Πληροφορική (Γενικό Λύκειο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 1 ώρα

Αναγκαιότητα χρήσης της δομής δεδομένων του πίνακα και η μη δυνατότητα χρήσης πινάκων

Γενική περιγραφή περιεχομένου: 

Το σενάριο σχετίζεται με το πρόγραμμα σπουδών πληροφορικής της Γ λυκείου, όπου προτείνει να παρουσιαστεί στους μαθητές η δομή δεδομένων του πίνακα. Επιπλέον, σχετίζεται με το σχολικό βιβλίο, όπου τονίζει την αναγκαιότητα να αποφασίζει ο μαθητής αν είναι απαραίτητη η χρήση πίνακα και με ποια κριτήρια μπορεί να χρησιμοποιεί πίνακες στο πλαίσιο του προγραμματισμού με τη γλώσσα προγραμματισμού ΓΛΩΣΣΑ. Το σενάριο λαμβάνει υπόψη του τις πραγματικές συνθήκες διεξαγωγής του μαθήματος ώστε να είναι ρεαλιστικά πραγματοποιήσιμο στον προβλεπόμενο χρόνο. Θεωρώντας ότι οι μαθητές έχουν εργαστεί με τη δομή επανάληψης και τις εντολές επανάληψης και έχουν ήδη αξιοποιήσει τη δομή δεδομένων του πίνακα σε εισαγωγικές ασκήσεις, στο σενάριο εργάζονται με κατάλληλες δραστηριότητες και τη χρήση του λογισμικού «Διερμηνευτής της ΓΛΩΣΣΑΣ», ώστε να οργανώσουν τα συγκεκριμένα ζητήματα.

Το σενάριο στηρίζεται σε μία σκαλωσιά μάθησης με τη διαπραγμάτευση εννοιών και αξιοποίηση στοχευμένων δραστηριοτήτων στις εντολές επανάληψης που ήδη γνωρίζουν οι μαθητές. Έτσι, οι μαθητές εμπλέκονται σε δραστηριότητες όπου καλούνται να υποστηρίξουν, αν υπάρχει ανάγκη χρήσης πίνακα ή αν δεν έχουν τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσουν πίνακα. Ακολουθώντας την παραπάνω πορεία, θα καταλήξουν σε σημαντικά συμπεράσματα.

Το σενάριο υλοποιείται μέσα σε ένα πλαίσιο κοινωνικού εποικοδομισμού, όπου επιχειρείται η μάθηση μέσα από μία διαδικασία προσωπικής κατασκευής της γνώσης η οποία εδράζει σε προγενέστερη γνώση, ενώ ο εκπαιδευτικός έχει καθοδηγητικό ρόλο και εμψυχώνει τον μαθητή να μάθει με τον δικό του ρυθμό και βάσει των δικών του επιλογών. Επιπλέον, η μάθηση πραγματοποιείται μέσα από την αλληλεπίδραση με τους άλλους καθώς και την υλοποίηση δραστηριοτήτων. Το σενάριο έχει σχεδιαστεί στο πλαίσιο μιας τροχιάς μάθησης που συνεχίζει από τη Β Λυκείου και έρχεται να προσδιορίσει ότι στο πλαίσιο του μαθήματος της Γ Λυκείου η χρήση πινάκων είναι σημαντικό να γίνεται στοχευμένα και ότι στη γλώσσα προγραμματισμού ΓΛΩΣΣΑ οι πίνακες είναι στατικές δομές δεδομένων. Αν και πολλές γλώσσες προγραμματισμού δίνουν τη δυνατότητα χρήσης δυναμικών πινάκων, στο πλαίσιο του μαθήματος οι πίνακες είναι στατικές δομές. Συνεπώς, η εξέταση για το αν είναι απαραίτητη η χρήση πίνακα είναι σημαντική για δύο λόγους:

α) Επειδή οι πίνακες απαιτούν μνήμη. Αυτό σημαίνει ότι όταν χρησιμοποιηθεί πίνακας δεσμεύονται από την αρχή του προγράμματος πολλές θέσεις μνήμης. Σε ένα μεγάλο και σύνθετο πρόγραμμα η άσκοπη χρήση μεγάλων πινάκων μπορεί να οδηγήσει ακόμη και σε αδυναμία εκτέλεσης του προγράμματος.

β) Επειδή οι πίνακες περιορίζουν τις δυνατότητες του προγράμματος. Οι πίνακες είναι στατικές δομές και το μέγεθος τους πρέπει να δηλώνεται στην αρχή του προγράμματος, ενώ παραμένει υποχρεωτικά σταθερό κατά την εκτέλεση του προγράμματος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ότι υπάρχει ανώτατο όριο στο πλήθος των στοιχείων, το οποίο προσδιορίζεται κατά τη συγγραφή του προγράμματος και δεν μπορεί να μεταβληθεί κατά την εκτέλεσή του.

Το σενάριο μπορεί να επεκταθεί σε άλλες δομές δεδομένων και σε δυναμικούς πίνακες ή πίνακες των οποίων το πλήθος των στοιχείων μπορεί να ορίζεται κατά την εκτέλεση και όχι απαραίτητα στην αρχή κάθε προγράμματος.

