Έννοιες προγραμματισμού, Scratch, ταξινομίες Bloom & SOLO

Μάθηση εννοιών προγραμματισμού με το Scratch με βάση τις ταξινομίες Bloom και SOLO

Χανιά, Μάιος 2013

Η εργασία Διερεύνηση της μάθησης εννοιών προγραμματισμού με το Scratch από μαθητές Ε’ και ΣΤ’ δημοτικού με βάση μια μεικτή ταξινομία Bloom και SOLO, που παρουσίασα στις 10 Μαΐου 2013 στο Πανεπιστήμιο Πειραιώς, στο πλαίσιο του 3ου Πανελληνίου Συνεδρίου «Ένταξη και Χρήση των ΤΠΕ στην Εκπαιδευτική Διαδικασία», αποτελεί αναφορά σε μια έρευνα (post-test only design) σε 78 μαθητές των τάξεων Ε’ και ΣΤ’ του 15ου Δημοτικού Σχολείου Χανίων. Σκοπός της έρευνας ήταν η αξιοποίηση του Scratch στο μάθημα ΤΠΕ του δημοτικού για τη μάθηση των προγραμματιστικών εννοιών: δομή ακολουθίας, αρχικοποίηση, παράλληλη εκτέλεση γεγονότων και επικοινωνία/ συγχρονισμός με μηνύματα. Η παρουσίαση της εργασίας στο Συνέδριο:

Συνέδριο ΕΤΠΕ 2013: Μάθηση Προγραμματισμού στο Δημοτικό με βάση τις ταξινομίες Bloom & SOLO from Kostas Katsoulas

Για τη διαπίστωση του γνωστικού επιπέδου στο οποίο είναι εφικτό οι μαθητές αυτής της ηλικίας να μάθουν τις παραπάνω έννοιες, αξιοποιήθηκε μια μεικτή ταξινομία Bloom και SOLΟ σύμφωνα με το μοντέλο των Meerbaum-Salant, Armoni και Ben-Ari (2010).

Τι είναι η ταξινομία Bloom

Η ταξινομία Bloom είναι μια κατάταξη των μαθησιακών στόχων που προτάθηκε από τον Αμερικανό εκπαιδευτικό – ψυχολόγο Benjamin Bloom το 1956. Σύμφωνα με την ταξινομία οι μαθησιακοί στόχοι διακρίνονται σε τρεις περιοχές: τη γνωστική, τη συναισθηματική και την ψυχοκινητική. Οι μαθησιακοί στόχοι της γνωστικής περιοχής περιλαμβάνουν τις εξής κατηγορίες: γνώση, κατανόηση, εφαρμογή, ανάλυση, σύνθεση, αξιολόγηση. Οι έξι αυτές κατηγορίες αποτελούν την ταξινομία γνωστικών στόχων του Bloom και είναι ιεραρχημένες: η πρώτη κατηγορία (γνώση) είναι η κατωτέρου επιπέδου ενώ η έκτη (αξιολόγηση) είναι η ανωτέρου επιπέδου. Προϋπόθεση για την επίτευξη γνωστικών στόχων μιας κατηγορίας είναι η επίτευξη γνωστικών στόχων της αμέσως κατώτερης κατηγορίας.

Το 2001 η ταξινομία των γνωστικών στόχων αναθεωρήθηκε από τους Lorin Anderson, πρώην φοιτητή του Bloom, και David Krathwohl, συνεργάτη του Bloom. Η βασική διαφορά της αναθεωρημένης ταξινομίας (Krathwohl, 2002) είναι ότι αποτελεί ένα δισδιάστατο μοντέλο [Cognitive Process Χ Knowledge]. Στη διάσταση knowledge συμπεριλήφθηκαν οι υποκατηγορίες της κατηγορίας γνώση της αρχικής ταξινομίας. Στη διάσταση cognitive process (γνωστική διεργασία) οι κατηγορίες διατυπώθηκαν με τη χρήση ρήματος, αντί ουσιαστικού, διότι θεωρήθηκε ότι η επίτευξη γνωστικών στόχων είναι μια ενεργητική μορφή σκέψης που μπορεί να οριστεί ορθά μόνο με τη χρήση ρημάτων. Οι κατηγορίες στη διάσταση της γνωστικής διεργασίας είναι οι: θυμάμαι, κατανοώ, εφαρμόζω, αναλύω, αξιολογώ, δημιουργώ. Η κατηγορία δημιουργώ προάχθηκε στο ανώτερο επίπεδο με το σκεπτικό ότι η δημιουργία προϋποθέτει την κατοχή ικανοτήτων αξιολόγησης. Στα πλαίσια της εργασίας, από το δισδιάστατο μοντέλο της αναθεωρημένης ταξινομίας Bloom, αξιοποιήθηκε μόνο η διάσταση της γνωστικής διεργασίας. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η αντιστοίχιση της διάστασης αυτής με την αρχική ταξινομία.

