού), σε μια πρόοδο που έγινε αρχές Νοέμβριου και βασίσθηκε σε εργασία που έκανε κάθε φοιτητής και τοποθέτησε στο διαδικτυο(30% του βαθμού) και στην τελική προφορική εξέταση μέσα στο εργαστήριο (50% του βαθμού).

Ο αριθμός των φοιτητών που γράφτηκαν στο μάθημα ήταν 39 και είναι ιδιαίτερα ικανοποιητικός για νέο κατ επιλογή μάθημα στο Φυσικό Τμήμα όπου τυπικός αριθμός φοιτητών για κατ επιλογή μαθήματα είναι 5 - 10. Οι φοιτητές αυτοί γράφτηκαν στην γραμματεία και συμπληρώνοντας ηλεκτρονική φόρμα ερωτήσεων στις σελίδες του μαθηματος. Τα στοιχεία τους είναι διαθέσιμα on line μέσα από τις σελίδες του μαθηματος. Από τους 39 φοιτητές περίπου 25 έστελναν τακτικά μεσω διαδικτυου τις εργαστηριακές ασκήσεις συμπληρώνοντας ηλεκτρονικές φόρμες ερωτήσεων στις εργαστηριακές WWW σελίδες του μαθηματος.

Ζητήθηκε από τους φοιτητές να συμπληρώσουν WWW φόρμα αξιολόγησης του μαθηματος απαντώντας σε απλές ερωτήσεις σχετικά με την ποιότητα του μαθηματος. Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης που ήταν προαιρετικά επώνυμη και η αντίστοιχη φόρμα βρίσκονται διαθέσιμα μεσω συνδέσμου στην κεντρική σελίδα του μαθηματος (http://leandros.physics.uch.gr/ph652) .

Κατά την αξιολόγηση του μαθήματος ζητήθηκε από τους φοιτητές να αξιολογήσουν τις εξής συνιστώσες: Διαλέξεις, Εργαστήριο, Παρουσίαση μαθήματος στον Παγκόσμιο Ιστό, Διδάσκων, Βοηθοί, Τεχνική Υποδομή, Επιλογή Διδακτέας Ύλης και Επαγγελματική Χρησιμότητα Μαθήματος. Για κάθε συνιστώσα δόθηκαν τέσσερις επιλογές: Πολύ Καλό, Καλό, Μέτριο, Κακό. Επίσης ζητήθηκε από τους φοιτητές να προτείνουν την πιο σημαντική βελτίωση που κατά την γνώμη τους χρειάζεται το μάθημα καθώς και το βασικότερο πλεονέκτημα και μειονέκτημα του μαθήματος.

Η αξιολόγηση ήταν προαιρετικά ανώνυμη με την έννοια ότι δόθηκε η δυνατότητα σε οποίους ήθελαν να περιλάβουν το όνομα τους στην ηλεκτρονική φόρμα αξιολόγησης. Συνολικά ανταποκρίθηκαν στην πρόσκληση αξιολόγησης 23 φοιτητές.

Αν αντιστοιχήσουμε ένα βαθμό από 0 – 3 σε κάθε επιλογή (Κακό = 0,…, Πολύ καλό = 3) τότε προκύπτουν οι παρακάτω μεσοί όροι:

Συνιστώσα

Μέσος Όρος (0-3)

Διαλέξεις

2.22

Εργαστήριο

2.26

Παρουσίαση μαθήματος στον Παγκόσμιο Ιστό

2.22

Διδάσκων

2.43

Βοηθοί

2.22

Τεχνική Υποδομή

1.70

Επιλογή Διδακτέας Ύλης

2.13

Επαγγελματική Χρησιμότητα Μαθήματος

2.36

Η πιο συχνή πρόταση για την βελτίωση του μαθήματος αφορούσε την τεχνική υποδομή και την ευκολία πρόσβασης σε υπολογιστές και το διαδικτυο. Αν και η υποδομή στο Παν/μιο Κρήτης είναι αρκετά ικανοποιητική (υπάρχουν δυο αίθουσες με 25 περίπου υπολογιστές PC και σύνδεση στο διαδικτυο η κάθε μια) οι φοιτητές είχαν δυσκολία να βρουν ελεύθερο υπολογιστή για χρήση στα πλαίσια του μαθήματος. Επίσης είχαν δυσκολία να συνδεθούν στο δίκτυο του Παν/μιου από το σπίτι μεσώ modem διότι οι γραμμές ήταν κατειλημμένες. Άλλη πρόταση που έγινε ήταν να δίνεται μεγαλύτερη εμβάθυνση στην διδασκαλία των εργαλείων λογισμικού που καλύφθηκαν στο μάθημα.

