Digitalni materijali u nastavi fizike

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.

Slika 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.

Slika 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.

Slika 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!

Primjena digitalnih materijala i ispitivanje učinkovitosti

Ivana Katavić i Hrvoje Mladinić

U školskoj godini 2014./2015. provedeno je testno ispitivanje u 5 hrvatskih osnovnih škola na 168 ispitanika (učenika). Škole su bile jednako regionalno,ruralno i urbano zastupljene u testnom ispitivanju. Cilj ispitivanja bio je utvrditi učinkovitost digitalnih materijala pri upoznavanju, učenju i savladavanju koncepata iz kinematike. U svrhu toga, stvorena je mrežna stranica na kojoj je opisana provedba ovakvog načina rada nazvanog „Virtualna učionica“. Osim smjernica za provođenje „Virtualne učionice“, stranica sadrži interaktivne (Level 2) digitalne materijale. Digitalni materijali koji su se koristili za testno ipitivanje učeničkih predkoncepata su:

• video animacije
• video prezentacije
• interaktivne simulacije

Video animacije su izrađene pomoću alata za izradu animacija kao što su Moovly i GoAnimate. Video prezentacije su izrađene pomoću Office mix alata za izradu video prezentacija. Office mix omogućava umetanje teksta, slika, video zapisa, web stranica, interaktivnih simulacija, kvizova, snimanje i izravno umetanje vlastitog video zvučnog zapisa.

Interaktivne simulacije su dijelom preuzete s PhET Colorado web stranice a dijelom su izrađene koristeći programski jezik NetLogo. PhET Colorado web stranica sadrži interaktivne simulacije za fiziku, matematiku, kemiju, biologiju, itd. koje se mogu pregledavati online ili preuzeti na računalo. NetLogo je okruženje za višeagentno programsko modeliranje. Koristi ga više od deset tisuća učenika, učitelja i istraživača u svijetu. Provedba „Virtualne učionice“ podrazumijevala je primjenu navedenih digitalnih materijala i općenito informacijsko komunikacijskih tehnologija u svim fazama nastavnog procesa i to na sljedeći način:

1. PRIPREMA ZA NASTAVNU JEDINICU

• zadati učenicima u obliku domaćeg rada
• u LMS sustavu (Edmodo) objaviti link na dostupne digitalne materijale 
• digitalni materijali mogu biti u obliku video animacija, video prezentacija, interaktivnih simulacija, slika itd.
• u sklopu Edmoda stvoriti kviz u svrhu otkrivanja učenikovog predznanja i pretkoncepcija
• iskoristiti učeničke odgovora iz kviza i na temelju toga pripremiti sat

2. NASTAVNI SAT

• oblikovati sat u vidu rasprave o nastavnom gradivu iz 1. točke
• oblikovati sat u vidu eksperimentalne nastave
• poželjno je koristiti digitalne materijale (video prezentacije, animacije, interaktivne simulacije)

3. PONAVLJANJE NASTAVNE JEDINICE

• zadati učenicima u obliku domaćeg rada
• na Edmodu objaviti link na dostupne digitalne materijale
• na Edmodu objaviti zadatke za vježbu i ponavljanje u obliku dokumenta ili kviza
• iskoristiti učeničke odgovora iz kviza u svrhu bržeg uočavanja učenikovih pogrešaka i ispravljanja istih

Pet škola u Hrvatskoj sudjelovalo je u provedbi ispitivanja. U svakoj školi definirane su eksperimentalna skupina i kontrolna skupina. Eksperimentalna skupina podrazumijeva razred u kojem je primjenjena „Virtualna učionica“ dok kontrolna skupina predstavlja razred u kojem se nije uvodilo ništa novo vezano za nastavu fizike odnosno obradu cjeline „Gibanje i sila“. U eksperimentalnu skupinu uključeno je ukupno 79 učenika dok je u kontrolnu skupinu uključeno ukupno 89 učenika. Kako bi se provjerila učinkovitost primjene „Virtualne učionice“ razvijen je test razumijevanja grafičkih prikaza iz kinematike. Test je rađen po uzoru na test Robert J. Beichnera[1] s tim da je prilagođen osnovnoj školi prema Hrvatskom nacionalnom okvirnom kurikulu.

