Rola dydaktycznych programów komputerowych w nauczaniu

Jan Rajmund Paśko
[email protected]
Zakład Dydaktyki Chemii
Akademia Pedagogiczna
Kraków
Rola dydaktycznych programów komputerowych
w nauczaniu przedmiotów przyrodniczych
Nauki przyrodnicze opierają się głównie na obserwacjach zachodzących zjawisk oraz
na przeprowadzanych eksperymentach [Sawicki, 1981]. Taki obraz nauk przyrodniczych
został wytworzony poprzez długie dziesięciolecia prowadzenia badań w tej grupie nauk.
Proces dydaktyczny w przedmiotach przyrodniczych bazował w dużej mierze na
wycieczkach, obserwacjach i przeprowadzaniu doświadczeń. Świadczą o tym podręczniki
szkolne i poradniki dla nauczycieli uczących tych przedmiotów [Żłobicki, Adwentowski,
1938; Męczykowska, Rychterówna, 1923]. Jako źródło informacji wykorzystywane są
fotografie lub wykonane na ich podstawie rysunki.
Przekazywane uczniom treści można podzielić w zasadzie na trzy grupy:
• Do pierwszej zaliczymy te treści, dla których mamy łatwo dostępne obserwacje.
Przykładem jest najbliższa okolica, zwierzęta w niej występujące, doświadczenia
wykonywane na lekcji lub procesy zachodzące wokół nas, jak zamarzanie i parowanie
wody itp.
• Do drugiej zaliczymy treści, dla których musimy posłużyć się zdjęciami lub filmami.
Należą do nich wysokie szczyty w niedostępnych górach, widoki na dnie oceanów,
rzadkie okazy zwierząt żyjące na dalekich kontynentach w ich naturalnym środowisku.
• Do trzeciej grupy zaliczymy te, które są zupełnie niedostępne dla naszego wzroku albo
z powodu bardzo małych rozmiarów (czasem są niedostrzegalne) lub przeciwnie – są
tak ogromne, że nie jesteśmy w stanie naszym wzrokiem objąć nawet ich obszernych
fragmentów. Do pierwszej podgrupy należą niewątpliwie atomy, cząsteczki, jony.
Natomiast do drugiej – obiekty wszechświata, jak chociażby Ziemia.
Treści zawarte w drugiej i trzeciej grupie przez długie lata były uczniom dostępne
głównie jako rysunki i reprodukcje fotografii [Moycho, Zienkowski, 1923]. Jednak fotografia
nie potrafiła w pełni oddać zachodzących zmian. Pokazywała ona tylko obraz
zarejestrowany w danej chwili. Pokazanie ruchu gwarantował dopiero obraz filmowy.
W Polsce filmy dydaktyczne zaczęły się rozpowszechniać dopiero w drugiej połowie
XX wieku. Pierwsze filmy tego rodzaju wyświetlane były z taśmy filmowej przy użyciu
specjalnych wypożyczanych projektorów. Wraz z rozpowszechnieniem się magnetowidów
filmy te stały się bardziej dostępne dla szkół. Jednak era magnetowidów trwała stosunkowo
krótko. Nim zdążyły one umocnić swoją pozycję jako jedyny środek przekazu ruchu, wyrosła
konkurencja w postaci komputerów, a następnie projektorów multimedialnych.
Szybko postępująca komputeryzacja nie ominęła i szkół. Lata 90. XX w. przynoszą
wiele opracowań książkowych, dotyczących roli komputerów w procesie kształcenia.
1
Przybywa zwolenników komputeryzacji. Resort edukacji na lata 2004-2006 otrzymał do
wydania prawie 3 mld zł na komputeryzację szkół. Jednak przerosło to możliwości resortu
[Sochaczewska, 2008]. Liczne konferencje lub sekcje w ramach konferencji zajmują się
problematyką wykorzystania programów komputerowych w procesie edukacji. Początek
wieku XXI to zalew uczniów płytami CD, towarzyszącymi coraz większej liczbie
podręczników szkolnych oraz materiałom dydaktycznym przeznaczonym dla uczniów
i nauczycieli. W nielicznych kręgach pedagogów pojawia się jakby ironiczne stwierdzenie:
„Komputer jest dobry na wszystko”. Uważają oni, że programy komputerowe rozwiążą
wszystkie problemy edukacyjne.
W tej sytuacji zaczyna następować przełom, zmienia się rola nauczyciela. Gdy
na początku XX wieku ogłoszono go wiekiem dziecka, rola nauczyciela ulegała powolnej
zmianie. Na początku była to rola w pełni nauczyciela uczącego. Z czasem nauczyciel
coraz bardziej stawał się przekazującym wiedzę oraz kontrolerem opanowania wiedzy
przez uczniów. Jaką rolę wyznaczy nauczycielowi wiek XXI? Z dostarczanych przez
wydawców materiałów dydaktycznych zawartych na płytach CD rola nauczyciela zostaje
coraz bardziej ograniczona do pilnowania uczniów i nadzorowania ich w czasie przekazów
komputerowych. Wydawcy na płytach CD, a teraz DVD nagrywają całe fragmenty lekcji
wraz z odpowiednim komentarzem. A na końcu zamieszczają zestaw pytań, które
nauczyciel może zadać uczniom.
