Nauczanie programowane na lekcjach fizyki RYSZARD KOŁODZIEJ WROCŁAW Borowice listopad 2006 r

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Nauczanie programowane nie jest żadną nową techniką nauczania. Wręcz przeciwnie, pewne jej elementy można zauważyć już w starożytności (Sokrates). W czasach nowożytnych elementy nauczania programowanego spotkać można u Komeńskiego. Wreszcie Pawłow, Thorndike, Hull i wielu innych przed Skinnerem analizowało jak uczący się podmiot reaguje na określone bodźce i jak zmienia swoje zachowanie się pod wpływem czynników wyznaczających jego kierunek i formy.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Nie ma sensu opisywania tutaj całej historii nauczania programowanego od lat 20-tych naszego wieku (S.L.Presey) i od lat 50-tych (B.F.Skiner), oraz rozwoju rozmaitych form nauczania programowanego w latach sześćdziesiątych. Zrobił to wystarczająco C.Kupisiewicz [1]. Uważam, że pozycją godną najwyższej uwagi, była książeczka Dawida Crama [2], z której najłatwiej i najszybciej można się przekonać, że nauczanie programowane jest cenną techniką nauczania.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Nauczanie programowane w latach sześćdziesiątych ściśle wiązało się z maszynami dydaktycznymi. Polecam zapoznanie się z książką E.Berezowskiego [3]. Na początku lat siedemdziesiątych ukazało się wiele pozycji [4,5,6,7,8]. Na początku lat osiemdziesiątych też ukazało się kilka pozycji [9,10,11,12].

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Ja sam zajmowałem się nauczaniem programowanym w nauczaniu fizyki od początku lat siedemdziesiątych. Jako nauczyciel fizyki w liceum ogólnokształcącym chciałem, żeby moi uczniowie umieli dobrze rozwiązywać problemy teoretyczne. Umiejętności matematyczne uczniów były wtedy mierne (dziś jest pod tym względem jest bardzo źle). Przyjąłem więc zasadę, że wszystkich potrzebnym mi na lekcji technik rachunkowych nauczę uczniów sam.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Nauczanie programowane okazało się tutaj bardzo pomocne. I to na każdym etapie: organizowania treści nauczania, przygotowania tekstów programowanych oraz wreszcie całkowicie indywidualnej pracy ucznia z tekstem programowanym bez względu na to czy ta praca odbywała się na zwykłych zajęciach szkolnych z całą klasą, czy też uczeń zabierał tekst programowany do domu, bo nie zdążył tej pracy dokończyć na lekcji, lub na takiej lekcji był nieobecny.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Nie ulega wątpliwości, że w nauczaniu fizyki oprócz kształtowania różnych umiejętności intuicyjnych należy kształtować umiejętności ścisłe (takie jak techniki rachunkowe i rozumowanie dedukcyjne). Umiejętności ścisłe można dość łatwo kształtować w sposób zautomatyzowany i jednocześnie indywidualnie w stosunku do każdego ucznia w klasie (poziom umiejętności prezentowany przez poszczególnych uczniów w klasie jest wystarczająco jednorodny dla tych celów).

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Doskonałe opanowanie przez ucznia umiejętności ścisłych nie jest możliwe w toku zajęć zbiorowych i prowadzonych intuicyjnie. Taką możliwość daje jedynie stosowane przez mnie nauczanie programowane. O kształtowaniu u uczniów umiejętności w zakresie technik rachunkowych piszę w innym miejscu, natomiast o wykorzystywaniu wnioskowania dedukcyjnego napisałem w pozycji [13].

