Εκπαιδευτική τεχνολογία στη μηχανική υπολογιστών

Abstract

The 21st century requires a wide range of skills and mindsets that students ought to acquire in order to succeed in the information age. The performance of Greece, regarding its digital development compared to other member states of the European Union, is low according to the Digital Economy and Society Index (DESI). Computational thinking is a key skill and a means of developing digital skills that is the goal of the country's Digital Transformation Bible 2020-2025. The aim of the first part of the thesis is to highlight the imperative need to develop teachers' computational thinking by initially investigating a) the perceptions of teachers of the public and private sector of Primary and Secondary Education in Greece about its meaning, their beliefs about its integration into education as a subject and the relationship of these beliefs and their perceptions, e.g. with their specialty, the level of education they teach at, their years of experience and their level of education and then b) the possibility of incorporating computational thinking into teacher assessment of students. Research results could help design and implement teacher education programs and enhance the integration of computational thinking into teacher assessment of students. The aim of the second part of the thesis is to strengthen the educational process with a model that favors computational thinking, integrating it into the "Digital Design" course, which is a laboratory course of all departments of Informatics and Computer Engineering, where the teacher must focus on the transition from knowledge-based learning to skills-based learning. A holistic online environment is proposed through which the student engages in a student-centered learning process by experiencing a combination of instructional strategies. Finally, computational thinking is an essential skill for modern humans that can be cultivated through play with appropriate guidance and educational approaches.

Ο 21ος αιώνας απαιτεί ένα ευρύ φάσμα δεξιοτήτων και νοοτροπιών που πρέπει να αποκτήσουν οι μαθητές, ώστε να επιτύχουν στην εποχή της πληροφορίας. Οι επιδόσεις της Ελλάδας, σχετικά με την ψηφιακή της εξέλιξη σε σύγκριση με άλλα κράτη - μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης, είναι χαμηλές σύμφωνα με το δείκτη Ψηφιακής Οικονομίας και Κοινωνίας (Digital Economy and Society Index - DESI). Η υπολογιστική σκέψη αποτελεί βασική δεξιότητα και ένα μέσο ανάπτυξης ψηφιακών δεξιοτήτων που αποτελεί στόχο της Βίβλου του Ψηφιακού Μετασχηματισμού της χώρας 2020-2025. Στόχος του πρώτου μέρους της διατριβής είναι η ανάδειξη της επιτακτικής ανάγκης της ανάπτυξης της υπολογιστικής σκέψης των εκπαιδευτικών διερευνώντας αρχικά α) τις αντιλήψεις των εκπαιδευτικών του δημόσιου και ιδιωτικού τομέα της Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης στην Ελλάδα για την έννοιά της, των πεποιθήσεών τους για την ενσωμάτωσή της στην εκπαίδευση ως μάθημα και της σχέσης αυτών των πεποιθήσεων και αντιλήψεών τους π.χ. με την ειδικότητά τους, τη βαθμίδα εκπαίδευσης στην οποία διδάσκουν, τα έτη εμπειρίας τους και το επίπεδο μόρφωσής τους και έπειτα β) τη δυνατότητα ενσωμάτωσης της υπολογιστικής σκέψης στην αξιολόγηση των μαθητών από τους εκπαιδευτικούς. Τα αποτελέσματα της έρευνας θα μπορούσαν να βοηθήσουν να σχεδιαστούν και να εφαρμοστούν προγράμματα επιμόρφωσης εκπαιδευτικών και να ενισχύσουν την ενσωμάτωση της υπολογιστικής σκέψης στην αξιολόγηση των μαθητών από τους εκπαιδευτικούς. Στόχος του δεύτερου μέρους της διατριβής είναι η ενίσχυση της εκπαιδευτικής διαδικασίας με ένα μοντέλο που ευνοεί την υπολογιστική σκέψη, ενσωματώνοντάς το στο μάθημα της «Ψηφιακής Σχεδίασης», το οποίο αποτελεί ένα εργαστηριακό μάθημα όλων των τμημάτων Πληροφορικής και Μηχανικών Υπολογιστών, όπου ο εκπαιδευτικός οφείλει να επικεντρωθεί στη μετάβαση από τη μάθηση με βάση τη γνώση στη μάθηση με βάση τις δεξιότητες. Προτείνεται ένα ολιστικό διαδικτυακό περιβάλλον με τη βοήθεια του οποίου ο φοιτητής συμμετέχει σε μια μαθητοκεντρική εμπειρία μάθησης βιώνοντας έναν συνδυασμό εκπαιδευτικών στρατηγικών. Τέλος, η υπολογιστική σκέψη αποτελεί μια βασική δεξιότητα για τον σύγχρονο άνθρωπο η οποία μπορεί να καλλιεργηθεί μέσω του παιχνιδιού με την κατάλληλη καθοδήγηση και τις κατάλληλες εκπαιδευτικές προσεγγίσεις.