Rozwijanie kompetencji informatycznych - Konferencje...
Transcript of Rozwijanie kompetencji informatycznych - Konferencje...
Podejście inżynierskie w nauczaniu
Wojciech Zuziak
RODN „WOM” w Bielsku-Białej
Seminarium szkoleniowo-kontaktowe „Programowanie z eTwinning”
Opole, 15 listopada 2019 r.1.1
Plan wystąpienia
1. Uczeń: kreatywny myśliciel i twórca
2. Konstruktywizm i konstrukcjonizm Seymoura Paperta
3. Podejście inżynierskie w nauczaniu (w edukacji)
4. Modele implementacji podejścia inżynierskiego
5. Myślenie komputacyjne i kompetencje kluczowe 2
UCZEŃ:KREATYWNYMYŚLICIEL I TWÓRCA
3
Nadrzędny cel edukacji
W dzisiejszym społeczeństwie mniej przecież chodzi o to, co i ile człowiek wie, ale o to,czy myśli twórczo, czy potrafi znajdować nowe rozwiązania w nowych sytuacjach.
Kreatywne myślenie wymaga angażowania innych.
Mitchel ResnickMIT, USA
4
na podstawie: Przedszkola zamiast szkół, 2011, https://www.focus.pl/artykul/przedszkola-zamiast-szkol
foto: http://web.media.mit.edu/~mres/mres-photos.html
Nadrzędny cel edukacji
Wykształcenie kreatywnych myślicieli…
5
…mając dziś do dyspozycji (jak nigdy wcześniej)rewelacyjne narzędzia ICT (TIK)!
Współczesne narzędzia ICT
7
LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Robot mobilny i graficzne środowisko programowania
LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 Robot mobilny
Współczesne narzędzia ICT
8Arduino Education
CTC 101 (Creative Technologies in the Classroom 101)
KONSTRUKTYWIZMIKONSTRUKCJONIZMSEYMOURAPAPERTA
9
Nadzieje konstruktywizmu
10
1. Uczenie należy rozumieć jako aktywny proces, podczas którego istniejąca indywidualna wiedza i umiejętności są zmieniane oraz personalizowane na podstawie nowych, własnych doświadczeń.
na podstawie: Hans Berner, Współczesne kierunki pedagogiczne [w:] Bogusław Śliwerski (red.), Pedagogika, Tom 1, Podstawy nauk o wychowaniu, GWP, Gdańsk 2015
Nadzieje konstruktywizmu
11
2. Duże znaczenie ma zespołowe, autoregulacyjne uczenie się w formie dyskusji.
3. Błędy są istotne – konfrontacje z błędami mają na celu wspieranie rozumienia i przyczyniają się do lepszej konstrukcji zrozumianej wiedzy.
na podstawie: Hans Berner, Współczesne kierunki pedagogiczne [w:] Bogusław Śliwerski (red.), Pedagogika, Tom 1, Podstawy nauk o wychowaniu, GWP, Gdańsk 2015
Nadzieje konstruktywizmu
12
na podstawie: Hans Berner, Współczesne kierunki pedagogiczne [w:] Bogusław Śliwerski (red.), Pedagogika, Tom 1, Podstawy nauk o wychowaniu, GWP, Gdańsk 2015
4. Treści nauczania należy ukierunkowywać na wcześniejsze doświadczenia i zainteresowania uczniów.
5. Istotne są uczucia i osobiste identyfikacje z treściami kształcenia.
W stronę konstrukcjonizmu
Wykonanie czegoś – to dobry sposób na naukę; najlepiej się uczymy poprzez specjalny rodzaj działania, polegający na konstruowaniu czegoś przez siebie:
• budowanie przez dziecko wieży,
• pisanie opowieści (storytelling),
• konstruowanie robota lub
• opracowanie gier wideo.
