Idea metody projektów (projektu) wywodzi się z doświadczeń szkół

CENTRUM KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO
PRAKTYCZNE METODY NAUCZANIA
Zastosowanie metody projektów w nauczaniu
przedmiotu - specjalizacja
(automatyka i robotyka)
Sławomir Siewruk
2002 r.
Spis treści
I Ogólny opis metody projektów
II Przykład wykorzystania metody projektów
III Kontrakt
IV Bibliografia
I Ogólny opis metody projektów
Idea metody projektów (projektu) wywodzi się z doświadczeń szkół
eksperymentalnych
,
należących
do
zróżnicowanego
nurtu
–
w
Stanach
Zjednoczonych nazywanego progresywizmem, a w Europie nowym wychowaniem.
W Polsce zaznajomienie z metodą projektów nastąpiło po opublikowaniu w
roku 1930 przekładu książki Johna Alfreda Steweusona: Metoda projektów . Zanim
jednak przetłumaczono ją na język polski, były już prowadzone prace nad
wprowadzeniem metody projektów w szkołach II Rzeczypospolitej , do których
wiadomości o nowym wychowaniu i zastosowaniu tej metody docierały do polskich
działaczy oświatowych przez osobiste kontakty , kongresy i wyjazdy zagraniczne.
Jako przykład można tu podać Szkołę Ćwiczeń przy Państwowym Seminarium
Nauczycielskim Żeńskim im. E. Orzeszkowej w Warszawie.
W ostatnich latach
metoda ta coraz częściej jest stosowana przez nauczycieli, szczególnie szkół
zawodowych. Gospodarka rynkowa w sposób naturalny „rządzi’’ rynkiem pracy, na
którym najcenniejszym towarem są kwalifikacje zawodowe.
Od pracowników nowoczesnych przedsiębiorstw wymaga się bogatej i
rzetelnej wiedzy kierunkowej, a przede wszystkim umiejętności rozwiązywania
różnorakich zadań zawodowych. Często w przedsiębiorstwach określa się cel jakiegoś
działania i czas na jego realizację a rolą pracowników jest opracowanie projektu
wykonawczego tego zadania.
W szkole zawodowej można i trzeba realizować proces kształcenia ściśle
dostosowany do wymogów kwalifikacyjnych rynku pracy, do potrzeb pracodawców.
Realizację
takiego
procesu
kształcenia
w
znacznym
stopniu
może
ułatwić
nauczycielowi stosowanie metody projektów.
Metoda projektów (projekt) – określona jako metoda nauczania to metoda
pracy o następujących cechach ogólnych:
-
ma wyznaczone cele i ma przynieść określony rezultat (np. nowy produkt,
ulepszenie, koncepcja) ,
-
jest przedsięwzięciem kompleksowym i wykracza zazwyczaj poza ramy
istniejących form organizacyjnych,
-
projekt jest integralny (obszerny, wykraczający poza jedną dziedzinę) ,
-
ma ograniczone ramy czasowe (ma ustalone terminy ukończenia całości
przedsięwzięcia oraz kolejnych etapów),
-
wykorzystuje pewne zasoby ,
-
realizowany jest przez określone osoby ,
-
nie jest powtórzeniem wcześniejszych prac ,
-
ma ustalone sposoby określania tego, w jakim stopniu zakładane cele zostały
osiągnięte ,
Najogólniej można stwierdzić iż metoda projektów – polega na wykonywaniu przez
uczniów
zadań
obejmujących
pewną
partię
materiału,
przez
samodzielne
sformułowanie tematu i samodzielne poszukiwania rozwiązania pod dyskretną opieką
nauczyciela. Rolą nauczyciela jest tu czuwanie nad prawidłową realizacją programu
nauczania, pozostawiając uczniom
swobodę zarówno w samym wyborze tematu
projektu, jak też w sposobie jego rozwiązania.
Organizacje zajęć realizowanych metodą projektu można podzielić na następujące
fazy :
1. Zainicjowanie projektu
Realizacja tej fazy może odbywać się w różnoraki sposób:
-
nauczyciel określa w sposób ogólny ramy projektu, wyznaczając jakiś dział
programowy lub charakter planowanego przedsięwzięcia, uczniowie natomiast
dzieląc się samodzielnie na grupy, sami wybierają szczegółowe tematy w
obrębie tych ram.
