Szalayné Tahy Zsuzsa

A számítógéppel segített tanulás

OECD kutatás

Az előadás során bemutatott fizika anyagokat készítette és gyűjtötte: Nagyné Farkas Csilla

A fejlett európai országok és Magyarország részvételével átfogó felmérés sorozat indult annak felderítésére, hogy a számítógép hogyan segíti a tanulást. A felmérést indokolja, hogy a résztvevő országokban jelentős fejlesztések történtek ezen a területen, mind eszközparkban, mind a módszertan terén. A diákok többsége kezdetben nagy örömmel tanul ezen új eszközök segítségével, azonban reális képet csak akkor kaphatunk az eszközök és módszerek hatékonyságáról, ha hosszútávon alkalmazzuk őket, már nem hatnak az újdonság erejével. Ugyanakkor azt is vizsgálni kell, hogy kinek, milyen mértékben lehet, illetve szabad a számítógépet használni. Ne felejtsük el, hogy vannak a fiatalok között is olyanok, akik idegenkednek a számítógéptől, a tanárok hozzáállása is nagyon eltérő. A felméréssel egyidejűleg folytatott kutatás feladata kideríteni, hogy milyen személyi, tárgyi feltételekkel lehet hatékonyan alkalmazni az új lehetőségeket, hogyan lehet az új módszereket átadni, mennyire függ a hatékonyság a tanári, illetve diák hozzáállásától.

Magyarország a felmérésben 40 iskolával vesz részt. Az iskolák kiválasztásánál fontos volt, hogy minél több szempontból reprezentálja a teljes iskolarendszert, ugyanakkor az is szerepet játszott, hogy most nem az országos helyzet felmérése a cél, hanem az információs és kommunikációs technológiát felhasználó osztályokat vizsgáljunk. A felmérést a többi országhoz hasonlóan a 11. évfolyam tanulóival végezzük, nemzetközileg összeállított kérdőívek segítségével. A kérdőívek egy része a tanuló társadalmi gazdasági hátterét mérik fel, további részei pedig – a tanév során többször – a számítógéppel való érzelmi kapcsolatot, a számítógép, illetve Internet használatának gyakoriságát és típusát, az adatkezelésben való jártasságot, az alkalmazói programok ismeretét mérik. Ugyanakkor a diákokat tanító tanárok is kitöltenek néhány kérdőívet arról, hogy hogyan látják a számítógép szerepét az oktatásban, illetve ő hogyan használja a számítógépet, valamint az iskoláról is készül egy szociometriai, illetve egy felszereltségről számot adó felmérés.

(A résztvevők megtekinthették a diákoknak szóló kérdőíveket, így pontosabb képet kaptak ezek tartalmáról, szerkezetéről.)

A módszertani kutatás szintén körülbelül negyven iskolát érint, de ezek az iskolák és osztályok csak részben egyeznek a felmérésben részt vevőkkel. A kutatásnál három évfolyamot kell vizsgálni, a 7., 9. és 11. évfolyamot. Ezen belül három tantárgy, illetve tantárgycsoport tanítását kell vizsgálni. A magyar résztvevők a 2000/01-es tanévben a matematika, fizika és idegen nyelv tárgyakat választották, de ha jövőre is lesz alkalmunk folytatni a kutatást (ez elsősorban pénzkérdés), akkor a következő tárgyak valószínűleg a történelem, művészetek és természettudományok lesznek. (a területek kiválasztásánál a nemzetközileg ismert kategóriákat és a magyar oktatási rendszert össze kell hangolni). A magyarországi kutatási területek mindegyikén 15 osztályt vizsgálunk (illetve a csoportbontások miatt ennyi osztálynak megfelelő diákkal veszünk részt). A tantárgyak szerint alakítottunk ki kutatócsoportokat, akiknek munkáját egy koordinátor segíti. Minden tantárgy esetén a résztvevők kiválasztásánál figyeltünk arra, hogy általános iskola, gimnázium (8, 6 és 4 osztályos), szakközépiskola, önkormányzati, és más fenntartású, budapesti, nagyvárosi és vidéki iskolák is szerepeljenek, ugyanakkor a résztvevő tanár ne a kísérlet kedvéért kezdjen a géppel foglalkozni, hanem a saját, lehetőleg már korábban is egyszer-egyszer kipróbált módszereit alkalmazza tudatosabban, és írja le ezzel kapcsolatos tapasztalatait. Ez azonban nem jelenti azt, hogy minden tanár számítástechnikai végzettséggel rendelkezik, néhány esetben nagyon minimális a tanár számítástechnikai tudása.

