IT for US czyli Technologia Informacyjna dla zrozumienia
Transkrypt
IT for US czyli Technologia Informacyjna dla zrozumienia
Maágorzata Chmurska, ElĪbieta Kawecka OĞrodek Edukacji Informatycznej i ZastosowaĔ Komputerów, Warszawa Innowacje pedagogiczne 116 OĞrodek Edukacji Informatycznej i ZastosowaĔ Komputerów jest koordynat europejskiego projektu IT for US - Information Technology for Understanding Sc (Technologia informacyjna dla zrozumienia przedmiotów przyrodniczych), w ram programu Socrates - Comenius 2.1 (nr ref. 119001-CP-1-2004-1-PL-COMENIUS-C21). Naszymi partnerami są: University of Amsterdam, AMSTEL (Amsterdam Mathematics Science and Technol (Holandia), New University of Lisbon, College of Science and Technology (Portugalia), University of Leicester, School of Education (Wielka Brytania), University of Cyprus, Department of Educational Science (Cypr), Akademia Pedagogiczna im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie, Ka Informatyki i Metod Komputerowych. Projekt rozpocząá siĊ w styczniu 2005 roku i obecnie wkroczyá w fazĊ koĔcową. Ogro wkáad w jego realizacjĊ wniósá wieloletni pracownik naszego OĞrodka, dr inĪ. Jan Du Borkowski, który zmará w lutym 2007 roku [1]. W projekcie biorą udziaá twórcy oprogramowania do pomiarów wspomaganych kompute i modelowania (Coach, Insight, Modellus), autorzy programów nauczania i materi dydaktycznych oraz nauczyciele konsultanci. Wszyscy uczestnicy projektu mają bog MałgorzatawChmurska, Elżbieta Kawecka róĪnorodne doĞwiadczenie nowoczesnym nauczaniu z zastosowaniem techno informacyjnej. ITTechnologia USInformacyjna , for czyli dla zrozumienia przedmiotów przyrodniczych Ośrodek Edukacji Informatycznej i Zastosowań Komputerów jest koordynatorem europejskiego projektu IT for US – Information Technology for Understanding Science (Technologia informacyjna dla zrozumienia przedmiotów przyrodniczych), w ramach programu Socrates – Comenius 2.1 (nr ref. 119001-CP-1-2004-1-PL-COMENIUS-C21). MERITUM 4 (7) / 2007 Naszymi partnerami są: • University of Amsterdam, AMSTEL (Amsterdam Mathematics Science and Technology), (Holandia), • New University of Lisbon, College of Science and Rys.1. Uczestnicy projektu IT for US w czasie spotkania Technology (Portugalia), • University of Leicester, School of Education na Uniwersytecie Cypryjskim w listopadzie 2005 Rys.1. Uczestnicy projektu IT for US w czasie spotkania na Uniwersytecie Cypryjskim (Wielka Brytania), listopadzie • University of Cyprus, Department of Educational Zakładane rezultaty projektu2005 to: Science (Cypr), • raport z wyników badań wraz z zaleceniami wyko• Akademia Pedagogiczna im. Komisji Edukacji rzystania technologii informacyjnej dla lepszego Narodowej w Krakowie, Katedra Informatyki nauczania przedmiotów przyrodniczych, i Metod Komputerowych. • międzynarodowy kurs dla nauczycieli przedmiotów przyrodniczych integrujący pomiary wspomagane komputerowo i modelowanie, Projekt rozpoczął się w styczniu 2005 roku i obecnie wkroczył w fazę końcową. Ogromny wkład w jego realizację • podręczniki i materiały szkoleniowe, wniósł wieloletni pracownik naszego Ośrodka, dr inż. Jan • podniesienie kwalifikacji uczestników projektu. Dunin-Borkowski, który zmarł w lutym 2007 roku [1]. W projekcie biorą udział twórcy oprogramowania do pomiarów wspomaganych komputerowo i modelowania (Coach, Insight, Modellus), autorzy programów nauczania i materiałów dydaktycznych oraz nauczyciele konsultanci. Wszyscy uczestnicy projektu mają bogate i różnorodne doświadczenie w nowoczesnym