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki 1. Etap organizacji treści nauczania Na tym etapie z pełnej listy treści nauczania należy wybrać tylko te, które są niezbędne w dalszej nauce, należy wyeliminować te treści, które później nie wystąpią. W nauczaniu programowanym należy eliminować wszelkie dygresje. Następną ważną czynnością jest właściwe ustalenie kolejności tych treści.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Chodzi o to, by sporządzić wykaz jasno sformułowanych reguł, czyli twierdzeń, tez, definicji, itp. wchodzących w obręb danego tematu oraz uporządkowanie tych reguł według określonej zasady. Końcowy efekt tej pracy musi być sprawdzony za pomocą analizy macierzowej, umożliwiającej graficzne przedstawienie związków merytorycznych i logicznych zachodzących pomiędzy poszczególnymi regułami.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki W przypadku mojej pracy ustaliłem sobie najpierw listę tych umiejętności z zakresu technik rachunkowych, które chciałem wykorzystać już od pierwszych lekcji fizyki. Były to umiejętności, które uczeń mógł wynieść ze szkoły podstawowej, a też umiejętności, które nabywał i kl. I lub II liceum.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki 2. Etap przygotowania tekstów programowanych Ten etap to konstruowanie przykładów konkretyzujących i wyjaśniających każdą regułę. Z przeprowadzonych przeze mnie badań empirycznych wynikało, że efektywność nauczania nie zależała od sposobu zaprogramowania treści (program liniowy, rozgałęziony, mieszany). W związku z tym moje programy mają różny charakter. Zależało to od treści programowanych. Natomiast od środków ekspozycji programu zależało, jakie formy odpowiedzi stosowałem.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki I tak w broszurach programowanych częściej stosowałem odpowiedzi do wyboru, a w programach komputerowych - odpowiedzi konstruowane. Również okazało się, że trudno i mało efektywnie programuje się rozumowanie indukcyjne w nauczaniu fizyki. W dalszych badaniach już nie programowałem treści doświadczalnych. Wiązało się to również z tym, że warunki eksperymentalne w szkołach bardzo różniły się od siebie i nie były stabilne.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki 3. Etap indywidualnej pracy ucznia z tekstem programowanym To jest już finał naszej pracy. Należy tutaj zadbać o to by uczeń chętnie pracował z tekstem programowanym. Należy u ucznia wytworzyć odpowiednią motywację. Czasem bywa to trudne, ale bez odpowiedniej motywacji nie uda się nasze zadanie nauczenia odpowiednich treści. W przeciwnym przypadku będzie to tylko tresowanie ucznia.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Odpowiednio motywowany uczeń nie będzie próbował "oszukiwania" programu, a będzie się starał racjonalnie wykorzystać czas przeznaczony na pracę z tekstem programowanym. Dodatkowo w tekście wprowadzającym piszę: Uczenie się polega na rozwiązaniu odpowiedniej liczby specjalnie wybranych przykładów.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki W zależności od przygotowania użytkownika program daje mniej lub więcej samodzielności w rozwiązywaniu problemów. W żadnym przypadku użytkownik nie powinien pracować bez zeszytu ze szczegółowymi notatkami. Powinien porównywać efekty własnej pracy z ewentualnymi odpowiedziami proponowanymi przez program, a nie odgadywać odpowiedzi.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Nauczanie programowane w tym rozumieniu pozwala na osiągnięcie wielu celów wychowawczych, nie możliwych do osiągnięcia w inny sposób. Wymaga ono robienia starannych notatek w zeszycie, bez tego uczeń pogubi się już po kilku okienkach tekstu i musi rozpocząć pracę od nowa. Wydaje mi się staranność i systematyczność są bardzo ważnymi cechami nowoczesnego uczenia.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Nauczanie programowane w tym rozumieniu pozwala na osiągnięcie wielu celów wychowawczych, nie możliwych do osiągnięcia w inny sposób. Wymaga ono robienia starannych notatek w zeszycie, bez tego uczeń pogubi się już po kilku okienkach tekstu i musi rozpocząć pracę od nowa. Wydaje mi się staranność i systematyczność są bardzo ważnymi cechami nowoczesnego uczenia.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Nauczanie programowane w tym rozumieniu pozwala na osiągnięcie wielu celów wychowawczych, nie możliwych do osiągnięcia w inny sposób. Wymaga ono robienia starannych notatek w zeszycie, bez tego uczeń pogubi się już po kilku okienkach tekstu i musi rozpocząć pracę od nowa. Wydaje mi się staranność i systematyczność są bardzo ważnymi cechami nowoczesnego uczenia.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Z całego pakietu programów musi wybrać te, które mu odpowiadają i wzmacniają jego oddziaływania dydaktyczne. To nauczyciel powinien doradzić uczniowi, z których programów pakietu powinien skorzystać. Oczywiście, efektywność nauczania programowanego w małym stopniu zależy od środków służących do ekspozycji programu. W epoce przedkomputerowej oprócz książki czy broszury programowanej stosowano tutaj najrozmaitsze maszyny uczące.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Poprawiały one nieco efekty nauczania, ale jednocześnie bardzo podrażały proces nauczania. Przygotowanie materiałów nauczania programowanego było procesem bardzo żmudnym i czasochłonnym. Powielanie ich i poprawianie też nie było sprawą łatwą. Pojawienie się w połowie lat osiemdziesiątych mikrokomputerów zrewolucjonizowało tylko samo powielanie i poprawianie programów. Dziwnym jednak trafem fakt ten nie odrodził już nauczania programowanego.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Uwagi końcowe Komputerów w szkołach i domach uczniowskich jest teraz tak dużo w Polsce, że indywidualna praca ucznia z komputerem jest powszechna. Skuteczne nauczenie się przez uczniów odpowiednich technik rachunkowych wcale nie spowoduje zmniejszenia się zainteresowania uczniów zjawiskami symulowanymi za pomocą komputera, modelowaniem procesów fizycznych, czy komputerowym wspomaganiem eksperymentu fizycznego. Wręcz przeciwnie.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Uważam, że wszystko to, co w nauczaniu fizyki prowadzi do kształtowania umiejętności ścisłych, można i powinno się zautomatyzować, gdyż i tak uczeń musi przez to przejść indywidualnie, nie nauczy się on tego obserwując czynności swojego kolegi czy dyskutując z nim. Te zautomatyzowane części wykładu czy ćwiczeń rachunkowych powinny być dla ucznia czy studenta dostępne w jego domu czy w specjalnej czytelni informatycznej, gdzie przy użyciu komputera (ale przede wszystkim swoich notatek pisanych w trakcie pracy z komputerem) może on opanować umiejętności ścisłe.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Taka organizacja procesu nauczania pozwoli zaoszczędzić mnóstwo czasu na wykładach i ćwiczeniach - jest to sprawa kapitalna w dobie nieustannego zmniejszania liczby godzin przeznaczonych na nauczanie fizyki. Uważam za celowe zaprogramowanie w konwencji nauczania programowanego części wykładów i ćwiczeń rachunkowych różnych przedmiotów występujących w trakcie studiów fizycznych.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Pozwoli to na zdecydowane zwiększenie efektywności nauczania fizyki na wszystkich szczeblach nauczania. Część swoich doświadczeń z pracy nad nauczaniem fizyki wspomaganej komputerem opisałem w artykułach [14,15].