Aby
ułatwić
uczniom
dokonanie
wyboru
tematu,
nauczyciel
może
przeprowadzić zajęcia wprowadzające, dostarczając im ogólnej wiedzy o
danym dziale programowym,
-
nauczyciel określa pewną pulę tematów szczegółowych, uczniowie podzieleni
na grupy wybierają jeden z nich,
-
wszystkie grupy realizują jeden temat podany przez nauczyciela, nie
uczestnicząc w formułowaniu tematu, co w znacznym stopniu ogranicza ich
swobodę działania na tym etapie realizacji projektu.
2. Rozważenie propozycji tematów
Po wstępnym zapoznaniu się z problematyką wybranego przez siebie zagadnienia,
uczniowie w ramach pracy domowej dokonują opisu projektu, w którym powinny
zawierać się następujące tematy:
-
szczegółowy temat projektu ,
-
cele projektu,
-
przewidywana forma realizacji i prezentacji projektu.
Wskazane byłoby aby każdy członek grupy samodzielnie zgłosił swoją propozycję
rozwiązywania problemu, a grupa dokonałaby wyboru najlepszej propozycji. Opis
uczniowie przedstawiają nauczycielowi, który analizując go wraz z uczniami dokonuje
akceptacji zaproponowanych tematów, bądź sugeruje pewne zmiany.
3. Przydział tematów projektu – spisanie kontraktu
Po realizacji dwóch pierwszych faz, następuje spisanie kontraktu, który
jest bardzo ważnym zadaniem a którego realizacja należy do nauczyciela. Kontrakt
powinien zawierać wszystkie informacje niezbędne do przygotowania, wykonania i
zaprezentowania projektu, a mianowicie:
-
temat projektu i jego celu,
-
zadania dla poszczególnych członków grupy,
-
źródło, które powinni wykorzystać ,
-
termin prezentacji oraz terminy konsultacji ,
-
sposób prezentacji projektu i jego czas,
-
kryteria oceny projektu ,
-
co powinien zawierać raport .
4. Wspólne opracowanie planu projektu – ma na celu zapewnienie wszelkich
środków niezbędnych do jego realizacji
5. Realizacja projektu
Projekt powinien być wykonany samodzielnie, bez hamowania przez nauczyciela
inwencji i inicjatywy uczniów. Końcowym efektem projektu jest:
-
sprawozdanie z wykonania projektu (raport),
-
konkretny wytwór jeżeli jest przewidziany ,
-
prezentacja projektu ,
-
dyskusja, mająca na celu wyjaśnienia wątpliwości uczniów nie wykonujących
projektu .
6. Prezentacja projektu
Jest końcowym etapem pracy uczniów, gdzie uczniowie muszą zaprezentować innym
własną interpretację swojego tematu, w formie określonej w kontrakcie.
7. Ocena projektu
Ocenianie projektu może odbywać się w dwojaki sposób:
-
tylko przez nauczyciela na podstawie wcześniej ustalonego arkusza oceny,
-
włączanie uczniów w ocenę projektów wybierając spośród nich jury lub w
formie analizy całej klasy, lub też w formie samooceny polegającej na
udzieleniu szeregu pytań związanych z realizacją projektu.
II Przykład wykorzystania metody projektów
Przytoczony przykład metody projektów został wykorzystany w Centrum Kształcenia
Praktycznego w Siedlcach:
Zawód: Technik elektronik
Przedmiot: Specjalizacja – automatyka przemysłowa
Klasa: V
Dział programowy: Sterowniki mikroprogramowalne
Zakładane cele i zadania dydaktyczno – wychowawcze:
-
badanie podstawowych funkcji sterownika programowalnego PLC
-
zapoznanie uczniów z programowaniem sterowników PLC w języku literalnym
oraz stykowym
-
wyrabianie umiejętności zastosowania wiadomości teoretycznych w praktyce
-
kształtowanie umiejętności korzystania z różnych źródeł informacji, rozwijanie
umiejętności samodzielnej pracy projektowej oraz pracy w grupie
-
rozwijanie umiejętności prezentacji tematu z zastosowaniem różnych metod
Zajęcia na pracowni automatyki i robotyki odbywają się przez osiem tygodni w
wymiarze 5 godzin tygodniowo – łącznie 40 godzin. Realizacja podanego hasła
programowego odbywa się w ciągu ośmiu tygodni w następującym wymiarze godzin:
Faza I (3 godziny)
W ciągu dwóch godzin uczniowie zostają wprowadzeni do tematu wraz z propozycją
przykładowych tematów problemowych do rozwiązania. W wykładzie ujęte zostały
następujące zagadnienia:
-
budowa, działanie, funkcja stanowiska PLC ,
-
metody pisania programów sterowniczych oraz języki programowania,
-
podstawowe funkcje logiczne wykorzystywane podczas programowania
sterowników PLC,
-
wykorzystywanie sterowników PLC w różnych gałęziach przemysłu.
