2024. november–december, XXXII. évfolyam, 3–4. szám, ISSN 2729-9066
Székely-Kis Ivett – Karácsonyné Czene Veronika Harmatka – Püsök Gabriella – Zsiros Katinka Márta
Innováció az oktatásban
A Károli Gáspár Református Egyetem Pedagógia Karának néhány lelkes tanító szakos hallgatója egy szakmai programsorozat keretében 1 kisiskolások számára tanórákat tervezett és tartott, tudományos igényességgel vizsgálva a digitális eszközök, többek között a robotméhecskék alkalmazásának hatásmechanizmusait. A szövegértést, szűkebben a mesefeldolgozást középpontba helyezve, kiemelt figyelemmel kísérték a gyermekek teljesítménymotivációját és algoritmikus gondolkodását a digitális eszközökkel támogatott, valamint ezek nélkül megtartott tanórák keretében.
A foglalkozásoknak a verőcei Géza Fejedelem Református Általános Iskola, Óvoda és Bölcsőde adott otthont. A minőségi háttér biztosításával az intézmény tanúbizonyságot tett a gyermekek képességfejlesztése iránti elkötelezettségéről és nyitottságáról az új módszerek alkalmazása, egyúttal a tudományos igényességgel történő elemző feldolgozás irányában.
A diákok motiváltan fogadták a hallgatók átgondolt tervezéssel kísért tanóráit, lelkesen dolgoztak a robotméhecskékkel, illetve minden más komplex feladatokkal kísért helyzetben, és osztották meg gondolataikat a kutatás további kérdéseiben. A hallgatók számára ugyancsak inspiráló, komplex alkotómunka bontakozott ki, amelyből többen is meríthetnek a tudományos diákköri munkáik és más minőségi publikációk számára.
Digitális eszközünk használata és fejlesztési területei
Minden egyes nap alakítunk ki olyan gondolatokat, cselekvéseket, amivel algoritmusos lépésekre alapozunk. Maga a szemléletmód, biztonságot teremt életünkben, a gyermekek számára is elengedhetetlen a rendszerben való gondolkodás. Fontos az útmutatás az életükbe, hisz rendszer nélkül nincs kiegyensúlyozott élet. Nekünk, felnőtteknek kell megmutatni a lehetőségeket, amit a rendszerezés által tudunk megtenni. Minden rendszer ad egy keretet a cselekményeknek, például a napi rutin is lehet egy algoritmusokra épülő tevékenység.
Az algoritmikus gondolkodás fontos szerepet játszik a mindennapi életünkben, segítségével megfelelhetünk a korunk információs társadalma által támasztott újabb kihívásoknak. Ehhez rendelkeznünk kell az információk gyors és hatékony elérését biztosító digitális kompetenciákkal, amelyek megalapozzák az élethosszig tartó tanulás folyamatát. Egy jól bevált algoritmus felhasználása által felmerülő problémák, kihívások megoldása közben sok időt és energiát megtakaríthatunk (Szántó, 2002).
Mi az algoritmus? Az algoritmus bizonyos konkrétan meghatározott műveleteknek olyan – leggyakrabban időrendi – sorrendje, amely megadja az azonos típusú feladatok megoldásmódját. Használatakor: folyamat, azaz olyan tudatosan elvégzett, végrehajtott műveletsor, amely elvezet a feladat (a probléma) megoldásához (Szántó, 2002). Hatékonyan fejleszti a tanulási folyamatokat és gondolkodásra készteti a tanulókat, résztvevőket.
Fontos az előhívás, megalkotás, feladatok létrehozása, kialakítása, majd a kreatív gondolkodás keretében a feladatok megoldása. Meg kell határozni az algoritmusok elemeit, lépéseit és rugalmasan kell megoldani a feladatot. Fontos, hogy jól érthető algoritmusokra alapozzunk, hogy segítségükkel biztonsággal és kooperatív módon tudják megoldani a feladatot a tanulók.
