A természet- és műszaki tudományokat sosem volt könnyebb valóságközelivé és izgalmassá tenni a fiatalok szemében. Gaál Bence most új kötettel mutatja meg, hogyan segít ebben a micro:bit – nem csupán programozni tanít, hanem a világ működését is megérteti. Beszélgettünk vele a tananyag szerkezetéről, a tanulói motivációról és arról, hogyan lehet valódi rendszerszemléletet átadni a digitális eszközök révén.
Mesélj kérlek arról, mi inspirálta a micro:bit mint eszköz és a tudományos témák összehozását ebben a kötetben?
Ami inspirált az nem korlátozható csak erre a kötetre. Már a szakdolgozatom is robotikával foglalkozott. Itt egy Arduino szakköri segédanyag került kidolgozásra, majd a későbbiekben a doktori kutatásom fókusza lett az, hogy miként lehet integrálni a robotikát a természettudományos oktatásba. A témaválasztásom szorosan kapcsolódik a végzettségemhez: földrajz- és informatikatanárként mindkét terület régóta közel áll hozzám. Már gyerekként is tanár szerettem volna lenni, és a diplomaszerzést megelőző gyakorlati tapasztalataim során azt is megtapasztaltam, mennyire motiváló tud lenni a robotika a diákok számára. Ezzel szemben azt is láttam, hogy a földrajz tantárgy iránti érdeklődés sajnos csökken. Ennek egyik oka, hogy a szoros tantervi keretek miatt egyre kevesebb lehetőség van az élményszerű, kísérletekre vagy modellekre épülő órákra – ezek nélkül viszont könnyen elveszik a tantárgy „lelke”. Pedig a földrajz szintetizáló természete miatt kulcsszerepet játszhatna a természettudományos nevelésben. Ez a kettősség motivált abban, hogy olyan megoldásokat keressek, amelyekkel újra élményszerűvé és vonzóvá tehető a földrajz, miközben az informatika és a digitális eszközök előnyeit is kihasználhatjuk.
A különböző iskolatípusokban gyűjtött tapasztalataim alapján azt gondolom, hogy a motiváció a tanulás és tanítás egyik legfontosabb eleme. Az olyan diákok, akik megfelelő szinten motiváltak, nagyobb valószínűséggel fognak önálló tanulási tevékenységeket folytatni hosszabbtávon, több ideig képesek a koncentrációjuk fenntartására, jobban jellemzőbb rájuk a kreatív problémamegoldás és kitartóbbak a nehézségekkel szemben is. A doktori kutatásom során az 5.-es osztályommal tanultuk úgy a természetismeretet, hogy közben integráltuk a micro:bitet, mint szemléltető eszközt az órákban és ezeket az eszközöket ők készítették el digitális kultúra órákon. A mostani kötet ezen foglalkozás repertoár kibővítése volt, hogy mégtöbb anyagot tudjak biztosítani a témában érdeklődő kollégák számára. A kötet az ELTE Egyetemi Fiatal Oktatói Kutatói Ösztöndíj keretein belül, A Kulturális És Innovációs Minisztérium Eköp-24 Kódszámú Egyetemi Kiváló-Sági Ösztöndíj Programjának A Nemzeti Kutatási, Fejlesztési És Innovációs Alapból Finanszírozott Szakmai Támogatásával Készült
Hogyan épül fel a könyv – milyen logikai szerkezet mentén halad a természet- és műszaki tudományos ismeretek bemutatása digitalizált formában?
A kötet mozaikokból áll. Nem egy meghatározott tanulási út van benne kijelölve, hanem egyes természettudományi területek vannak megjelölve. A kiadványban szereplő foglalkozások egységes szerkezetben jelennek meg, hogy megkönnyítsék a tanárok számára az eligazodást és a gyors áttekintést. Minden foglalkozás elején egy tömör táblázat található, amely összefoglalja a feldolgozott természettudományos témát, a használt szemléltető modellt, az eszközigényt, az informatikai alapismereteket, valamint a digitális kultúra területéhez kapcsolódó fejlesztési célokat.
