|
Segítő szoftverek és eszközök A léteznek a diákok számára életkoruknak megfelelő programozás tanulását segítő szoftverek, eszközök. Néhány példát mutatok az általános iskolásoknak, középiskolásoknak, illetve főiskolásoknak szánt eszközök közül.
1. Digitális eszközök az oktatásban (általános iskola)
Az Egyesült Királyságban tanuló 10-14 éves korú általános iskolások körében egy digitális segédeszköz BBC micro:bit segítségével kutatást készítettek. Ezen eszköz segítségével felmérték a diákoknak a programozási készségük fejlődését. A BBC micro:bit egy alaplap, mely 5x5-ös led kijelzővel és szenzorokkal rendelkezik. A számítógéppel vagy okostelefonnal bluetooth-on, USB-n, vagy külső porton keresztül kapcsolódik. Többféle rendszeren keresztül programozható az eszköz, a kezdők a blokkalapú rendszeren keresztül (pl: Scratch), haladó szinten pl. Python nyelven volt lehetséges a megvalósítása. [1]
A felmérés során ötfokozatú Likert-skálát és eldöntendő kérdéseket alkalmaztak, a kérdések kitértek a tanulóknak az eszközhöz való viszonyulására is (mekkora kedvvel használták az eszközt), a megkérdezettek jelentős része (több, mint 90%-a) adott pozitív választ, 8% körülire tehető a nemleges, illetve a semleges választ adók aránya.[2]
A kutatók hipotézisei a következők voltak, zárójelben szerepel a feltevés megerősítése vagy cáfolása:
- A későbbi életkorban jobb a programozási készség (megállapították, hogy igen)
- Különbség van a nemek között a programozási készségben (nincs jelentős különbség)
- A programozási készség függ a matematikai eredménytől (nem függ jelentős mértékben)
- Azok a tanulók érnek el jobb eredményt a programozásban, akik szeretnek a számítógépen tevékenységeket végezni (nincs közvetlen kapcsolat a kedvvel végzett számítógép használat és a programozási készség között)
A kutatás során megállapították, hogy a programozás oktatását a legjobb a negyedik osztályban elkezdeni, mivel a visszajelzések alapján ebben az életkorban a leginkább fogékonyak erre a tevékenységre, és jól is teljesítik az ilyen feladatokat.
2. OOP az oktatásban (középiskola)
Napjainkban az operációs rendszerek fejlesztésekor figyelembe veszik az OOP elveket, viszont ezt a közoktatásban nem, vagy nem megfelelő mértékben oktatják. Ennek egyik oka lehet, hogy a szekvenciális programozási elvek még túlságosan hangsúlyosak. [1] Felmerül a kérdés: milyen módszerrel lehet segíteni a programozási készségek fejlesztését? Erre egy lehetséges választ ad a gamifikáció (gamification) és az online tanulás (e-learning). A gamifikáció abból a koncepcióból indul ki, hogy a gyerekek (és általában a nagyobbak is) szeretnek játszani. A játék során szinte észrevétlenül tanulnak, erőfeszítés nélkül (a motiváció belülről fakad). Az oktatás játékos módon való megközelítése hatékonyabb tanulást eredményez. A gamifikációt, mint kifejezést Nick Pelling 2002-ben használta.[2]
A gamifikáció során az alábbi elemek jelennek meg automatikus szinten: a vizuális történetmesélés (a néző a történet részévé válik), a vizuális jelek, melyek fenntartják az érdeklődést, az ütemezett jutalmazás (az elvégzett munkáért jár), az emberközeli visszacsatolás. A játék során az alábbi eszközökkel lehetséges mérni: a hírnévvel (például toplista a legjobbakról, ahol összemérhető mással a teljesítmény), az elért teljesítménnyel, a hibázás és a teljesítmény kapcsolatával, a játszások alkalmainak összeszámolásával, a játékra fordított idővel. A jutalmazás történhet valamely elismeréssel, valamely pozíció elérésével, valamely addig nem hozzáférhető tartalom hozzáférhetővé tételével, vagy egyéb objektum megnyerésével. Ezen tényezők hatására a játékos lojálissá, a játékot mélységeiben ismerővé, valódi tudással rendelkezővé válik.