A kutatásban résztvevő tanároknak vállalniuk kellett, hogy az adott osztályban az óráinak egy harmadában kommunikációs, információ technológiai (KIT) eszközt használ (ez lehet számítógépes teremben tartott óra, hordozható eszközzel tartott óra, kivetítős, nagyképernyős számítógépes demonstráció, internetes kutatás…). Minden tanárnak év elején le kellett adnia a tanmenetét, melyben a KIT eszközöket és módszereket is feltünteti, a KIT-es órákról külön óratervet készít, melyben részletesen leírja az óra célját, a KIT eszközök használatának célját, a szükséges előismereteket és módszereket. Az óratervet kiegészítik az órával kapcsolatos anyagok (fájlok, programok listája). A résztvevő tanárok havonta egyszer megbeszélésen osztják meg tapasztalataikat, ötleteiket.

(A résztvevők megkapták N. F. Cs. egyik kidolgozott KIT-es óravázlatát – óravázlat.doc –, a hozzá kapcsolódó feladatokat – feladat.doc – és tapasztalati leírást – tapasztalat.doc)

A kutatás nemzetközi vonatkozásai mellett a hazai résztvevők a következő kérdésekre szeretnének választ adni:

• Ki, hogyan csinálja (új módszerek)
• Mennyi, milyen típusú tanári munka – előtte, óra alatt, utána
• Tartós folyamatban mi a diákok véleménye (a hatásfokon kívül)
• Milyen a hatékonysága (a XX., illetve XXI. század igényei szerint – az ismeret mennyiség, illetve az ismeretszerző képesség szerint)

Ezen belül az egyes módszerek alkalmazása során szeretnénk feltérképezni, hogy ehhez milyen

• eszközök
• tanári kompetenciák
• tanulói előismeretek, gyakorlat
• tantárgyközi koordináció

szükségesek.

Az előadás második részében már részben ennek a kutatásnak a tapasztalatai kapcsán szeretnék beszélni a címben is jelzett számítógéppel segített tanulás lehetséges módszereiről.

A számítógéppel segített tanulás módszerei

Ma az iskolában leggyakrabban alkalmazott módszert nem lehet igazán tanulást segítő módszernek nevezni. Nagyon sok tanárt képeztek az elmúlt évben számítástechnikából, azonban ezek a képzések nem a tanítás-tanulás folyamatában segítik a tanárt, hanem az alapvető eszközhasználatot tanítják meg. Abban segítik a tanárt, hogy jobban fel tudjon készülni az órájára. Ilyen feladatok

• feladatlapok, dolgozatok összeállítása (minta: Sz. T. Zs. egyik matematika dolgozata –kombindoga.doc – benne egy KIT-et alkalmazó feladat)
• tanári adatgyűjtés, tárolás
• tanárok közötti kapcsolattartás, internetes, szakmai vitafórumokon való részvétel

Természetesen ezek mind szükségesek ahhoz, hogy a tanár korszerű módszerekkel tanítson, dolgozzon, de ez még nem számítógéppel segített tanulás. A tanárok képzését ezen a szinten kellett elkezdeni, de ez nem elegendő. Szükség van tantárgyspecifikus módszertani képzésekre is, hogy a tanár a tanítási órán is tudja használni az eszközöket.

Amikor a tanár először viszi be a számítógépet tanítási órára (vagy megy be a számítástechnika terembe órát tartani), valószínűleg frontális órát tart. Ennek sok formája lehet, a létező eszközök és a tanár felkészültsége szerint.

