Πρόταση για την ανάπτυξη ενός περιβάλλοντος βασισμένο σε κινητές συσκευές για την υποβοήθηση της εκμάθησης ξένων γλωσσών από παιδιά

1.Εισαγωγή

Ο κύριος σκοπός του προτεινόμενου συστήματος είναι να βοηθήσει μαθητές που φοιτούν στην πρωτοβάθμια και τις πρώτες τάξεις της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης να μάθουν μια ξένη γλώσσα, προωθώντας τις δεξιότητες επικοινωνίας και την ανάπτυξη της γλώσσας μέσα από ένα ελκυστικό εικονικό περιβάλλον συνεργασίας, όπου ενθαρρύνεται η αλληλεπίδραση και η επικοινωνία με άλλους μαθητές από όλο τον κόσμο που μαθαίνουν την ίδια γλώσσα.

Η αλληλεπίδραση θα περιλαμβάνει διάφορα είδη δραστηριοτήτων, όπως εκπαιδευτικά παιχνίδια πολλών χρηστών, επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο μέσω τηλεδιάσκεψης ή γραπτού κειμένου (chat) και συμμετοχή σε εικονικές τάξεις. Το σύστημα θα πρέπει να είναι εύκολο στην κατανόηση και χρήση ακόμη και από μη έμπειρους σε παρόμοια συστήματα χρήστες, όπως δάσκαλοι και μικρά παιδιά. Θα πρέπει επίσης να είναι εύκολα επεκτάσιμο, επιτρέποντας στους προγραμματιστές να αναπτύξουν νέα χαρακτηριστικά, χωρίς να χρειάζεται να εμπλακούν με λεπτομέρειες χαμηλού επιπέδου.

Τέλος, ο πηγαίος κώδικας του συστήματος θα είναι ελεύθερα διαθέσιμος, κάτω από μια άδεια ανοιχτού κώδικα, προκειμένου να προσελκύσει περισσότερους προγραμματιστές να συνεισφέρουν σ’ αυτό και φυσικά περισσότερους καθηγητές ξένων γλωσσών να το υιοθετήσουν ως μέσο της διδασκαλίας τους.

2. Σχετικές εργασίες

Με βάση τα όσα είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε, δεν υπάρχει άλλο παρόμοιο διαθέσιμο σύστημα. Το Telecollaboration for Intercultural Language Acquisition (TILA) [1], έργο που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση, το όποιο είναι ενεργό αυτόν τον καιρό, έχει ως στόχο τη δημιουργία παρόμοιων συστημάτων όπως το προτεινόμενο, αλλά δεν υπάρχουν δημοσιευμένες εργασίες σχετικά με τις προδιαγραφές ενός τέτοιου συστήματος. Επιπλέον, το έργο TILA απευθύνεται σε μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης και επίσης, σύμφωνα με τα αναρτημένα στοιχεία, δεν φαίνεται να σκοπεύει στην ανάπτυξη συστήματος για κινητές συσκευές.

Οι Karvounidis et al. στην εργασία τους [2] ανέπτυξαν ένα νέο ολοκληρωμένο πλαίσιο, το οποίο καλύπτει την σύγχρονη και ασύγχρονη εξ’ αποστάσεως εκπαίδευση, για τη διδασκαλία και τη μάθηση στην τριτοβάθμια εκπαίδευση. Το έργο αυτό οδήγησε στη δημιουργία μιας ολοκληρωμένης σουίτας, το Unisuite, που έχει σχεδιαστεί για όλα τα υφιστάμενα λειτουργικά συστήματα που χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές και κινητές συσκευές και μπορεί να λειτουργήσει σε οποιοδήποτε εφαρμογή περιήγησης διαδικτύου [3].

Η πρότασή μας επικεντρώνεται κυρίως σε φορητές συσκευές, οι οποίες θα επιτρέψουν μια διαφορετική προσέγγιση στην μεθοδολογία διδασκαλίας ξένων γλωσσών, με κριτήριο το περιβάλλον των μαθητών (π.χ. το σπίτι, τα παιχνίδια και γενικά την καθημερινή τους ζωή). Επιπλέον, σε αρχικό στάδιο, οι προσπάθειες θα επικεντρωθούν στην χρήση της εφαρμογής από μαθητές πρωτοβάθμιας και νέους εφήβους. Βεβαίως, μια αναλυτικότερη έρευνα της υπάρχουσας βιβλιογραφίας κρίνεται απαραίτητη και θα πραγματοποιηθεί στο άμεσο μέλλον.

