ISSN:1792-2674
Σμαράγδη Τσιραντωνάκη, Εκπαιδευτικός
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Το άρθρο αυτό αποστάζοντας δύο δεκαετίες έρευνας από την βιομηχανία υψηλού κινδύνου εξετάζει τις κύριες κατηγορίες της προσομοίωσης που έχουν χρησιμοποιηθεί στην εκπαίδευση ενήλικων ατόμων σε τομείς όπως η βιομηχανία και η υγεία διερευνώντας την πιθανότητα η εν λόγω εκπαιδευτική πρόταση να είναι κατάλληλη κι εφαρμόσιμη στην εκπαίδευση/επιμόρφωση εκπαιδευτικών που καλούνται να εργαστούν σε ομαδική εργασία με χρήση προσομοιώσεων και βίντεο. Στο άρθρο παρουσιάζονται στοιχεία που υποστηρίζουν την αποτελεσματικότητα μιας τέτοιας απόπειρας, ενώ αναδεικνύονται τα θετικά της αξιοποίησης των νέων τεχνολογιών για τη δημιουργία ‘ομάδας’, καθώς και οι αδυναμίες τις προσέγγισης αυτής. Παρέχει, τέλος, έναν κατάλογο οδηγιών στους/στις εκπαιδευτές/τριες των εκπαιδευτικών που μπορεί να φανεί εξαιρετικά βοηθητικός σε όσους αποτολμήσουν να μεγιστοποιήσουν τα οφέλη από την καλλιέργεια των δεξιοτήτων ομαδικής εργασίας μέσω της προσομοίωσης στον τομέα της εκπαίδευσης.
ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Προσομοίωση, Πράκτορες, AgentSheets, πιστότητα προσομοίωσης, οπτικός προγραμματισμός πρακτόρων, εκπαιδευόμενοι πράκτορες
SUMMARY
This article distills two decades of research from high risk industries and reviews the major classes of simulation that have been used for training adult individuals in areas such as industry and health, exploring the possibility that this educational proposal is appropriate and applicable in teacher’s training that are invited to practice teamwork skills by using simulations and video. This article also presents evidence that support the effectiveness of such an attempt and also illustrates the positive utilization of new technologies in order to create a ‘group’, and the weaknesses of this approach. It finally provides a list of guidelines to be investigated which may help trainers to maximize the benefits of simulation regarding training teamwork skills in education.
KEY WORDS: Simulation, Agents, AgentSheets, fidelity simulation, agent’s visual programming, trainees agents
Εισαγωγικά: Το πέρασμα από το “μύθο”….
Η χρήση των Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνίας (ΤΠΕ) στην εκπαιδευτική πράξη περιορίζεται πολύ συχνά στη χρήση ψηφιακού υλικού, οργανωμένου σε κάποιο προκατασκευασμένο από τον εκπαιδευτικό περιβάλλον (όπως οι μικρόκοσμοι) ή αποτελεί αντικείμενο αναζήτησης και συλλογής μέσα από κάποιο εκπαιδευτικό σενάριο. Σπάνια υπάρχει ενεργός και δημιουργική παρέμβαση από τον εκπαιδευόμενο. Τα πλεονεκτήματα της μάθησης μέσω διδασκαλίας από τον ίδιο το μαθητή δημιουργούν μια τελείως νέα διάσταση στον τρόπο προσέγγισης και οικοδόμησης της γνώσης. Ο συνδυασμός της μάθησης μέσω του προγραμματισμού και της κατασκευής προσομοιώσεων με την τεχνολογία των εκπαιδευομένων «πρακτόρων» είναι ο ιδανικός τρόπος εφαρμογής της μάθησης μέσω διδασκαλίας, χρησιμοποιώντας εργαλεία προσανατολισμένα σε αυτόν τον τομέα. Το Πρόγραμμα AgentSheets αποτελεί ένα πλήρες περιβάλλον σχεδιασμού, υλοποίησης και εφαρμογής αυτών των μεθόδων, με ισχυρότατα χαρακτηριστικά με αποτέλεσμα να μην περιορίζεται σε συγκεκριμένες μόνο γνωστικές περιοχές.
Στόχος του παρόντος άρθρου είναι να αναδείξει τη σπουδαιότητα της χρήσης νέων εργαλείων εφαρμογής των ΤΠΕ στην εκπαιδευτική πράξη. Αρχικά, παρουσιάζονται οι προσομοιωτές ως εργαλεία εκπαίδευσης, τα οφέλη που προκύπτουν μέσα από διαδικασίες μάθησης σε ομάδα και η χρήση προγραμμάτων προσομοίωσης που αποδίδουν στον εκπαιδευόμενο το ρόλο του διδάσκοντα μέσω του προγραμματισμού και της δημιουργίας προσομοιώσεων (Brophy, S., Biswas, G., Katzlberger, T., Bransford, J., & Schwartz., D. 2000). Οι δυνατότητες «οπτικού προγραμματισμού πρακτόρων» σε ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον, καθώς και οι ποικίλες εφαρμογές και χρήσεις του προγράμματος AgentSheets συνδυάζουν τις θεωρίες μάθησης μέσω της διδασκαλίας και του προγραμματισμού σε ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον (Repenning, A. Interaction, Tokyo, Japan, AgentSheets®:2000). Τέλος μέσα από ένα ολοκληρωμένο παράδειγμα σεναρίου για την εφαρμογή του AgentSheets στο μάθημα της Πληροφορικής, περιγράφονται τόσο τα στάδια ανάπτυξης μιας προσομοίωσης με «εκπαιδευόμενους πράκτορες» όσο και τα οφέλη που προκύπτουν από τη συγκεκριμένη εφαρμογή.
Η ανάθεση του ρόλου του “δασκάλου – εκπαιδευτή” στους εκπαιδευόμενους, τους βοηθάει να επανεξετάσουν, να κατανοήσουν, να οργανώσουν και να ξεκαθαρίσουν τη γνώση (Brophy, 2000). Ο ρόλος αυτός σπάνια είναι ενσωματωμένος στην εκπαιδευτική διαδικασία ακόμα και σε περιπτώσεις όπου χρησιμοποιούνται οι ΤΠΕ ή περιορίζεται στην ανάθεση του ρόλου αυτού σε κάποιο τελικό στάδιο όπως αυτό της παρουσίασης αποτελεσμάτων και συμπερασμάτων από την ομάδα των εκπαιδευόμενων. Η μάθηση μέσα από τον προγραμματισμό όταν συνδεθεί με την έννοια των «εκπαιδευομένων πρακτόρων» σε ένα ψηφιακό περιβάλλον οδηγεί σε πλεονεκτήματα παρόμοια με αυτά της μάθησης μέσω διδασκαλίας. Η τοποθέτηση της ομάδας των εκπαιδευόμενων στο ρόλο του σχεδιαστή ως αυτόνομη μονάδα, μιας προσομοίωσης, σε ένα περιβάλλον εκπαιδευομένων πρακτόρων, είναι ένας τρόπος για να εμπλακεί ο εκπαιδευόμενος πλήρως με τις έννοιες που αφορούν στην προσομοίωση και να αντιληφθεί όλες τις παραμέτρους και διαστάσεις του προβλήματος που προσπαθεί να προσομοιώσει εκπαιδεύοντας πράκτορες (Braden, AGES, 1997).