A táblázatot egy rövid bevezető követi, amely tudományos kontextusba helyezi a foglalkozást, és megmutatja, hogyan illeszkedik az adott témakör a tantervi követelményekhez. Ahol szükséges, ott kapcsolási rajz is segíti a megértést.
A megvalósítási útmutató lépésről lépésre bemutatja az eszközök összeállítását és a micro:bit programozását. A leírásokat kifejezetten úgy állítottuk össze, hogy informatika vagy digitális kultúra szakképzettséggel nem rendelkező pedagógusok számára is könnyen követhetők legyenek. A kódokat és az építési folyamatokat közérthető magyarázatok kísérik, így a foglalkozások biztonsággal beilleszthetők akár tanórán, akár szakköri keretek között. A kódblokkok színazonosan jelennek meg, a MakeCode szerkesztő stílusához igazodva. A foglalkozások végén egy rövid fogalomtár segít tisztázni azokat az informatikai fogalmakat, amelyek előkerültek a tanulási folyamat során.
A haladó szintű kollégáknak pedig elérhető 2 python alapú foglalkozásterv is, amely a blokkos környezetet elhagyva, az adatvizualizációra helyezi a fókuszt, amely a természettudományok egyik alapvető szemléltetőeszköze.
Milyen életkori csoportra fókuszálsz, és milyen visszajelzéseket kaptál már? Hány éves kortól lehet bevezetni a micro:biteket és hogyan ismerkedhet meg velük az a kolléga, aki még sosem használt ezeket korábban?
A kiadvány nem konkrétan fókuszál életkori csoportokra. A doktori kutatásom alatt és az utána történő országjárás során, ahol fiatal tanárkollégákkal (Bodai Kata, Fábián Gábor és Lőke Bence) több mint 800 diák számára tartottunk foglalkozásokat, gyakorlatilag lefedtünk minden korosztályt 4. osztálytól kezdve.
A foglalkozások bizonyos elemeit kihagyva vagy kibővítve nagyon jól skálázhatóak ezek a tervezetek. A visszajelzések eddig nagyon jók voltak. Az országjárás során 380 kérdőívet (sajnos nem volt idő mindenhol, mert volt, hogy napi 4-5 foglalkozást tartottunk) töltöttek ki anonim módon a gyerekek és ez alapján a tanulók közel háromnegyede szerint a robotika kifejezetten érdekessé tette a tanórát és 79,5%-uk szívesen venne részt hasonló foglalkozásokon a jövőben is. Különösen pozitív visszajelzés érkezett az órák izgalmasságáról, valamint a robotika tudományos témákhoz való illeszkedéséről is.
A válaszadók 60%-a szerint havonta vagy akár ennél is gyakrabban kellene a micro:bitet használni a természettudományos órákon. Csupán 8,4% vélte úgy, hogy az eszközt nem kellene alkalmazni.
A doktori kutatásom során pedig sikerült a motiváltság szintentartása a visszajelzések alapján az 5.-es osztályom körében.
Olyan kollégák számára, akik még nem foglalkoztak micro:bittel, ajánlom a http://microbit.inf.elte.hu/ oldalt, ahol nagyon sok, válogatott segédanyag érhető el, illetve a Micro:bit tanári facebook-csoportot, ahol nyugodtan tehetnek fel kérdéseket az eszközzel kapcsolatban.
Hogyan segít a micro:bit abban, hogy a diákok ne csak kódolni tanuljanak, hanem a természettudományos jelenségeket is értelmezzék?
Ebben nem feltétlen csak a micro:bit tud segíteni, hanem inkább a robotika integrálása.