Seymour Papert (1928-2016)
13
na podstawie: Logo Philosophy and Implementation, 1999,http://www.microworlds.com/company/philosophy.pdf
Seymour Papert: Osiem wielkich idei konstrukcjonistycznych
14
na podstawie: A. Walat, O konstrukcjonizmie i ośmiu zasadach skutecznego uczenia się według Seymoura Paperta, MERITUM 4 (7) / 2007
1. Uczenie się przez działanie –learning by doing
2. Technologia jako tworzywo
3. Ostra zabawa – satysfakcja z dobrze wykonanej pracy – hard fun
4. Uczymy, jak się uczyć –learning how to learn
Seymour Papert: Osiem wielkich idei konstrukcjonistycznych
15
na podstawie: A. Walat, O konstrukcjonizmie i ośmiu zasadach skutecznego uczenia się według Seymoura Paperta, MERITUM 4 (7) / 2007
1. Uczenie się przez działanie –learning by doing
2. Technologia jako tworzywo
3. Ostra zabawa – satysfakcja z dobrze wykonanej pracy – hard fun
4. Uczymy, jak się uczyć –learning how to learn
Seymour Papert: Osiem wielkich idei konstrukcjonistycznych
16
na podstawie: A. Walat, O konstrukcjonizmie i ośmiu zasadach skutecznego uczenia się według Seymoura Paperta, MERITUM 4 (7) / 2007
5. Daj sobie czas – taking time
6. Nie ma sukcesu bez niepowodzeń
7. Praktykuj sam, co zalecasz uczniom
8. Cyfrowy świat, mikroświat –digital world, microworld(zagłębienie w środowisko)
Seymour Papert: Osiem wielkich idei konstrukcjonistycznych
17
na podstawie: A. Walat, O konstrukcjonizmie i ośmiu zasadach skutecznego uczenia się według Seymoura Paperta, MERITUM 4 (7) / 2007
5. Daj sobie czas – taking time
6. Nie ma sukcesu bez niepowodzeń
7. Praktykuj sam, co zalecasz uczniom
8. Cyfrowy świat, mikroświat –digital world, microworld(zagłębienie w środowisko)
PODEJŚCIE INŻYNIERSKIEW NAUCZANIU (W EDUKACJI )
18
Podejście inżynierskie (geneza)
Obszary zainteresowań badawczych:
1. Miejsce zajęć z robotyki we współczesnej dydaktyce szkół polskich (od 2010 r., także w kontekście podstawy programowej kształcenia ogólnego z 2017 r.)
2. Metody pracy z dziećmi i młodzieżą podczas zajęć z robotyki lub programowania
3. Zagadnienie organizacji pracy uczniów w grupie na zajęciach z robotyki lub programowania
19
Logo projektu Laboratorium Robotyki
http://www.roboty.bielsko.pl
Podejście inżynierskie (geneza)
Obszary zainteresowań badawczych:
4. Problem doboru środowisk programistycznychdo wieku i możliwości uczniów
5. Problem wymiany pomysłów w obrębie współpracującej grupy młodych twórców
6. Kwestia uznania autorstwa koleżanki lub kolegi oraz kulturę remix’uw rozumieniu prof. Mitchel’a Resnick’a
20Logo projektu Laboratorium Robotyki
http://www.roboty.bielsko.pl
Podejście inżynierskie (komponenty)
21• Narzędzia ICT (TIK)
• Graficzne środowiska programowania
• Uznanie autorstwa kolegi (koleżanki)
• Użyteczność pracy wykonywanej przez ucznia
• Metodyka zwinna Scrum
• Praca zespołowa
• Rola błędu w dydaktyce
• Kompetencje kluczowe
• Robotyka i programowanie w podstawie programowej
formalno-prawne
naukowo-metodyczne
techniczno-technologiczne
psychologiczno-pedagogiczne
Autorką schematu jest dr hab. Eugenia Smyrnova-Trybulska, UŚ Cieszyn
Podejście inżynierskie (dziś)
• strategia dydaktyczno-wychowawcza
• zakłada tworzenie nowej wiedzy przez uczniów pracujących w zespołach (na podstawie wniosków z prowadzonych badań własnych)
• zakłada dzielenie się z rówieśnikami wynikami prowadzonych badań własnych
22
Podejście inżynierskie (dziś)
• powoduje zmianę dotychczasowej roli nauczyciela w procesie nauczania/uczenia się:Sage on the Stage → Guide on the SideAlison King, College Teaching, Vol. 41, No. 1 (Winter, 1993), pp. 30-35, Taylor & Francis, Ltd.