nauczaniu z zastosowaniem technologii informacyjnej. Badania ankietowe Pierwszym etapem projektu ITforUS było przeprowadzenie badań ankietowych wśród nauczycieli przedmiotów przyrodniczych na terenie państw, których przedstawiciele biorą udział w projekcie. Celem badań było określenie stopnia wykorzystania środków informacyj- Generalnie, wśród wszystkich osób biorących udział w ankiecie istnieje przekonanie o słuszności i skuteczności zastosowania TIK w procesie dydaktycznym. Za najbardziej przydatne zastosowanie technologii informacyjnokomunikacyjnych polscy nauczyciele uznali następujące sposoby jej wykorzystania: jako źródło informacji (85%), jako środek komunikacji z uczniami (72%), zastosowanie programów związanych z modelowaniem (73%), zastosowanie programów związanych z symulacjami (86%), do szacowania postępów ucznia (68%), do wykonywania pomiarów wspomaganych komputerowo (69%). Praktyka wygląda nieco inaczej niż przekonania. W polskiej szkole, najczęściej stosowanymi programami komputerowymi są: programy użytkowe i wspomagające uczenie się (70%), programy multimedialne (53%), oprogramowanie służące do wizualizacji i symulacji (63%) oraz prezentacji (50%). Polscy nauczyciele (80%) podobnie jak cypryjscy (78%) oraz angielscy (67%) prawie nie używają oprogramowania do budowania modeli procesów przyrodniczych, podczas gdy 77% nauczycieli holenderskich i 62% portugalskich korzysta z tego rodzaju oprogramowania (rys. 2). Polscy nauczyciele najczęściej używają komputera do szukania informacji w celu przygotowania lekcji. Zdecydowana większość deklaruje użycie komputera przy tłumaczeniu lekcji uczniom (pokazy, prezentacje), przy czym to nauczyciel przeważnie prezentuje, co nie sprzyja aktywizacji uczniów i świadczyć może o niskim poziomie wiedzy na temat pozostałych narzędzi TIK. Z przeprowadzonych badań wynika, że należy podjąć działania, których celem powinno być stworzenie nauczycielom możliwości poszerzenia wiedzy na temat nowoczesnych technologii i wskazanie w jaki sposób uzyskać przy ich pomocy „wartość dodaną” w procesie dydaktycznym. Ważne jest również opracowanie metod służących pobudzeniu aktywności uczniów na zajęciach, tak aby mogli oni samodzielnie pracować stosując narzędzia komputerowe. Powodem, dla którego nauczyciele rzadko korzystają z TIK jest nie tylko niski poziom ich wiedzy w tym zakresie, ale brak przykładów i punktów odniesienia do sposobów wykorzystania jej w nauczaniu. Dodatkowy problem stanowią tu kwestie organizacyjno-techniczne takie, jak: liczebność klas, określony czas trwania lekcji i liczba komputerów w klasach. 117 Innowacje pedagogiczne no-komunikacyjnych w procesie kształcenia w obszarze nauk przyrodniczych. Osoby ankietowane wypełniały kwestionariusz złożony z trzech części. Dotyczyły one: przekonania o zastosowaniu technologii informacyjnej i komunikacyjnej (TIK) w procesie nauczania i uczenia się, postaw nauczycieli w stosunku do integracji nowych narzędzi w szkolnym procesie dydaktycznym oraz zakresu praktycznego wykorzystania TIK podczas lekcji. Wyniki badań zostały opracowane przez partnerów z Cypru w postaci obszernego raportu, który można pobrać ze strony WWW projektu http://www.itforus. oeiizk.waw.pl W jaki sposób wykorzystujesz oprogramowanie do modelowania (Coach, Modellus, PowerSim, Stella ...)? 