3. Διάγραμμα αρχιτεκτονικής του συστήματος

Στο Σχήμα 1 παρουσιάζεται το διάγραμμα της αρχιτεκτονικής του συστήματος, η οποία ακολουθεί την προσέγγιση τριών επιπέδων (3-tier). Η κεντρική ιδέα είναι ότι οι συσκευές πελάτες (σταθεροί υπολογιστές και laptops, smartphones και tablets) συνδέονται αρχικά στον Διακομιστή Διαχείρισης (Management Server – MS), ο οποίος α) ενεργεί ως συντονιστής μεταξύ των πελατών, του διακομιστή BigBlueButton (BigBlueButton Server – BS) [4] και του διακομιστή E-learning (Moodle) (E-learning Server – ES) [5] και 2) παρέχει πρόσθετη λειτουργικότητα για τους πελάτες και το μεσολογισμικό (middleware).

3.1. Συντονισμός του BigBlueButton

Ο ρόλος του MS ως συντονιστή μεταξύ των συσκευών-πελάτη και του BS είναι να παρέχει στον πελάτη τα στοιχεία (όνομα του δωματίου, τον κωδικό πρόσβασης, κ.λπ.) μιας υπάρχουσας αίθουσας τηλεδιάσκεψης του BigBlueButton (BBB), που ο πελάτης επιθυμεί να συνδεθεί. Εκτός αυτού, ο MS μπορεί να δημιουργήσει μια νέα αίθουσα τηλεδιάσκεψης για το λογαριασμό πελάτη και στη συνέχεια να παρέχει τα στοιχεία αυτής στους πελάτες που εμπλέκονται στο συγκεκριμένο αίτημα. Περισσότερες λεπτομέρειες παρέχονται στις ακόλουθες ενότητες.

3.2. Ολοκλήρωση με το Moodle

Το σύστημα πρέπει να είναι σε θέση να επικοινωνήσει είτε με μία τοπική ή με απομακρυσμένη εγκατάσταση του moodle και να το ενσωματώσει, προκειμένου να προσφέρει επιπλέον λειτουργίες, όπως η δημιουργία και διαμοίραση εκπαιδευτικού υλικού, τεστς , κ.λπ.

3.3. Πρόσθετες λειτουργίες

Ο ρόλος αυτός του MS σχετίζεται με επιπλέον λειτουργίες απαραίτητες για το σύστημα, όπως για παράδειγμα διαχειριστικές λειτουργίες (π.χ. διαχείριση λογαριασμών χρηστών, ταυτοποίηση χρηστών κ.λπ.). Για την επίτευξη αυτών των λειτουργιών, χρησιμοποιείται μια βάση δεδομένων (Database Server – DS) για την αποθήκευση και ανάκτηση των σχετικών πληροφοριών.

3.4. Άλλα χαρακτηριστικά: Χρήση επίγνωσης πλαισίου για βελτιστοποίηση και εξισορρόπηση φορτίου

Θα ήταν ιδιαίτερα επιθυμητό για τον MS να είναι σε θέση να χειριστεί πολλαπλούς BS για λόγους εξισορρόπησης φορτίου (load balancing). Υποθέτουμε ότι αυτό θα μπορούσε να βελτιώσει την εμπειρία των πελατών. Η επιλογή των βέλτιστου BS θα πρέπει να βασίζεται σε πληροφορίες πλαισίου που παρέχονται από τις συσκευές-πελάτες (π.χ. geolocation, χρόνους ping από τον πελάτη από BS, κ.λπ.).

Επιπλέον, η επίγνωση θέσης θα κάνει εφικτή την διαμοίραση υλικού μόνο όταν αυτή είναι απαραίτητη. Αυτό σημαίνει για παράδειγμα ότι μια ροή ήχου (voice stream) δεν θα διαμοιραστεί σε χρήστες που βρίσκονται στον ίδιο φυσικό χώρο (π.χ. στην ίδια τάξη) με τον ομιλητή.