• ma sprzyjać znajdowaniu dowodów na użyteczność wiedzy i umiejętności matematyczno-techniczno-informatycznych w życiu codziennym 23
Cechy podejścia inżynierskiego
Cecha 1.
Wyrazistość stawianych celów
Znaczenie cechy w procesie nauczania/uczenia się:
Uczeń od początku zajęć wie,
co jest oczekiwanym produktem końcowym24
Cechy podejścia inżynierskiego
Cecha 2.
Wolność dostępu do źródeł informacji
Znaczenie cechy w procesie nauczania/uczenia się:
Sieć Internet jako źródło inspiracji: transfer idei, nie gotowych rozwiązań
25
Cechy podejścia inżynierskiego
Cecha 3.
Różnorodność możliwych rozwiązań
Znaczenie cechy w procesie nauczania/uczenia się:
Istnieje więcej niż jedno prawidłowe rozwiązanie postawionego problemu
26
Cechy podejścia inżynierskiego
Cecha 4.
Otwartość na popełniane błędy
Znaczenie cechy w procesie nauczania/uczenia się:
Błąd i zrozumienie jego przyczyn jako drogowskazprowadzący do celu
27
Zgoda na popełnianie błędów!
Zofia Krygowska (1904-1988) • twórca dydaktyki matematyki
jako dyscypliny naukowej w Polsce• twórca koncepcji czynnościowego
nauczania matematyki • Wyższa Szkoła Pedagogiczna, Kraków
Ulubione określenie: błogosławiony błąd.
Doświadczony nauczyciel zamiast czekać na taki „błogosławiony” błąd, celowo go prowokuje (Stefan Turnau, 1978).
28foto: BIOGRAFIK. Bibliografia źródeł informacji biograficznych o pracownikach Uniwersytetu Pedagogicznego im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie, http://www.bg.up.krakow.pl/biografik/foto/Krygowska_Zofia.jpg
Zgoda na popełnianie błędów!Andrzej Walat• dydaktyk informatyki • autor podręczników do informatyki
W dydaktyce, której istotą jest rozwiązywanie drobnych izolowanych zadań, polegających na powtórzeniu wyuczonego sposobu postepowania, każdy błąd ucznia jest jego porażką.
W dydaktyce, w której jest miejsce na samodzielne poszukiwania uczniów i twórczość błąd jest elementem pozwalającym lepiej zrozumieć problemy i istotę zjawisk, a także lepiej zrozumieć własne strategie rozwiązywania problemów.
29na podstawie: Andrzej Walat, O konstrukcjonizmie i ośmiu zasadach skutecznego uczenia się według Seymoura Paperta, MERITUM 4 (7) / 2007
Zgoda na popełnianie błędów!
Ethan Danahy
• LEGO® Engineering
• CEEO, Tufts University, Medford, USA
Zwraca uwagę na konieczność stosowania takich strategii prowadzenia zajęć, które wprost zakładają jawną zgodę na popełnianie przez uczniów błędów podczas zajęć. 30
Zgoda na popełnianie błędów!
o. Michele Pellerey SDB (Salesiani di Don Bosco) • dydaktyk matematyki• Università Pontificia Salesiana, Rzym, Włochy
Osoby wystawione na ryzyko błędów to te, które dokonują odkryć, osoby wystawione na ryzyko pomyłekto te, które nie mają czego odkrywać – po prostu nieuważnie stosują algorytm.