ΑΠΟ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ…
- Προσομοίωση και Simulation Fidelity (πιστότητα προσομοίωσης)
Μια προσομοίωση (ή ένας προσομοιωτής) είναι μια συσκευή που προσπαθεί να αναδημιουργήσει τα χαρακτηριστικά του πραγματικού κόσμου. Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τη χρήση προσομοίωσης κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης/κατάρτισης. Για παράδειγμα, η προσομοίωση επιτρέπει στον εκπαιδευτή να ελέγχει προσεκτικά το περιβάλλον μάθησης αλλάζοντας τους πίνακες της πρακτικής, εισάγοντας ανατροφοδότηση και την εισαγωγή (ή την κατάργηση) των περιβαλλοντικών περισπασμών, ανάλογα με τους στόχους της εκπαίδευσης. Στη γλώσσα της κατάρτισης, ο όρος «πιστότητα προσομοίωσης» έχει παραδοσιακά οριστεί ως ο βαθμός στον οποίο ο προσομοιωτής αναπαράγει την πραγματικότητα (Alessi S. Mahwah, NJ: Erlbaum, 2000:197–222). Χρησιμοποιώντας τον ορισμό αυτό οι προσομοιωτές είναι χαρακτηρισμένοι ως είτε χαμηλής ή υψηλής πιστότητας, ανάλογα με το πόσο στενά αντιπροσωπεύουν το πραγματικό σύστημα. Για παράδειγμα, έχουν προσωπικό υπολογιστή (PC), με βάση εξομοιωτές πτήσης που παραδοσιακά είναι χαρακτηρισμένοι ως χαμηλής πιστότητας, ενώ έχουν και εξομοιωτές κλίμακας που προσομοιώνουν ρεαλιστικά την οπτική, την ακουστική και τα συνθήματα κίνησης ενός αεροσκάφους που έχουν επισημανθεί παραδοσιακά ως υψηλή πιστότητα προσομοίωσης. Δυστυχώς, αυτόν τον απατηλά απλό ορισμό διαιωνίζει ο μύθος ότι η πιστότητα προσομοίωσης είναι μια μονοδιάστατη έννοια και χρησιμοποιείται σε πολύ συγκεκριμένους τομείς εργασίας και εκπαίδευσης προσωπικού με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, υπάρχουν αξιόπιστα στοιχεία που υποδηλώνουν ότι η πιστότητα είναι έννοια πολυδιάστατη και πολυμορφική. Μία από τις πιο ελπιδοφόρες τυπολογίες για προσομοιωτή πιστότητας προτάθηκε από το Rehmann και τους συνεργάτες του (πρβ. Σχήμα 1.) (Rehmann, A., Mitman, R., Reynolds, M. A.,1995). Η τυπολογία αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη, διότι βασίζεται στην προοπτική του εκπαιδευτή. Η πρώτη διάσταση αναφέρεται στον εξοπλισμό της πιστότητας (equipment fidelity), δηλαδή αφορά το βαθμό στον οποίο o προσομοιωτής αντιγράφει και αναπαράγει την εμφάνιση και την αίσθηση του πραγματικού συστήματος. Για παράδειγμα, ένας προσομοιωτής που μιμείται ρεαλιστικά τη διάταξη του πιλοτηρίου αεροσκάφους ή το περιβάλλον εργασίας μιας ομάδας κάτω από πραγματικές συνθήκες πίεσης θα μπορούσε να περιγραφεί ως υψηλή η πιστότητά του. Δεύτερη διάσταση αποτελεί το περιβάλλον της πιστότητας (environment fidelity) που είναι σχετικό με την έκταση και τη δυνατότητα που έχει ο προσομοιωτής να αντιγράψει και να μιμηθεί τα οπτικά ερεθίσματα και άλλες αισθητηριακές πληροφορίες από το περιβάλλον εργασίας. Για παράδειγμα, ένας προσομοιωτής πτήσης θα μπορούσε να οριστεί ως υψηλής (ή χαμηλής) δυνατότητας για το περιβάλλον πιστότητας, ανάλογα με το αν τα συνθήματα κίνησης και βίντεο ήταν ενεργοποιημένα ή off). Ως τρίτη τους διάσταση είναι η ψυχολογική πιστότητα (psychological fidelity) που αφορά το βαθμό στον οποίο ο εκπαιδευόμενος αντιλαμβάνεται την προσομοίωση σαν αληθινό και αξιόπιστο υποκατάστατο για το εκπαιδευτικό έργο με την ομάδα του. Αυτή είναι η πιο σημαντική διάσταση και αυτή που μπορεί να αξιοποιηθεί με αξιόλογα αποτελέσματα στην εκπαίδευση ομάδων εκπαιδευτικών. Εναλλακτικά, θα μπορούσε να οριστεί ως η αντιστοιχία μεταξύ της απόδοσης του εκπαιδευόμενου στον προσομοιωτή και τον πραγματικό κόσμο λειτουργώντας πάντα ομαδικά. Για παράδειγμα, έναν υπολογιστή που βασίζεται σε προσομοιωτή πτήσης θα μπορούσε να οριστεί ως υψηλή η πιστότητά του όσον αφορά την ψυχολογική διάσταση, εάν οι εκπαιδευόμενοι είχαν αναστείλει προσωρινά τη δυσπιστία τους και είχαν αρχίσει να αλληλεπιδρούν τόσο όσο θα έπρατταν στον πραγματικό κόσμο.
1ts
Fig. 1 A Typology of simulation fidelity (adapted from Rehmann et al, 1995)
Παρά το γεγονός ότι τα τρία συστατικά πιστότητας είναι αλληλένδετα, η ψυχολογική πιστότητα γενικά θεωρείται ότι είναι η πιο βασική προϋπόθεση για την κατάρτιση της ομάδας( Jentsch, F., Bowers CA, 1998; 8:243–260). Γη’ αυτό το λόγο η χρήση της θα μπορούσε να επιφέρει θεαματικά αποτελέσματα στην εκπαίδευση ομάδων εκπαιδευτικών με βασικό στόχο αρχικά να εκπαιδευτούν, ώστε να λειτουργούν ως ομάδα, κι έπειτα να ανακαλύψουν τα θετικά που προκύπτουν για μία σχολική μονάδα [1] από την εκπαίδευση μέσω προσομοίωσης. Επίσης η ψυχολογική πιστότητα είναι το δυνατότερο εργαλείο του εκπαιδευτή της ομάδας. Αυτό ισχύει διότι ο/η εκπαιδευτής/τρία καλείται να αξιοποιήσει την ψυχολογία ώστε το περιβάλλον προσομοίωσης να γίνει πολύ πιο πειστικό για τους εκπαιδευόμενους. Χωρίς την προσωρινή αναστολή δυσπιστίας, οι εκπαιδευόμενοι είναι απίθανο να συμπεριφερθούν στην προσομοίωση με τρόπο ‘φυσιολογικό’, όπως θα έκαναν στον πραγματικό κόσμο. Ως αποτέλεσμα, η εκπαίδευση/κατάρτιση θα έχει μικρή εφαρμογή στο πραγματικό περιβάλλον μετά τη λήξη της εφαρμογής της. Προηγούμενη έρευνα δείχνει ότι η ψυχολογική πιστότητα μπορεί να μεγιστοποιηθεί με την ανάπτυξη σεναρίων που μιμούνται τις απαιτήσεις του πραγματικού συστήματος. Τεχνολογία που προσομοιώνει τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά μπορεί να αυξήσει την ψυχολογική πιστότητα των καλά σχεδιασμένων εκπαιδευτικών σεναρίων, αλλά δεν μπορεί να αντισταθμίσει τα ‘κακοσχεδιασμένα’ εκπαιδευτικά σενάρια. Επομένως, μέσα από αυτό γίνεται αντιληπτή η κρισιμότητα του ρόλου των εκπαιδευτών οι οποίοι οφείλουν να αντιληφθούν και να εκμεταλλευτούν τα θετικά οφέλη και τις πολλαπλές χρήσεις της ψυχολογικής πιστότητας (Oser, R., Cannon-Bowers JA, Salas E, et al., 1999; 9: 175–202).
