Komputer w procesie kształtowania umiejętności arytmetycznych uczniów klas wczesnoszkolnych

Renata Kozieł

Komputer w procesie kształtowania

umiejętności arytmetycznych

uczniów klas wczesnoszkolnych

Ś l ą s k i e g o (L X III) (29)

Renata KOZIEŁ

Komputer

w procesie kształtowania

umiejętności arytmetycznych

uczniów klas wczesnoszkolnych

C o m p u t e r a s s i s t e d i n s t r u c t i o n o f a r i t h m e t i c s k i l l s b y e l e m e n t a r y s t u d e n t s A b str a c t: The subject of th e article is th e n a t u r a l pedagogical e x p e rim e n t w hich w as to

show an inno v a tiv e didactic situ a tio n a n d ch a n g es in know ledge of a r ith m e tic a n d skills le a r n t by e le m e n ta ry stu d e n ts. Moreover, some positive v a lu e s of te a c h in g com p u ter a s siste d m a th e m a tic s h ave b ee n p re se n te d .

K e y w o r d s: in te g r a te d e le m e n ta ry education, a r ith m e tic skills, c o m p u ter a s s is te d in ­

stru ctio n

W p ro w a d z e n ie

Początkowe nauczanie m atem atyki stanowi podstawę do nauki na kolejnych etapach procesu edukacji. Dlatego też ta k ważne jest zapew­ nienie uczniom klas zintegrowanej edukacji wczesnoszkolnej dobrego s ta rtu w uczeniu się m atem atyki. Rozwój umysłowy uczniów powinien być wspomagany przez stosowanie odpowiednich metod kształcenia, form

R e n a t a Kozieł: K o m p u te r w procesie. ₁₅₉ organizacyjnych uczenia się, mediów i m ateriałów dydaktycznych. Od prawidłowo opanowanych pojęć i umiejętności m atem atycznych zależy

powodzenie w dalszej edukacji matematycznej.

Nie bez znaczenia pozostaje również obrane przez nauczycieli wcze- snoszkolnych podejście do wprowadzania pojęć i rozwijania umiejętności m atem atycznych uczniów. Zdaniem Zofii Krygowskiej, aktywizowanie wyobraźni m atem atycznej i myślenia matematycznego ucznia decyduje 0 rezultatach proce su kształcenia. Zasada aktywnego i świadomego udzia­ łu ucznia w procesie nauczania - uczenia się jest nieodzownym w a ru n ­ kiem realizacji innych zasad kształcenia ( K r y g o w s k a , 1977, s. 3-4). W ielką rolę własnej aktywności dziecka w jego rozwoju podkreślali m.in. Jerom e S. B r u n e r (1974; 1978), J e a n Piaget (za: W a d s w o r t h , 1998), L.S. Wygotski (za: W a d s w o r t h , 1998). Zgodnie z konstruktywistycz- nym podejściem dziecko powinno być aktyw ne i twórcze. To ono buduje swoją m atem atykę, nauczyciel zaś wspiera jego działania i rozwój.

Efektywność pracy ucznia w zdobywaniu wiadomości i umiejętności z zakresu edukacji m atem atycznej uzależniona jest od jego aktywności poznawczej zewnętrznej (doświadczeń ucznia), oraz od jego aktywności poznawczej wewnętrznej (procesów myślowych) ( Mo r o z , 1986, s. 18).

Właściwy przebieg procesu kształcenia zbudowany na podstawie filo­ zofii konstruktyw izm u wiąże się z koniecznością sięgania po bogaty m a­ teriał konkretny, po różne m ateriały i media dydaktyczne. M ultim edial­ ny program, zawierający bogaty m ateriał konkretny, może ułatwić pracę nauczycieli, oszczędzić nie tylko czas, ale i energię w k ład an ą w przygoto­ wanie m ateriału konkretnego dla każdego ucznia w zespole klasowym.

Kom puter z właściwie skonstruowanym i pod względem merytorycz­ nym edukacyjnymi programami, poprawnie stosowanymi pod względem metodycznym w procesie nauczania i uczenia się, stanowi atrakcyjne 1 pożyteczne dla uczniów medium dydaktyczne. Jednocześnie należy pod­ kreślić, że m edium to powinno pełnić jedynie w spom agającą funkcję w procesie kształcenia, w przeciwnym razie staje się przyczyną licznych zagrożeń dla prawidłowego rozwoju wychowanków.