Dobra szkoła to taka, która pozwala popełniać uczniom więcej błędów niż pomyłek.
31
na podstawie: Aleksander Pawlicki , Szczęśliwe błędy (1), Edunews.pl, 2017
Zgoda na popełnianie błędów!Manu Kapur
• inżynier, nauczyciel matematyki, wykładowca akademicki
• ETH, Zurich, Szwajcaria
Wnioski z badań:
Uczniowie samodzielnie rozwiązujący problemy często sobie nie radzili, w przeciwieństwie do tych, którym pomagał nauczyciel.
Zarazem jednak: lepiej rozumieli zagadnienie, kiedy je im później wyjaśniono – potrafili tłumaczyć mechanizmy tam, gdzie ich rówieśnicy jedynie sprawnie reprodukowali „ścieżkę dostępu” do rozwiązania.
32
na podstawie: Aleksander Pawlicki , Szczęśliwe błędy (2), Edunews.pl, 2017
Zgoda na popełnianie błędów!Manu Kapur
• inżynier, nauczyciel matematyki, wykładowca akademicki
• ETH, Zurich, Szwajcaria
Wnioski z badań:
Uczniowie samodzielnie rozwiązujący problemy często sobie nie radzili, w przeciwieństwie do tych, którym pomagał nauczyciel.
Co jeszcze ważniejsze: lepiej rozwiązywali potem problemy bez wyraźnej struktury, czyli takie, które spotykamy w życiu codziennym.
33
na podstawie: Aleksander Pawlicki , Szczęśliwe błędy (2), Edunews.pl, 2017
Cechy podejścia inżynierskiego
Cecha 5.
Responsywność – szybka reakcjana zmianę warunków
Znaczenie cechy w procesie nauczania/uczenia się:
Nauczyciel jest organizatorem zajęć, ale musi szybko reagować na proponowane przez uczniów zmiany planu 34
Cechy podejścia inżynierskiego
Cecha 6.
Zespołowość
Znaczenie cechy w procesie nauczania/uczenia się:
Najlepsze wyniki są osiągane podczas pracy w zespołach złożonych z 2 lub 3 uczniów
35
Cechy podejścia inżynierskiego
Cecha 7.
Użyteczność produktu
Znaczenie cechy w procesie nauczania/uczenia się:
Pracę zespołu kończy udokumentowanie etapów tworzenia robota (zdjęcia lub instrukcja 3D); z dokumentacji mogą w przyszłości skorzystać inni 36
MODELE IMPLEMENTACJIPODEJŚCIA INŻYNIERSKIEGO
37
Implementacja
Pod pojęciem „implementacja” rozumiemy:
• materializację określonej idei
• urzeczywistnienie obranej strategii
• sam proces poszukiwania środków, które umożliwiłyby osiągnięcie wyznaczonych celów
38na podstawie: S. Ubermanowicz: Implementacja [w:] S. Dylak (red.) i S. Ubermanowicz (red.): Strategia nauczania-uczenia się infotechniki, Fundacja Wolnego i Otwartego Oprogramowania, Poznań 2014
SWOI: Strategia Wolnych i Otwartych Implementacji
39
Creative Commons BY-SA wersja 3.0 Polska
Model klasyczny
40
Wprowadzenie. Wspólne warsztaty dla dyrektorów i nauczycieli
Praktyka obserwacyjna; przygotowanie do zajęć (każda szkoła odrębnie)
Praktyka czynna – prowadzenie zajęć z pomocą konsultanta (każda szkoła odrębnie)
Konsultacje z nauczycielami w szkołach (dla chętnych nauczycieli, każda szkoła odrębnie)
Model małej sieci współpracujących nauczycieli
41
Wprowadzenie. Wspólne warsztaty dla dyrektorów i nauczycieli
Wspólne warsztaty dla nauczycieli, obserwacja wzajemna (co miesiąc w innej szkole z sieci)