A Bee-bot egy oktatási célokra tervezett, kisméretű, méh formájú robot, amelyet tanulók számára fejlesztettek ki. Külsejét tekintve egy barátságos méhecske, a tetején levő gombokkal lehet őket mozgatni (előre-hátra, oldalra). Egyszerű programozási utasításokkal mozgatható egy mesterségesen kialakított felületen, ez lehet egy szőnyeg, egy fóliával bevont asztal, de kapható gyárilag előállított műanyag tábla is. A logikai gondolkodás alapjaira való építkezéséhez kiváló eszköz és interaktív tanulásra is használható. A diákok fejleszthetik a térbeli tájékozódásukat, kommunikációs képességeiket, problémamegoldó képességüket, elengedhetetlen a csapatmunka kialakulásához is.
Forrás: A szerzők archívuma
Különböző nehézségű feladatokat tudunk megvalósítani a pályák segítségével. Jussunk el egyik mezőről a másikra, haladjunk végig a mezőkön egy adott sorrenden, például különböző tevékenységek lépései vannak összekeveredve a pályán, meg kell keresni az összetartozókat és a jó sorrendben megállni rajtuk. Az egyik mezőről a másikra, de közben bizonyos mezőkre nem léphetünk. Haladjunk egyik mezőről a másikra, de közben érintsünk bizonyos mezőket, akár az érintendő mezők sorrendjét is megadhatjuk. Jussunk el egyik mezőről a másikra, de a tiltott mezők elzárják előlünk a célt, viszont ha egy másik mezőre rálépünk, olyan „képességet” szerezhet a méhecskénk, mellyel át tud haladni a tiltott mezőkön is. A feladatok megoldása közben, ha a gyermekek csoportban dolgoznak megfigyelhető, hogy felosztják egymás között a munkát, például mindenki egy gombot nyom le a méhecske hátán, így mennek körbe. Észreveszik az útvonalak közti különbségeket és közösen tervezik meg a megoldást (Sarbó, 2014, 57).
Kreatív projektekhez remek eszköz, történeteket tudnak elmesélni a robot mozgatásával, ami által ötleteket és stratégiákat hoznak létre a közös célok elérése érdekében. Számos készséget fejleszt mindamellett, hogy segíti a tanulást és a koncentráció fenntartását.
A kerettantervben meghatározott mód alapján 3-4. évfolyamon a robotika és kódolás alapjai, 5. évfolyamon pedig algoritmizálás és blokkprogramozás témakörök jelennek meg (Petzné, 2023, 6). Képzési feladatok, a képességfejlesztés területei (Petzné, 2023, 9):
- matematikai kompetencia;
- a kognitív funkciók fejlesztése: logikus gondolkodás, az algoritmikus gondolkodás és a kombinatorikus képességek fejlesztése;
- a tanulási képességek fejlesztése a tudatos észlelés, megfigyelés és figyelem fejlesztése;
- rendszerszemlélet kialakítása;
- digitális kompetencia fejlesztése a játékos robotprogramozás segítségével;
- a társakkal való együttműködési képesség fejlesztése.
E területek alapján is látható, hogy a digitális eszközök fontos szerepet játszanak a tanulás segítéséhez és az ismeretek elmélyítéséhez. A mai fejlődő világban elengedhetetlen a digitális eszközök használata, megfelelő irányítás mellett olyan sikereket érhetünk el, amelyek által a tanulók és a tanítók is motiváltabbak lehetnek az akár nehezebb elsajátítandó területekre vonatkozóan is. Szerepe lehet az eszköznek mindezért a matematikai képességek, logikai gondolkodás, természettudományi ismeretek, szövegfeldolgozás, nyelvi készségek fejlesztése területén. A differenciáláshoz kapcsolódóan is segítséget nyújthat rugalmasság biztosításával minden tanuló számára.