4. Εφαρμογή πελάτη

Για την εφαρμογή του πελάτη, το BBB παρέχει ήδη μια εφαρμογή πραγματικού χρόνου υλοποιημένη σε Flash [6]. Το Flash από την έκδοση 10 και μετά είναι διαθέσιμο για συστήματα Mac, UNIX, και προσωπικούς υπολογιστές (PCs) και παρέχει τη διεπαφή χρήστη (user interface) για τη συνεργασία με άλλους χρήστες [7]. Επιπλέον η ομάδα υλοποίησης του Mconf [8] παρέχει μια εφαρμογή πελάτη του BBB για κινητές συσκευές που έχει υλοποιηθεί με την χρήση της τεχνολογίας Adobe Air [9]. Το Adobe Air επιλέχθηκε για δύο λόγους: είναι συμβατό με κινητές συσκευές που βασίζονται σε Android και iOS, και πάνω από όλα παρέχει τη δυνατότητα χρήσης της ίδιας γλώσσας προγραμματισμού με την web based εφαρμογή πελάτη, προβλέποντας ότι στο μέλλον θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως βάση ο ίδιος πηγαίος κώδικας και για τις δύο εφαρμογές πελάτη (κινητές συσκευές και web based).

Η BBB AIR εφαρμογή-πελάτης για κινητές συσκευές βρίσκεται ακόμα υπό ανάπτυξη και εκκρεμεί η υλοποίηση κάποιων επιπλέον χαρακτηριστικών πριν αυτή να είναι έτοιμη για χρήση, όπως η υλοποίηση του whiteboard, η διόρθωση του κώδικα για κινητές συσκευές iOS και φυσικά όσο το δυνατόν μεγαλύτερη αποσφαλμάτωση. [10]

4.1. Επίγνωση πλαισίου χρήστη και υλικού

Οι εφαρμογές πελάτη (web/desktop και κινητή) θα πρέπει να είναι σες θέση να προσαρμόζονται στο χρήστη και στο υλικό της συσκευής στην οποία εκτελούνται, αξιοποιώντας πληροφορίες πλαισίου όπως:

• Ο ρόλος του χρήστη: Υπάρχουν τρεις διακριτοί ρόλοι: ο ρόλος του μαθητή (Student), του καθηγητή (Teacher) και του κηδεμόνα (Parent) που θα παρουσιαστούν αναλυτικά στη συνέχεια.
• Το κοινωνικοπολιτισμικό υπόβαθρο του χρήστη: Δεδομένου ότι το σύστημα θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από διάφορους χρήστες σε όλο τον κόσμο, θα πρέπει να είναι σε θέση να προσαρμόζεται στις απαιτήσεις κάθε διαφορετικού πολιτισμικού περιβάλλοντος. Αυτό κυρίως σημαίνει ότι η εφαρμογή πελάτης θα πρέπει να υποστηρίζει διατάξεις τόσο από αριστερά προς τα δεξιά, όσο και από δεξιά προς τα αριστερά και επίσης, η διεπαφή χρήστη θα πρέπει να υποστηρίζει πολλαπλές γλώσσες.
• Η ηλικία του μαθητή: Έχοντας ως δεδομένο την ηλικία του μαθητή, η διεπαφή χρήστη θα πρέπει να είναι σε θέση να προσαρμόζει εικονίδια, χρώματα και στυλ γραμματοσειρών, επιπλέον της προσαρμογής στο πολιτισμικό υπόβαθρο που αναφέρθηκε προηγουμένως. Επίσης θα πρέπει να υποστηρίζεται η διαφορετική απόδοση των όρων που αναφέρονται σε διάφορα στοιχεία της διεπαφής χρήστη, όπως για παράδειγμα οι ετικέτες που εμφανίζονται στα κουμπιά ή στα μενού της εφαρμογής κ.λπ.
• Τεχνικά χαρακτηριστικά συσκευής: Τέλος, η εφαρμογή πελάτης θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη της τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τις δυνατότητες της συσκευής, όπως το μέγεθος και η ανάλυση της οθόνης, οι διαθέσιμοι αισθητήρες (π.χ. μικρόφωνα, κάμερες).