Η πιστότητα είτε είναι μονοδιάστατη είτε πολυδιάστατη φαίνεται, ενδεχομένως, σαν ένα καθαρά ακαδημαϊκό ζήτημα. Ωστόσο, τα πράγματα δεν είναι έτσι, καθώς το συγκεκριμένο χαρακτηριστικό έχει σοβαρές επιπτώσεις στο σχεδιασμό των προγραμμάτων κατάρτισης της ομάδας στην πράξη. Οι διάφορες διαστάσεις της πιστότητας προσομοίωσης απαιτούν οι εκπαιδευτές να κάνουν μια σειρά από συνειδητές επιλογές σχεδιασμού, τα αποτελέσματα των οποίων μπορούν ουσιαστικά να ενισχύσουν ή να αποδυναμώσουν τους εκπαιδευτικούς στόχους και τα αποτελέσματα. Για παράδειγμα, αν ο πρωταρχικός διδακτικο-μαθησιακός στόχος είναι η μεγιστοποίηση της αρχικής μάθησης/άσκησης στην ομαδική εργασία, ο/η εκπαιδευτής/τρια μπορεί να αποφασίσει να ελαχιστοποιήσει τους περισπασμούς από την επιλογή ενός προσομοιωτή χαμηλού σε περιβαλλοντική πιστότητα. Ωστόσο, αν ο πρωταρχικός στόχος είναι η μεγιστοποίηση της μεταφοράς των εκπαιδευμένων συμπεριφορών στο περιβάλλον μετά την προπόνηση, ο/η εκπαιδευτής/τρια μπορεί να επιλέξει έναν προσομοιωτή που μιμείται τις περιβαλλοντικές συνθήκες του πραγματικού συστήματος. Στην πραγματικότητα, τα προγράμματα κατάρτισης συνήθως έχουν πολλαπλούς στόχους, όπως την άμεση βελτίωση της μάθησης, τη μακροπρόθεσμη μεταφορά γνώσεων και την καλύτερη συνεργασία των εκπαιδευόμενων μεταξύ τους. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό ότι στη συνολική προσομοίωση της πιστότητας κατά τη διαμόρφωση (εξοπλισμός, το περιβάλλον και την ψυχολογική πιστότητα) θα πρέπει να επιλεγούν προσεκτικά τα επιμέρους συστατικά για την προώθηση αυτών των στόχων. Συχνά, το εκπαιδευτικό σενάριο θα υπαγορεύσει διάφορα επίπεδα πιστότητας κατά τη διάρκεια διαφορετικών ασκήσεων σε διάφορα σημεία σε όλο το σύνολο του επιμορφωτικού προγράμματος.
- Μεγιστοποιώντας την χρησιμότητα της προσομοίωσης στην εκπαίδευση ομάδας
Η δημοσιευμένη βιβλιογραφία για την προσομοίωση ως εργαλείο εκπαίδευσης είναι εξαιρετικά κατακερματισμένη και πολλά κρίσιμα ζητήματα σχετικά με την εκπαίδευση/κατάρτιση παραμένουν ανεξερεύνητα. Έτσι είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί η σχετική αποτελεσματικότητα των διαφόρων τύπων προσομοίωσης για δεδομένο σύνολο κριτηρίων. Θα μπορούσε όμως να προσδιοριστεί μια σειρά από αρχές και προϋποθέσεις για τη μεγιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της προσομοίωσης ως εργαλείο εκπαίδευσης, οι οποίες ωστόσο όπως εντοπίζονται στη βιβλιογραφία είναι περισσότερο επιστημονικού (θεωρητικού), παρά επαγγελματικού (πρακτικού) προσανατολισμού. Στις ακόλουθες παραγράφους η συγγραφέας προτείνει κάποιες κατευθυντήριες γραμμές (σε επίπεδο πρακτικής) οι οποίες θεωρεί ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τους εν δυνάμει εκπαιδευτές-σχεδιαστές για να μεγιστοποιήσουν τους περιορισμένους πόρους τους.
Προσεκτική προσαρμογή του εκπαιδευτικού σεναρίου στις ανάγκες, στους στόχους, στο περιεχόμενο και στα μέτρα αξιολόγησης με τρόπο ώστε τα επιμέρους αυτά στοιχεία να ενισχύουν το ένα το άλλο. Η ανάπτυξη ενός προγράμματος κατάρτισης/επιμορφωτικού προγράμματος είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο έργο. Επομένως είναι σημαντικό η εκπαίδευση να αρχίζει με μια ολοκληρωμένη και περιεκτική ανάλυση των εκπαιδευτικών αναγκών και των μεθοδολογικών προϋποθέσεων του επιμορφωτικού έργου (TTRAM) 1998;41:1678–97.
Αξιοποίηση περιπτωσιολογικών μελετών και παιχνίδια ρόλων ώστε η ομάδα να εκπαιδευτεί και να δουλευτεί πάνω σε δεξιότητες που σχετίζονται με τη γνώση και τις στάσεις: (τι είναι αυτό που εμπλέκεται στην εκτέλεση της αποστολής), (πώς να εκτελεστεί-πραγματοποιηθεί το έργο). Προχωρώντας μέσα από τα παραπάνω διαδοχικά στάδια απαιτούνται σημαντικές επενδύσεις σε πόρους κατάρτισης και μετα-γνωστικών δεξιοτήτων (πώς το άτομο να αυτο-ρυθμίσει την απόδοσή του) (Kraiger K, Ford JK, Salas E., Psychology1993; 78:311–28).
Εφαρμογή σε μικρά και επιμέρους τμήματα του επιμορφωτικού προγράμματος μεθόδων και τεχνικών της Δυναμικής της Ομάδας από ειδικά εκπαιδευμένους εκπαιδευτές/επιμορφωτές στη διά ζώσης επικοινωνία και συγκρότηση «δέσιμο» της ομάδας των εκπαιδευόμενων (συναισθηματική ομάδα). Απώτερος στόχος η «συναισθηματική ομάδα να αποδώσει το βέλτιστο και ως «ομάδα έργου» (Τερεζάκη 2012, Τερεζάκη-Ανδρεάδου 2012, 2013). Επίσης εκμάθηση των δεξιοτήτων που σχετίζονται με το σημείο υπέρ-μάθησης. Μετά το mastering του γνωστικού υποβάθρου και των διάφορων στάσεων, οι εκπαιδευόμενοι είναι σημαντικό να εφαρμόζουν και να αξιοποιούν τις δεξιότητες και τα θετικά της ομαδικής εργασίας ώστε να φτάσουν ως το σημείο υπέρ-μάθησης. Αυτό για παράδειγμα ακριβώς είναι το ζητούμενο στην εκπαίδευση των γιατρών για καρδιοπνευμονική ανάνηψη, όπου ως στόχος της υπέρ-μάθησης είναι να εξασφαλιστεί ότι το έργο μπορεί να εκτελείται με ακρίβεια και ορθά κάθε φορά.
Χρήση προσομοιωτών με στόχο τη συγκομιδή-συλλογή δεξιοτήτων κατά τη διάρκεια ομαδικής εργασίας που σχετίζονται με συνθήκες ασάφειας, πίεσης του χρόνου και άγχος. Η τεχνική «σκαλωσιά» προϋποθέτει ότι ένα έμπειρο μέλος του προσωπικού αρχικά αναλαμβάνει ορισμένες από τις πρωταρχικές απαιτήσεις των προσομοιώσεων και καθοδηγεί αρχικά την ομάδα του στο καινούριο αυτό περιβάλλον εκπαίδευσης. Με την πάροδο του χρόνου ο ‘ειδικός’ αποχωρεί σταδιακά από το έργο, αφήνοντας έτσι την ομάδα να συνεχίσει μόνη της. Οι «σκαλωσιές» μπορούν να προστατέψουν την ομάδα από το να αγχωθεί, να συγχυστεί και να χαθούν οι πρωταρχικοί στόχοι κυρίως κατά το πρώτο διάστημα της αρχική τους αποστολής ( Means B , Salas E, Crandall B, et al., NJ: Ablex, 1995).
Χρήση ενημερωτικών συνεδριών-αναστοχαστικών συζητήσεων μετά την ολοκλήρωση κάθε προσομοίωσης για να συζητηθούν οι εμπειρίες και τα βιώματα των εκπαιδευόμενων που προκλήθηκαν κατά τη διάρκεια της κατάρτισης. Μερικοί εκπαιδευτές φροντίζουν να πραγματοποιούν εγγραφές σε βίντεο όπου επισημαίνουν συγκεκριμένα παραδείγματα αποτελεσματικών και αναποτελεσματικών συμπεριφορών σε μια ομαδική εργασία κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης, άλλοι το αποφεύγουν. Επειδή η απολογιστική αυτή μέθοδος, όπως έχει ονομαστεί είναι αρκετά συζητήσιμη ακόμη (Beaubien JM, Baker DP., 2003:2033) συνιστάται η όποια μορφή απολογισμού μετά την προσομοίωση να κινείται προς την κατεύθυνση της αξιοποίησης των εμπειριών με στόχο τη δημιουργία στρατηγικών τέτοιων που θα οδηγήσουν την ομάδα με βήματα σταθερά στην αυτο-ανάπτυξη και στην αυτο-βελτίωσή της (Μείζον Πρόγραμμα Επιμόρφωσης, ΥΠΑΙΔΒΜ-ΠΙ, 2011, Τερεζάκη-Ανδρεάδου 2012, 2013).