Valami régi, valami új…
Egy magyaróra felépítése kisiskolások számára többféle módon történhet, és az órák szerkezete is változhat a tanulók életkorától, a konkrét tananyagtól – és a tantárgy jellegétől is – függően.
A hagyományos órákra általában a frontális óra ismérvei jellemzők. Jellegzetessége, hogy az oktatás ugyanazon célok alapján, azonos tananyagtartalom feldolgozásával, közvetlenül a nevelő irányításával, vezetésével folyik, és ennek során a tanulók azonos időtartamban és ütemben, viszonylag együtt haladva vesznek részt az elsajátítási folyamatban (Csirmaz, 2003). A következő didaktikai alapelvek nyújthatnak segítséget az ilyen típusú órák tervezésében (Nagy, 1993, 56):
- Figyelemfelkeltés és motiváció: Az óra kezdetén fontos a diákok figyelmének, érdeklődésének felkeltése és a tanulás motivációjának biztosítása.
- Cél és előzetes ismeretek: A tanulókat tájékoztatni kell az óra céljáról, majd ellenőrizni az előzetes ismereteiket.
- Új ismeretek prezentálása: Az új ismereteket bemutatjuk induktív (rávezető, adatelemző, tapasztaláson alapuló vagy induló, adatokból következtető), deduktív (levezető, következtető) vagy problémamegoldó módon.
- Ismeretek elemzése: Az új ismereteket elemezzük (analízis és szintézis).
- Fogalomalkotás és következtetés: Az ismereteket absztrakcióval és általánosítással megszövegezzük.
- Rendszerezés és rögzítés: Az ismereteket rendszerezzük és rögzítjük (elsődleges, parciális (egy részt érintő) vagy átfogó módon).
- Alkalmazás és visszacsatolás: A tanultak alkalmazása és a visszacsatolás (gyakorlati feladatok, problémamegoldás).
- Teljesítmény ellenőrzése és értékelés: Az óra végén ellenőrizzük a tanulók teljesítményét.
Az óra szerkezetét befolyásoló tényezők közé tartoznak a didaktikai feladatok, a tantárgy és a tananyag sajátosságai, a tanulók életkora és értelmi képességei, valamint az oktatási módszerek.
Azon órák, amelyeken a Bee-Bot padlórobotokat használják, változatosabbak és játékosabbak a hagyományos órához képest. Felépítése hasonló a hagyományos óra felépítéséhez. A következő leírásban egy általános felépítést látható, amelyet pedagógusok alkalmazhatnak:
- Bevezetés és ráhangolódás: A gyermekekkel beszélgetés a robotokról és a kódolásról.
- Ismertetés a Bee-Bot alapvető funkcióival, például a gombokkal és a mozgás irányával.
- Unplugged (számítógép/eszköz nélküli) kódolás: Kódolási fogalmak játékos tanítása a robot nélkül, pl. szétbontás, mintaillesztés, absztrakció és algoritmusok. Ezáltal fejlesztjük a gyermekek térbeli tájékozódását, laterális-dominanciáját és irányészlelését, ami elengedhetetlen a kódolás során.
- Bee-Bot használata: A következő lépésként a gyermekek kézzel programozzák a Bee-Botot: egy négyzetrácsos pályát készítve a gyermekek a Bee-Botot a célba navigálják. Használhatunk kártyákat is, amelyeken utasítások vannak a robot mozgásához.
- Projektek és kreatív feladatok: A Bee-Bot használatával készíthetünk kreatív projekteket, pl. a gyermekek tervezhetnek saját pályát, vagy feladatokat adhatunk nekik, amelyeket a robotnak meg kell oldania.