90,00 80,00 70,00 60,00 % 50,00 40,00 30,00 10,00 0,00 Cypr W domu, przygotowując siĊ do zajĊü. Holandia Polska Portugalia W szkole podczas pracy z uczniami. Inne. Wielka Brytania Nie uĪywam tego typu oprogramowania. Rys.2. Sposobywykorzystania wykorzystania programów w różnych krajach. Rys.2. Sposoby programówdodomodelowania modelowania w róĪnych krajach. Polscy nauczyciele najczĊĞciej uĪywają komputera do szukania informacji w celu przygotowania lekcji. Zdecydowana wiĊkszoĞü deklaruje uĪycie komputera przy táumaczeniu lekcji uczniom (pokazy, prezentacje), przy czym to nauczyciel przewaĪnie prezentuje, co nie sprzyja aktywizacji uczniów i Ğwiadczyü moĪe o niskim poziomie wiedzy na temat MERITUM 4 (7) / 2007 20,00 Innowacje pedagogiczne 118 Kurs dla nauczycieli przedmiotów przyrodniczych Głównym celem projektu jest opracowanie interdyscyplinarnego kursu dla nauczycieli przedmiotów przyrodniczych (fizyki, chemii, biologii) wraz z materiałami metodycznymi. W chwili obecnej prace te są bardzo zaawansowane (wersja angielska jest prawie gotowa, część materiałów jest już w wersji polskiej). Kurs zawiera przykłady nowoczesnego, konstruktywistycznego podejścia do nauczania z wykorzystaniem technologii informacyjnej. Wykorzystane jest takie oprogramowanie, które umożliwia wykonywanie pomiarów wspomaganych komputerowo (data logging), zjawisk zachodzących w przyrodzie. Są zjawisk to programy: Coach 5/6 (rys. Są 3),toInsight – pomiary, wideopomiarów oraz modelowanie i symulację zachodzących w przyrodzie. programy: Coach 5/6 Simulation Insight (rys. 4) i Modellus (rys. 5) oraz ukáady pomiarowe (np. Coach Lab II+, (rys. 3), Insight – pomiary, Simulation Insight (rys. 4) i Modellus (rys. 5) oraz układy pomiarowe (np. Coach Lab LogIT LIVE ) z) zzestawem odpowiednich czujników. II+, LogIT LIVE zestawem odpowiednich czujników. Program Coach 5/6 (w wersji polskiej Coach 5 PL ) ma charakter otwartego Ğrodowiska prowadziü róĪnych wielkoĞci a takĪe Program Coach pozwalającego 5/6 (w wersji polskiej Coach 5 PL pomiary ) ma charakter otwartego środowiskafizycznych, pozwalającego prowadzić opracowywaü analizowaü wyniki eksperymentów. UmoĪliwia teĪ eksperymentów. przeprowadzenie analizy pomiary różnych iwielkości fizycznych, a także opracowywać i analizować wyniki Umożliwia też zjawisk zachodzących w przyrodzie. Są to programy: Coach 5/6 (rys. 3), Insight – pomiary, ruchu metodą wideopomiarów (przez zaznaczanie poáoĪenia wybranych punktów przeprowadzenie analizy ruchu wideopomiarów (przez zaznaczanie wybranych Simulation Insight (rys.metodą 4) i Modellus (rys. 5) oraz ukáady pomiarowepołożenia (np. Coach Lab II+, punktów poruporuszającego siĊna) zobiektu na kolejnych filmu)modeli orazdynamicznych budowĊ i w trybie analizĊtekstowym modeli szającego LogIT się obiektu kolejnych filmu)czujników. orazklatkach budowę i analizę LIVE zestawemklatkach odpowiednich Program Coach 5/6 (w wersji polskiej Coach 5 PL ) ma charakter otwartego dynamicznych w trybie tekstowym lub graficznym [2]. Porównywanie wyników lub graficznym [2]. Porównywanie wyników modelowania z wynikami przeprowadzonych eksperymentów daje pozwalającego prowadziü pomiary róĪnych wielkoĞci fizycznych, a takĪe modelowania z wynikami przeprowadzonych eksperymentów daje przedsmak prawdziwej przedsmakĞrodowiska prawdziwej pracy badawczej. opracowywaü i analizowaü wyniki eksperymentów. UmoĪliwia teĪ przeprowadzenie analizy pracy badawczej. ruchu metodą wideopomiarów (przez zaznaczanie poáoĪenia wybranych punktów poruszającego siĊ obiektu na kolejnych klatkach filmu) oraz budowĊ i analizĊ modeli dynamicznych w trybie tekstowym lub graficznym [2]. Porównywanie wyników modelowania z wynikami przeprowadzonych eksperymentów daje przedsmak prawdziwej