Η εκπαίδευση ομάδας στο πλαίσιο του επιμορφωτικού Προγράμματος δεν είναι ένα τυχαίο γεγονός που θα πραγματοποιηθεί μία φορά για να έχει αποτέλεσμα. Οι εκπαιδευτές πρέπει να σχεδιάσουν πολύ προσεχτικά το πλάνο που θα ακολουθήσει η ομάδα και να χρησιμοποιήσουν με φειδώ τις περιορισμένες εκπαιδευτικές πηγές που έχουν ώστε να δημιουργήσουν το πλέον κατάλληλο εκπαιδευτικό σενάριο για την περίπτωση συνδυασμό της σχετικής εκπαίδευσης (το οποίο να εστιάζει στις γνώσεις και στις στάσεις των συμπεριφορών των εκπαιδευόμενων). Οφείλουν να εστιάσουν στη μέγιστη πρακτική άσκηση των δεξιοτήτων τους και να επιμείνουν στη συντήρησή τους με μοναδικό στόχο την με τρόπο φυσικό κι αβίαστα υιοθέτηση της νέας στάσης και συμπεριφοράς στο πλαίσιο της εκπαίδευσής τους.
Σε τελική ανάλυση, η επιλογή της προσομοίωσης εξαρτάται από έναν αριθμό παραγόντων, όπως: οι ανάγκες κατάρτισης, οι διαθέσιμοι πόροι και ο αριθμός των ατόμων που πρόκειται να εκπαιδευτούν. Συχνά, όταν ο προϋπολογισμός της κατάρτισης είναι χαμηλός, η εκπαίδευση του προσωπικού είναι αντικείμενο υπερεκμετάλλευσης σε ένα χρονικό πλαίσιο αβάσιμα σύντομο. Βεβαίως, μόνο σε έναν τέλειο κόσμο θα παρεχόταν όση εκπαίδευση απαιτείται για να διατηρηθεί το περιθώριο ασφαλείας. Παρόλα αυτά, προτείνεται οι εκπαιδευτές να μεγιστοποιήσουν τους πόρους της κατάρτισης με την αναζήτηση χαμηλής πιστότητας προσομοίωσης στο μεγαλύτερο δυνατό βαθμό. Εφόσον η εκπαίδευση σχεδιαστεί σωστά, αυτές οι εναλλακτικές λύσεις για την πλήρη ολοκλήρωση της αποστολής της προσομοίωσης, μπορεί να είναι ένα οικονομικά αποδοτικό μέσο που σχετίζεται με γνώσεις, δεξιότητες και στάσεις.
- Ομαδική εργασία και δεξιότητες ομάδας
Σε αυτό το σημείο κρίνεται απαραίτητο να διασαφηνίσουμε τους όρους ομαδική εργασία και ποιες δεξιότητες αυτή περιλαμβάνει, ώστε να επιτευχθεί η ένωση των θετικών αποτελεσμάτων ενός εκπαιδευτικού προγράμματος που αξιοποιεί τους προσομοιωτές και την ομαδική εργασία. Ως ομάδα ορίζεται δύο ή περισσότερα άτομα που εκτελούν κάποια εργασία και που συνδέονται με ένα κοινό θέμα, στόχο και αποτέλεσμα. Αλληλεπιδρούν δυναμικά το ένα το άλλο, έχουν ένα κοινό παρελθόν, έχουν ένα προβλέψιμο κοινό μέλλον και έχουν να μοιραστούν μία κοινή μοίρα.( Salas E , Cannon-Bowers JA, Blickensderfer EL., 1993:83:81–106).
Από τα πρώτα βήματα του ανθρώπου βλέπουμε τις προσπάθειες του να δημιουργήσει κάποια μορφή ομάδας (είτε αυτό λεγόταν φυλή είτε κοινωνικό σύνολο), αφού με αυτό τον τρόπο ένιωθε πιο δυνατός και λιγότερο τρωτός. Η πολυπλοκότητα της σύγχρονης κοινωνίας, καθώς και η εξειδίκευση που επιβάλλεται από τις απαιτήσεις της αγοράς εργασίας καθιστούν ακόμη πιο επιτακτική την ανάγκη για ομαδική εργασία και συνεργασία, ώστε οι άνθρωποι να μπορέσουν να αντιμετωπίσουν επιτυχώς τα καθημερινά προβλήματα με τα οποία έρχονται αντιμέτωποι
Η εκπαίδευση, που σαν βασικό της στόχο έχει την κοινωνικοποίηση των ατόμων, δεν θα μπορούσε να αγνοήσει αυτή την ανάγκη. Έτσι, η αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων που προσφέρει η συνεργασία, οδήγησε στην υιοθέτηση της Συνεργατικής Μάθησης (ΣΜ) σαν μια νέα διδακτική προσέγγιση. Παρότι τα τελευταία χρόνια δίδεται πολλή έμφαση στη χρήση αυτής της μεθόδου, η ΣΜ δεν είναι κάτι το καινούργιο στην εκπαίδευση. Τα θεμέλιά της βρίσκονται, σύμφωνα με τον Slavin, (R. E. 1995), πίσω στις αρχές του 17ου αιώνα. Στις αρχές του 20ου αιώνα δόθηκε νέα ώθηση από τον αμερικανό John Dewey, ο οποίος θεωρεί την αγωγή μια “ακατάπαυστη αλληλεπίδραση ανάμεσα σε ένα άτομο και τα αντικείμενα ή άλλα άτομα” (Κανάκης, 1987, σ. 36). Ο ίδιος θεωρεί σαν ιδανικό σχολείο το χώρο στον οποίο τα παιδιά έχουν τη δυνατότητα να δημιουργήσουν διαπροσωπικές σχέσεις, να ασκούνται στην αποδοτική συνεργασία και να γίνονται ενεργητικά και υπεύθυνα άτομα. Υποστήριζε πως για να μάθουν οι άνθρωποι να συνεργάζονται πρέπει να βιώσουν τη συνεργατική διαδικασία μέσα στο σχολείο.
Όμως τι εννοούμε με τον όρο Συνεργατική Μάθησης; Κατά καιρούς δόθηκαν και δίδονται πολλοί ορισμοί. Σύμφωνα με τους Johnson, Johnson and Holubec (Edina, 1990) συνεργατική Μάθηση είναι η οργάνωση της τάξης σε μικρές ομάδες με σκοπό τη δημιουργική συνεργασία των εκπαιδευόμενων για μεγιστοποίηση της δικής τους μάθησης, αλλά και της μάθησης των άλλων μελών της ομάδα. Μέσο των συνεργατικών δραστηριοτήτων που τους ανατίθενται από τον εκπαιδευτή, τα μέλη της ομάδας επιδιώκουν αποτελέσματα τα οποία είναι επωφελή για τους ίδιους, αλλά και για τα άλλα μέλη της ομάδας.
Οι ίδιοι τονίζουν πως στη Συνεργατική μάθηση παύει να υπάρχει ανταγωνιστικότητα μεταξύ των εκπαιδευόμενων αφού δρουν σαν μια ομάδα με ένα γενικό στόχο, που για να επιτευχθεί πρέπει όλα τα μέλη να συνεργάζονται αρμονικά, αφού ισχύει ότι για να πάει μπροστά η ομάδα πρέπει να νοιάζονται «ο ένας για τον άλλο και όλοι για τον ένα» που τόσο εύστοχα δείχνει την φιλοσοφία αυτής της διδακτικής προσέγγισης. Κατ’ επέκταση και η αποτυχία της ομάδας επιβαρύνει όλα τα μέλη .
Οι Johnson, Johnson and Holubec (1990) θεωρούν ότι για να είναι αποτελεσματική μια ομάδα πρέπει να αποτελείται από δύο ως πέντε μέλη. Φυσικά, με το να τοποθετηθούν απλά δύο ως πέντε εκπαιδευόμενοι σε μια ομάδα, δε σημαίνει ότι αυτομάτως θα έχουμε συνεργασία και συνεργατική μάθηση. Αποτελεσματική συνεργατική μάθηση λαμβάνει χώρα όταν υπάρχουν σε αυτή κάποια ουσιώδη συστατικά.
