Archívum - 2018 - Zamárdi (2018.11.22 - 2018.11.24)

 Az informatikai ismeretekkel, tudással kapcsolatos fogalmi változások (Csapó, 2002, Molnár, 2011, Pluhár 2016) az oktatásra is kihatnak. Az informatikai gondolkodás (computational thinking, Wing, 2008) fogalmának megfelelni komoly kihívást jelent.

Több irányzat is létezik a „teljes”, illetve egyes területeinek lefedésére: a programozás, robotika oktatása, a kiemelt területek erősítése és a számítógép nélkül is megvalósítható kezdeményezések.

Az egyik ezen utóbbiak közül a nemzetközi Bebras kezdeményezés, mellyel Magyarországon 2011 óta minden évben – mint „HÓDítsd meg a biteket!” kihívás – találkozhatnak a diákok 4-től 12-ik osztályig (Pluhár 2012, Pluhár 2016, Pluhár, Gellér 2017).

Előadásunkon a 2018-as év versenyére, eredményeire, tapasztalataira, valamint a kezdeményezés versenyen kívüli eseményeire térünk ki.

A programozás egyik Achilles-sarka a dokumentáció.

Hacsak nem nagyon konkrét követelmények között dolgozik a programozó,

akkor a forrásszöveg folyamatosan változik, és a dokumentációnak

ezt folyamatosan követni kellene.

Valójában többfajta dokumentációról beszélhetünk.

A felhasználót a telepítési útmutató és a felhasználói kézikönyv érdekli.

A külső fejlesztők számára a kapcsolódási pontok (API) leírása fontos,

míg a belső fejlesztőknek a rendszer részletes leírása (osztály-, állapot-,

és szekvenciadiagramok, valamint a forrásszövegben szereplő kommentek).

Újabban a fejlesztők mellett megjelennek a tesztelők is, számukra készül

egy tesztelési terv, és annak végrehajtási naplója is.

Az egész fejlesztést megalapozandó pedig készülnek követelményjegyzékek,

és ezen alapuló tervek (rendszerint UML diagramok formájában),

és ha minden kész van, az egész projektet egy jelentés zárja le.

Még ha meg is van adva, hogy egy osztálynak milyen attribútumokkal és

milyen metódusokkal kell rendelkezni, a leírások az egyes metódusok

megvalósítási módjaira már nem térnek ki.

Ebben a programozó már szabad kezet kap.

Viszont ez a szabadság azzal is jár, hogy akár egy héttel később sem tudja,

hogy pontosan miért is választotta azt az adatszerkezetet, illetve hogyan is

működik az algoritmusa.

Knuth a nyolcvanas évek elején javasolt egy módszert,

mely nem aratott áttörő sikert az iparban,

de a szerzők szerint a programozás oktatásában helye lehetne.

A cikkben bemutatjuk ezt a módszert és javasolt helyét.

Az elmúlt évek informatikaoktatásának kulcsszava a számítógépes gondolkodás és az algoritmizálás. Egyre többen ismerik fel ennek a fontosságát és dolgoznak ki számos módszert és tananyagot ezen készségek hatékony fejlesztéséhez. A táblázatkezelői témakör oktatásához és elsajátításához már 10 éve létező Sprego módszertan illeszkedik ebbe a szemléletbe és sémák kialakításán keresztül, minimális számú általános célú függvény felhasználásával segíti a tanulók algoritmizálási készségének és számítógépes gondolkodásának a fejlődését. Az elmúlt években a módszer számos támogató kiegészítővel bővült, köztük unplugged és semi-unplugged eszközökkel. A módszer hatékonysága tudományos alapokon bizonyított, amely az újonnan bevezetett segédeszközökkel tovább növelhető.

A Sprego módszertanhoz készítettünk egy mobil eszközökön is elérhető 2D applikációt, amelyben autentikus és egyben látványos problémákat, valamint azok megoldását mutatjuk be animációk segítségével. Az animációk lépésről lépésre szemléltetik a problémamegoldás algoritmusát, amely párhuzamosan nyomon követhető egy képletkiértékelő felületen. A program folyamatos fejlesztés alatt áll és egy korábbi verzió oktatásban történő használata igazolta az előzetes hipotéziseinket a program hatékonyságát tekintve. Jelen előadásunkban ismertetjük az alkalmazás továbbfejlesztett, új animációval bővített változatát, amely egyenlőtlenségi problémák Sprego megoldását mutatja be. Továbbá a jelenleg fejlesztés alatt álló, de már koncepció és tervezés szinten létező további problémák implementációira is kitérünk.