Praktyka czynna. Zajęcia z własnymi uczniami w danej szkole (każda szkoła odrębnie)
Konsultacje z nauczycielami w szkołach (dla chętnych nauczycieli, każda szkoła odrębnie)
Model małej sieci współpracujących zespołów kros-pokoleniowych
42
Wprowadzenie. Wspólne warsztaty dla dyrektorów i zespołów (nauczyciel i 2-3 uczniów)
Wspólne warsztaty dla zespołów (nauczyciel i 2-3 uczniów), obserwacja wzajemna (każde spotkanie w innej szkole z sieci)
Praktyka czynna. Zajęcia z własnymi uczniami w danej szkole prowadzone przez zespół (każda szkoła odrębnie)
Konsultacje z nauczycielami w szkołach (dla chętnych nauczycieli, każda szkoła odrębnie)
Modele implementacji
43
• Projekt „Nie taki robot straszny!” (2017-2018)
• Projekt „Nie taki robot straszny!” Druga edycja (2017-2018)
model klasyczny
• Projekt „Klockiem w matematykę!” (2018-2019)
model małej sieci współpracujących
nauczycieli
• Sieć szkół kształcących w zawodach mechatronik i informatyk (2019-2020)
model małej sieci współpracujących
zespołów kros-pokoleniowych
Projekty zrealizowane lub zaplanowane do realizacji w RODN „WOM” w Bielsku-Białej we współpracy z Fundacją ALE Nauczanie z Przeźmierowa (koło Poznania)
MYŚLENIE KOMPUTACYJNE(COMPUTATIONAL THINKING)
44
Myślenie komputacyjne (1)
• Myślenie komputacyjne – pojęcie użyte po raz pierwszy przez Seymoura Paperta
• Idee wykorzystujące umiejętności związane z myśleniem komputacyjnym rozwijały się od połowy XX w.
• Powtarzalny kilkustopniowy proces myślowy polegający na znajdowaniu rozwiązań dla złożonych problemów.
45Jacek Stańdo, Monika Spławska-Murmyło, Sposoby kształtowania u uczniów zdolności algorytmicznego rozwiązywania problemów (Zestaw 7, Zeszyt 1) [w:] Zestawy materiałów dla nauczycieli szkół ćwiczeń – informatyka, ORE, Warszawa 2017
Myślenie komputacyjne (2)Etapy procesu:
1. Dekompozycja: sformułowanie problemu i rozłożenie go na części składowe
2. Analiza: rozpoznanie prawidłowości właściwych problemowi
3. Abstrahowanie: eliminowanie elementów nieistotnych przez uogólnianie
4. Tworzenie algorytmu: rozwiązanie problemu
46Jacek Stańdo, Monika Spławska-Murmyło, Sposoby kształtowania u uczniów zdolności algorytmicznego rozwiązywania problemów (Zestaw 7, Zeszyt 1) [w:] Zestawy materiałów dla nauczycieli szkół ćwiczeń – informatyka, ORE, Warszawa 2017
Myślenie komputacyjne (3a)Myślenie komputacyjne wpływa na rozwój poniższych postaw i nawyków:
• poszukiwanie alternatywnych rozwiązań,
• zaufanie do rozwiązania,
• akceptacja rozwiązań przybliżonych,
• akceptacja braku rozwiązań lub istnienia rozwiązań niezadowalających,
47Jacek Stańdo, Monika Spławska-Murmyło, Sposoby kształtowania u uczniów zdolności algorytmicznego rozwiązywania problemów (Zestaw 7, Zeszyt 1) [w:] Zestawy materiałów dla nauczycieli szkół ćwiczeń – informatyka, ORE, Warszawa 2017
Myślenie komputacyjne (3b)Myślenie komputacyjne wpływa na rozwój poniższych postaw i nawyków:
• kreatywność i pomysłowość,
• udoskonalanie,
• wytrwałość i cierpliwość,
• umiejętność pracy w grupach, podejmowanie współpracy.