• Első látásra nagyon jónak tűnnek az oktató CD-ROM-ok, melyek végig vezetik a diákot a tananyagon, más médiák helyett (könyv, videó, magnó, falitábla) használva a számítógépet. A módszer hatékonyságának nagy kérdése, hogy az így tartott óra mennyire illeszkedik a tankönyv, munkafüzet anyagához, mennyire építhető be az óra az oktatási folyamatba.
• Képzettebb tanárok szívesen készítenek jegyzeteket prezentációkat saját óráikhoz. A diákok nagyon szeretik az ilyeneket, mivel segíti a tananyag megértését, ha haza is vihetik akkor úgy érzik a tanulás is könnyebb (az, vagy csak annak tűnik?). A módszer hátránya tanári oldalról, hogy gyakorlatilag minden órára minden tanárnak új, saját anyagot kell készítenie, csak korlátozottan tudja az egyik tanár a másik által elkészített anyagot használni, illetve a következő évben újra, módosítás nélkül felhasználni a sajátját, ugyanis a legnagyobb értéke ezeknek, hogy pont ahhoz az órához tartoznak, amihez készültek. (N. F. Cs. :Kondenzátorok.ppt prezentáció)
• A frontális óra alkalmával használt legveszélyesebb módszer a demonstrációs program alkalmazása. A számítógépes demonstráció ugyanis nem helyettesítheti a tényleges tapasztalatszerzést, csak a már meglévő tapasztalatok birtokában szemléltethet egy jelenséget. (tipikus csapdák: fizika kísérlet, számítógépes nyelvtanulás élő párbeszéd nélkül)

Másik kedvelt számítógéppel segített tanulási módszer, amikor a tanár olyan házi feladatot ad a diáknak, hogy a megoldáshoz használnia kell a számítógépet vagy az Internetet.

• Ilyenek lehetnek az egyéni tanulásra kifejlesztett oktató CD-ROM-ok – amit előszeretettel, de nem megfelelő módon használnak frontális órán is –. Ebben az esetben nagyon fontos a használat lehetőségének biztosítása, a jogtiszta program elérhetősége.
• Sokszor, jól alkalmazható a különböző kiselőadások, házi dolgozatok kiadása, melynek során az Interneten, adatbázis CD-ken és könyvtárban egyaránt utána kell olvasni az anyagnak. Ez a módszer nagyban segíti az információkezelési, információgyűjtési készségek kialakulását. Tanári oldalról első látásra könnyűnek tűnik a feladat, de nem szabad megfeledkezni arról, hogy a beadott anyagokat részletesen át kell nézni, így egy kiselőadás megtartatása is jelentős tanári munkával jár. (Sokszor nehezebb, mint megtartani az órát, mert egyszerűbb megcsinálni, mint javítani) (N. F. Cs. tudománytörténeti prezentáció –erdekes.ppt)
• Még nem elterjedt, de elképzelhető olyan házi feladat is, ahol a diák az Interneten kommunikálva végzi el a feladatát (levélben beküldött feladat, távoktatás, távkorrepetálás)

A számítógép használatban már magabiztos tanárok önállóan is vállalkoznak olyan órák megtartására, amikor a diákok egyéni munkát végeznek, a tanár pedig a háttérből segít. Sokszor ilyen típusú óránál célszerű egy szakmai segítőt is igénybe venni, főleg, ha a diákoknak a program kezelése is gondot okoz, nem csak az új anyag. Ilyenkor nagyon jól használhatók a házi feladathoz is használható programok, sőt, hosszú távú használat csak így lehetséges, mert a kontrollra szükség van. Ugyan csak jól használhatók a különböző internetes, illetve programozott feladat generátorok, feladatbankok és tesztek, melyek biztosítják, hogy mindenki a saját tempójában és szintjének megfelelő feladatsort oldjon meg, az eredményt is azonnal megtudva. Az eszközt tekintve ismét szóba jön az Internet, a CD-ROM, vagy lemezen terjesztett üzleti, korlátozott jogú, vagy szabad felhasználású programok, de gyakoriak a tanárok által készített kisebb nagyobb programocskák is. Az ilyen típusú órák megtervezése előtt azonban érdemes megfontolni néhány dolgot:

Hány programot fogunk egy évben, egy órán használtatni a diákokkal? Mindegyik program használatát meg kell tanulnia, meg kell szoknia. A számítógép is a programok számának növekedésével egyre bizonytalanabbul működik. Lehet, hogy a sok program használata miatt a tananyag helyett az eszköz lesz a fő probléma.

Másik véglet az univerzális tantárgyi program, mely egyféle kezelést igényel, de lehet, hogy ezzel együtt nagyon korlátozott használati lehetőséget kínál, egy gondolatmeneten alapul.

A használni kívánt program milyen minőségű, nem csak kivitelében, hanem az adott csoport képességeihez viszonyítva megfelelő színvonalú-e. Sokszor előfordul, hogy egy első látásra csodálatos programról használat közben derül ki, hogy annál a témánál (kicsit másról szól), osztálynál (túl tudományos, vagy gügyögős), vagy tanárnál (nem ismeri minden trükkjét) mégsem úgy működik, ahogy kell.