Τα συστατικά στοιχεία της Συνεργατικής Μάθησης, σύμφωνα με τους Johnson, Johnson and Holubec (1990), είναι:
Κοινός στόχος
Αλληλεπίδραση πρόσωπο με πρόσωπο
Αλληλεξάρτηση
Κοινωνικές δεξιότητες
Προσωπική ευθύνη
Συνοψίζοντας τα βασικά χαρακτηριστικά μιας ομάδας που θα μπορούσε να εκπαιδευτεί με τη χρήση προσομοιώσεων:
Ένα από τα καθοριστικά χαρακτηριστικά της ομάδας είναι ότι τα μέλη της ομάδας πρέπει να αλληλεπιδρούν το ένα με το άλλο για να εκτελέσει με επιτυχία το έργο της ομάδας. Ως εκ τούτου, η ομαδική εργασία ορίζεται ως εκείνες οι συμπεριφορές που διευκολύνουν την αποτελεσματική αλληλεπίδραση των μελών της ομάδας. Κοινά παραδείγματα περιλαμβάνουν την επικοινωνία μεταξύ των μελών, την από κοινού παρακολούθηση της κατάστασης και εκπόνηση πορισμάτων και τη λήψη αποφάσεων.
Παρά το γεγονός ότι οι απαιτούμενες συμπεριφορές στην ομαδική εργασία θα ποικίλουν ανάλογα με το έργο της ομάδας, πρόσφατες έρευνες δείχνουν ότι πέντε ομαδικές συμπεριφορές τείνουν να εμφανίζονται με μεγάλη συχνότητα. Οι λεγόμενες μεγάλες πέντε συμπεριφορές-1) ηγεσία της ομάδας, 2) τον προσανατολισμό της ομάδας, 3) την αμοιβαία παρακολούθηση των επιδόσεων, 4) back up συμπεριφορές (ενίσχυση της ομάδας) και 5) προσαρμοστικότητας, έχουν παρατηρηθεί σε σχεδόν όλους τους τύπους των ομαδικών εργασιών( Salas E, Sims DE, Burke CS. Chicago, IL: 2004).
Τέλος, οι δεξιότητες της ομαδικής εργασίας αναφέρονται σε ικανότητες που μεμονωμένα μέλη της ομάδας πρέπει να διαθέτουν προκειμένου να εκτελέσουν τις απαραίτητες και απαιτούμενες συμπεριφορές της ομαδικής εργασίας. Τεχνικά μιλώντας, αυτές οι ικανότητες μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: γνώσεις, δεξιότητες και στάσεις.
Η γνώση της ομαδικής εργασίας αναφέρεται σε πραγματικά στοιχεία που τα μέλη της ομάδας πρέπει να διαθέτουν, όπως πληροφορίες σχετικά με την αποστολή της ομάδας, ή πληροφορίες σχετικά με τους ρόλους και τις αρμοδιότητες των μελών της ομάδας. Οι δεξιότητες της ομαδικής εργασίας αναφέρονται στην διδαχθείσα ικανότητα να εκτελείται κάποιο είδος εργασίας, όπως να είναι σε θέση να επικοινωνούν τα μέλη με σαφήνεια, συνοπτικά και με τη σωστή φρασεολογία. Σε αντίθεση με τις γνώσεις, οι δεξιότητες περιλαμβάνουν συνήθως ένα φυσικό συστατικό που πρέπει να αναπτυχθεί και να καλλιεργηθεί μέσα από την πρακτική εξάσκηση και την ανατροφοδότηση. Τέλος, η ομαδική εργασία περιλαμβάνει στάσεις που αναφέρονται σε νοητικές καταστάσεις που επηρεάζουν τα μέλη της ομάδας ώστε να συμπεριφερθούν με ένα συγκεκριμένο τρόπο. Για παράδειγμα, τέτοιες στάσεις περιλαμβάνουν την πίστη του στη σημασία της ομαδικής εργασίας και τις προτιμήσεις του καθενός να εργάζεται σε έναν ομαδικό περιβάλλον.( Cannon-Bowers JA, Salas E. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates 1997:151–174). Ανάλογα με τους στόχους της εκπαίδευσης, η προσομοίωση μπορεί να σχεδιαστεί για να βελτιώσει κάθε συνδυασμό γνώσεων, δεξιοτήτων και συμπεριφορών των μελών της ομάδας.
ΣΤΗΝ ΠΡΑΞΗ…
- Εισαγωγικά
Η χρήση των έτοιμων προσομοιώσεων, με σκοπό τη διερεύνηση και την κατανόηση του θέματος, έχει εκπαιδευτική αξία καθώς δίνει τη δυνατότητα καθορισμού των παραμέτρων της προσομοίωσης και της ταυτόχρονης παρατήρησης της συμπεριφοράς και της μεταβολής διαφόρων μεγεθών. Στο παραπάνω πλαίσιο οι εκπαιδευόμενοι μπορούν να συνδυάσουν το σύνολο των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν οι ΤΠΕ στην εκπαίδευση με το πολύτιμο χαρακτηριστικό της μάθησης μέσα από τον προγραμματισμό, την ανάπτυξη της δημιουργικότητας, της συνεργασίας και της επικοινωνίας με άλλους εκπαιδευόμενους, μέλη μιας ομάδας. Στο ίδιο πλαίσιο οι εκπαιδευόμενοι δεν περιορίζονται στην παρατήρηση και χρήση της προσομοίωσης αλλά προσπαθούν να την κατασκευάσουν εμπλεκόμενοι έτσι με όλα της τα χαρακτηριστικά-δομικά στοιχεία. Έτσι αποκτούν βαθύτερη και πληρέστερη κατανόηση των διαφόρων φαινομένων και χαρακτηριστικών που παρουσιάζονται στην προσομοίωση, ενώ ταυτόχρονα μαθαίνουν να αντιμετωπίζουν ένα πρόβλημα, αποδομώντας το σε επιμέρους λύσεις που συνδυάζονται προκειμένου να προκύψει η λύση του προβλήματος συνολικά. Σαφέστατε, οι εκπαιδευόμενοι νιώθουν τη χαρά και την ικανοποίηση της δημιουργίας αφού είναι οι ίδιοι δημιουργοί και όχι παθητικοί αποδέκτες ψηφιακού υλικού, έστω και αν αυτό παρέχει μεγάλο βαθμό αλληλεπίδρασης με το χρήστη.
- Το προγραμματιστικό περιβάλλον AgentSheets
Το AgentSheets (http://www.agentsheets.com) είναι ένα προγραμματιστικό περιβάλλον βασισμένο σε πράκτορες (agents) που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αλληλεπιδραστικών προσομοιώσεων, εποπτικών προγραμματιστικών περιβαλλόντων προσανατολισμένων σε συγκεκριμένα πεδία γνώσης, παιχνίδια κτλ. Πρόκειται για ένα εύκολο στη χρήση περιβάλλον που συνδυάζει πράκτορες, υπολογιστικά φύλλα και την τεχνολογία Java σ’ ένα απλό μέσο και απευθύνεται τόσο σε απλούς χρήστες χωρίς καμία γνώση προγραμματισμού όσο και σε επαγγελματίες. Το Agentsheets δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να διαμορφώσουν τη δική τους αντίληψη, να διερευνήσουν καινούριες ιδέες και να τις μοιραστούν με άλλους χρήστες από όλο τον κόσμο.