Pozytyw ne w alory kom puterow ego w spom agania

zintegrow anej edukacji m atem atycznej

Prawidłowy rozwój myślenia matematycznego wymaga odpowiedniej organizacji czynności ucznia z w ykorzystaniem odpowiednio dobranych mediów i materiałów dydaktycznych, w tym również komputera wraz z edu­

kacyjnym oprogramowaniem. Dobrze przemyślane, zaplanowane, celo­ we i systematyczne stosowanie staran n ie dobranych edukacyjnych pro­ gramów sprzyja w znaczący sposób rozwojowi umiejętności m atem atycz­ nych. Ponadto interaktyw ne walory komputerowych programów wspo­ m agają sensoryczną w e rb a ln ą em ocjonalną i m otoryczną aktywność ucznia.

Edukacyjny program komputerowy poprawnie skonstruowany i in ­ tencjonalnie stosowany do w spom agania procesu kształtow anych um ie­ jętności m atem atycznych uczniów klas wczesnoszkolnych wpływa pozy­ tywnie na wzrost zainteresow ania m atem atyką. Stw arza nowe możliwo­ ści zwiększenia stopnia aktywności uczniów w realizacji zadań naucza­ nia i uczenia się. Uczenie się wspomagane kom puterem staje się b a r­ dziej atrakcyjne, przyciąga uwagę uczniów, pozytywnie zmienia relacje między nauczycielem a uczniami. Stw arza wiele okazji do aktywnego konstruow ania wiedzy i ćwiczenia kształtow anych umiejętności m ate­ matycznych uczniów.

Przeprowadzone przeze mnie empiryczne badania diagnostyczno-we- ryfikacyjne z zakresu komputerowego wspom agania zintegrowanej edu­ kacji m atem atycznej w klasach I szkoły podstawowej pozwoliły na do­ strzeżenie pozytywnych walorów tej nowej metody. Do zalet kom pute­ rowego w spom agania zintegrowanej edukacji m atem atycznej można za­ liczyć:

- zdobywanie nowych doświadczeń związanych z nowoczesnym urządze­ niem, jakim jest komputer,

- korzystanie z wielu różnorodnych, motywujących i atrakcyjnych ćwi­ czeń, usprawniających proces kształtow ania pojęć matematycznych, - uczestniczenie w sytuacjach dydaktycznych sprzyjających pełnem u za­

angażow aniu się w to, czego się uczą i dążeniu do osiągnięcia jak n aj­ lepszych wyników,

- spotęgowane zainteresowanie i zaangażowanie emocjonalne, dzięki po­ łączeniu rozwiązania zadania matematycznego z w y g ra n ą usłyszaną pochw ałą możliwością przejścia do następnego etap u zabawy (czasa­ mi wyższego poziomu trudności),

- pobudzenie do samodzielnego myślenia,

- obniżenie wysiłku potrzebnego do przyswojenia określonych wiadomości i umiejętności matematycznych,

- poczucie sprawstwa, kreow ania rzeczywistości, kontrolowania p rze­ biegu zabawy dzięki możliwości wpływania na to, co dzieje się na ek ra ­ nie monitora, a jednocześnie odpowiedzialności za podejmowane, sto­ sowne działania rachunkowe,

- wzmocnienie przekonania o własnych możliwościach, pozbywanie się nieśmiałości oraz poczucie wysokiej skuteczności uczenia się,

R e n a t a Kozieł: K o m p u te r w procesie. ₁₆₁ - sprzyjanie rozwojowi umiejętności rozwiązywania zadań tekstowych,

dzięki stosowaniu ćwiczeń stymulujących ucznia do m yślenia i tw ór­ czego działania, jak również rozwijających umiejętność i sprawność rachunkow ą

- lepsze opanowanie i zrozumienie system u dziesiątkowego, co w yraź­ nie łączy się ze w skazywaniem cyfry jedności i dziesiątek w liczbach jednocyfrowych i dwucyfrowych,

- zwiększenie trwałości ćwiczonych i utrw alanych z pomocą kom putera wiadomości i umiejętności arytmetycznych.