48Jacek Stańdo, Monika Spławska-Murmyło, Sposoby kształtowania u uczniów zdolności algorytmicznego rozwiązywania problemów (Zestaw 7, Zeszyt 1) [w:] Zestawy materiałów dla nauczycieli szkół ćwiczeń – informatyka, ORE, Warszawa 2017
Myślenie komputacyjne (4)
Jeannette Wing (2006):
użyteczne postawy i umiejętności, jakie każdy, nie tylko informatyk, powinien starać się wykształcić i stosować
49Maciej M. Sysło, MYŚLENIE KOMPUTACYJNE Nowe spojrzenie na kompetencje informatyczne [w:] Materiały konferencji „Informatyka w Edukacji, XI”, UMK Toruń, 2014, str. 15-32
Myślenie komputacyjne (5)
Maciej M. Sysło (2014):
obejmuje szeroki zakres intelektualnych narzędzi, przydatnych przy rozwiązywaniu problemów z różnych dziedzin, z wykorzystaniem komputera i metod mających swoje źródło w informatyce
50Maciej M. Sysło, MYŚLENIE KOMPUTACYJNE Nowe spojrzenie na kompetencje informatyczne [w:] Materiały konferencji „Informatyka w Edukacji, XI”, UMK Toruń, 2014, str. 15-32
KompetencjeKompetencje są definiowane jako połączenie:
● wiedzy
fakty i liczby, pojęcia, idee i teorie, które są już
ugruntowane i pomagają zrozumieć określoną dziedzinę
lub zagadnienie
● umiejętności
zdolność i możliwość realizacji procesów i korzystania
z istniejącej wiedzy do osiągania wyników
● postaw
gotowość i skłonność do działania lub reagowania na
idee, osoby lub sytuacjeKompetencje kluczowe w procesie uczenia się przez całe życie. Europejskie ramy odniesienia.
Załącznik do Zalecenia Rady z dnia 22 maja 2018 r.
51
KompetencjeKompetencje są definiowane jako połączenie:
● wiedzy
fakty i liczby, pojęcia, idee i teorie, które są już
ugruntowane i pomagają zrozumieć określoną dziedzinę
lub zagadnienie
● umiejętności
zdolność i możliwość realizacji procesów i korzystania
z istniejącej wiedzy do osiągania wyników
● postaw
gotowość i skłonność do działania lub reagowania na
idee, osoby lub sytuacjeKompetencje kluczowe w procesie uczenia się przez całe życie. Europejskie ramy odniesienia.
Załącznik do Zalecenia Rady z dnia 22 maja 2018 r.
52
Kompetencje kluczowe 20181. kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji
2. kompetencje w zakresie wielojęzyczności
3. kompetencje matematyczne oraz kompetencje
w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii
4. kompetencje cyfrowe
5. kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności
uczenia się
6. kompetencje obywatelskie
7. kompetencje w zakresie przedsiębiorczości
8. kompetencje w zakresie świadomości i ekspresji kulturalnej
Kompetencje kluczowe w procesie uczenia się przez całe życie. Europejskie ramy odniesienia.
Załącznik do Zalecenia Rady z dnia 22 maja 2018 r.
53
Zamiast zakończenia…
Chcę, aby moi uczniowie [kończyli naukę] z wiedzą oraz umiejętnością samodzielnego myślenia, gromadzenia dowodów, aby potrafili zmierzyć się z problemem i go rozwiązać.
Chcę rozwijać u moich uczniów wytrwałość, sceptycyzm, ciekawośći wyobraźnię.
Breigh Rodosnauczycielka w szkole Rollins Place Elementary,Zachary (Luizjana), USA
54
Źródło: https://education.lego.com/en-us (luty 2017 r.)