Végül egy olyan módszer, ami az előzőek ötvözete is egyben: a diák alkotó munka, mely többórás iskolai és otthoni tevékenységet igényel, az eredménye pedig egy diák által létrehozott mű, amivel bizonyítja, hogy eddigi ismereteit tudja alkalmazni. (Azért vettem külön, mert az ismereteket nem gyűjti, hanem felhasználja a diák). Két formáját tapasztaltam eddig. Az egyik az úgynevezett project munka, vagy csoportos alkotás (készítsünk Web-oldalt az érettségi tételekről…) a másik egyénileg ugyan ez. Itt szeretném ennek néhány speciális változatát megemlíteni, mely a diáktól nagy erőbefektetést igényel ugyan – és ezért nem is lehet minduntalan alkalmazni –, de a tanár számára nagyon jó visszajelzést ad arról, hogy a diák érti-e az anyagot (nem csak bemagolta). Ez pedig az egyes anyagrészekből, tételek bizonyításáról feladatok megoldási menetéről készített prezentáció. Ekkor ugyanis nem csak a végső megjelenő kép a fontos, hanem annak kialakulása is. (A prezentációval kísért órán résztvevő diákok nagyon hamar rájönnek arra, hogy a prezentáció a beépített animációkkal fájlként sokkal jobb, mint a jegyzetük, vagy a nyomtatott anyag. A tanároknak ugyanígy az a fontos, hogy a diák hogyan gondolkozik, és nem amit mond, vagy ír.) A matematika oktatását nagyon jól tudná segíteni a tanórához kapcsolódó programkészítés, de ennek nagyon nagyok az informatikai előismeret igényei. És ne felejtsük el a demonstrációs programokat sem. Ezek a programok akkor igazán értékesek, ha a diákok készítik őket, és nem abban van az értékük, hogy hiányt pótolt, hanem abban, hogy a diák maga készítette el. Természetesen ennek is lehetnek nagyon komoly informatikai előismeret igényei, de néhány animációs program is nagy segítség lehet (például olyan rezgő mozgást összerakni fázisokból, ami a természetessel azonos módon mozog, lent megáll és nem visszapattan…). (N. F. Cs. feladatmegoldás lépései prezentáció – feladat.ppt) Mit kell ehhez tudnia a tanárnak? Semmit és mindent. Elvileg nem kell értenie a gépekhez, hiszen az anyag elkészítésében nem vesz részt. Gyakorlatilag azonban nagyon jól kell ismernie a különböző programokat, hogy tudja, milyen feladatot érdemes kiadni, ezt milyen formában kérje, ha a diák technikailag megakad, tudja segíteni.

Bár a módszerek felsorolásakor a teljességre törekedtem, nem biztos, hogy ez sikerült. Azonban belegondolva abba, hogy az iskolákban jelenleg kintlevő CD-k nincsenek módszertani szempontból minősítve, illetve nem a minősítésnek megfelelő formában vannak kint (pl: egyéni tanulásra használható CD-ből 1 db van az iskolában), láthatjuk, hogy hatalmas munkát kellene valakinek elvégeznie. Ha figyelembe vesszük, hogy az lenne a cél, hogy a diák alkotó módon vegyen részt az órákon, és ne frontális órák sorozata jelentse az iskolát, akkor ehhez hozzá kell rendelni az eszközöket is, a tanárok képesítését is, a karbantartó, segítő személyzetet is. Mi, a kutatásban résztvevők, szeretnénk egy olyan anyagot készíteni a munka végén, ami mint egy szakácskönyv megmutatja, egy adott óra (óratípus) megtartásához mik a hozzávalók, hogyan kell (lehet) csinálni és várhatóan milyen eredménye lesz.

Óravázlat.doc:

ÓRAVÁZLAT

 

• Az elektromos térerősség-vonalak az elektrosztatikus tér modellezésére, jellemzésére szolgálnak.
• Az erővonalak irányítása:

                                   

• E irányát az adott pontban áthaladó erővonalhoz húzott érintő iránya adja meg.
• Töltsük be az Elf programot és hajtsuk végre a kapott feladatsort!
• E nagyságát az adott felületen merőlegesen áthaladó erővonalak száma határozza meg:

• Homogén mező: az az elektrosztatikus mező, melyben az erővonalak párhuzamosak és egyenletes eloszlásúak.
• Az Elf segítségével készítsük el az alábbi rendszert:

            Vizsgáljuk meg az erővonalakat és az E-t! Hol találunk homogén mezőt?