A kompetencia-alapú mérőeszközök egyértelműen bizonyítják, hogy a táblázatkezelés oktatása során jelenleg alkalmazott, széleskörűen elfogadott módszerek nem elég hatékonyak. Ezek a hagyományosnak tekinthető táblázatkezelési megközelítések az egyes szoftverek speciális funkcióira, jellemzőire, az eszközhasználatra fókuszálnak, ahelyett hogy az algoritmikus, számítógépes vagy absztrakt gondolkodás fejlesztését, valamint a számítógépes problémamegoldást helyeznék előtérbe.

Munkánk során egy olyan semi-unplugged eszközt hoztunk létre, amely programozási alaptételek autentikus környezetbe helyezett Sprego-implentációját teszi elérhetővé 3D (virtuális) térben, demó és interaktív módban. A program alapkoncepciója szerint, autentikus terekből adaptált avatárokkal játszatjuk el az algoritmust, mellyel párhuzamosan futtatjuk a szöveges képletkiértékelőt. Ezzel a módszerrel célunk, hogy növeljük a diákok lelkesedését modern, látványos és megnyerő reprezentációkkal és hatékony támogatást tudjunk nyújtani a számítógépes gondolkodás, mint alapkészség fejlesztéséhez. Az általunk megtervezett szoftver Unity3D-ben került implementálásra, kihasználva egyrészt a program a testreszabhatóságát, valamint a széleskörű platformok támogatását, beleértve a Windows, iOS, Macintosh, Linux és Android rendszereket. Jövőbeli terveink között szerepel a szoftver szélesebb oktatási környezetben történő kipróbálása és hatékonyságvizsgálata, valamint az alkalmazás továbbfejlesztése új algoritmusok implementálásával és új funkciókkal történő bővítésével.

A Webergonómia, illetve UX területéhez kapcsolódóan számos olyan elvet/módszert ismerünk, amelyeknek célja, hogy pozitívan befolyásoljuk a felhasználói élményt, vagyis a felhasználók minél nagyobb megelégedéssel használják az általunk fejlesztett szoftvereket.  Vannak azonban olyan alkalmazásfejlesztők, illetve tervezők, akik a profit maximalizálás érdekében egy másik utat választottak és sötét mechanizmusok segítségével manipulálják a felhasználókat.  Előadásomban ezeket a tipikus „piszkos trükköket” kívánom bemutatni.

Absztrakt. Az etikus és biztonságos internethasználat tanításának legfőbb kihívása az, hogy az ismeretek átadásának mindaddig kevés haszna van, amíg nem sikerül a diákokban kialakítani azt az attitűdöt, hogy a tanultaknak megfelelően járjanak el. Ugyanakkor, az ismeretek alkalmazása többnyire olyan körülmények között történik, amire a tanárnak nagyon kevés rálátása van, a diák pedig ritkán szembesül a nem megfelelő magatartásának következményeivel, amelyek ugyanakkor nagyon súlyosak lehetnek. A cikkben azt elemezzük, hogy mit érdemes elmondani a diákoknak az álprofilok kapcsán, milyen kompetenciákat fejleszthetünk ezzel, és hogyan használható ez arra, hogy a diákokat meggyőzzük az etikus és biztonságos internethasználat szükségességéről?

Kulcsszavak: álprofilok, etikus és biztonságos internethasználat, nevelés.

Az Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet megállapításából kiindulva, mely szerint „A hazai mérés-értékelési rendszerből hiányzik a Nat-ra és a kerettantervekre épülő fejlesztő értékelés, amely segíthetné a tanulót, pedagógust és szülőt annak megítélésében, hogy hol tart a tanuló a Nat, a kerettantervek és a helyi tantervek által előírt ismeretek, tudás, készségek és kompetenciák elsajátításában.”, összeállítottunk egy olyan tesztet, amellyel mérhető, hogy a tanulók milyen mértékben képesek a mindennapi életszituációkhoz hasonló feladatokban alkalmazni a tudásukat. Ennek megfelelően, kutatásunk elsődleges célja, hogy felmérjük az általános iskola 7-8. és a középiskola 9-10. évfolyamos tanulóinak számítógépes problémamegoldó készségét tantárgyközi kapcsolatokra épülő feladatok alapján. Felmérésünk további célja egy olyan objektív mérőeszköz megszerkesztése, amely hatékonyan alkalmazható tantervi és oktatástámogató eszközök tervezésében. A témaválasztás időszerűségét még inkább indokolja a véleményezésre megjelent új Nat-tervezet, melyben a tanulók digitális kompetenciájának és számítógépes gondolkodásának fejlesztése kiemelt szerepet kapott.