pracy badawczej. Rys. 3. Po lewej zdjęcie interfejsu pomiarowego Coach Lab II+ i układu RC do badania rozładowania kondensatora. Rys. 3. PoCoach lewej5 PL zdjĊcie interfejsu pomiarowego Coach Lab II+ i ukáadu RC do Po prawej okno programu z wynikami pomiarów i modelowania. Rys. 3. Po lewej zdjĊcie interfejsu pomiarowego Coach Lab II+ i ukáadu RC do badaniabadania rozáadowania kondensatora. prawej programu Coach 5 PL z wynikami rozáadowania kondensatora. PoPo prawej oknookno programu Coach 5 PL z wynikami pomiarów i modelowania. pomiarów i modelowania. Insight – pomiary (polska wersja programu Datalogging Insight) i Simulation Insight należą do grupy programów, Insight –jest pomiary (polska wersja programuspecjalista Datalogging Insight) i stosowania Simulation Insight naleĪą fizyki i innych których Laurence Rogers, znakomity w dziedzinie TI w nauczaniu Insight autorem –do pomiary (polska wersja programu Datalogging Insight) i Simulation Insight naleĪą grupy programów, których autorem jest Laurence Rogers, znakomity specjalista w przedmiotów przyrodniczych [3]. informacja temat tych programów orazznakomity materiały dydaktyczne można do grupy programów, autorem Laurence Rogers, specjalista w dziedzinie stosowaniaktórych TI wPełna nauczaniu fizyki na ijest innych przedmiotów przyrodniczych [3]. Peána znaleźć nainformacja stronie firmy Logotron która zajmuje się ich dystrybucją. Insight – pomiary zawiera pakiet[3]. zintegrowana temat programów oraz materiaáy dydaktyczne moĪna znaleĨü na stronie dziedzinie stosowania TItych w [4], nauczaniu fizyki i innych przedmiotów przyrodniczych Peána firmynaLogotron [4], zajmuje siĊ oraz ich dystrybucją. Insight – pomiary zawiera znaleĨü pakiet nych programów do rejestrowania, przechowywania imateriaáy przetwarzania danych pomiarowych, a także modelowania. informacja temat tychktóra programów dydaktyczne moĪna na stronie zintegrowanych programów do rejestrowania, przechowywania i przetwarzania danych ProgramLogotron Simulation Insight jest ciekawym środowiskiem do budowy modeli i opartych na nich symulacji. firmy [4], która zajmuje siĊ ich dystrybucją. Insight – pomiary zawiera pakiet pomiarowych, a takĪe modelowania. Program Simulation Insight jest ciekawym MERITUM 4 (7) / 2007 Ğrodowiskiem do budowy modeli opartych na nich symulacji. zintegrowanych programów do irejestrowania, przechowywania i przetwarzania danych pomiarowych, a takĪe modelowania. Program Simulation Insight jest ciekawym Ğrodowiskiem do budowy modeli i opartych na nich symulacji. Rys. 4. Po Rys. lewej 4. analiza wyników zmian temperatury zarejestrowanych w programie w Insight – pomiary podczas Po lewej analiza wyników zmian temperatury zarejestrowanych programie Insight – ogrzewania kalorymetru wpomiary czasie spalania orzeszka i ogrzewania żarówką 100 W. Po prawej symulacja strat ciepła w budynku w programie podczas ogrzewania kalorymetru w czasie spalania orzeszka i ogrzewania Īarówką Simulation Insight. 4 Współpraca ze szkołami Współpraca z nauczycielami fizyki, chemii, biologii i informatyki umożliwia bieżące testowanie powstających materiałów kursowych. W Ośrodku odbywają się comiesięczne seminaria dla nauczycieli przedmiotów przyrodniczych zainteresowanych pracą w ramach projektu. Należy podkreślić, że w tych spotkaniach uczestniczą również nauczyciele i pracownicy naukowi spoza WarszaRys. 