A robotika kiváló lehetőséget ad arra, hogy a tanulás aktív, alkotó folyamatként valósuljon meg. A diákok saját produktumokat hoznak létre, miközben bátran hibázhatnak, és ezekből a hibákból tanulhatnak is. Ez a szabadság erősíti az autonómiát, a tanulási élmény pedig fejleszti a kompetenciáikat és elősegíti a társas kapcsolódást is. A robotika lehetőséget teremt arra, hogy valós környezeteket modellezzünk és olyan témákat dolgozzunk fel, amelyekre korábban nem volt lehetőség. Emellett hozzájárulhat a nemek közötti egyenlőtlenségek csökkentéséhez is, különösen akkor, ha változatos témákba ágyazzuk és a versengés helyett az együttműködésre helyezzük a hangsúlyt.
A micro:bit egyik legnagyobb előnye, hogy kompakt mérete és egyszerű kezelhetősége révén gyorsan bevethető a tanórákon, nem igényel hosszadalmas előkészületeket. Míg más robotikai eszközök építése időigényes lehet, a micro:bit már alaphelyzetben is használható, ugyanakkor könnyedén bővíthető szenzorokkal vagy padlórobot-kiegészítőkkel. Ennek köszönhetően a tanulók saját, kézzelfogható produktumokat hozhatnak létre, ami növeli a motivációjukat és az élményszerű tanulást.
Az eszköz nem csupán a programozási alapismeretek elsajátítására alkalmas, hanem kiválóan támogatja a természettudományos jelenségek vizsgálatát is. Beépített érzékelői révén a diákok valós időben végezhetnek méréseket, adatokat gyűjthetnek és értelmezhetik azokat – például a hőmérséklet, a fény vagy a mozgás változásait. A kódolás így nem öncélú tevékenység, hanem eszköz a tudományos megértéshez. A programozás és a megfigyelés párhuzamosan fejleszti az algoritmikus és a természettudományos gondolkodást.
Ráadásul a micro:bithez rengeteg magyar nyelvű oktatóanyag és jó gyakorlat érhető el, így az eszköz könnyen beilleszthető az oktatásba akár alsóbb évfolyamokon is. Tapasztalatok és kutatások is alátámasztják, hogy nemcsak a tanulók élvezik jobban az ilyen típusú órákat, hanem a tanárok módszertani magabiztossága is nő. Alacsony ára és sokoldalúsága pedig lehetővé teszi, hogy széles körben elterjedjen a hazai iskolákban.
Mely egy vagy két projektet emelnéd ki a kötetből, amely különösen jól szemlélteti a tanulás és felfedezés élményét?
Az egyik ilyen az MI-alapú képfelismerő projekt, ahol a tanulók egy mesterséges intelligenciát tanítanak be képek segítségével, majd saját micro:bit vezérlővel működtethetik a rendszert. Ez a foglalkozás különösen izgalmas, mert a tanulók maguk tapasztalják meg, hogyan működik az MI a gyakorlatban, hogyan tanul a gép, és milyen hibákból lehet tanulságokat levonni. A program nemcsak a technológiai működést tárja fel, hanem kritikus gondolkodásra is nevel, miközben játékosan vezet be egy komplex témába. A másik a valós idejű hőmérsékletmérés Python nyelven, ahol a tanulók a micro:bit beépített szenzorait használják, és a hőmérsékletváltozásokat adatként kezelik. A foglalkozás során nemcsak a programozási alapismeretek fejlődnek, hanem a természettudományos megfigyelés, a mérési pontosság és az adatértelmezés is központi szerepet kap. A Python nyelv használata lehetővé teszi, hogy a tanulók valódi, szöveges kóddal dolgozzanak, így fejlesztve algoritmikus gondolkodásukat is.
Mit remélsz a tanárok számára nyújtott segítségcsomagoktól és tanári útmutatóktól – hogyan tudják ezeket a gyakorlatban alkalmazni egyszerűen és hatékonyan? Milyen lehetőségei vannak azoknak, akik nem rendelkeznek eszközökkel?