Učenici eksperimentalne i kontrolne skupine pisali su isti test prije početka obrade cjeline (predtest) „Gibanje i sila“ i nakon obrade iste cjeline (posttest). Rezultati ispitivanja prikazani su na slici 1.

Slika 1. Prikaz rezultata predtesta i posttesta razumijevanja grafičkih prikaza iz kinematike

Prema rezultatima može se zaključiti da je kod esperimentalne skupine postotak rješenosti posttesta u odnosu na predtest porastao za 23.25% dok za kontrolnu skupinu taj porast iznosi 17.30%. Dakle, porast rješenosti kod eksperimentalne skupine veći je za 5.95% u odnosu na kontrolnu skupinu iz čega bi se moglo utvrditi da je provedba „Virtualne učionice“ i primjena odgovarajućih digitalnih materijala imala pozitivan učinak na učenje i savladavanje koncepata iz kinematike.

Bitno je istaknuti da je primjena „Virtualne učionice“ naišla na nekoliko prepreka. Uočeno je da se u samom početku primjene „Virtualne učionice“ nisu svi učenici aktivno uključili u njenu provedbu odnosno učenici nisu pregledavali digitalne materijale u svrhu pripreme za nastavnu jedinicu. Kako se odmicalo s provedbom uočeno je da sve više učenika pregledava materijale i priprema se za nadolazeću nastavnu jedinicu. Isto tako, na samom početku provedbe, veću aktivnost na satu fizike pokazali su samo odlični učenici a kasnije i ostali. Učenici su istakli da im se „Virtualna učionica“ sviđa ponajviše zbog toga što je ono što se radi na satu dostupno na jednom mjestu (mrežna stranica). Većina učenika izjasnila se da fiziku voli manje od ostalih predmeta ali da žele nastaviti s ovakvim načinom rada i u sljedećim nastavnim cjelinama (Valovi, Svjetlost).

Rezultati ovog ispitivanja indikator su za istraživanje koje slijedi a kojim će se ispitati metoda I³. Metoda I³ – Interaktivnost na treću jest nastavna metoda i didaktička inovacija primjene digitalnih materijala i računalnih simulacija u nastavi kojom se omogućava:

• usvajanje novih informacija
• transformacija znanja
• definiranje znanja

Ova nastavna metoda uključuje interaktivnost u svim fazama nastavnog procesa (utvrđivanje predkoncepata, istraživanje i donošenje zaključaka, vrednovanje zaključaka) i ističe korištenje digitalnih materijala kao jednog od alata za ostvarivanje interaktivnosti i povećanja učenikove intelektualne aktivnosti.

Prevencija cyberbullinga

Ivana Katavić

Ovo je prva godina u kojoj se OŠ Ladimirevci uključila u nacionalnu kampanju „Sigurniji internet za djecu i mlade“.

Kada ste učiteljica, ali i majka troje osnovnoškolaca, nekako vam je problem kvalitetnog informiranja i obrazovanja djece o prednostima, ali i opasnostima korištenja računalnih mogućnosti – višestruk.

U radu s učenicima koristila sam izvrsne materijale koji se nalaze na portalu učitelj.hr te Centra za sigurniji internet. Tijekom cijele veljače prezentirala sam ih učenicima na satovima tehničke kulture.

S učenicima osmih i sedmih razreda razgovarala sam o problematici sigurnosti na internetu obrazlažući naziv ovogodišnje kampanje: Povezivanje uz uvažavanje. Na početku sata pogledali smo videozapis koji je ujedno bio korelacija s predmetom engleskog jezika: Internet Safety – Newsround Caught In The Web (9 Feb 2010). 