5. Modelowanie w Modellusie – Skoki na linie ‘bungee’. Rys. 5. Modelowanie w Modellusie – Skoki na linie ‘bungee’. wy (XI LO Wrocław, Akademia Pedagogiczna w Krakowie). Analizowane są materiały dydaktyczne wchodzące Kurs skáada siĊ z 12 moduáów o jednolitej strukturze (poradnik dla nauczyciela i w skład kolejnych modułów kursowych, w pracowni staw üwiczeĔ uczniowskich). KaĪdy moduá zostaá poĞwiĊcony jednemu tematowi z zakresu uk przyrodniczych. moduáy podzieliüonajednolitej 4 grupy: strukturze KursWszystkie składa się z 12moĪna modułów komputerowej przeprowadzane są ćwiczenia uczniowskie. (poradnik dla nauczyciela i zestaw ćwiczeń uczniow- W czasie szkoleń używana jest także platforma e-learninI. Moduáy wstĊpne - wprowadzenie do oprogramowania: 1. Drgania: pomiary wspomagane komputerowo, modelowanie i wideopomiary skich). Każdy moduł został poświęcony jednemu tema- w gowa Moodle. Najbardziej aktywne szkoły: Coach 5/6; towipomiary z zakresu nauk przyrodniczych. Wszystkie moduły 2. Drgania: wspomagane komputerowo, modelowanie i symulacje w Insight; można podzielić na 4 grupy: • Zespół Szkół nr 77, Warszawa 3. Drgania: modelowanie i symulacje w Modellusie. • LI Liceum Ogólnokształcące im. T. Kościuszki, I. Moduáy ksztaácące umiejĊtnoĞci tworzenia i analizy wykresów: Warszawa 4. Wprowadzenie do wykresów i torów ruchu; I. Moduły wstępne – wprowadzenie do oprogramo- • IV Liceum Ogólnokształcące im. Władysława IV, 5. Wektory, prĊdkoĞü i przemieszczenie. wania: Warszawa I. Moduáy ĞciĞle związane z podstawą programową: 1. Drgania: pomiary wspomagane komputerowo, • Zespół Szkół Sportowych nr 2 im. W. Rutkiewicz, 6. Mocne i sáabe kwasy; 7. Fotosynteza i oddychanie; modelowanie i wideopomiary w Coach 5/6; Warszawa 8. Zmiany stanu skupienia; 2.Drgania: pomiary wspomagane komputerowo, • XI Liceum Ogólnokształcące, Wrocław 9. Obwody elektryczne; 10. Modelowanie reakcji chemicznych. modelowanie i symulacje w Insight; 3.Drgania: modelowanie i symulacje w Modellusie. wypożyczyły z OEIiZK układy pomiarowe z zestawem V. Moduáy rozszerzające: 11. Skoki na linie, odpowiednich czujników. Umożliwia to pracę z uczII. Moduły kształcące umiejętności tworzenia i ana- niami w czasie zajęć szkolnych. W Ośrodku odbyły się 5 lizy wykresów: również dwukrotnie bezpłatne 5-dniowe warsztaty IT 4.Wprowadzenie do wykresów i torów ruchu; for US dla nauczycieli przedmiotów przyrodniczych. 5.Wektory, prędkość i przemieszczenie. Znakomitą okazją do dzielenia się zdobytą wiedzą i doIII.Moduły ściśle związane z podstawą programową: świadczeniem są również ogólnopolskie zjazdy Polskiego 6.Mocne i słabe kwasy; Stowarzyszenia Nauczycieli Przedmiotów Przyrodni7. Fotosynteza i oddychanie; czych (Opole 2005, Warszawa 2006) i różne konferencje 8.Zmiany stanu skupienia; dla nauczycieli, na przykład: 9. Obwody elektryczne; • targi EXPO w Warszawie (styczeń 2006), 10.Modelowanie reakcji chemicznych. • konferencja w Akademii Pedagogiki Specjalnej im. Marii Grzegorzewskiej w Warszawie (marzec IV.Moduły rozszerzające: 2006), 11.Skoki na linie, • konferencja GIREP 2006, Amsterdam (sierpień 12.Energia i organizm ludzki. 2006), 119 Innowacje pedagogiczne Zaproponowana tematyka nie wyczerpuje zagadnień, które występują w programach nauczania fizyki, chemii czy biologii. Są to przykłady, jak można uczyć wybraModellus jest programem znanym w Polsce od kilku lat, w OEIiZK powstaáa polskanych zagadnień ciekawiej, z wykorzystaniem ogromnych rsja tego programu i wiele materiaáów dydaktycznych [5]. korzyści, które przynosi właściwe stosowanie technologii informacyjnej. MERITUM 4 (7) / 2007 Modellus jest programem znanym w Polsce od kilku lat, 100 W. wersja tego programu i wiele w