Η αρχική (1956) και η αναθεωρημένη (2001) ταξινομία γνωστικών στόχων Bloom
(πηγή: www4.uwsp.edu)

Ο Benjamin Bloom

Στον πίνακα 1 περιλαμβάνονται ο ορισμός για κάθε κατηγορία γνωστικής διεργασίας και οι συγκεκριμένες γνωστικές διεργασίες ανά κατηγορία (υποκατηγορίες).

Πίνακας 1: Αναθεωρημένη ταξινομία γνωστικών στόχων Bloom 

(διάσταση γνωστικής διεργασίας)

Κατηγορία	Ορισμός	Υποκατηγορίες
Θυμάμαι (Remember)	Ανακαλώ την προηγούμενη γνώση	αναγνωρίζω (recognize), ανακαλώ (recall)
Κατανοώ (Understand)	Προσδιορίζω το νόημα των διδακτικών μηνυμάτων	ερμηνεύω (interpret), δείχνω με παράδειγμα (exemplify), ταξινομώ (classify), συνοψίζω (summarize), συμπεραίνω (infer), συγκρίνω (compare), εξηγώ (explain)
Εφαρμόζω (Apply)	Εκτελώ ή χρησιμοποιώ μια διαδικασία σε μια δεδομένη κατάσταση	εκτελώ (execute), υλοποιώ (implement)
Αναλύω (Analyze)	Αναλύω το υλικό στα συστατικά του μέρη ώστε να το κατανοήσω ως σύνολο	διαφοροποιώ (differentiate), οργανώνω (organize), αποδίδω (attribute)
Αξιολογώ (Evaluate)	Κάνω κρίσεις βασισμένες σε κριτήρια ή κανόνες	εξετάζω (check), κρίνω (critique)
Δημιουργώ (Create)	Συνθέτω στοιχεία για να σχηματίσω ένα καινοτόμο λειτουργικό σύνολο ή φτιάχνω ένα πρωτότυπο προϊόν	δημιουργώ (generate), σχεδιάζω (plan), παράγω (produce)

Τι είναι η ταξινομία SOLO

Η ταξινομία SOLO (Structure of the Observed Learning Outcome) είναι μια κατάταξη των μαθησιακών αποτελεσμάτων σε ιεραρχική μορφή που προτάθηκε από τους Αυστραλούς εκπαιδευτικούς – ψυχολόγους John Biggs και Kevin Collis (1982). Η ταξινομία είναι ιεραρχημένη διότι περιγράφει επίπεδα μάθησης αυξανόμενης πολυπλοκότητας. Στον πίνακα 2 περιγράφονται τα πέντε επίπεδα της ταξινομίας: χωρίς δομή (προδομικά), μονοδομικά, πολυδομικά, σχεσιακά, αφαιρετικά.

Πίνακας 2: Ταξινομία SOLO

Επίπεδο	Περιγραφή
Προδομικό	Δεν εστιάζω σε κανένα από τα στοιχεία που σχετίζονται με το εξεταζόμενο αντικείμενο
Μονοδομικό	Εστιάζω σε ένα από τα στοιχεία που σχετίζονται με το εξεταζόμενο αντικείμενο
Πολυδομικό	Εστιάζω σε άνω του ενός στοιχεία που σχετίζονται με το εξεταζόμενο αντικείμενο αλλά αδυνατώ να τα συσχετίσω
Σχεσιακό	Εστιάζω στα περισσότερα στοιχεία που σχετίζονται με το εξεταζόμενο αντικείμενο και τα συσχετίζω σε ένα εννοιολογικό σχήμα
Αφαιρετικό	Επιπλέον ως προς το προηγούμενο, ανακαλώ το εννοιολογικό σχήμα και το αξιοποιώ σε νέα περιβάλλοντα

Ο συνδυασμός των ταξινομιών Bloom και SOLO

Ο λόγος που οι Meerbaum-Salant, Armoni και Ben-Ari (2010) πρότειναν τη μεικτή ταξινομία ήταν η αδυναμία κατάταξης των μαθησιακών αποτελεσμάτων στις ιεραρχημένες κατηγορίες της ταξινομίας Bloom, σε αντιστοιχία με το επίπεδο πολυπλοκότητάς τους. Για παράδειγμα η δημιουργία μιας γραμμής κώδικα κατατάσσεται στην κατηγορία Bloom δημιουργώ. Η πλήρης κατανόηση μιας προγραμματιστικής έννοιας κατατάσσεται στην κατώτερη κατηγορία Bloom κατανοώ. Όμως, αναμφίβολα είναι πιο εύκολο οι μαθητές να καταφέρουν να δημιουργήσουν μία γραμμή κώδικα παρά να κατανοήσουν πλήρως μια έννοια προγραμματισμού. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το παράδοξο προτάθηκε ο συνδυασμός των παραπάνω δύο ιεραρχημένων ταξινομιών.