A Bee-Bot sokrétű alkalmazása kiváló lehetőséget biztosít más tantárgyakhoz való integrálásra is, pl. matematikai feladatok, történelmi események tanítását, nyelvtani gyakorlatokat, szövegfeldolgozásokat is megsegíthetünk a bevonásával (Digitális Pedagógia). Az óra felépítése tehát a bevezetéstől a gyakorlati feladatokig terjed, és a Bee-Bot segítségével játékosan tanulhatnak a gyermekek a kódolás alapjairól. Az órák során többek között a gyermekek algoritmikus gondolkodása problémamegoldása és kreativitása fejleszthető, miközben játékosan tanulnak a Bee-Bot segítségével (Digitális Pedagógia).
Hasonlóságok
Célok | Mindkét típusú óra célja a diákok ismereteinek bővítése, a kreativitás és a kritikai gondolkodás fejlesztése |
Struktúra | Mindkét típusú óra bevezetést, központi tevékenységet, csoportmunkát és értékelést tartalma |
Kollaboráció | Mindkét csoport fontos szerepet kap a közös feladatmegoldásban |
Visszajelzés | Az órák végén mindkét esetben szóbeli és írásbeli visszajelzést kapnak a diákok |
Különbségek
Hagyományos óra | Tanóra Bee-bot alkalmazásával | |
Módszerek | elsősorban szövegolvasásra és szövegelemzésre épít | programozási feladatokkal kapcsolódik a szöveges tartalomhoz |
Eszközök | könyvek és nyomtatott szövegek használatosak | programozható robotok és digitális eszközök kerülnek előtérbe |
Interaktivitás | elsősorban elméleti jellegű | nagyobb interaktivitást és gyakorlati tevékenységet biztosít a diákok számára |
Technikai készségek | inkább irodalmi és szövegértési készségek fejlesztése történik | a diákok technikai és programozási készségeit is fejleszti |
Láthatjuk tehát, hogy a hagyományos szövegfeldolgozó órák és a Bee-Bot-os órák különböző jellegűek, más módszereket és eszközöket alkalmaznak a diákok fejlesztésére. A hagyományos órák inkább az irodalmi szövegek mélyreható elemzésére koncentrálnak, míg a Bee-Bot-os órák játékos módon integrálják a programozást és a szövegfeldolgozást. Mindkét módszer fontos szerepet játszik a diákok képességeinek fejlesztésében, és kombinálva még gazdagabb tanulási élményt biztosítanak. A hagyományos és a Bee-Bot-os órák kombinálása lehetősége ad arra, hogy a diákok különböző tanulási stílusokat próbáljanak ki, és fejlesszék mind a hagyományos, mind a modern készségeiket.
Gyakorlati megvalósítás
2024 tavaszán a közös kutatómunka során mind az oktatók, mind pedig a hallgatók készségesen, gazdag gondolathálóikat megosztva egymással kapcsolódtak a tervezés, előkészülés egy-egy, az adott alkalmon megbeszélésre kerülő részéhez.
Az algoritmikus gondolkodás fejlesztésére irányuló tanóra tervezése során fontos volt, hogy a gyermekek lépésről lépésre megértsék az algoritmus fogalmát, annak jelentőségét, és képesek legyenek egyszerű algoritmusok megalkotására és követésére. Mindezek mellett célunk volt a tervezés során, hogy az óra keretében növeljük a csapatmunkában való részvétel és a kommunikáció képességét.
A gyakorlati megvalósítás Verőcén a Géza Fejedelem Református Általános Iskola, Óvoda és Bölcsőde második évfolyamán történt. Olvasás órán Tompa Mihály: A pitypang meséje című művét dolgoztuk fel. Arra törekedtünk, hogy olyan olvasmányt találjunk, amivel a gyermekek iskolai keretek között még nem találkoztak. A két tanóra egymást követve, közöttük kis szünettel került megtartásra. Az egyik osztályban Bee-Bot alkalmazásával tartottuk meg az órát, míg a kontroll osztályban frontális órát tartottunk.