5. Ρόλοι χρηστών

Όπως αναφέρθηκε, στο σύστημα ορίζονται τρεις διαφορετικοί ρόλοι χρηστών: ο μαθητής (Student), ο καθηγητής (Teacher) και ο κηδεμόνας (Parent). Όπως περιγράφεται στη συνέχεια, μετά την ταυτοποίηση και τη σύνδεση ενός χρήστη στο σύστημα παρέχεται σ’ αυτόν ένα διαφορετικό σύνολο λειτουργιών.

5.1. Μαθητής

Είναι ο ρόλος που έχουν όλα τα παιδιά στο σύστημα. Οι παρεχόμενες από το σύστημα λειτουργίες παρουσιάζονται στο Σχήμα 2.

Αρχικά ένας μαθητής μπορεί να διαχειριστεί (α) τα προσωπικά του στοιχεία (Manage → My Profile) στα οποία περιλαμβάνονται πληροφορίες όπως όνομα, ηλικία, στοιχεία επικοινωνίας κ.λπ., (β) το ημερολόγιό του (Manage → My Calendar) που περιλαμβάνει πληροφορίες για μελλοντικές προγραμματισμένες εργασίες (π.χ. μια προγραμματισμένη τηλεδιάσκεψη), (γ) τις σημειώσεις του (Manage → My Notes) τις οποίες μπορεί να κρατήσει κατά τη χρήση της εφαρμογής. Μπορεί να συμμετέχει σε μια τηλεδιάσκεψη μαθήματος (Learn → Classroom), να επικοινωνήσει με άλλα παιδιά είτε μέσω web κάμερας (Talk → Camera) είτε μέσω γραπτών μηνυμάτων/chat (Talk → Chat), ή να συμμετέχει σε κάποιο online εκπαιδευτικό παιχνίδι για πολλούς παίκτες από τη λίστα των διαθέσιμων παιχνιδιών (Play → List of Games). Μπορεί επίσης να δει ποιος είναι συνδεδεμένος στο σύστημα, είτε πρόκειται για καθηγητές (Who is Online → List of Teachers) είτε για άλλα παιδιά (Who is Online → List of Students). Μπορεί να έχει πρόσβαση στο διαθέσιμο εκπαιδευτικό υλικό (Learn → Courses) ή να απαντήσει σε ένα online τεστ (Learn → Tests). Τέλος κατά την αλληλεπίδραση του με άλλα παιδιά (στη συνομιλία τους ή κατά τη διάρκεια κάποιου παιχνιδιού), μπορεί να ζητήσει βοήθεια από κάποιον από τους συνδεδεμένους καθηγητές που είναι διαθέσιμοι τη δεδομένη χρονική στιγμή.

5.2. Καθηγητής

O ρόλος του εκπαιδευτικού: Οι παρεχόμενες από το σύστημα λειτουργίες παρουσιάζονται στο Σχήμα 3.

Όπως και στην περίπτωση του μαθητή, ένας καθηγητής μπορεί να διαχειριστεί διάφορα στοιχεία, όπως (α) τα προσωπικά του στοιχεία (Manage → My Profile), (β) το ημερολόγιό του (Manage → My Calendar), (γ) τις σημειώσεις του (Manage → My Notes) και τέλος τους μαθητές του (Manage → My Students). Μπορεί να συνδεθεί σαν συντονιστής (moderator) σε μια εικονική τάξη ή να δημιουργήσει μια νέα (Teach → Classroom), μπορεί επίσης να συνδεθεί σε οποιαδήποτε άλλη ενεργή τηλεδιάσκεψη που έχει δημιουργηθεί από μαθητές (Assist → List of Rooms), ή να απαντήσει σε κάποιο αίτημα μαθητών για βοήθεια (Assist → List of Help Requests). Επιπλέον, μπορεί να τροποποιήσει υπάρχον ή να προσθέσει νέο εκπαιδευτικό υλικό (Teach → Courses), ή τεστ (Teach → Tests). Τέλος, μπορεί να δει ποιος είναι συνδεδεμένος στο σύστημα, είτε μαθητές (Who is Online → List of Students), είτε καθηγητές (Who is Online → List of Teachers), είτε κηδεμόνες μαθητών (Who is Online → List of Parents).