Το Agentsheets αρχικά ξεκίνησε από την ιδέα της κατασκευής ενός νέου υπολογιστικού μέσου που θα επέτρεπε στους απλούς χρήστες να δημιουργήσουν αλληλεπιδραστικές προσομοιώσεις, αντικαθιστώντας τους αριθμούς και τους τύπους των υπολογιστικών φύλλων με διαμορφώσιμους πράκτορες. Ένα agentsheet είναι ένα πλέγμα που περιέχει πράκτορες που αλληλεπιδρούν και εμφανίζονται ως εικονίδια (Repenning & Sumner, 1995). Ένα ευρύ φάσμα χρηστών, από μαθητές δημοτικού χωρίς καμία γνώση προγραμματισμού μέχρι και επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει το AgentSheets για να δημιουργήσουν αλληλεπιδραστικές προσομοιώσεις και παιχνίδια σε πολλούς τομείς όπως επιστήμη των υπολογιστών, περιβαλλοντικός σχεδιασμός, καλές τέχνες, ρομποτική, μουσική, ιστορία, αρχιτεκτονική και βιολογία. Στο μάθημα της τεχνολογίας σ’ ένα δημοτικό σχολείο στο Ατλάντικ Σίτι (Atlantic City ΝJ), οι μαθητές δημιούργησαν προσομοιώσεις ενός οικοσυστήματος για να διερευνήσουν τη βιωσιμότητά του και τη τροφική αλυσίδα. Στο γυμνάσιο του ίδιου σχολείου στο μάθημα της ιστορίας, οι μαθητές δημιούργησαν προσομοιώσεις κοινωνικών και ιστορικών γεγονότων. Επιστήμονες στη NASA δημιούργησαν προσομοιώσεις του βακτηριδίου E.coli σε μηδενική βαρύτητα. Όλα τα παραπάνω παραδείγματα φανερώνουν ότι το Agentsheets απευθύνεται σε μια ιδιαίτερα μεγάλη κλίμακα χρηστών, γεγονός που το καθιστά ιδανικό εργαλείο για τη δια βίου μάθηση στη βασική, ανώτερη και επαγγελματική εκπαίδευση (Cherry, et al., 1999).
Το πρόγραμμα AgentSheets είναι ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον δημιουργίας προσομοιώσεων και βασίζεται στον προγραμματισμό πρακτόρων – Agents. Ο χρήστης δημιουργεί εφαρμογές – προσομοίωσης και παιχνιδιών – οι οποίες βασίζονται στην ύπαρξη πρακτόρων στο νέο κόσμο που δημιουργεί. Ορίζει τη μορφή ή τις μορφές που θα έχει ο κάθε πράκτορας στον κόσμο μέσω ενός εργαλείου σχεδίασης, στη συνέχεια ορίζει τη συμπεριφορά, την επικοινωνία και γενικότερα το ρόλο του κάθε πράκτορα μέσα από μια γλώσσα προγραμματισμού – AgentTalk – που βασίζεται σε οπτικοποιημένες δράσεις και συνθήκες που ο χρήστης επιλέγει και παραμετροποιεί. Οι πράκτορες τοποθετούνται πάνω στον κόσμο – grid – της προσομοίωσης και κατά την έναρξη της προσομοίωσης –run – αρχίζουν να λειτουργούν σύμφωνα με το σχεδιασμό τους.
Τα κύρια χαρακτηριστικά του προγράμματος AgentSheets συνοψίζονται στα παρακάτω:
1)Καθορισμός γραφικής απεικόνισης πρακτόρων στον κόσμο της προσομοίωσης
2)Οπτικός προγραμματισμός πρακτόρων
3)Εργαλεία καθορισμού παραμέτρων προσομοίωσης
4)Άμεση βοήθεια και εφαρμογή εντολών.
5)Δημοσίευση προσομοιώσεων στο διαδίκτυο σε μορφή Java applets.
Οι προσομοιώσεις με το Agentsheets μπορούν να λειτουργήσουν ως εργαλεία μάθησης, διδασκαλίας και συνεργασίας. Στην πρώτη περίπτωση, οι εκπαιδευόμενοι πρέπει να αποκτήσουν μια βαθιά γνώση και ουσιαστική κατανόηση του θέματος της προσομοίωσης, κάτι που δε συμβαίνει συνήθως με τις τυπικές δραστηριότητες όπως αυτές ορίζονται σε ένα τυπικό-παγιωμένο σύστημα εκπαίδευσης. Οι εκπαιδευόμενοι πρέπει να αποφασίσουν ποιες πλευρές ενός φαινομένου ή πτυχές ενός σεναρίου είναι σημαντικότερες για την προσομοίωση και να απορρίψουν τις υπόλοιπες, να επιλέξουν αναπαραστάσεις για τους πράκτορες της προσομοίωσης και να αποφασίσουν για τους κανόνες που θα διέπουν τη συμπεριφορά των πρακτόρων καθώς και τις σχέσεις μεταξύ τους.
Όλα αυτά απαιτούν ιδιαίτερη πνευματική προσπάθεια από τους εκπαιδευόμενους. Επιπλέον, η όλη διαδικασία της δημιουργίας της προσομοίωσης, ελέγχου της και παρατήρησης των αποτελεσμάτων συχνά οδηγεί σε νέες ερωτήσεις και προβλήματα. Στη δεύτερη περίπτωση, ξεκινάμε από την παραδοχή ότι για να μάθεις κάτι πραγματικά πρέπει να το διδάξεις. Όταν οι εκπαιδευόμενοι παίρνουν το ρόλο του εκπαιδευτή μέσα στα πλαίσια της ομάδας (μέθοδος «σκαλωσιά» όπως προαναφέρθηκε) και ενθαρρύνονται να δουν την εργασία τους ως υλικό και εργαλείο διδασκαλίας για άλλους εκπαιδευόμενους, τότε συνειδητοποιούν ότι κάτι τέτοιο απαιτεί μια πολύ βαθύτερη γνώση και κατανόηση των πραγμάτων απ’ ότι θα χρειαζόταν για να διεκπεραιώσουν μία ατομική εργασία σε θεωρητική βάση. Στην τρίτη τελικά περίπτωση, η δημιουργία προσομοιώσεων με το Agentsheets ενισχύει τη συνεργασία στην ομάδα και επιτρέπει στους εκπαιδευόμενους να δημιουργήσουν μια πιο ολοκληρωμένη δουλειά απ’ ότι αν δούλευαν ατομικά. Η επικοινωνία και η συνεργασία μεταξύ των μελών της ομάδας πρέπει να είναι συνεχής προκειμένου να υπάρχει συνοχή και συνάφεια στο τελικό αποτέλεσμα. Ακόμα σημαντικότερη στο Agentsheets είναι η συνεργασία που επιτυγχάνεται μέσω του Internet. Το Behavior Exchange (http://www.agentsheests.com/behavior- exchange.html) είναι ένα δικτυακό φόρουμ όπου οι χρήστες του Agentsheets μπορούν να συζητήσουν, να μοιραστούν και να ανταλλάξουν μεμονωμένους πράκτορες και ολόκληρες προσομοιώσεις.
2.1 Παρουσίαση απλού παραδείγματος χρήσης προσομοίωσης για μαθητές γυμνασίου
Το πρόβλημα που δίδεται στα παιδιά παραπέμπει περισσότερο σε παιχνίδι παρά σε διδασκαλία προγραμματιστικών δομών.
Συγκεκριμένα οι μαθητές καλούνται να υλοποιήσουν το ακόλουθο σενάριο: Ένας ιδεατός πλανήτης – πλανήτης Zorg – μολύνεται ξαφνικά από μια βροχή μετεωριτών. Οι μετεωρίτες που έπεσαν στην επιφάνεια του πλανήτη έχουν μολύνει την περιοχή γύρω από το σημείο πτώσης με μια ραδιενεργό ουσία. Οι κάτοικοι προκειμένου να καθαρίσουν τον πλανήτη τους κατασκευάζουν δύο τύπους οχημάτων που είναι ανθεκτικά στη μόλυνση, τους Gatherers και τους Seekers. Οι Seekers έχουν τη δυνατότητα να περιπλανώνται στον πλανήτη και να εντοπίζουν τα σημεία της μόλυνσης τοποθετώντας ένα πομπό στα σημεία αυτά που εκπέμπει τις γεωγραφικές συντεταγμένες. Οι Gatherers έχουν την ικανότητα να ανιχνεύουν τα σήματα αυτών των πομπών και να κατευθύνονται προς το σημείο για να καθαρίσουν το περιβάλλον.
Σκοπός της προσομοίωσης είναι να δημιουργηθεί το περιβάλλον του πλανήτη, η μολυσματική ουσία, οι Gatherers και οι Seekers. Επιπλέον, κατά τη λειτουργία της προσομοίωσης οι Gatherers και οι Seekers να καθαρίζουν τον πλανήτη στο μικρότερο δυνατό χρόνο καθώς τα ενεργειακά αποθέματα είναι περιορισμένα.