Πλεονεκτήματα του μαθήματος που αναφέρθηκαν από διάφορους φοιτητές περιλαμβάνουν την πρακτική εφαρμογή των γνώσεων που αποκτήθηκαν στην εκπαίδευση και την ευκολία απόκτησης των γνώσεων αυτών λόγω της ελευθέριας που παρέχει το διαδικτυο σχετικά με τον χώρο και τον χρόνο απασχόλησης με το μάθημα. Ένα τυπικό σχόλιο που δόθηκε από φοιτητή είναι το εξής:

Έμαθα πολλά πράγματα που με ενδιέφεραν άμμεσα ή λιγότερο άμμεσα. Και όλα αυτά τα πράγματα τα έμαθα χωρίς υπερβολικό φόρτο εργασίας.Δεν είναι εύκολο να αφιερώσεις πολλές ώρες στο μάθημα από τη στιγμή που σαν φοιτητής είχα άλλα 7 μαθήματα.Αυτό είναι και το βασικότερο του πλεονέκτημα,ότι σχεδόν ακούραστα καλύφθηκαν πολλά προγράμματα υπολογιστών για διάφορες εργασίες που με ενδιέφεραν με μία ικανοποιητική εως άριστη πληρότητα.(χωρίς κενά δηλαδή)

Θετικά αξιολογήθηκε το μάθημα και από πλευράς φορέων του Παν/μιου Κρήτης. Κατά την επίσκεψη εκπροσωπών του υπουργείου Παιδείας στο Παν/μιο για την αξιολόγηση της προόδου προγραμμάτων του ΕΠΕΑΕΚ το μάθημα και οι συνιστώσες του (με έμφαση στα εικονικά πειράματα) προβλήθηκε κατά την διάρκεια παρουσιάσεων σαν ένα από τα καλύτερα παραδοτέα που έχει να επιδείξει το Παν/μιο στα πλαίσια προγραμμάτων του ΕΠΕΑΕΚ.

5. Συνιστώσες του Μαθηματος και τοποθέτηση στο WWW

Κατά την τοποθέτηση του μαθηματος στο WWW έγινε πλήρης χρήση των δυνατοτήτων για δημιουργία συνιστωσών που προσφέρει το πρόγραμμα FrontPage98 και ενσωματώθηκαν στο μαθημα όλες οι συνιστώσες που αναφέρθηκαν στην ενότητα 3. Το FrontPage98 χρησιμοποιήθηκε εκτενώς για την δημιουργία και τοποθέτηση του μαθήματος στο διαδίκτυο και προτιμήθηκε από αλλά εργαλεία που είναι ειδικά σχεδιασμένα για την δημιουργία και τοποθέτηση μαθημάτων στο διαδικτυο.

Ένα συγκριτικό test των εργαλείων αυτών μπορει να βρεθεί στις διευθύνσεις (http://www.umanitoba.ca/ip/tools/courseware/index.html και http://www.ctt.bc.ca/landonline/#sbsmenu). Οι βασικοί λόγοι που προτιμήσαμε το FrontPage98 είναι η ευρύτητα στην χρήση του (είναι πολύ διαδεδομένο, δουλεύει σε Windows 95 και κοστίζει περίπου 25.000Δρχ), η απλότητα στην χρήση του και η ελευθέρια που δίνει στον διδάσκοντα κατά τον σχεδιασμό του μαθηματος.

Τα εξειδικευμένα για δημιουργία μαθημάτων εργαλεία υπερέχουν κυρίως όσον αφορά την αυτόματη βαθμολόγηση ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής. Προσφέρουν επίσης μια πιο τυποποιημένη μορφή για τα μαθηματα που δημιουργούνται. Δεν παρέχουν όμως ουσιαστικότερα πλεονεκτήματα ιδιαίτερα όταν το FrontPage98 πλαισιωθεί από αλλά εργαλεία όπως το NetMeeting και το PowerPoint με τα οποία συνεργάζεται άψογα αφού όλα ανήκουν στην οικογένεια της Microsoft.