Miejsce pokazu i komentarza nauczyciela zajmuje film i głos lektora. Czy o takich
lekcjach marzą uczniowie? Na to pytanie coraz trudniej udzielić odpowiedzi, gdyż uczniowie
coraz rzadziej mają okazję do porównania, jak wygląda lekcja z obrazem rzeczywistym,
a jak z jego wersją komputerową. Publikowane wyniki badań coraz częściej informują,
że przeceniamy rolę komputeryzacji w edukacji [Żak, 2008].
Chemia jest przedmiotem tradycyjnie opartym na doświadczeniu. Doświadczenia
mogą wykonywać uczniowie lub nauczyciel [Burewicz, Gulińska, 1993]. Z wielu względów
coraz częściej doświadczenie wykonuje tylko nauczyciel, czyli są one dostępne dla ucznia
w formie pokazu [Paśko, 2003, s. 350]. Ale pokaz realny można zastąpić pokazem
przygotowanym do wyświetlenia przez wydawcę podręczników. Dlaczego namawia się
nauczycieli do zastępowania realnych doświadczeń filmami? Jest tego kilka powodów:
obawa niespełnienia przepisów BHP, zbyt słaba widoczność w bardzo licznych klasach,
brak odczynników i szkła – to tylko te powody, z którymi trudno jest polemizować.
Trudno też żądać od nauczycieli, aby zrezygnowali z komputerów i projektorów
multimedialnych w czasie lekcji. Ich pozytywna rola jest niezaprzeczalna. Ale jest to
niebezpieczne narzędzie w rękach nauczyciela. Prawidłowe posługiwanie się nim może
przynieść olbrzymie korzyści. Złe posługiwanie się nim przyniesie więcej strat niż korzyści.
Zatem, jak i do czego wykorzystywać to narzędzie? Podzielmy obszar wykorzystania
programów komputerowych na trzy części. Jednym z nich będzie zastępowanie realnych
obrazów projekcjami komputerowymi. Drugim – będzie obszar obejmujący te zagadnienia,
które dotyczą nauczania o mikroświecie, czyli o tym, co jest dla nas z powodu małych
rozmiarów niewidzialne. Natomiast trzeci obszar obejmie zagadnienia związane ze
sprawdzaniem wiadomości i umiejętności uczniów.
2
Najwięcej kontrowersji budzi pierwszy obszar. Kiedy można doświadczenie realne
zastąpić projekcją multimedialną? Doświadczenia chemiczne można podzielić stosując
różne kryteria. Według jednego kryterium doświadczenia można podzielić na bezpieczne
i te, które potencjalnie mogą zagrażać bezpieczeństwu uczniów. Drugim kryterium będzie
podział na doświadczenia atrakcyjne dla uczniów i te mniej atrakcyjne. Do doświadczeń
atrakcyjnych uczniowie zaliczają takie, w których następuje gwałtowny przebieg reakcji
(w żargonie uczniów to wybuch), następuje widoczna zmiana barwy, powstają atrakcyjne
pod względem formy produkty. Jednak w wielu przypadkach te atrakcyjne, a nawet
wartościowe z punktu dydaktycznego reakcje, nie należą do grupy bezpiecznej. Dlatego
rezygnuje się z nich. Tego typu doświadczenia można pokazać w wersji komputerowej.
Jednak projekcja powinna obejmować tylko obraz i ewentualne efekty dźwiękowe, jeżeli
takie towarzyszą przebiegowi reakcji. W tym przypadku komentarz, tak jak w doświadczeniu
realnym należy do nauczyciela. Temat „reakcja kwasów z metalami” jest często ograniczany
do pokazania reakcji metalu z kwasem, w której powstaje sól i wodór. Ze względu na
wytwarzające się w niektórych reakcjach tlenki azotu lub tlenek siarki(IV) pomija się reakcje
metali z kwasami utleniającymi. Wprowadzenie odpowiedniego pokazu komputerowego jest
formą wzbogacenia informacji i przybliżenia uczniowi faktycznego zachowania się metali
w reakcjach z różnymi kwasami [Nodzyńska, Paśko, 2007]. Idealnym rozwiązaniem jest
łączenie realnie wykonywanych doświadczeń na lekcji przez uczniów z doświadczeniami
prezentowanymi przy pomocy projektora multimedialnego. Przykładem takiego połączenia
może być zestaw doświadczeń, przy pomocy których wykazujemy powstawanie jonu
oksoniowego. Pierwsze doświadczenie to wytwarzanie gazowego chlorowodoru i badanie
jego wpływu na papierek nasączony zielenią malachitową. Z wielu względów doświadczenie
to raczej powinno być wyświetlone uczniom, niż wykonane realnie. Natomiast badanie
odczynu wodnego roztworu chlorowodoru i chlorku sodu przy użyciu różnych rodzajów
papierków wskaźnikowych mogą wykonywać uczniowie, gdyż są to doświadczenia w pełni
bezpieczne. W trakcie tak przeprowadzanej lekcji uczeń będzie miał możność zapoznania
się z odpowiednią ilością faktów oraz przeżycia wykonywanego osobiście doświadczenia.