Το πρόβλημα αυτό εάν αντιμετωπισθεί με μια παραδοσιακή γλώσσα προγραμματισμού απαιτεί δεκάδες ανθρωποώρες προγραμματισμού από κάποιον έμπειρο προγραμματιστή. Η υλοποίησή του με τη χρήση του AgentSheets περιορίζει την υλοποίηση σε διάστημα 2 έως 3 διδακτικών ωρών προσφέροντας στα παιδιά τη χαρά της δημιουργίας και της άμεσης παρακολούθησης των αποτελεσμάτων των ενεργειών τους μέσα από τη χρήση και κατανόηση σύνθετων προγραμματιστικών εννοιών. Για την υλοποίηση μιας τέτοιας προσομοίωσης ακολουθούνται ενδεικτικά τα παρακάτω βήματα.
Α) Υλοποίηση των πρακτόρων της εφαρμογής.
Μετά από προσεκτική μελέτη του προβλήματος εντοπίζονται όλοι οι τύποι πρακτόρων – Agents – που θα χρησιμοποιηθούν και υλοποιούνται οι μορφές τους – γραφικές απεικονίσεις – μέσα από το σχεδιαστικό περιβάλλον που προσφέρει η ίδια η εφαρμογή [εικόνα 1]. Εναλλακτικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί το διαδίκτυο ως πηγή για την αναζήτηση και άντληση μορφών.
2ts
[εικ. 1]
3ts
[εικ. 2]
[εικ. 3]
Β) Ορίζονται οι διαστάσεις του δισδιάστατου κόσμου -grid – καθώς και οι εικόνες που θα χρησιμοποιηθούν στο παρασκήνιο [εικόνα 2].
Γ) Για κάθε πράκτορα ξεχωριστά προγραμματίζεται η συμπεριφορά του (λήψη και εκπομπή μηνυμάτων, κίνηση, δημιουργία νέων πρακτόρων, αλληλεπίδραση με το περιβάλλον του κόσμου αλλά και με το χρήστη) μέσα από τη γλώσσα Visual Agen Talk (VAT) με οπτικό προγραμματισμό [εικόνα3]. Με απλές διαδικασίες drag and drop ο χρήστης χτίζει τους κανόνες συμπεριφοράς διαλέγοντας από έτοιμες συνθήκες ελέγχου και δράσεις που προσαρμόζει και οργανώνει κατάλληλα σε IF THEN δομές (rules), που αποτελούν σύνολα δράσεων συμπεριφοράς (bbehaviours) για κάθε πράκτορα.
4ts
[εικ. 4]
Οι πράκτορες τοποθετούνται πάνω στον εικονικό κόσμο σε οποιαδήποτε θέση και σε οποιουσδήποτε πληθυσμούς και ξεκινάει η προσομοίωση μόνο με το πάτημα του πλήκτρου “RUN” [εικόνα 4].
Ε) Ο μαθητής παρατηρεί, μελετά, διαπιστώνει και μεταβάλλει ή συμπληρώνει τη συμπεριφορά των πρακτόρων προσπαθώντας να καταλήξει στο καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα.
Μέσα από ένα τέτοιο παράδειγμα (http://www.de.sch.gr/~chspyrop/Agentindex.html) αναδεικνύονται και παρουσιάζονται θέματα και προγραμματιστικές δομές που θα ήταν αδύνατον να γίνουν μέσα από μια παραδοσιακή γλώσσα προγραμματισμού:
-Χρήση πολυμέσων (Εικόνας, Ήχου, Video)
-Παρουσίαση εννοιών αποδόμησης προβλημάτων σε υποπρογράμματα (Methods)
-Οι έννοιες της επανάληψης, του ελέγχου και τις εκτέλεσης ενεργειών κάτω από συνθήκες
-Οι έννοιες των τοπικών και των καθολικών μεταβλητών
– Η έννοια της προσομοίωσης και η χρήση του εργαλείου και σε άλλα μαθήματα επικεντρώνοντας πλέον μόνο στα χαρακτηριστικά του προβλήματος και κατανοώντας έτσι πολύπλοκες έννοιες μέσα από την κατασκευή και όχι την απλή χρήση των προσομοιώσεων.
- Τα σημαντικότερα προβλήματα και τα πλεονεκτήματα στη διδασκαλία προγραμματιστικών εννοιών:
Ξεκινώντας από τα προβλήματα αυτά είναι :
Η χρήση περιβαλλόντων όπως οι επαγγελματικές γλώσσες προγραμματισμού αποπροσανατολίζουν από τον τελικό στόχο κι εμπλέκουν τον εκπαιδευόμενο σε μια επίπονη διαδικασία κατανόησης και αποστήθισης συντακτικών και διαδικαστικών κανόνων.
Η έλλειψη χρόνου εμποδίζει την εκμάθηση της γλώσσας προγραμματισμού σε μεγάλη έκταση και έτσι περιορίζει τα παραδείγματα στην επίλυση πολύ μικρών προβλημάτων-εργασιών που συνήθως δεν έχουν κανένα νόημα για τον εκπαιδευόμενο γιατί δεν είναι δυνατόν να διακρίνει πώς τα συγκεκριμένα παραδείγματα θα οδηγούσαν στην αντιμετώπιση μεγαλύτερων προβλημάτων στην πράξη και σε συνεργασία με άλλα άτομα.
Οι δυσκολίες του παραδοσιακού προγραμματισμού σε συνδυασμό με την έλλειψη χρόνου σπάνια επιτρέπουν στον εκπαιδευόμενο -πόσο μάλλον σε μια ομάδα- να δημιουργήσει μια λύση και να δει το αποτέλεσμα της προσπάθειάς του ολοκληρωμένο.
Η χρήση εκπαιδευτικών γλωσσών προγραμματισμού –Logo like περιορίζει το εύρος προβλημάτων που μπορούν να λυθούν, καθώς τα πάντα προσαρμόζονται στο χαρακτήρα της γλώσσας – σχεδίαση με χελώνα – που σπάνια είναι δυνατόν να εκφράσει με επιτυχία τη λύση προβλημάτων του πραγματικού κόσμου.
Μέσα από το πολύ απλό παράδειγμα (για περισσότερα δείγματα προσομοιώσεων: http://www.agentsheets.gr/) που αναφέρθηκε παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα της χρήσης του περιβάλλοντος AgentSheets στους ακόλουθους τομείς:
Κατανόηση εννοιών επικεντρωμένων στο πρόβλημα
Ταχύτητα ανάπτυξης λύσεων ακόμα και σε προβλήματα μεγάλης κλίμακας
Αμεσότητα στην παρακολούθηση των αποτελεσμάτων
Συνδυασμός πολλών διαφορετικών λογισμικών για την υλοποίηση του
στόχου.
Ενίσχυση της συνεργασίας μιας ομάδας εκπαιδευόμενων.
Τα πλεονεκτήματα της λύσης προβλημάτων με τη χρήση του AgentSheets και γενικότερα της χρήσης των πρακτόρων σε ένα ολοκληρωμένο αυτόνομο περιβάλλον οπτικού προγραμματισμού, καθώς και τα πεδία εφαρμογής, δεν περιορίζονται σε όσα αναφέρθηκαν παραπάνω.
Πρόκειται για ένα εργαλείο κατάλληλο για χρήση από την προσχολική και την πρωτοβάθμια εκπαίδευση μέχρι τη μελέτη και έρευνα σύνθετων μοντέλων στην τριτοβάθμια εκπαίδευση.
- Συμπεράσματα
Το ζητούμενο λοιπόν είναι η χρήση νέων εργαλείων που θα δώσουν τη δυνατότητα στον τελικό χρήστη να δημιουργήσει αλληλεπιδραστικό περιεχόμενο με τον ίδιο τρόπο που εργαλεία – όπως οι επεξεργαστές κειμένου – του επιτρέπουν να δημιουργήσει στατικό περιεχόμενο στον υπολογιστή.