Από το καρτεσιανό γινόμενο των δύο ταξινομιών προκύπτουν 6 x 5 = 30 γνωστικές κατηγορίες. Οι Meerbaum-Salant, Armoni και Ben-Ari (2010) υποστήριξαν ότι οι κατηγορίες για τις οποίες έχει νόημα να πραγματοποιηθεί έρευνα στο πλαίσιο της μάθησης εννοιών προγραμματισμού σε συγκεκριμένο προγραμματιστικό περιβάλλον είναι οι: (1) κατανοώ μονοδομικά, (2) εφαρμόζω μονοδομικά, (3) δημιουργώ μονοδομικά, (4) κατανοώ πολυδομικά, (5) εφαρμόζω πολυδομικά, (6) δημιουργώ πολυδομικά, (7) κατανοώ σχεσιακά, (8) εφαρμόζω σχεσιακά, (9) δημιουργώ σχεσιακά. Οι εννέα κατηγορίες είναι ιεραρχημένες: Το κατώτερο επίπεδο είναι το (1) κατανοώ μονοδομικάενώ το ανώτερο είναι το (9) δημιουργώ σχεσιακά. Έτσι επιλύθηκαν οι αδυναμίες της ταξινομίας Bloom αφού, στο συγκεκριμένο παραπάνω παράδειγμα, η δημιουργία μίας γραμμής κώδικα κατατάσσεται στην κατηγορία (3) δημιουργώ μονοδομικά, ενώ η νοητικά ανώτερη διεργασία της πλήρους κατανόησης μιας προγραμματιστικής έννοιας κατατάσσεται στην κατηγορία (7) κατανοώ σχεσιακά.

Αξιοποίηση της μεικτής ταξινομίας στην πράξη

Η παραπάνω μεικτή ταξινομία βρίσκει εφαρμογή στη διδακτική της Πληροφορικής. Ο εκπαιδευτικός της Πληροφορικής πρέπει να λάβει υπόψη του την ερμηνεία της καθεμιάς από τις κατηγορίες Bloom και SOLO στο πλαίσιο της μάθησης προγραμματισμού, με βάση τις συγκεκριμένες γνωστικές διεργασίες (υποκατηγορίες) του πίνακα 1. Έτσι:

• Κατανοώ = {Εξηγώ, συνοψίζω, συγκρίνω, ταξινομώ} προγραμματιστικές έννοιες, {δίνω παράδειγμα, συμπεραίνω} με προγραμματιστικές έννοιες.
• Εφαρμόζω = Εκτελώ κώδικα που περιέχει ή που αντιστοιχεί σε προγραμματιστικές έννοιες.
• Δημιουργώ = {Δημιουργώ, παράγω} κώδικα ή σχεδιάζω πρόγραμμα αξιοποιώντας προγραμματιστικές έννοιες.
• Μονοδομικά = Μερική, μονοδιάστατη γνώση μιας έννοιας σε συγκεκριμένο προγραμματιστικό περιβάλλον.
• Πολυδομικά = Μερική, πολυδιάστατη γνώση μιας έννοιας σε συγκεκριμένο προγραμματιστικό περιβάλλον αλλά χωρίς την ικανότητα συσχετισμού της έννοιας με άλλες έννοιες ή δομές του περιβάλλοντος.
• Σχεσιακά = Πλήρης γνώση μιας έννοιας σε σχέση με άλλες έννοιες και δομές του συγκεκριμένου προγραμματιστικού περιβάλλοντος.

Το πλαίσιο στο οποίο αξιοποιήθηκε η μεικτή ταξινομία, η μεθοδολογία και τα αποτελέσματα περιγράφονται στο πλήρες κείμενο “Διερεύνηση της μάθησης εννοιών προγραμματισμού με το Scratch από μαθητές Ε’ και ΣΤ’ δημοτικού με βάση μια μεικτή ταξινομία Bloom και SOLO“. Σε επόμενο άρθρο θα διαμοιράσω το σχετικό εκπαιδευτικό υλικό που δημιουργήθηκε για την υποστήριξη της παρέμβασης.

Βιβλιογραφικές Αναφορές

• Biggs, J. B. & Collis, K. F. (1982). Evaluating the Quality of Learning: The SOLO Taxonomy. NY: Academic Press.
• Krathwohl, D. R. (2002). A revision of Bloom’s taxonomy: An overview. Theory into Practice, 41 (4), pp. 212-225. Διαθέσιμο στο http://rt3region7.ncdpi.wikispaces.net/file/view/8+Perspectives+on+RBT.pdf
• Meerbaum-Salant, O., Armoni, M. & Ben-Ari, M. (2010). Learning Computer Science Concepts with Scratch. Sixth international workshop on Computing education research, pp. 69-76, Aaarhus, Denmark. doi:10.1145/1839594.1839607. Διαθέσιμο στο http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1839607.