Az online tanulás során ugyan nem játékon keresztül, viszont az interneten található tartalmak segítségével történik a programozás elsajátítása. Az interneten keresztül kapcsolatba léphetünk fizikálisan messzebb tartózkodó személyekkel, együtt dolgozhatunk projekteken. E-learning rendszeren belül az LMS applikáció (Learning Management System) segítségével kapcsolatba léphetünk különböző jogosultságú felhasználókkal, elérhetőek lesznek azok a tartalmak, melyek segítenek a tanulásban. Az egyik e-learning rendszer a Moodle, melynek több változata ismert. A rendszert úgy tervezték, hogy megfeleljen a pedagógiai elveknek, vagyis hatékony tanulási környezetet biztosítson. A programozás elsajátítása algoritmikus gondolkodást igényel elsősorban, ezért először ezt a fajta készséget szükséges fejleszteni.[3]
Dr. Gubán Miklós és Dr. Udvaros József felmérést készített a Szlovákiai magyar középiskolák körében a 2015/2016-os tanévben, hogy felmérje az ott tanulók IT felkészültségét. A felmérés a szakközépiskolákban és a gimnáziumban tanulókat érintette. Az informatikai felkészültség alatt nem csak kizárólag a programozási előismereteket, gyakorlati tudást mérték fel, hanem a számítógéphez kötődő egyéb ismereteket is. Az általános rendszerező kérdések a tanulók életkorára, nemére, évfolyamára, iskolájának típusára vonatkoztak. A témaspecifikus kérdések arra irányultak, hogy a tanuló hogyan jellemezné saját informatikatudását, hány éve tanul informatikát, heti szinten hány órában tanul informatikát, az informatikával heti szinten otthon hány órát foglalkozik, illetve néhány programozáshoz kapcsolódó fogalmat kellett meghatározniuk (azoknak, akik tanultak programozni).[4]
3. Innovatív eszközök az oktatásban (főiskola)
Neumann János Főiskola
A Neumann János Főiskola GAMF karán Pásztor Attila és Pap-Szigeti Róbert kutatást készített a kezdő programozók számára készült programozható robotok tanulást segítő eredményességéről. Meglátásuk szerint a felsőoktatásba jelentkezők közül főként azok rendelkeznek programozási ismeretekkel, akik emelt szintű érettségit tettek informatikából. Azon hallgatók, akik a főiskolán vagy egyetemen ismerkednek meg a programozással, egy jelentős hányaduk eredménytelenül teljesíti a vizsgáit. Ennek okait és megoldási lehetőségeit vizsgálta Sartatzemi és munkatársai (2005). Ezeket a tényezőket emelték ki:
- az oktatás során a tanulók figyelme a (professzionális) programnyelvre fókuszálódik ahelyett, hogy az aktuális probléma megoldására tudnának koncentrálni
- a programozási környezet nem a kezdők részére készült, mivel túl a túl sok lehetőség között elveszhetnek, viszont a szintaktikai hibák felderítésére, a hibaüzenetek kezelésére, a nyomkövetésre nem nyújtanak elég támogatást
- ahhoz, hogy érdekesebb problémákat oldhassanak meg a tanulók, szükséges elsajátítaniuk a nyelvet mélységében, és a nagy programok fejlesztésében is jártasságot kell szerezniük, ez viszont a tanulási idő rövidsége miatt nehezen megoldható
A kutatók a vizsgálat eredményeiből azt a következtetést vonták le, hogy szükségesek új módszerek és eszközök bevezetése a hatékony tanulás érdekében. A programozható robotokra esett a választásuk, melyekkel a hallgatók motivációját igyekezték fenntartani, illetve melyek segítségével a programozás kézzelfoghatóvá vált.[1]
A főiskolán új tantárgy (szabadon választhatóként) keretében oktatták a robotok programozását, azok a hallgatók vehették fel, akik az alapozó tárgyat sikeresen teljesítették. A tananyag feldolgozására az órából kevés időt szánnak, az új feladatok bevezetése példákon keresztül történt, a megvalósítás során csoportmunkában dolgoztak a hallgatók. Az ilyen jellegű feladatmegoldás során készségeket, gyakorlati tapasztalatot szereztek a hallgatók, melyek a későbbiekben a munkahelyükön jól jöhetnek. Az elkészült projektet prezentálták a társaiknak, melynek során nem csak az oktatóktól, hanem a hallgatótársaktól is kaptak visszajelzést.[2]
Debreceni, Óbudai és Eszterházy Károly Egyetem
Ezeken az egyetemeken is tapasztalható a hallgatók heterogén tudása a programozás terén. Szilágyi E. D., Szikra Á., Kiss G., Stóka Gy., Godó Z. A. szerzők fontosnak tartják a tudatos gondolkodásra való törekvést, minél korábbi életkortól kezdve, mivel ezzel a képességgel az egyén hatékonyan fog tudni tanulni. A szerzők egy univerzális eszközt fejlesztettek ki, amellyel az egészen fiatal kortól kezdve lehetővé válik a tesztalanyok algoritmikus gondolkodásának mérése. Az eszközzel arra vállalkoztak, hogy méréseket végeznek a különböző életkorú tesztalanyok körében. Azonosítani igyekeztek az életkori különbözőségből adódó sajátságokat, illetve a tanulási-, szociális-, és genetikai jellemzőket gyűjtötték össze. A szerzők korábban kifejlesztettek egy fényprogramozási eljárást, mikrokontroller alapú hardver és szoftverrendszert, mellyel sikeresen tudták tesztelni az algoritmus alkotó képességet bármely életkorban. A vizsgálat kimutatta, hogy nincs szoros összefüggés a hosszabb iskolázottság és az algoritmus-alkotó képesség között. A tanulás folyamat során az algoritmizálási képesség fejlődhet, ennek ellenére már kisgyermek korban mérhető bizonyos mértékben a képesség. Az iskolában elsajátított tudás először a megértés szintjére kerül, viszont, ha ezt a tudást használni kell, akkor már fogalmi szinten is elsajátította. Törekedni szükséges arra, hogy a feladatot a hallgató a saját módszere szerint oldja meg, mivel ez segíti a kreatív gondolkodást. [3]
Ezt az eszközt a felmérésben résztvevő és a mérést lebonyolító személy is használja. Az LCD kijelző melletti két gomb közül az egyik az eszköz bekapcsolását, a másik a bevitt adatok memóriába helyezését végzi. Az LCD kijelzőn megjelenik beadott feladat, és ennek összehasonlítása az eredeti mintával, emellett a hibák számát és a feladatmegoldásra igénybe vett időt is kiírja.
A mérés működése a következő: az eszköz egy statikus mintát kijelez a kijelzőn, majd a LED-ek kialszanak, ezt követően kell a tesztalanynak ugyanazt a mintát visszaadnia. Az elkészült mintát el is kell tárolni. [4]
|