Οι αλληλεπιδραστικές προσομοιώσεις μπορούν να ενισχύσουν τη χρησιμότητα της τεχνολογίας στην εκπαίδευση και μάλιστα στην εκπαίδευση ομάδας δημιουργώντας αβίαστα τις συνθήκες για την καλλιέργεια καλύτερων συνθηκών συνεργασίας. Και ενώ υπάρχει κέρδος ακόμα και από τη χρήση έτοιμων προσομοιώσεων, οι χρήστες ωφελούνται περισσότερο όταν σχεδιάζουν οι ίδιοι ολόκληρη ή μέρη της προσομοίωσής τους. Σ’ αυτή λοιπόν την κατεύθυνση το Agentsheets, χωρίς να μετατρέπει τους χρήστες σε προγραμματιστές, απλοποιεί τη δημιουργία αλληλεπιδραστικών προσομοιώσεων και συγχρόνως ενισχύει τη συνεργασία φέρνοντας κοντά μαθητές, δασκάλους, σχεδιαστές και ερευνητές.
Τελικά, όπως φαίνεται από αρκετές έρευνες όπως αυτές που παρουσιάστηκαν σε συνέδριο δια βίου μάθησης (Cherry, et al., 1999), η κοινή χρήση της ΣΜ και της προσομοίωσης στην εκπαίδευση όχι μόνο βελτιώνει τους εκπαιδευόμενους στο γνωσιολογικό τομέα, καλλιεργώντας τους παράλληλα και δεξιότητες χειρισμού του ΗΥ και γενικότερα εξοικείωση με τη χρήση νέων τεχνολογιών, αλλά καλλιεργεί ταυτόχρονα, μέσω της συνεργασίας και κοινωνικές δεξιότητες, που τους κάνει περισσότερο κοινωνικούς. Τα θετικά αποτελέσματα που παίρνουμε από την συνεργατική μάθηση όχι μόνο εξακολουθούν να υπάρχουν και με την χρήση προσομοιώσεων, αλλά γίνονται ακόμη περισσότερα. Οι ίδιες δυνατότητες παρέχονται και στην περίπτωση που η ίδια η προσομοίωση χρησιμοποιείται ως αντικείμενο μάθησης και ο εκπαιδευόμενος μαθαίνει για τα χαρακτηριστικά δομής και λειτουργίας του.
Όσον αφορά τα ελληνικά σχολεία υπάρχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης στο συγκεκριμένο θέμα. Παρατηρείται ότι, εκτός από τις ελλείψεις για την χρήση ΗΥ στο αναλυτικό πρόγραμμα, υπάρχει και μη επαρκής ή πεπαλαιωμένος εξοπλισμός. Το ότι δεν υπάρχει ένας ΗΥ για κάθε μαθητή επιβάλλει την χρήση της ΣΜ. Εκτός τούτου η εκπαίδευση πρέπει να εκσυγχρονιστεί και η ΣΜ είναι η διδακτική προσέγγιση που δίδει την δυνατότητα αυτή και ειδικότερα με την χρήση του ΗΥ και των δυνατοτήτων του.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ:
Alessi S. Simulation design for training and assessment. In: O’Neil H Jr, Andrews DH, eds. Aircrew training and assessment. Mahwah, NJ: Erlbaum, 2000:197–222.
Beaubien JM Baker DP. Post-training feedback: the relative effectiveness of team- versus instructor-led debriefings. Proceedings of the 47th Annual Meeting of the Human Factors and Ergonomics Society. Santa Monica, CA: Human Factors and Ergonomics Society, 2003:2033–6.
Braden S. C., (1997). AGES: Agentsheets Genetic Evolutionary Simulations (Thesis σελίδα: 3). University of Colorado, Department of Computer Science.
Brophy, S., Biswas, G., Katzlberger, T., Bransford, J., & Schwartz, D. (July, 2000). Teachable agents: Combining insights from learning theory and computer science. International Conference on AI in Education, Le Mans, France.
Cannon-Bowers JA, Salas E. Teamwork competencies: the interaction of team member knowledge, skills, and attitudes. In: O’Neil HF Jr, ed. Workforce readiness: competencies and assessment. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates 1997:151–174.
Cherry, G., Ioannidou, A., Ryder C., Brand C., Repenning A. (1999). Simulations for Lifelong Learning. National Educational Computing Conference, Atlantic City, NJ
Goldstein I., Training in organizations: needs assessment, development, and evaluation. Pacific Grove, CA: Books/Cole, 1993.
Jentsch F., Bowers CA. Evidence for the validity of PC-based simulations in studying aircrew communication. International Journal of Aviation Psychology1998;8:243–260.
Johnson, Johnson and Holubec, (1990). Circles of Learning. Cooperation in the Classroom. Edina, Minn.: Interaction Book Company.
Κανάκης, Ι., (1987). Η οργάνωση της διδασκαλίας μάθησης με ομάδες εργασίας. Αθήνα.
Kraiger K., Ford JK, Salas E. Application of cognitive, skill-based and affective theories of learning to new methods of training evaluation. Journal of Applied Psychology1993;78:311–28.
Means B., Salas E, Crandall B, et al. Training decision makers for the real world. In: Klein GP, Orasanu J, Calderwood R, et al, eds. Decision making in action: models and methods. Norwood, NJ: Ablex, 1995.
Oser R., Cannon-Bowers JA, Salas E, et al. Enhancing human performance in technology-rich environments: guidelines for scenario-based training. Human/Technology Interaction in Complex Systems 1999;9:175–202.
Rehmann A , Mitman R., Reynolds M. A handbook of flight simulation fidelity requirements for human factors research. Technical Report No. DOT/FAA/CT-TN95/46. Wright-Patterson AFB, OH: Crew Systems Ergonomics Information Analysis Center, 1995.
Repenning, A., (2000) “AgentSheets®: an Interactive Simulation Environment with End-User Programmable Agents,” Interaction 2000, Tokyo, Japan
Repenning, A., & Sumner, T. (1995). Agentsheets: A Medium for Creating Domain-Oriented Visual Languages. IEEE Computer, 28(3), 17-25.
Salas E., Cannon-Bowers JA, Blickensderfer EL. Team performance and training research: emerging principles. Journal of the Washington Academy of Sciences 1993;83:81–106.
Salas E., SimsDE, Burke CS. Is there a “big five” in teamwork? Paper presented at the 19th Annual Meeting of the Society for Industrial and Organizational Psychology. Chicago, IL :2004.
Slavin, R. E., E. (1995). Cooperative Learning Theory, Research and Practice. (2nd ed.) Boston: Allyn & Bacon.
Swezey RW, Owens JM, Bergondy ML, et al. Task and training requirements analysis methodology (TTRAM): an analytic methodology for identifying potential training uses of simulator networks in teamwork-intensive task environments. Ergonomics 1998;41:1678–97.
Τερεζάκη, Χ. (2012). Η εφαρμογή του Project ως ενεργητική διδακτική πρόταση στην αρχική και στην ενήλικη εκπαίδευση. Αδημοσίευτη Διδακτορική Διατριβή, ΕΑΠ, Σχολή Ανθρωπιστικών Επιστημών, Τμήμα: Σπουδές στην Εκπαίδευση, Πάτρα.
Τερεζάκη, Χ και Ανδρεάδου, Χ. (2012). Πρόγραμμα Συμμετοχικής Εκπαιδευτικής Ηγεσίας «ΣΥΜΜΕΤΕΧΩ-ΕΙΜΑΙ ΕΝΕΡΓΟΣ/Η» (οδηγός εκπαίδευσης). Χανιά: ΕΔΕΕΚ.
Τερεζάκη, Χ και Ανδρεάδου, Χ. κ.ά (2013). Πρόγραμμα Συμμετοχικής Εκπαιδευτικής Ηγεσίας «ΣΥΜΜΕΤΕΧΩ-ΕΙΜΑΙ ΕΝΕΡΓΟΣ/Η» (Διδακτικά σενάρια για την επιμόρφωση των διευθυντικών στελεχών εκπαίδευσης και την ενδοσχολική επιμόρφωση των εκπαιδευτικών-μελών του Συλλόγου Διδασκόντων) Χανιά: ΕΔΕΕΚ.
ΣΗΜΕΙΩΣΗ ΤΕΛΟΥΣ
[1] Σε ευρύτερο πλαίσιο τα θετικά στην εξέλιξη της εκπαίδευσης και στη δημιουργία παιδείας.