Jak już wspomniano, drugim obszarem, w którym na lekcjach wykorzystuje się
programy komputerowe jest nauczanie o strukturze mikroświata. W tym przypadku użycie
odpowiednich animacji ilustrujących przebieg procesów chemicznych na poziomie
mikroświata nie powinno budzić wątpliwości. Tego typu pokazy można już stosować
w nauczaniu początkowym [Paśko I., Paśko J., 2004], a w bardziej rozbudowanej formie
na wyższych poziomach edukacji na lekcjach przyrody, na lekcjach chemii w gimnazjum
i liceum, a nawet na studiach. Jednak modele te muszą dokładnie odzwierciedlać obecny
stan wiedzy o strukturze materii. W wielu przypadkach modele umieszczane w programach
komputerowych są wierną kopią ich podręcznikowych odpowiedników. Wydaje się, że do
celów edukacyjnych należy wykorzystać dynamiczne modele struktury materii [Paśko, 2004,
s. 149-152]. Pozwalają one na pokazanie dynamicznego zachowywania się cząsteczek
w mikroświecie.
Trzecim obszarem są programy pozwalające na przeprowadzanie sprawdzianów.
Odrębną grupę stanowią programy przeznaczone do indywidualnego korzystania przez
uczniów. W grupie tej znajdują się programy z wszystkich trzech wyżej omówionych
3
obszarów. Jednak programy te są głównie przystosowane do oglądania w komputerze i są
przepełnione komentarzami.
Wnioski
Programy komputerowe mogą być pomocne w procesie edukacyjnym, tylko wtedy
gdy są stosowane w sposób przemyślany i mają za zadanie pokazać to, co z różnych
powodów jest niemożliwe do pokazania w czasie lekcji. Nie mogą one być z komentarzem
lektora, gdyż w procesie edukacji najważniejszym jest bezpośredni kontakt nauczyciela
z uczniem. A tego nie jest w stanie zastąpić, jak dotychczas, żaden program komputerowy.
Nie należy przeceniać roli programów komputerowych w indywidualnym uczeniu się
uczniów, gdyż nawet najlepsze programy edukacyjne nie są w stanie zmobilizować ucznia
do pełnego wykorzystania ich możliwości.
Literatura
Burewicz A., Gulińska H.: Dydaktyka chemii. WN UAM, Poznań 1993
Męczykowska T., Rychterówna S. T.: Metodyka przyrodoznawstwa. Wydaw. M. Arct,
Warszawa 1923
Moycho S. T., Zienkowski F.: Krótki zarys chemii dla szkół średnich. Wydaw. M. Arct,
Warszawa 1923
Nodzyńska M., Paśko J.: Interaktywne doświadczenia w nauczaniu chemii. [W:] Komputer
w edukacji. Pod red. J. Morbitzera. Wydawca: PTN, Akademia Pedagogiczna, Kraków 2007
Paśko I., Paśko J. R.: Wykorzystanie modeli tworzonych komputerowo we wczesnym
okresie edukacji chemicznej na poziomie nauczania początkowego. [W:] Informační
technologie ve výuce chemie. Gaudeamus, Hradec Králové 2004
Paśko J. R.: Koncepcja tworzenia modeli dynamicznych do stosowania w procesie
kształtowania pojęć dotyczących struktury materii na poziomie mikroświata. [W:] Informační
technologie ve výuce chemie. Gaudeamus, Hradec Králové 2004
Paśko J. R.: Wpływ świadomości o zagrożeniach dla środowiska na aktywny udział uczniów
w doświadczeniach chemicznych. Księga konferencyjna ECOpole´03 DUO – DRUK, Opole
2003
Sawicki M.: Metodologiczne podstawy nauczania przedmiotów przyrodniczych. Wydaw.
Ossolineum, Wrocław 1981
Sochaczewska P.: Kompetencje informatyczne i medialne nauczyciela. Kompetencje
współczesnego nauczyciela. WSP TWP, Warszawa 2008
Żak R.: Efektywność kształcenia w E-LEARNINGU akademickim. Dylematy edukacyjne
współczesnego człowieka a jakość kształcenia w szkole wyższej. WAP, Siedlce 2008
Żłobicki W., Adwentowski K.: Podręcznik do nauki o przyrodzie martwej. K.S. Jakubowski,
Lwów 1938
4