Feladat.doc:

FELADATOK

 

Hajtsd végre az alábbi feladatokat, és írd le a tapasztalataidat!

1. Két, azonos nemű töltés esetén:
   
   a) Mozgasd a munkaterületen a töltéseket, és változtasd meg a nagyságukat! Írd le, hogyan változott az erővonalak sűrűsége, alakja, helye!
   
   
   
   
   
   b) Rajzold be egy ponton a térerősség-vektorokat! Figyeld meg az összetevő és az eredő nagyságát és irányát! Milyen az eredő (nagysága és iránya), ha egy adott erővonal mentén mozgatod?
   
   
   
   
   
   c) Rajzold be több pontban is a térerősség-vektorokat! Hasonlítsd össze az eredők nagyságát és az irányát! Mit tapasztalsz?

 

2. Két, különböző nemű töltés esetén:
   
   a) Mozgasd a munkaterületen a töltéseket! Írd le, hogyan változott az erővonalak sűrűsége, alakja, helye!
   
   
   
   
   
   b) Rajzold be egy ponton a térerősség-vektorokat! Figyeld meg az összetevő és az eredő nagyságát és irányát! Milyen az eredő (nagysága és iránya), ha egy adott erővonal mentén mozgatod?
   
   
   
   
   
   c) Rajzold be több pontban is a térerősség-vektorokat! Hasonlítsd össze az eredők nagyságát és az irányát! Mit tapasztalsz?

 

 

 

 

 

3. Helyezz el a munkaterületen még egy-két töltést, és figyeld meg az erővonalak, ill. a térerősség-vektorok változásait!

Tapasztalat.doc:

Témakör	Óraszám	Az óra témája
Elektrosztatika	6.	Az elektromos térerősség-vonalak, fluxus, forráserősség
Kapcsolódó tananyagok: ·         Az elektromos térerősség-vektor.

Tapasztalatok

• Az elektromos tér szemléltetése a gyakorlatban nehézkes, a térerősség-vektorokkal együtt pedig nem is megoldható. Az animáció ezt a hiányt nagyon jól pótolja. Szemléletes, és a tanulók számára is „kézzelfoghatóvá” teszi.
• A tanulók között vannak néhányan, akik nem tudnak mit kezdeni a látottakkal, és vannak, akik nem tudják megfogalmazni a tapasztalataikat. Ha csak elvétve fordul ilyen elő, akkor annak a néhány diáknak külön-külön segítsünk. Abban az esetben viszont, ha a csoport túlnyomó részénél ezt tapasztaljuk, akkor vegyük át az irányítást, és az első néhány feladatot oldjuk meg közösen, fogalmazzuk meg együtt a válaszokat is, de a megmaradt feladatokat ismét önálló munkába adjuk ki. Az együttes munkához célszerű projektort használni.
• A kiadott feladatlapokat kérjük a következő órára is, és beszéljük meg együtt a látottakat, írjuk le a következtetéseket.

Kombindoga.doc:

MATEMATIKA DOLGOZAT

1. Jelöld az ábrán „x”-szel azokat a négyzeteket, ahol biztosan bomba van, „o”-val azokat, ahol biztosan nincs bomba, vonalkázd be azokat a területeket, ahol valamilyen részmegállapítást lehet tenni, ezeket írd le a jelölés magyarázataként.
2. Bizonyítsd be teljes indukció segítségével, hogy , ahol n pozitív egész!
3. Az 1, 3, 5, 7, 9 számjegyekből hány olyan négyjegyű számot képezhetünk, amelyben a számjegyek nem ismétlődnek? Ezek közül hány olyan van, amelyben az első helyen 1-es, az utolsón 3-as áll?
4. Egy csomag magyar kártyából hányféleképpen lehet kiválasztani 6 lapot úgy, hogy legyen a kiválasztott lapok között piros?
5. Írd fel kifejezés hatványok szorzatának összegeként!
6. n elem harmadosztályú ismétléses és ismétlés nélküli variációi számának különbsége 65. Határozd meg n értékét!
7. Egy műhelyben egy műszak alatt elkészített 500 darab zár között 4% selejtes. Hányféleképpen lehet közülük kiválasztani 10 zárat úgy, hogy
   1. mind a 10 selejtes legyen?
   2. 5 selejtes legyen?

 Kondenzátorok.ppt:

Érdekes.ppt:

Feladat.ppt: