Digitalni materijali u nastavi fizike

ivanaK_hrvojeM

Ivana Katavić i Hrvoje Mladinić

Digitalni materijali učiteljima služe za olakšavanje procesa poučavanja dok učenicima pomažu u procesu učenja. Međutim, postavlja se pitanje da li digitalni materijali sami po sebi mogu utjecati na kvalitetu nastave fizike. Rezultati brojnih edukacijskih istraživanja ukazuju na to da moderne tehnologije samo djelomično ispunjavaju očekivanja te se ujedno ističe važnost njihove kompetentne primjene radi osiguravanja plodotvornih nastavnih situacija koje olakšavaju učenje. Iako su metodički aspekti prepoznati kao veoma bitni, oni u najvećem broju izvještaja o empirijskim studijama primjene modernih medija ostaju u sjeni opisivanja same tehnologije i učeničkih stavova u odnosu na moderne tehnologije. Digitalni materijali su efikasni samo u onoj mjeri koliko nastavnici uspijevaju iskoristiti njihove didaktičke potencijale.

Potpunije razumijevanje problema efikasnosti primjene digitalnih materijala u nastavi, moguće je razviti tek na osnovu odgovarajućih teorija iz kognitivne psihologije. U tom smislu naročito je bitna teorija kognitivne opterećenosti. Teorija kognitivne opterećenosti se bavi pitanjem zahtjevnosti procesuiranja informacija u radnoj memoriji. Razlikujemo intrinzičnu i ekstrinzičnu kognitivnu opterećenost. Intrinzična je rezultat prirode samih sadržaja radne memorije dok je ekstrinzična posljedica poučavanja te se na nju može i utjecati. Osim toga, postoji i relevantna kognitivna opterećenost koja odražava kognitivni napor koji doprinosi konstrukciji shema (skupova povezanih elemenata znanja). Efektivna nastava smanjuje ekstrinzičnu, a povećava relevantnu opterećenost.

Različiti digitalni materijali oblikuju i različite mogućnosti izražavanja. Utvrđeno je kako različiti oblici vizualizacije dovode do stvaranja različitih struktura znanja, sa specifičnim mogućnostima upotrebe. Jednostavni digitalni materijali nemaju i ne moraju imati nužno pozitivan utjecaj. Učenici koji su manje uspješni u većoj mjeri profitiraju na osnovu zadataka koji su deskriptivni, a ne konstruktivni, a realiziraju se uporabom digitalnih materijala. Naime, uspješniji učenici i bez digitalnih materijala najčešće uspijevaju izgraditi adekvatne znanstvene modele. Vizualizacija je korisna u slučaju pravilnog definiranja ishoda. U suprotnom, može doći do interferiranja sa predkoncepcijama učenika što dodatno otežava učenje. Primjenu digitalnih materijala potrebno je brižno planirati i to tako da oni budu element ili alat za ostvarenje ishoda učenja. Ukoliko primjena digitalnih materijala ili obrazovnog software-a nije efikasno metodički osmišljena ona neće rezultirati željenim ishodima. Tijekom samog korištenja digitalnih materijala značajno je da nastavnik usmjerava pažnju učenika na najvažnije aspekte demonstriranog sadržaja jer inače postoji velika opasnost da se ograničeni kapaciteti radne memorije koriste za procesuiranje nerelevantnih sadržaja.

5.1. Kategorije eLearning materijala

S obzirom na razinu interaktivnosti, eLearning materijali mogu se podijeliti u tri kategorije:

  1. Osnovni (Level 1) – podrazumijevaju mrežne stranice sa sadržajem u obliku teksta, slika, jednostavnih audio i video zapisa, PowerPoint prezentacija i sl.
  2. Interaktivni (Level 2) – podrazumijevaju prethodnu kategoriju (Level 1) plus 25% i više interaktivnih vježbi (korisnicima je omogućeno izvođenje vježbi metodom „pokušaja“), korištenje multimedije
  3. Napredni (Level 3) – podrazumijevaju visoku razinu interaktivnosti, korištenje simulacija i specijaliziranih igara, korištenje avatara, prilagodljiva interakcija, nagrade u skladu s uspješnosti korisnika

Interaktivnost u nastavi fizike bitna je u svakoj fazi nastavnog procesa. Digitalni materijali moraju aktivirati i potaknuti učenika na razmišljanje u fazi otkrivanja vlastitog predznanja te omogućiti otkrivanje i bilježenje učenikovih predkoncepata. U fazi istraživanja odnosno učenja i otkrivanja znanja digitalni materijali moraju omogućiti učeniku da provođenjem istraživanja samostalno dođe do određenih, točnih ili netočnih, zaključaka. U zadnjoj fazi, fazi ocjenjivanja donesenih zaključaka, učeniku mora biti omogućeno da samostalno uoči ispravnost donesenih zaključaka nakon čega slijedi utvrđivanje ishoda. Napredni (Level 3) eLearning materijali podrazumijevaju najveći postotak interaktivnosti i omogućavaju primjenu interaktivnosti u svim fazama nastavnog procesa. Stoga će se ta kategorija eLearning materijala u nastavku pobliže opisati.

5.2. Napredni (Level 3) eLearning materijali

Pravi interaktivni eLearning materijali imaju moć preobraziti sadržaj i učenje u smisleno iskustvo za učenika. Takvi materijali omogućavaju učenicima da aktivno obrađuju sadržaj, primjenjuju ga u interaktivnim okruženjima i na taj način duže zadrže usvojeno znanje. Učenje pomoću interaktivnih materijala često je i brže jer korisnik koristi više razine misaonih vještina kao što su ocjenjivanje, interpretiranje i sistematizacija informacija za razliku od označavanja, memoriranja ili opisivanja podataka.

Kvalitetna interaktivnost mora imati svrhu. Ključ leži u postizanju ravnoteže materijala kako bi oni bili zaista interaktivni i uključivali učenika u onoj mjeri kako ne bi postali iritantni i dosadni. Postoji nekoliko načina za stvaranje interaktivnih materijala koji će potaknuti učenje i zadržati učenikov interes, povećati učenikovo razumijevanje i zadržavanje naučenog. Prateći i ispunjavajući sljedeće korake u izradi digitalnih materijala moguće je uspješno stvoriti interaktivne eLearning materijale:

Ø Stvoriti scenarij i simulacije: Simulacije stvarnih okolnosti omogućavaju učeniku da mijenjanjem varijabli utječe na ishode i uočava posljedice pojedinih aktivnosti.

clip_image002Slika 1. Simulacije omogućavaju uočavanje odnosa među varijablama i uzročno posljedične veze

  • Omogućiti učeniku da ima kontrolu: Omogućiti učeniku da ima kontrolu na način da mu se ponudi izbor i omogući da se izjasni u kojem smjeru želi započeti ili nastaviti učenje.
  • Koristiti problemski usmjeren pristup: Učeniku trebaju biti dodijeljeni problemi i zadaci u skladu s njegovim mogućnostima. Problem mora biti relevantan i povezan sa stvarnom životnom situacijom učenika. Najbolje je krenuti od jednostavnog ka složenijim problemima.
  • Osigurati izazove: Izazovi stimuliraju mozak. Tjeraju učenika da razmišlja o svom predznanju, obrađuje nove informacije, povezuje i donosi zaključke.
  • Uključiti igru: Uključiti igru koja će ispitivati učenikovo znanje. Igre su dobre jer omogućavaju učeniku da u stvarnom vremenu vidi rezultate svojih odgovora. Osim toga, sve što učenik radi ima neku posljedicu što igru čini vrlo dobrim materijalom za iskustveno učenje.

clip_image004Slika 2. Igre predstavljaju izazov i omogućavaju učeniku da vidi rezultate svojih odgovora

  • Osigurati povratne informacije: Bez povratnih informacija nema interaktivnosti! Učenik mora znati kakav je njegog napredak tijekom učenja i kako se poboljšati.
  • Uključiti istraživačke aktivnosti: Potiču učenika da se uključi, otkriva, traži, čita ili obavlja bilo koju drugu aktivnost potrebnu za ostvarivanje ciljeva učenja
  • Uključiti elemente suradnje: Učenje nije i ne smije biti usamljena aktivnost. Učenje je simbiotski odnos. Potrebno je omogućiti učenicima da međusobno surađuju na način da aktivno traže i razmjenjuju informacije, izgrađuju smislene zaključke, proizvode raznolik skup ideja i cijene različita mišljenja.

clip_image006Slika 3. Blog, chat i slično učenicima omogućavaju komunikaciju, međusobnu suradnju i razmjenu informacija

Nažalost, mnogi eLearning materijali nose oznaku interaktivnosti pod krivom pretpostavkom da su interaktivni samo zato što su online. Učenici se mogu kretati kroz mrežnu stranicu, klikati svugdje mišem ali takvi se materijali svode na hrpu informacija. Pomicanje miša nije interaktivnost!

Digitalni materijali za nastavu matematike

u nižim razredima osnovne škole

sanja_loparic

Sanja Loparić

Uvod

imageHrvatski jezični portal navodi definiciju matematike: „Matematika je znanost koja se bavi apstraktnim i kvantitativnim odnosima među čistim veličinama (brojevima) i prostornim (geometrijskim) oblicima te pojmovnim tvorevinama i njihovim simbolima, uključuje i kvantitativne operacije i rješavanje kvantitativnih problema u primjeni.“ Riječ matematika dolazi od grčke riječi mathema, što znači nauka o veličinama, ali ima i veze s grčkom riječi manthànein, što znači učiti (hrvatski jezični portal).

Matematika je predmet koji većini djece nije omiljen, isto kao što je i učenje proces koji većini djece nije najdraži. Oni bi se radije igrali, stoga uvođenje računala u nastavu može biti od velike koristi nastavniku, ne samo kao motivacijski faktor već i za lakšu konkretizaciju i vizualizaciju složenih matematičkih procesa i koncepata.

Udruga Normala

Krajem 2007. godine skupina nastavnika matematike osnovala je udrugu pod nazivom Normala. Glavni je cilj te udruge promicanje informacijsko-komunikacijske tehnologije u nastavi matematike. Kako bi ostvarila svoj cilj, udruga je djelovala u više područja: lokaliziran je open source matematički program Geogebra, izrađen je niz matematičkih apleta (programa) koji pomažu kod učenja matematike, organizirane su radionice o upotrebi Geogebre za nastavnike, ali i za učenike te je održano niz stručnih izlaganja na raznim konferencijama i skupovima matematičara. Sve ove akcije bile su prvenstveno usmjerene na nastavu matematike u višim razredima osnovne škole i srednjoškolsku matematiku. Početkom ove godine izrađen je i niz matematičkih apleta (programa) naziva „Matematika u razrednoj nastavi“ koji se mogu primijeniti u razrednoj nastavi matematike.

Matematika u razrednoj nastavi

„Matematika u razrednoj nastavi“ nastala je sa željom da se učenicima u nižim razredima osnovne škole kroz niz vježbi i igrica, pokuša približiti matematika i motivira ih se na uvježbavanje, koje je njima ponekad zamorno. Navedene vježbe i igre su uz suglasnost autora Daniela Mentarda prevedene sa španjolskog jezika i prilagođene hrvatskom školstvu.

imageNakon ulaska na navedenoj mrežnoj stranici pojavljuje se popis apleta (programa) posloženih u skladu s Nacionalnim okvirnim kurikulumom u područja: brojevi, podatci i mjerenja, oblik i prostor i ostalo.

Unutar navedenih cjelina, kako bi se lakše snalazili, postoji još podjela i to kod brojeva: prebrojavanje i uspoređivanje, zbrajanje i oduzimanje, množenje i dijeljenje i ostalo, a kod cjeline oblik i prostor: geometrijska tijela i likovi te konstrukcije. Iza naziva svake vježbe navedeno je u kojem razredu, prema trenutno važećem Nastavnom planu i programu, bi se mogla primijeniti pojedina vježba, iako to može ovisiti o učeniku i o situaciji. Tako se na primjer „Majmun koji zna množiti“ može koristiti u 2. razredu kod učenja tablice množenja i u 3. razredu za ponavljanje tablice množenja prije uvođenja pisanog množenja. U geometrijskom dijelu ima nekoliko vježbi koje prelaze okvire razredne nastave, ali se ponekad mogu primijeniti na dodatnoj nastavi.

Korištenje vježbi i igrica je jednostavno. Klikom na naziv pokreće se određena tema. Neke od tema imaju već unaprijed ideje za korištenje, dok je kod nekih ostavljeno korisniku da sam osmisli kako će prolaziti kroz teme.

Primjeri

U nastavku je navedeno nekoliko primjera korištenja ovih materijala.

Primjer 1. Tko zadnji

imageOva je igra korisna kod savladavanja pojma djeljivosti brojeva i usvajanja pojmova parno/neparno. Igra se u dvoje. Na početku igre učenici se dogovore koliko trešanja žele podijeliti. Trešnje stave na pladanj i naizmjence uzimaju. Pobjednik je onaj koji posljednji uzme trešnju.

Na dnu ove mrežne stranice ima i niz potpitanja koja navode učenike na postupno zaključivanje – ako je broj trešanja paran, pobjednik je drugi igrač, a u slučaju neparnosti pobjednik je prvi igrač. Također, kad se govori o djeljivosti s brojem 2 može se zaključiti da ako je broj paran, učenici će imati podjednak broj trešanja. Ova se igra može iskoristiti u uvodnom dijelu sata kod obrade dijeljenja brojem 2, a bit će i zanimljiva učenicima za rad kod kuće.

Primjer 2. Majmun koji zna množiti

imageOva digitalna inačica obrasca koji se i u prošlosti upotrebljavao kao pomoć učenicima za savladavanje tablice množenja može oraspoložiti učenike i motivirati ih da nauče tablicu množenja. Kod korištenja „majmuna“ važno je da učenici sami pokušaju naći umnožak dva broja, a tek tada provjere pokazuje li i majmun isto rješenje.

Primjer 3. Opseg pravokutnika

imagePojam opsega pravokutnika zorno je predočen u ovoj vježbi. Važno je da učenici već u prvom susretu s pojmom „opseg“ shvate da je to zbroj duljina stranica, a ne 2*a+2*b ili 2*(a+b). Prelaskom kuglice po stranicama pravokutnika dolazi se do formule za opseg pravokutnika.

Primjer 4. Skrivači

Za uvježbavanje zbrajanja u 1. razredu može se iskoristiti ova inačica igrice Skrivači. Učenik nakon zbrajanja točkica na „kockicama“ pomiče Petra na broj koji predstavlja zbroj i pronalazi Maju. Kako bi se ponovila igrica, potrebno je kliknuti na gumbić reload u gornjem desnom uglu kako bi se na „kockicama“ stvorili novi brojevi.

image

Zaključak

Ovo je pregled samo nekoliko zanimljivih apleta (programa) koji se mogu primijeniti u matematici nižih razreda. Njihova upotreba nije ograničena samo na nastavu već može biti i kao dopuna nastavi za rad kod kuće. Apleti (programi) se mogu upotrijebiti u raznim dijelovima sata: kao uvod u neku temu, kao dio obrade, za uvježbavanje i ponavljanje. Upotreba digitalnih materijala u nastavi matematike svakako će osvježiti nastavu, motivirati učenike i potaknuti ih na učenje kroz igru i zabavu.

Literatura

Matematika u razrednoj nastavi (14.04.2012.)
Hrvatski jezični portal (14.04.2012.)