Ez utóbbi cél azért is kiemelt jelentőségű, mert a teszt előkészítése során azt tapasztaltuk, hogy a jelenleg érvényben lévő Nemzeti alaptanterv és az informatika kerettantervek nem támogatják kellő hatékonysággal a tanulók számítógépes gondolkodásának, algoritmikus, valamint számítógépes problémamegoldó készségének fejlesztését. Az eszközorientáltságon túl a kerettantervek számos nehezen vagy többféleképpen értelmezhető kifejezést tartalmaznak, melyek nem nyújtanak elegendő útmutatást a tanároknak ahhoz, hogy a tanórát megtöltsék valós tartalmakkal. Nem adnak továbbá egyértelmű támogatást arra vonatkozóan sem, hogy hogyan valósíthatóak meg valódi tudástranszfer és tantárgyközi kapcsolatok az informatika egyes tematikai egységei, fejlesztési területei, valamint az informatika és más tárgyak között.

A 2017/2018-as tanév végén indított informatikai kompetenciamérésünk olyan valós életből vett minták alapján próbálta mérni a tanulók informatikai ismereteit, számítógépes problémamegoldási készségét, amelyek egyértelműen megkövetelik az erős, valódi tantárgyközi kapcsolatok meglétét és ezen kapcsolatokon keresztül szerzett tudás alkalmazását. Tantárgyközi kapcsolatokon értjük egyrészt az informatika részterületei közötti tudástranszfert, valamint más tantárgyak és tématerületeket tantárgyi tartalmainak informatikai eszközökkel történő feldolgozását.

A mérés eredményei egyrészt mutatják a jelenleg elterjedt megközelítéseket és módszereket, másrészt egyértelművé teszik a tanulói tévhitek jelenlétét. Jelen tanulmányban a mérés alapján beazonosítható általános és a táblázatkezelői problémamegoldáshoz köthető tévhitek bemutatását célozzuk meg. Továbbá példákat mutatunk annak szemléltetésére, hogy mely tudáselemek milyen tantárgyközi kapcsolatokból származhatnak, valamint azt, hogy a táblázatkezelői környezetben szerzett tudás, hogyan örökíthető át más informatikán belüli és kívüli tématerületekre.

A mai diákok – az óvodától a felsőoktatásig – a Z generációhoz tartoznak. Ők már egy olyan világba születtek bele, ahol a számítógépek, a mobiltelefonok és a videojátékok a mindennapi élet szerves részét képezik. Az angol nyelvű szakirodalom találóbb szakkifejezéssel illeti ezt a generációt, hiszen ők a digitális bennszülöttek (digital natives), akik anyanyelvi szinten beszélik a számítógépek, videojátékok és az internet digitális nyelvét. Természetesen ezek alapján jogosan tehetjük fel azt a kérdést, hogy szüksége van-e ezeknek a diákoknak az informatika oktatására, tudunk-e újat mutatni nekik, lefedi-e a diákjaink ösztönös tudása azon programok ismeretét, amit a munkaerőpiac elvár tőlük. Gazdasági illetve agrárképzésben részt vevő hallgatóink álláslehetőségeit megvizsgálva megfigyelhetjük, hogy a felhasználó szintű számítógép-ismeret és az alkalmazói programok használata, statisztikák készítése és az adatok grafikus ábrázolása majdnem mindenhol elvárás. A 2012-es Nemzeti Alaptantervet tanulmányozva, azzal a feltételezéssel élhetünk, hogy diákjaink az egyetem padjaiba való megérkezésükkor ezzel a tudással már rendelkeznek. Azonban az első gyakorlaton szembesülünk a valósággal, amikor elhangzik az az egyszerű kérdés, hogy mit tanultak középiskolában? Egy rövid kis beszélgetés révén kiderül, hogy elképzeléseink tévesek és elkezdhetjük a cella fogalmát megtanítani.

Ennek a szituációnak a pontos dokumentálására elkészítettünk egy felmérést a Debreceni Egyetemen Gazdaságtudományi Kar és Mezőgazdaság- és Élemiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar elsőéves diákjai között, melyben megkérdeztük, hogy véleményük szerint mennyire sajátították el az alkalmazói programok használatát a középiskolában? Mivel az üzleti szektorban az Excel a lingua franca, ezért a táblázatkezelők ismerete alapvető a diákjaink számára. A hallgatók saját tudásszintjükről vélekedést ütköztetni kívántuk a realitással. Ezért az ebben a félévben informatikát tanuló gólyáinkkal megoldattuk a 2015-ös októberi középszintű érettségi feladatsor táblázatkezelésre vonatkozó feladatát. Az előadásomban eme felmérés eredményét szeretném ismertetni, amely a több mint ötszáz diák és a különböző szakok miatt tekinthető reprezentatív mintának.