A kontrollóra légzőgyakorlattal kezdődött. Majd arról beszélgettünk, hogy ki milyen virágot ismer, hol találkoznak manapság velük. A történet feldolgozásához a mesében szereplő virágokról és nevükről képeket tettünk fel a táblára. Ezek a későbbiekben segítséget nyújtottak. A mese meghallgatása után arra voltunk kíváncsiak, hogy a gyermekek mennyire emlékeznek a helyszínekre, szereplőkre, a történetet kellett részekre bontaniuk. Kíváncsiak voltunk arra is, hogy kinek melyik rész tetszett a legjobban és miért. Melyik szereplő lenne a mesében és miért.
A gyermekek ezután párosával kaptak egy borítékot, benne képeket a virágokról és a kéréseiket, ezeket kellett párosítaniuk. Szinonimákat is kerestünk a történetben lévő szavakhoz. Majd a kartonpapírra felírt mondatokat kellett időrendi sorrendbe állítaniuk a mese alapján, amit a táblára helyeztünk ki és beszéltük át újra az egészet. Zárásul egy kis labdajáték közben kérdésekre válaszolva dolgoztuk fel az egész óra anyagát.
Forrás: A szerzők archívuma
A Bee-botos órán négyes csoportban ültek a gyermekek. Az órát egy tánccal kezdtük és egy játékkal folytattuk, ami az irányok gyakorlására és a robot programozásának előkészítésére szolgált. Az egyik gyermek volt a programozó, a másik a robot, majd cseréltek. A robot mozgása a Bee-bot robotéhoz hasonlóan előre, hátra, jobbra és balra történt. A fordulás pedig a saját tengelye körüli kilencven fokos fordulatot jelentette. A teremben kellett mozogniuk és nem mehettek egymásnak. Hozzá kell tenni, hogy az osztályban már használták a kis méhecskét, így nem volt számukra újdonság a programozás.
Ezt követően mindegyik csapat húzott egy kis lapot, amelyre valamelyik virág neve volt ráírva. Az első feladat az volt, hogy a kis méhecskét eljuttassák a pályán a nevüktől a virág képéhez. A mese meghallgatása és a beszélgetés ugyanúgy zajlott, mint a kontrollosztálynál. A képek és a virágok nevei itt is kikerültek a táblára. Átbeszéltük a szereplőket, helyszíneket, cselekményeket, melyik rész tetszett a legjobban és hogy melyik szereplő lenne, ha választhatna.
A virágok kívánságainak átbeszélése előtt a csapatoknak újabb feladatuk volt a pályán. Minden csapatnak az előzőekben kihúzott virág képére kellett tennie a méhecskéjét, és a lehető legrövidebb úton kellett eljuttatni a kívánságához. Ami nehezítés volt a pályán, hogy a vakondokat ki kellett kerülniük, illetve egy hídon mehettek át. Közösen kellett megbeszélniük a gyermekeknek a lépéseket.
Ezek után a csapatok megosztották egymással, hogy a viráguknak milyen kívánsága volt. Igaz-hamis állítások következtek, ahol a pályán lévő tündértől kellett indulniuk és az a csapat, aki a jó válaszokhoz tartozó irányt programozta a kis méhecskén, a pitypang képéhez jutott. Összefoglalásul egy wordwallos feladatot végeztünk az osztállyal közösen, ahol az egész történetet átbeszéltük. Itt sem maradhatott ki a legvégén a labdás játék, amelyhez kapcsolódóan a gyermekek élvezettel válaszoltak a kérdésekre.
Összegezve
A gyermekek mindkét osztályban együttműködőek voltak, a tanító utasításait, a feladatokat örömmel hajtották végre. Érdekes megfigyelés volt, hogy a hagyományos óra folyamán mennyire elkülönültek az aktív és kevésbé aktív gyermekek.