5.3. Κηδεμόνας

Ο τελευταίος από τους ρόλους είναι αυτός του κηδεμόνα ενός παιδιού. Είναι ο πιο περιορισμένος από πλευράς δυνατοτήτων ρόλος όπως φαίνεται και στο Σχήμα 4.

Οι βασικές δυνατότητες του κηδεμόνα στην εφαρμογή σχετίζονται με την επίβλεψη των δραστηριοτήτων του παιδιού του στο σύστημα. Έτσι επιπλέον της διαχείρισης των προσωπικών του στοιχείων (Manage → My Profile) και των σημειώσεών του(Manage → My Notes), ο κηδεμόνας μπορεί να δει την τρέχουσα δραστηριότητα του παιδιού του στο σύστημα (Review → My Child(ren)), να δει και να επιβάλει περιορισμούς στο ημερολόγιου του παιδιού του (Review → Calendar) και τέλος να δει παλιότερες δραστηριότητες του παιδιού του στο σύστημα (Review → Activity) ή σημειώσεις σχετικά με το παιδί του που έχουν κοινοποιηθεί στον κηδεμόνα από κάποιον εκπαιδευτικό (Review → Notes).

6. Συμπεράσματα – Επόμενα βήματα

Σε αυτό το άρθρο, παρουσιάσαμε μια αρχική πρόταση για την ανάπτυξη ενός συστήματος για την διδασκαλία και εκμάθηση ξένων γλωσσών μέσα από ένα εικονικό περιβάλλον συνεργασίας. Έγινε περιγραφή της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής του συστήματος αναφορά στη λειτουργικότητά του και σε σχετικές εργασίες.

Στα επόμενα βήματα θα περιληφθούν μια αναλυτική ανασκόπηση της υπάρχουσας βιβλιογραφίας, λεπτομερής ανάλυση των απαιτήσεων του συστήματος κυρίως μέσω Περιπτώσεων Χρήσης καθώς άλλων UML διαγραμμάτων όπου αυτά είναι απαραίτητα.

Τέλος, θα πρέπει να διανεμηθεί σε εκπαιδευτικούς ξένων γλωσσών ένα ερωτηματολόγιο σε ηλεκτρονική μορφή, προκειμένου να διαπιστωθεί η τρέχουσα χρήση των ΤΠΕ στη διδασκαλία ξένων γλωσσών, να καταγραφούν τυχόν πρόσθετες απαιτήσεις για το προτεινόμενο σύστημα και να εκτιμηθεί η επίδραση και η αποδοχή του προτεινόμενου συστήματος.

7. Αναφορές

[1] Jauregi, K., Melchor-Couto, S., & Beltrán, E. V. (2013, November). The European Project TILA. In 20 Years of EUROCALL: Learning from the Past, Looking to the Future: 2013 EUROCALL Conference, Évora, Portugal, Proceedings (p. 123). Research-publishing.net.

[2] Karvounidis, T., Chimos, K., Bersimis, S., & Douligeris, C. (2012, April). An integrated self-evaluated framework for embedding Web 2.0 technologies in the educational process. In Global Engineering Education Conference (EDUCON), 2012 IEEE (pp. 1-7). IEEE.

[3] Chimos, K., Douligeris, C., Karvounidis, T., Basios, M., & Bersimis, S. (2013, March). Unisuite: An innovative integrated suite for delivering synchronous and asynchronous online education. In Global Engineering Education Conference (EDUCON), 2013 IEEE (pp. 400-404). IEEE.

[4] Home – BigBlueButton. Retrieved July 6, 2014.

[5] Moodle – Open-source learning platform | Moodle.org. Retrieved July 21, 2014.

[6] Flash Player | Adobe Flash Player | Overview. Retrieved July 6, 2014.

[7] Overview of BigBlueButton’s Architecture. Retrieved July 6, 2014.

[8] Mconf | An opensource multiconference system for web and mobile. Retrieved July 6, 2014.

[9] Adobe AIR | Deploy applications. Retrieved July 6, 2014.

[10] bbb-air-client – Google Groups. Retrieved July 6, 2014.