A középiskolai programozás oktatásban az algoritmikusan nehéz feladatok megoldása jóval hangsúlyosabb, mint az architektúrális gondolkodás fejlesztése. Az előadásom célja ezen probléma bemutatása, részletezése, valamint egy olyan tananyagba építhető modul bemutatása, mely a valós idejű rendszerek alapszik, s a fent említett kompetencia fejlesztésére szolgál.

Középiskolai tanári minőségjavító rendszerekhez fejlesztettünk ki egy új értékelési rendszert a meglévő értékelési rendszerük mellé.

Mivel eddig a bejövő értékelő lapokat statisztikai alapon értékelték ki így a "szerencsének" nagy faktora volt,hogy melyik oktatót melyik másik oktatók értékelték és melyik oktatók nem értékelték. Így lehettek olyan esetek,hogy valaki nagyon szerencsés volt és csak kedves értékeléseket kapott valaki pedig csak szigorúakat így ez mindkét esetben torzított hol negatívan hol pozitívan. De így az évről évre való kiértékelés hatásfoka nem volt megfelelő.

Erre állítottunk össze egy gráfokat alkalmazó és adatbányász módszereket használó új értékelési rendszert az összehasonlíthatósági gráfokkal és ezeket egy módosított pagerank algoritmussal való feldolgozására és innen egy megbízhatóbb értékelések kinyerésére ahol a tanárok jobban láthatják az értékeiket illetve egymással is jobban összehasonlítható eredményeket kaphatnak .

Micro:bit haladó, robotika bevezetés

A microkontrollert külső eszközök vezérlésére használjuk. Kilépünk a lapkából, folytatjuk a hatodikos, hetedikes évfolyamokban történt bevezetést. Rákötünk LED-eket, különféle szenzorokat (távolságmérő, hőmérő, fényerősség mérő stb.), szervo motort, hangszórót. 

Egy okosház alapjait kezdjük el.

Megtanítjuk a tanárokat eszközprogramozásra. Gyakorlati foglalkozás, sok eszközünk van hozzá.

Az informatikai ismeretekre épülő szolgáltatások bővülése olyan társadalmi változásokat eredményez, melyek szükségessé teszik nem csak a technológia, hanem a felhasználói magatartás tanítását is, nem csak ismeret- és készség-, hanem attitűdfejlesztés szinten is. Ezzel szemben, egyes oktatáskutatók olyan véleményeket is megfogalmaznak, hogy megfelelő szervezéssel tanárra nem is lenne szükség. Ezen szélsőségesnek tűnő megállapítás mellett az tény, hogy a multimédiás szolgáltatások, robotika és mesterséges intelligencia fejlődésével egyre több tudás átadása legalábbis részben automatizálhatóvá válik a robotok és az egyre bővülő multimédiás digitális tananyagok segítségével. A cikkben megvizsgáljuk, hogy egyes informatikához kapcsolódó iskolai szintű ismeretek tanítása várhatóan milyen módon lesz automatizálható, hogyan változhat meg ennek következtében a tanár szerepe, és ily módon melyek azok a kompetenciák, amelyek fejlesztését valószínűleg célszerű lenne az informatikatanári képzésben kiemelten kezelni.

Kulcsszavak: automatizált oktatás, oktatási módszerek, informatikatanári kompetenciák

A micro:bit egy kifejezetten oktatási célra létrehozott, egylapkás mikrovezérlő (SBC), amely a BBC ötlete és koordinálása alapján került kifejlesztésre 29 partner bevonásával, annak érdekében, hogy a diákok minél korábban betekintést nyerjenek a programozás, illetve a mérnöki tudományok alapjaiba, ezzel is ösztönözve őket, hogy később a STEM területekkel kapcsolatos pályát válasszanak.

A mikrovezérlő kiválóan használható arra, hogy a gyerekek játékosan elsajátíthassák a programozás alapjait, de lehetőségeit számos más tantárgyban (pl. fizika/matematika/kémia, vizuális kultúra, zene) is fel lehet használni, hiszen beépített (és külső) szenzorai segítségével számos egyszerűbb mérés is elvégezhető vele, de akár egyszerűbb animációk megjelenítésére is alkalmas, amelyet zene is kísérhet.