Ponadto spostrzeżenia zarejestrowane podczas obserwacji bezpośred­ niej, ukrytej, przeprowadzonej w trakcie zajęć z zakresu edukacji m a te ­ matycznej, wspom aganych komputerem, dały podstawę do wysnucia ko­ lejnych wniosków. Komputerowe wspom aganie zintegrowanej edukacji m atem atycznej gwarantuje:

- pełne zaangażowanie i koncentrację uwagi ucznia na wykonywanym zadaniu,

- rozwój samodzielnej pracy uczniów,

- dostosowanie tem pa pracy do możliwości ucznia oraz przyspieszenie indywidualnego tem pa uczenia się ucznia,

- większe zrozumienie przyswajanych treści, - szybsze i pełniejsze kształtow anie umiejętności, - trw alsze opanowanie wiadomości i umiejętności, - lepsze radzenie sobie w rozwiązywaniu problemów.

Efektyw ność zintegrow anej edukacji m atem atycznej

w spom aganej kom puterem

Celem poznawczym zaprojektowanych i przeprowadzonych przeze mnie empirycznych b ad ań diagnostyczno-weryfikacyjnych było określe­ nie efektywności stosowania kom putera, wraz z celowo i staran n ie do­ branym i edukacyjnymi program am i komputerowymi, w procesie k ształ­ tow ania umiejętności m atem atycznych oraz aktywnego konstruow ania wiedzy z zakresu arytm etyki wśród uczniów klas I zintegrowanej ed u k a­ cji wczesnoszkolnej. Celem praktyczno-wdrożeniowym było sformułowa­ nie wniosków i wskazówek dla nauczycieli wczesnoszkolnych, dyrekto­ rów szkół podstawowych, a także rodziców uczniów zintegrowanej edu­ kacji wczesnoszkolnej, przydatnych w podejmowaniu wspólnego tru d u w prowadzania kom putera do zasobu mediów dydaktycznych, wspom a­ gających m.in. proces kształtow anych umiejętności matematycznych. 11 „ C h o w a n n a ” 2 0 0 7

Dominującą m etodą zastosow aną w badaniach był eksperym ent pe­ dagogiczny przeprowadzony za pomocą techniki grup równoległych w dwóch celowo wybranych szkołach podstawowych. E ksperym ent przybrał for­ mę eksperym entu naturalnego, tj. uczniowie nie wiedzieli, że są podmio­ tem badań, a b adania odbywały się w w arunkach typowych dla nauki mającej miejsce w klasie pierwszej zintegrow anej edukacji wczesno- szkolnej.

Zadaniem eksperym entu było ukazanie innowacyjnej sytuacji dydak­ tycznej oraz związanych z tym zm ian w zakresie wiadomości i um iejęt­ ności arytm etycznych uczniów. Pomiary ukazujące efektywność kom pu­ terowego w spom agania zintegrowanej edukacji m atem atycznej dokona­ ne zostały po dobraniu uczniów do dwóch równoległych grup - ekspery­ mentalnej i kontrolnej. Analiza statystyczna wyników b ad ań początko­ wych wykazała, że cechy uczniów dobranych do grup, eksperym entalnej i kontrolnej, nie różnią się istotnie pod względem statystycznym, czyli grupy pochodzą z tej samej populacji generalnej i są dobrane prawidłowo.

W badaniach uczestniczyło 72 uczniów czterech klas I szkoły podsta­ wowej. Uczniowie dwóch klas stanowili grupę eksperym entalną (GE = 37), a uczniowie dwóch następnych klas utworzyli grupę kontrolną (GK = 35). Zajęcia w grupach: eksperym entalnej oraz kontrolnej, przeprowadzone zostały zgodnie z opracowanymi scenariuszam i zajęć. W czasie kolejnych zajęć uczniowie ćwiczyli i utrw alali wcześniej wprowadzone wiadomości i umiejętności z zakresu program u arytmetyki, przewidzianego dla klasy I szkoły podstawowej w sem estrze drugim. Z t ą jednak różnicą że zajęcia w GE przeprowadzono w pracowni komputerowej, stosując trzy wybrane program y multim edialne, tj. K lik uczy liczyć w zielonej szkole, Wirtualna

szkoła - m atem atyka lub M atem atyka. Dodawanie i odejmowanie. N ato­

m iast uczniowie z GK ćwiczyli i u trw alali te same treści programowe z zakresu arytm etyki co grupa eksperym entalna, ale w niezmienionych w arunkach, tj. bez komputerowego wspomagania.