Ova dobna skupina učenika ima razvijenu svijest koliko je loše neznanje te su sami istaknuli koliko je bitno pravovremeno obrazovanje i kako bi sami željeli da su ga imali. Posebno me je dirnula njihova iskrenost kako im nedostaje komunikacija s roditeljima u tom pogledu te iskazuju usamljenost u virtualnom svijetu. Osim prezentacije o e-bontonu, pogledali smo i priručnik za djecu te neke izabrane radove. Rado su se odazvali pozivu da naprave poruke za mlađe učenike.

Sa sedmim sam razredima napravila i radionicu. Podijeljeni u grupe, dobili su izmišljene situacije cyberbullyinga. Njihov zadatak je bio da završe istu priču s negativnog i pozitivnog aspekta. Zaključak je bio kako je prvi aspekt zapravo odraz njihovog stvarnog života. Kroz ovu radionicu učenike sam pokušala senzibilizirati za ovaj vrlo važan problem.

Učenici šestih razreda s velikim su zanimanjem igrali ponuđene interaktivne igre. Također im je prezentiran Priručnik za djecu uz dodatno pojašnjenje i razgovor. Na kraju su sata pogledali dva zanimljiva videozapisa na temu sigurnosti:

Osim učenika, razrednici su na svim roditeljskim sastancima roditelje upućivali u problematiku internetske sigurnosti koristeći Priručnik za roditelje. Za sve smo roditelje napravili i informativne listiće koje sam koncipirala prema uzrastu djece. Roditelji su vrlo pozitivno reagirali na ove informacije te su otvoreni i za daljnje obrazovanje.

Kako bismo što kvalitetnije obilježili Dan sigurnijeg interneta, s učenicima sam pripremila školsku radio-emisiju. Moram naglasiti kako su i učitelji, slušajući ju, saznali neke važne informacije o sigurnom korištenju interneta. Meni je osobno njihova reakcija bila jako važna jer sam nakon toga Vijeću učitelja predložila da sljedeće godine imamo projektni dan posvećen Sigurnijem internetu za djecu i mlade. Svi su se učitelji jednoglasno složili, a ja sam im preporučila Digitalne tragove Lidije Kralj  kako bih ih usmjerila u odgovorno korištenje virtualnog svijeta.

Za Dan sigurnijeg interneta, 5.veljače 2013., odabrala sam peti razred s obzirom da je to kritična dobna skupina koja već uvelike koristi internet, ali slabo poznaje njegove zakonitosti.

Umjesto najave teme, dvije su učenice sedmog razreda pokazale svoju prezentaciju o sigurnijem internetu u programu Animoto, što je bila izvrsna motivacija za učenike.

U uvodnom dijelu sata napravila sam malu anketu među učenicima:

1. Navesti prednosti i mane upotrebe računala u svakodnevnom životu.
2. Za koju namjenu najviše upotrebljavaju računalo?
3. Koliko vremena dnevno/tjedno provode na računalu?
4. Gdje im se nalazi računalo u kući/stanu?
5. Kojoj osobi prvoj upućuju upite vezane za rad na računalu?
6. Imaju li Facebook profil te koliko imaju prijatelja na tom profilu (ako ga koriste)?
7. Znaju li što je cyberbullying?
8. Znaju li što je e-bonton i primjenjuju li ga?

Pitanja su dobili na pripremljenim papirima koje su zatim zalijepili u svoje bilježnice. Zamolila sam ih da napišu kratke odgovore koje smo kasnije zajedno komentirali.

Izdvojila sam neke intresantne odgovore uz pojedino pitanje (naglašavam, oni nisu jednoznačni za sve učenike):

1. Računalo koristim jer mi pomaže u traženju odgovora koje ni moji roditelji ne znaju, odlično je, omogućuje igranje zabavnih igrica / Postajemo ovisni o računalu ako ga puno koristimo.
2. Igranje igrica i Facebook.
3. 2 sata, a vikendom i 4 sata.
4. Računalo mi se nalazi u sobi , tako imamo svi svoj mir.
5. Prijatelje pitam za ono što ne znam.
6. Imam Facebook i 468 prijatelja.
7. Čuo sam o tome,ali mi se ne vrijeđamo baš tako.
8. Znam, trudim se, ali kada se na fejsu drugačije priča.