Η αναγκαία υλικοτεχνική υποδομή για την δημιουργία εγκατάσταση και διδασκαλια του μαθηματος που περιγράψαμε είναι ελάχιστη σε σχέση με τα αποτελέσματα. Χρησιμοποιήσαμε ένα υπολογιστή Pentium στα 166MHz συνδεδεμένο μόνιμα στο διαδικτυο με εγκατεστημένο το πρόγραμμα 'Microsoft Personal Server' που επιτρέπει την τοποθέτηση ιστοσελίδων στον υπολογιστή για επισκόπηση από άλλους χρηστές στο διαδικτυο. Ο υπολογιστής είχε επίσης εγκατεστημένο το MS-FrontPage98 και το MS-Office97. Για την επισκόπηση σελίδων του διαδικτυου χρησιμοποιήθηκε ο browser MS-Explorer 4.0. H υποδομή αυτή μπορει να αποκτηθεί πολύ εύκολα και οικονομικά από οποιοδήποτε σχολείο ακόμα και από ιδιώτες χρηστές του διαδικτυου.

 

 

 

 

6. Προοπτικές

Η σημαντική επιτυχία που σημείωσε η πιλοτική διδασκαλια του μαθηματος ΝΤΕ Ι ανοίγει νέες προοπτικές για το πρόγραμμα σπουδών του Φυσικού Τμήματος του Παν/μιου Κρήτης αλλά και για το πρόγραμμα Ιφιγένεια για δημιουργία και διδασκαλια μαθημάτων από απόσταση. Ήδη το μάθημα ΝΤΕ Ι χρησιμοποιείται σαν πρότυπο για την επέκταση της χρήσης των νέων τεχνολογιών και σε αλλά μαθήματα του οδηγού σπουδών στο Φυσικό Τμήμα. Η επέκταση αυτή γίνεται στα πλαίσια άλλων προγραμμάτων του Ε.Π.Ε.Α.Ε.Κ. που χρηματοδοτούν την αναβάθμιση του επιπέδου σπουδών στο Παν/μιο Κρήτης.

Η μεσοπρόθεσμη προοπτική για την ομάδα μας είναι η οργάνωση και κατασκευή αντίστοιχων μαθημάτων για διδασκαλία από απόσταση στα πλαίσια του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου με το οποίο πρόσφατα έχουμε ξεκινήσει συνεργασία. Μια πρώτη προσπάθεια στην κατεύθυνση αυτή εχει ήδη ξεκινήσει στα πλαισια της διδασκαλίας της Θεματικής Ενότητας 'Ανοικτή και εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση'[5-6] τα αποτελέσματα της οποίας είναι προσβάσιμα μέσω internet στην διεύθυνση: http://leandros.chem.demokritos.gr/odl .

 

  1. Βιβλιογραφία

 

    1. C. McCormack and D. Jones, Building a Web Based Education System (Wiley, 1998).
    2. Η. Brandon, Web Based Training Cookbook (Wiley, 1997).

3. A. Reynolds and T. Iwinski, Multimedia training : developing technology-

based systems (Mc Graw Hill, 1996).

4. Catapult, MS-Frontpage98 Βήμα προς Βήμα (Κλειδάριθμος 1998).

    1. Δ. Βεργίδης, Α. Λιοναράκης, Α. Λυκουργιώτης, Β. Μακράκης και Χ. Ματραλής "Ανοικτή και Εξ

Αποστάσεως Εκπαίδευση" Τόμοι Α, Β, Γ.

6. Phil Race " To εγχειρίδιο της ανοικτής εκπαίδευσης" (Κεφάλαιο 1, απο το κεφάλαιο 2 την ενότητα "Μαθαίνουμε πράττοντας" καθώς και το κεφάλαιο 8). Αθήνα, Εκδόσεις Μεταίχμιο, 1999.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abstract:

In this study we present the basic methodology of construction and the characteristics of the new course titled: ‘New Technologies in Education’ which we taught for the first time during the Fall semester of 1998-99 to the undergraduate students (juniors and seniors) of the Physics Department of the University of Crete. The goal of this course is to introduce the basic software tools that can be used for educational purposes and to apply these tools optimally in specific educational situations. During the semester we made extensive use of new technologies and the potential of the World Wide Web was explored. We used several techniques like remote electronic registration of students, teleconferencing, virtual experiments, virtual discussion, virtual distance lab sessions, electronic dictionaries etc.