A frontális munka során egyes gyermekek a feltett kérdések közül szinte mindegyik megválaszolására lelkesen jelentkeztek, míg mások inkább csendesen oldották meg a feladatokat, és ritkán emelték jelentkezésre önszántukból a kezüket. A hagyományos órával ellentétben a Bee-botos óra mindvégig csoportmunkában zajlott, amely már önmagában jelzi a tanórán való aktívabb részvételt, mégis érdekes volt a két óra közötti különbség megfigyelése e téren. A Bee-botos órán a gyermekek mindvégig aktívan vettek részt a munkában, folyamatosan kommunikáltak egymással, valamint a tanítóra is figyeltek.
A csoportokon belüli kooperáció közötti különbségek megfigyelése egyaránt érdekes lehet, ugyanis egyes csoportokat illetően jelentős kontraszt volt jelen. Míg bizonyos csoportok tagjai jól együtt tudtak működni, addig más csoportoknak ez kevéssé sikerült, amely olyan gyermeki viselkedésekben nyilvánult meg, mint például sírás amiatt, hogy nem ő indította el ismét a robotot, hanem valamelyik csoporttársa, vagy éppen a csoporttagok közti kommunikáció hiánya miatt nem valósult meg a kooperáció.
Ezért mondhatjuk, hogy a Bee-Bot használata az oktatásban nemcsak az algoritmusos gondolkodás fejlesztésére alkalmas, hanem kiváló eszköz a csoportos munka támogatására, a csoport alakulásának elősegítésére, hogy a gyermekek megtanuljanak hatékonyan együttműködni és kommunikálni is.
Mindannyian, akik részt vettünk ebben a kezdeményezésben, értékes tapasztalatokat szereztünk, amelyeket továbbörökítve segíthetjük a pedagógiában végzett tudományos kutatásokat.
A tanulmány bírálati folyamaton ment keresztül.
Felhasznált irodalom:
Csirmaz Mátyás (2003): Alternativitás vagy az oktatási rendszer hiányosságai? A szervezési módok, munkaformák iskolai – osztályrendszerű – használatának tükrében In: Új Pedagógiai Szemle, 53. évf., 10. sz., 86–98., url: https://epa.oszk.hu/00000/00035/00075/2003-10-mu-Csirmaz-Alternativitas.html
Problémamegoldás az alsó tagozaton Bee-Bot/Blue-Bot robotokkal. Digitális pedagógiai-módszertani csomag s kreativitás/problémamegoldó gondolkodás fejlesztésének támogatására. Digitális Pedagógiai Módszertani Központ, url: https://dpmk.hu/2017/11/29/problemamegoldas-az-also-tagozaton-bee-botblue-bot-robotokkal/
Kiss András (2020): A versenyek szerepe az algoritmikus gondolkodás fejlesztésében, az Országos Méh-Ész Logikai Verseny bemutatása. In: Gyermeknevelés Tudományos Folyóirat, 8. évf., 2. sz., 219–231., url: https://doi.org/10.31074/gyntf.2020.2.219.231
Nagy Sándor (1993): Az oktatás folyamata és módszerei. Volos Bt., ISBN 963-04-3128-9
Petzné Tóth Szilvia (2023): Tanítói kincsestár II. kötet Hasznoskönyv tanítójelölteknek és tanítóknak, Győr, Széchenyi István Egyetem Apáczai Csere János Pedagógia, Humán- és Társadalomtudományi Kar, 6-9., ISBN 978-963-7287-33-6.
Sarbó Gyöngyi (2014): Algoritmikus játékok matematikaórán. In: Gyermeknevelés Tudományos Folyóirat, 2. évf., 2. sz., 51–58., url: https://doi.org/10.31074/gyntf.2014.2.51.58
Szántó Sándor (2002): Algoritmikus gondolkodás fejlesztése általános iskolában. In: Új Pedagógiai Szemle, 52. évf., 5. sz., 84–91., url: https://epa.oszk.hu/00000/00035/00060/2002-05-mu-Szanto-Algoritmikus.html