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki Literatura 1) C.Kupisiewicz, Nauczanie programowane, PZWS, 1070. 2) D.Cram - Maszyny i programowanie dydaktyczne, PWN, 1969. 3) E.Berezowski, Maszyny dydaktyczne, PZWS, 1968. 4) Przykłady tekstów programowanych, PWSZ, 1971. 5) C.Dejnarowicz, T.Karwat, Modele programowania w dydaktyce, PWSZ, 1972. 6) Instytut Pedagogiki, Przykłady tekstów programowanych z matematyki, PZWS, 1972. 7) K.Kruszewski, Nauczanie programowane w systemie dydaktycznym, PWN,1972. 8) Problemy modelowania procesów dydaktycznych, red. E.Berezowski, PWN, 1978.

Nauczanie programowane na lekcjach fizyki 9) Problemy algorytmizacji i automatyzacji procesu dydaktycznego, PWN, 1983. 10) Aspekty dydaktyczne automatyzacji procesu kształcenia, PWN, 1984. 11) Programowanie dydaktyczne w szkole wyższej, PWN, 1984. 12) S.Jarmark, Komputery w dydaktyce szkoły wyższej, PWN, 1979. 13) R.Kołodziej, Wnioskowanie dedukcyjne na lekcji fizyki z wykorzystaniem tekstu programowanego, ZN Uniwersytetu Gdańskiego, wydz. mat-fiz-chem, Problemy Dydaktyki Fizyki, nr.3, Gdańsk ,1977 14) R.Kołodziej, Wykorzystanie mikrokomputera do kształcenia umiejętności rozwiązywania problemów teoretycznych z fizyki w liceum ogólnokształcącym, Wybrane Problemy Dydaktyki Fizyki, s.323-327, Biecz wrzesień 1985. 15) R.Kołodziej, Wpływ indywidualnych zajęć komputerowych na umiejętności uczniów kl.I technikum w zakresie technik rozwiązywania problemów, s.376-377, Wybrane Problemy Dydaktyki Fizyki, Biecz, 14-19 września 1987. .