OEIiZK powstała polska Po prawej symulacja strat ciepáa w budynku w programie Simulation Insight. materiałów dydaktycznych [5]. Prawo oświatowe 120 I Konferencja Metodyczna „Wykorzystanie nowych technologii w nauczaniu przedmiotów nieinformatycznych” zorganizowana przez Głos Nauczycielski, Microsoft, Partnerstwo dla Przyszłości, Intel; Warszawa (kwiecień 2007), Chełm (wrzesień 2007), • VI Ogólnopolski Zjazd Opiekunów Szkolnych Pracowni Internetowych, Mrozy (maj 2007). • Kolejnym etapem będzie szkolenie zespołów nauczycieli przedmiotów przyrodniczych w każdym z krajów partnerskich. Przeszkoleni nauczyciele przeprowadzą zajęcia z uczniami i ocenią przydatność wypracowanych materiałów. Aktualne informacje o programie IT for US dostępne są na stronie internetowej projektu [6]. Literatura MERITUM 4 (7) / 2007 1. Gregorczyk G., Kawecka E., Pamięci Jana Dunina-Borkowskiego (1932-2007), Meritum nr 1 (5) 2007. 2. http://ctn.oeiizk.waw.pl 3. Newton L., Rogers L., Teaching Science with ICT, Continuum, London 2001. 4. http://www.logo.com 5. http://modellus.oeiizk.waw.pl 6. http://www.itforus.oeiizk.waw.pl Autorki są pracownikami Centrum Technologii Nauczania w Ośrodku Edukacji Informatycznej i Zastosowań Komputerów Wolna kultura i nauka w dobie INTERNETU Alek Tarkowski „Telewizja naucza bezustannie. Edukuje bardziej niż wszystkie szkoły i instytucje wyższej edukacji razem wzięte” – tak kilkadziesiąt lat temu pisał o nowych mediach Marshall McLuhan. Dziś równie istotny jest wpływ edukacyjny podłączonego do Internetu komputera. Internet stawia przed szkołą nowe wyzwania. Z jednej strony konkuruje z nią jako źródło informacji. Z drugiej szkoła staje przed wyzwaniem nauczania, jak z tego medium świadomie korzystać. Dzieci i młodzież nabywają niezbędne umiejętności praktyczne niemal intuicyjnie, ale często nie wiedzą same, w jaki sposób i do jakich celów je wykorzystać. Natura szans i wyzwań staje się jasna, gdy spojrzymy na najpopularniejsze w Polsce serwisy edukacyjne. W marcu 2007 roku na pierwszym miejscu znajdowała się encyklopedia internetowa Wikipedia, z której skorzystało ponad 6 milionów osób. Na drugim i trzecim miejscu znalazły się serwisy edukacyjne portalu onet, w tym serwis sciaga.onet.pl oraz portal sciaga.pl – razem przyciągnęły one 5,6 miliona internautów. W Polsce z Internetu korzysta 96% uczniów (w wieku 12-18 lat, według badania Mediappro). Można więc założyć, że większość z nich korzysta również z obydwu typów serwisów. Serwisów ze ściągami używa się na zasadzie „skopiuj/wklej”, a dostępne w nich treści to edukacyjny ekwiwalent fast foodu. W przypadku Wikipedii, nawet jeśli można podważać jej jakość, trzeba uznać diametralnie inny model, na którym jest oparta. Stanowi zasób wiedzy, z którego można korzystać aktywnie – nie tylko pobierając, ale też dodając informację. Dodam na marginesie, że uczestniczyć w tworzeniu Wikipedii zdecydowało się jedynie kilka tysięcy osób w Polsce – pozostawiając szansę edukacyjną w dużej mierze niewykorzystaną. Ściąga.pl oraz Wikipedia są więc przykładami dwóch odmiennych modeli edukacyjnych – jeden jest oparty na prostym kopiowaniu, drugi zakłada aktywne uczestnictwo oraz przetwarzanie – tak zwany remiks – treści. Pierwszy przypomina model biernego odbioru masowych mediów. Drugi ma wiele wspólnego z tak zwaną kulturą partycypacyjną tworzoną z pomocą mediów cyfrowych – by użyć terminu zaproponowanego przez Henry’ego Jenkinsa w książce „Kultura konwergencji”. W obydwu przypadkach działania ucznia są regulowane przez ten sam