Trzecia godzina jest wykorzystana na udzielenie odpowiedzi przez nauczyciela na
zadawane pytania uczniów oraz podział uczniów na grupy. Uczniowie podzielili się na
trzy grupy (4 osobowe) i zaczęli formułować tematy, które chcieliby realizować.
Faza II - IV (3 godziny)
Po rozmowie z każdym zespołem nauczyciel uzgodnił tematy i zakresy projektów co
zostało spisane w dwóch egzemplarzach w formie
kontraktu. Ustalone zostały następujące tematy i zakresy realizacji projektów:
1. Sterownik PLC wykorzystany w układzie kontroli wolnych miejsc w
garażu na parkingach samochodowych.
W ramach projektu uczniowie zaplanowali:
a) opis mający na celu zapoznanie z zasadą działania liczników i ich programowania,
b) napisanie i uruchomienie programu sterowniczego w języku stykowym (KOP),
który rozwiązuje następujący problem:
Podziemny garaż ma 10 miejsc parkingowych. Zielona lampa przed wjazdem
sygnalizuje, że w garażu są wolne miejsca parkingowe. Czerwona lampka
oznacza, że wszystkie miejsca są zajęte. Przy wjeździe i wyjeździe z garażu
czujniki wytwarzają impulsy, które podawane są na wejście sterownika
c) wykonanie w formie modułu jednego egzemplarza (modelu), który będzie
wykorzystany jako egzemplarz ćwiczeniowy podczas nauki programowania
sterownika wykorzystującego różnego typu liczniki.
2. Wykorzystanie sterownika programowalnego w sterowaniu ruchem na
skrzyżowaniach dróg.
W ramach projektu uczniowie zaplanowali
a) opis
mający
na
celu
zapoznanie
z
zasadą
działania
czasomierzy
oraz
sposobem ich programowania ,
b) napisanie
i
uruchomienie
programu
sterowniczego,
który
rozwiązał
by
następujący problem:
Sygnalizacja świetlna działa w ten sposób, że stanem stabilnym jest światło zielone
dla samochodów. Po wciśnięciu przez pieszego przycisku (żądanie przejścia) powinno
zapalić się:
- światło żółte dla samochodów na 5s ,
- następnie światło czerwone dla samochodów i zielone dla pieszych na 30s,
- światło czerwone dla pierwszych.
-
po 10s załącza się zielone dla samochodów, które trwa do pojawienia się
kolejnego
impulsu z przycisku
c) wykonanie praktyczne makiety, która pozwoli na praktyczną realizację zadania
wcześniej opisanego, oraz będzie pomocna podczas nauki programowania
sterowników.
3. Wykorzystanie sterownika PLC w zakładach obróbki mechanicznej
W ramach projektu uczniowie zaplanowali:
a) opis użycia podstawowych i złożonych funkcji logicznych,
b) napisanie i uruchomienie programu sterowniczego w języku literalnym i
stykowym, który rozwiąże następujący problem:
Wykrojnik może być obsługiwany z trzech stron. Obrabiany detal jest przesuwany w
prowadnicy pobudzając dwa z trzech czujników B-0, B-1, B-2. Uruchomienie
wykrawania powinno być możliwe po pojawieniu się sygnałów z dokładnie dwóch,
choć dowolnych czujników. Ze względu bezpieczeństwa należy wykluczyć wykonanie
operacji w sytuacji pobudzenia wszystkich trzech czujników.
c) narysowanie schematu obrazowego problemu, schematu przekaźnikowego oraz
schematu połączeń sterownika,
d) wykonanie foliogramów do zademonstrowania schematów i rysunków,
e) wykonanie foliogramów będących pomocą w prezentowaniu użycia podstawowych
i złożonych funkcji logicznych wraz z przykładami.