Η επίτευξη των στόχων θα επιχειρηθεί με μία αλληλουχία δραστηριοτήτων που θα λάβουν χώρα στο σχολικό εργαστήριο πληροφορικής & εφαρμογών Η/Υ (ΣΕΠΕΗΥ), όπου οι μαθητές σε ζεύγη θα εργαστούν στον υπολογιστή με το λογισμικό «Ο Διερμηνευτής της ΓΛΩΣΣΑΣ», αναπτύσσοντας αλγορίθμους σε ΓΛΩΣΣΑ, οι οποίοι θα οδηγήσουν στην ανάδειξη της αναγκαιότητας χρήσης της δομής δεδομένων του πίνακα, της μη αναγκαιότητας χρήσης της δομής δεδομένων του πίνακα και της μη δυνατότητας χρήσης πίνακα. Οι μαθητές θα προσεγγίσουν το θέμα μέσα από κατάλληλα εργαλεία συγγραφής και παρακολούθησης της εκτέλεσης αλγορίθμων στη ΓΛΩΣΣΑ. Επιπλέον, με τη χρήση του πίνακα του εργαστηρίου, θα επιχειρηθεί η οπτικοποίηση των αλγορίθμων. Τέλος, οι μαθητές εργαζόμενοι στα φύλλα εργασίας τους, έχουν την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουν συμβολικές αναπαραστάσεις.

Εκπαιδευτικό Πρόβλημα: 

Οι μαθητές και οι άνθρωποι που ξεκινούν να ασχολούνται με τον προγραμματισμό έχουν την τάση μόλις έρθουν σε επαφή με τους πίνακες να τους χρησιμοποιούν χωρίς πρώτα να εξετάζουν αν πραγματικά είναι απαραίτητοι στο πρόγραμμα που αναπτύσσουν. Επιπλέον, στο πλαίσιο υλοποίησης αλγορίθμων με τη ΓΛΩΣΣΑ, οι πίνακες είναι στατικές δομές δεδομένων και άρα είναι απαραίτητο να ορίζονται στην αρχή κάθε προγράμματος. Συνεπώς, η εξέταση για το αν είναι απαραίτητη η χρήση πίνακα είναι σημαντική για δύο λόγους: α) Οι πίνακες απαιτούν μνήμη και β) Οι πίνακες περιορίζουν τις δυνατότητες του προγράμματος.

Οι μαθητές είναι, λοιπόν, απαραίτητο να επιδεικνύουν του λόγους που είναι αναγκαία η χρήση πινάκων. Η απόφαση για την χρήση ή όχι πίνακα για την διαχείριση των δεδομένων είναι κυρίως θέμα εμπειρίας στον προγραμματισμό. Γενικά, αν τα δεδομένα που εισάγονται σε ένα πρόγραμμα πρέπει να διατηρούνται στη μνήμη μέχρι το τέλος της εκτέλεσης, τότε η χρήση πινάκων βοηθάει ή συχνά είναι απαραίτητη για την επίλυση του προβλήματος. Σε άλλη περίπτωση μπορεί να αποφεύγεται η χρήση τους. Η παραπάνω περιγραφή ισχύει, εφόσον είναι δυνατή η χρήση πίνακα στο πρόγραμμα που καλούμαστε να αναπτύξουμε.

Το ψηφιακό σενάριο έρχεται να συνεισφέρει στην οργάνωση των συγκεκριμένων ζητημάτων. Η αξιοποίηση ψηφιακών εργαλείων στο πλαίσιο του συγκεκριμένου σεναρίου είναι σημαντική και παρέχει πρόσθετη διδακτική αξία σε σχέση με την αποκλειστική αξιοποίηση του πίνακα της σχολικής τάξης, αφού οι μαθητές καθώς αναπτύσσουν τον σχετικό αλγόριθμο τον εκτελούν και παρατηρούν αν μπορούν να απαντήσουν στα πρόσθετα ερωτήματα. Στο πλαίσιο του σεναρίου, ο υπολογιστής συνεισφέρει στην οικοδόμηση της γνώσης των μαθητών, καθώς οι τελευταίοι προσπαθούν να λύσουν κάποιο πρόβλημα κάνοντας εικασίες σε αυτό που παρατηρούν και εκφράζοντας με τον δικό τους τρόπο κάποιον αλγόριθμο.

Φάσεις Ψηφιακού Σεναρίου: 
10 λεπτά
Φάση 1: Αναγκαιότητα χρήσης της δομής δεδομένων του πίνακα
Χώρος Διεξαγωγής: Σχολικό εργαστήριο πληροφορικής & εφαρμογών Η/Υ (ΣΕΠΕΗΥ)
10 λεπτά
Φάση 2: Η μη αναγκαιότητα χρήσης πινάκων.
Χώρος Διεξαγωγής: Σχολικό εργαστήριο πληροφορικής & εφαρμογών Η/Υ (ΣΕΠΕΗΥ)
20 λεπτά
Φάση 3: Η μη δυνατότητα χρήσης πινάκων.
Χώρος Διεξαγωγής: Σχολικό εργαστήριο πληροφορικής & εφαρμογών Η/Υ (ΣΕΠΕΗΥ)
Διδακτικοί Στόχοι: 
  1. να αποφασίζουν αν είναι απαραίτητη η χρήση πίνακα.
  2. να αναγνωρίζουν αν είναι δυνατή ή όχι η χρήση της δομής δεδομένων του πίνακα.
Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: 
Πίνακας
δηλώσεις
Υλικοτεχνική υποδομή: 
Σχολικό εργαστήριο πληροφορικής & εφαρμογών Η/Υ (ΣΕΠΕΗΥ), Φύλλα εργασίας
Δημιουργός Σεναρίου: ΣΠΥΡΙΔΩΝ ΔΟΥΚΑΚΗΣ (Εκπαιδευτικός)
Έλεγχος Σεναρίου με τα Προγράμματα Σπουδών: ΚΩΤΣΑΚΗΣ ΣΤΑΥΡΟΣ (Σχολικός Σύμβουλος)
Έλεγχος Επιστημονικής Επάρκειας Σεναρίου: ΒΕΡΥΚΙΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ (Συντονιστής)