A tanároknak szánt segítségcsomagok és útmutatók célja, hogy biztonságot és magabiztosságot adjanak azoknak is, akik nem rendelkeznek informatikai végzettséggel vagy korábbi programozási tapasztalattal. A kiadványban szereplő foglalkozások lépésről lépésre haladnak, világos magyarázatokat, színkódolt kódblokkokat és vizuális segédleteket tartalmaznak, így az oktatók könnyedén be tudják illeszteni őket a tanítási gyakorlatba – akár tanórán, akár szakköri keretek között.
A gyakorlatban ezek az anyagok úgy épülnek fel, hogy könnyen másolhatók, adaptálhatók, és kis lépésekben vezetik végig a pedagógusokat az eszközhasználaton és a programozáson. Mindez időhatékonyan, a tanórai keretekhez igazítva valósul meg. Ezért is elérhető online az összes programkód.
Akinél nincs elegendő eszköz ott akár egy micro:bit is elegendő lehet az érdekességek bemutatására, valamint néhány projekt megvalósítható a szimulációs felületen, a Python kódok esetén pedig az adatbeolvasást kiválthatja véletlenszámgenerálás is. Azon kollégák számára, akik pedig szeretnék az eszközöket ténylegesen kipróbálni, a micro:bit botorkálás (http://microbit.inf.elte.hu/a-botorkalasrol/) program tud segítséget nyújtani. Az ELTE Informatikai Kar továbbra is biztosít eszközkölcsönzést, óravázlatokat és szakmai támogatást azoknak a pedagógusoknak, akik szeretnék kipróbálni a micro:bitet a tanításban. A program célja változatlan: segíteni a tanárokat abban, hogy élményalapú, digitálisan támogatott tanulási környezetet alakítsanak ki – akár természettudományos, akár más tantárgyi keretek között.
Mit mondanál azoknak, akik tartanak a kódolástól a tévhit miatt, hogy a kódolás világa az informatika világára korlátozódik? Hogyan lehet ezt a sztereotípiát megcáfolni?
Sajnos ez a prekoncepció sokszor jelen van, csak úgy, mint az az állítás, hogy az informatika fiús dolog. Manapság az technológia a természettudományok minden területével összefonódott, ezért egyértelmű, hogy a kódolásra és a digitális kompetenciákra nem csak egy informatikusnak lesz szüksége a jövőben, vagy akár a mindennapokban. A programozás csak egy eszköz, amelyen keresztül a diákok fejleszthetik a problémamegoldó képességeiket, a kritikus- és logikus gondolkodásukat, a rendszerszemléletüket és megismerkedhetnek a kreativitás világával. A sztereotípia megcáfolásához szerintem a legjobb módszer, hogy olyan alkalmazási területeket mutassunk be, amely érdekes a diákok számára és mutassuk meg, hogy valós jelenségeket tudunk modellezni, kísérleteket végezhetünk, adatokat mérhetünk – akár földrajzórán, biológiában vagy technikában is. Mutassuk meg nekik, hogy nem csak a digitális kultúrára korlátozódik az informatika, hanem más tudományterületeken miben valósul meg.
Ugyan ezt gondolom a lányok ügye kapcsán is, hiszen ott is fennáll az a bizonyos sztereotípia, hogy csak a fiúknak való az informatika, pedig ez egyáltalán nincs így. Véleményem szerint a szegregált megmozdulások sokszor kontraproduktívak. Olyan komplex iskolai projektekre van szükség, amely az interdiszciplinaritást megteremtve az informatika különböző aspektusait használják fel eszközként egy saját, akár nyílt végű produktum létrehozásában. Érdemesebb tehát olyan közös projekteket tervezni, ahol mindenki saját érdeklődésének megfelelő szerepet talál: van, aki kódol, van, aki tervez, van, aki prezentál vagy mér. Az interdiszciplináris megközelítés lehetőséget ad arra, hogy az informatika ne céllá, hanem eszközzé váljon.
Az interjút készítette, a cikket tördelte Tóth Éva főszerkesztő.
Forrás: moderniskola.hu