Komentirali smo njihove odgovore, posebice smo se zadržali kod 6. pitanja jer smo utvrdili kako niti jedan učenik nema 13 godina te kako su za otvaranje Facebook profila davali lažne podatke o svojim godinama. Interesantno je kako učenici uopće nisu svjesni čina laganja niti rizika koji on sa sobom povlači. Glavni argument bio im je – dozvola roditelja!

Izabrali smo učenike – ambasadore koji su u anketi pokazali najvišu razinu odgovornosti. Njihova zadaća je promicanje sigurnosti među svojim vršnjacima. Taj dan, dodatna nagrada im je bila sudjelovanje s osmašima u školskoj radio-emisiji.

Pokazala sam im tri interaktivne igre, a oni su odabrali Zaštita osobnih podataka.

Metodom slučajnog odabira jedna učenica je odgovarala na pitanja, a ambasadori su joj bili jokeri.

Igra je osvojila učenike! Ostale dvije igre bile su za domaću zadaću kojoj su se ovaj put jako radovali!

Kako su učenici petog razreda jako raspoloženi za kreativni rad, a ujedno su u anketi pokazali da najviše vremena provode igrajući igre na računalu, zadatak im je bio nacrtati kako oni zamišljaju računalni virus.

Prije crtanja sam razgovarala s njima o računalnim virusima odgovarajući na sljedeća pitanja:

• Što su virusi, trojani i crvi?
• U kojem nam pogledu i na koji način virusi mogu naštetiti?
• Na koji se način širi računalna zaraza?
• Mogu li se virusi izbjeći i kako?
• Postoje li mjere predostrožnosti?
• Postoji li najbolji antivirusni program? Kako i gdje ga nabaviti?
• Kako podesiti antivirusni program?
• Kako podesiti program za elektronsku poštu?
• Savjeti i ideje?
• Što ako se, unatoč svim mjerama predostrožnosti, neki od računalnih štetočina ipak probiju u računalo ili posumnjate da se to dogodilo?
• Što je hoax?

Za vrijeme pripreme crtanja učenici su pogledali videozapis koji im je pobudio maštovitost te su njihovi crteži bili vrlo kreativni. Sve smo crteže postavili na izložbi radova u školi, a najbolje smo ugradili u virtualni album.

Na kraju sata izabrali smo i „čuvare“ – učenike koji će uz ambasadore čuvati učenike od računalnih virusa, kontolirajući koje igre igraju na svojim računalima.

Sve ono što sam radila u utorak 5. veljače 2013. u matičnoj školi OŠ Ladimirevci, ponovila sam sutra u područnoj školi Ivanovci.

Ono što je bilo očito jest želja i veliki angažman učenika u svim poljima rada na temu internetske sigurnosti. Zbog toga ćemo od sljedeće školske godine projekt „Sigurniji internet za djecu i mlade“ uvrstiti u kurikulum škole uz tendenciju da on zaživi i u zajednici u kojoj živimo.

Obvezatno će se jednom godišnje organizirati i masovni roditeljski sastanak na kojem će roditelji moći, osim obrazovanja, vidjeti i virtalnu izložbu radova svoje djece.

Zahvaljujem svim učenicima koji su se odazvali pozivu za sudjelovanje u ovom projektu jer je 50 adresa e-pošte – računa koje smo dobili od Animota for Education bilo premalo za sve one željne aktivnog sudjelovanja i predstavljanja svojih poruka pomoću ovog programa za videoprezentacije.

Pogledajte videozapis i uvjerite se kako nam je bilo!