W projektach nie znalazły się takie zagadnienia obejmujące program nauczania
jak:
-
praca sterownika w sieci ,
-
praca sterownika w sytuacjach nietypowych,
-
programowa realizacja regulatorów PID w sterownikach,
-
programowanie wejść analogowych sterownika.
Nauczyciel uzgodnił z grupami iż wszystkie ustalenia omówione w tej fazie realizacji
projektu będą zawarte w raporcie.
Faza V
Realizacja projektu oraz całego hasła programowego przebiega następująco:
1 tydzień
-
wprowadzenie do tematu (wykład) – 5 godzin
2 tydzień
-
sformułowanie tematów i ustalenie zakresu projektów – 3 godziny
3 tydzień
-
realizacja projektów oraz konsultacje – 3 godziny
(w tym praca montażu elektronicznego)
-
„Programowanie wejść analogowych sterownika” – 2 godziny
4 i 5 tydzień
-
realizacja projektów oraz konsultacje – 2 godziny
(w tym praca na innych działach)
-
„Programowa realizacja regulatorów PID w sterownikach” – 3 godziny
6 i 7 tydzień
-
realizacja projektów oraz konsultacje – 2 godziny
(w tym praca na innych działach)
-
„Praca sterownika w sytuacjach nietypowych” – 3 godziny
8 tydzień
-
prezentacja projektów – 3 godziny
-
podsumowanie i analiza projektów wraz z dyskusją – 1 godzina
-
ocena projektów – 1 godzina
Na realizację projektu programowego przeznaczono 40 godzin. Uczniowie na
realizację zadania mają 6 tygodni w tym 14 godzin w trakcie zajęć programowych.
Ocena za projekt będzie miała wpływ na podwyższenie oceny końcowej przedmiotu.
Podsumowanie
Analizując opisaną metodę można stwierdzić iż sens metody projektów został
zachowany. Zostały w nim zawarte takie elementy jak:
-
samodzielność wyboru zagadnienia do rozwiązania,
-
uczniowie samodzielnie realizują symulację komputerową oraz wykonują
zaprojektowane układy i modele,
-
mają określone cele oraz ustalone terminy realizacji projektu ,
-
wybrane tematy mają charakter interdyscyplinarny a mianowicie integrują
wiedzę z :
a) materiałoznawstwa elektronicznego,
b) podstaw elektroniki i techniki impulsowej ,
c) podstaw automatyki ,
d) informatyki,
e) zajęć praktycznych.
III Kontrakt
Klasa ...................
Grupa ...................................................................................................................
Temat projektu .....................................................................................................
............................................................................................................................
Problem do rozwiązania .........................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
Cele projektu ........................................................................................................
............................................................................................................................
Raport powinien zawierać:
dokładny opis zagadnienia, sposób realizacji projektu, źródła z których korzystano,
zadania które były przydzielone dla poszczególnych członków grupy, problemy
wynikłe w trakcie realizacji projektu
Konsultacje: odbywać się będą od 3 do 7 tygodnia realizacji projektu na dwóch
pierwszych godzinach programowych
Sposób prezentacji: wykład, symulacja komputerowa – prezentacja rysunków i
modeli
Czas prezentacji: 1 godzina
Kryteria oceny:
Wybór tematu, ujęcie problemu oraz pomysłowość konstrukcyjna
5 pkt.
Kompletność zaprojektowania i wykonania zadania
10 pkt.
Poprawność napisanych programów sterowniczych
10 pkt.
Jakość i estetyka wykonanych modułów (schematów, rysunków)
10 pkt.
Prezentacja – sposób przeprowadzenia, zwięzłość, logika, organizacja 15 pkt.
Razem
50 pkt.
Ocena
15 – 24 pkt. – dostateczny
25 – 34 pkt. – dobry
35 –44 pkt. – bardzo dobry
powyżej 44 pkt. – celujący
IV Bibliografia
1.
„REFORMA
KSZTAŁCENIA
ZAWODOWEGO”
–
Praca
zbiorowa
Pracowni
Doskonalenia Nauczycieli Przedmiotów Zawodowych pod redakcją Elżbiety
Goźlińskiej
2.
„Zawodowiec” Nr 2/1999, wydawnictwo CODN
3.
„Wstęp do dydaktyki przedmiotów zawodowych” – F. Szlosek, Radom 1995r.