M etodami uzupełniającymi, zastosowanymi w badaniach, były: testy umiejętności dla uczniów, ich obserwacja w trakcie nauki, analiza doku­ mentów, metoda dialogowa oraz sondaż diagnostyczny przeprowadzony wśród dyrektorów szkół podstawowych i nauczycieli zintegrowanej edu­ kacji wczesnoszkolnej.

Poziom wiadomości i umiejętności m atem atycznych uczniów z zakre­ su arytm etyki został zbadany na każdym etapie prowadzonych b ad ań przez: pretesty, posttesty, badania dystansowe, tymi samymi narzędziami badawczymi, m.in. Testem Umiejętności M atem atycznych w zakresie od 0 do 100, opracowanym na podstawie Testów standaryzow anych A ndrze­ ja Cheba i Aleksandry Andrzejewskiej ( Ch e b , A n d r z e j e w s k a , 2003). Wszystkie narzędzia badawcze zastosowane w badaniach zostały zwery­

R e n a t a Kozieł: K o m p u te r w procesie. ₁₆₃ fikowane w toku b ad ań pilotażowych. Celem sprawdzenia istotności róż­ nic pomiędzy badanym i grupami, eksperym entalną i k o n tro ln ą zastoso­ wano te st Chi-kw adrat ( • s) ( J u s z c z y k , 2002, s. 212).

Analiza ilościowo-jakościowa zgromadzonego w trakcie b ad ań m a te ­ riału badawczego potwierdziła prawdziwość hipotezy głównej oraz więk­ szość hipotez szczegółowych, dotyczących kluczowych umiejętności a ry t­ metycznych zaw artych w program ie zintegrowanej edukacji wczesnosz- kolnej z II sem estru pierwszego roku nauki. U uczniów z obu grup, GE i GK, nastąpił postęp w rozwoju umiejętności arytm etycznych w zakresie od 0 do 100, a różnice w badaniach początkowych i końcowych na tym etapie rozwoju były istotne statystycznie zarówno w GE, jak i w GK. Jednak postęp w tym rozwoju okazał się wyższy w GE niż w GK, a różnica między badanym i grupam i była istotna statystycznie. Tendencja ta zo­ stała również potwierdzona w badaniach dystansowych.

B adania eksperym entalne potwierdziły prawdziwość hipotezy głów­ nej, wedle której stosowanie edukacyjnych programów komputerowych w klasach I zintegrowanej edukacji wczesnoszkolnej spowoduje osiągnię­ cie przez uczniów wysokiego poziomu wiadomości i umiejętności a ry t­ metycznych. Hipotezę główną przyjęto z prawdopodobieństwem 0,99; dla poziomu istotności • •= 0,01.

B adania potwierdziły również przypuszczenie, iż komputerowe wspo­ m aganie zintegrowanej edukacji matematycznej w zakresie arytm etyki wpływa znacząco na rozwój umiejętności posługiwania się poznanymi pojęciami oraz działaniam i arytm etycznym i w rozwiązywaniu prostych i złożonych zadań tekstowych.

Różnica w wynikach, uzyskanych ze spraw dzianu stosowania doda­ w ania i odejmowania w rozwiązywaniu zadań tekstowych, pomiędzy GE a GK, w badaniach końcowych i dystansowych, była istotna statystycz­ nie. Uczniowie uczący się w sposób tradycyjny osiągnęli słabsze wyniki niż uczniowie uczący się z użyciem kom putera. Z prawdopodobieństwem 0,99 (na poziomie istotności • «= 0,01) przyjęto hipotezę, że między b a d a ­ nymi grupam i istnieją istotne statystycznie różnice w zakresie um iejęt­ ności stosowania dodawania i odejmowania w sytuacjach problemowych.

„Uczenie się jest opanowywaniem określonych czynności przez uczą­ cego się” ( N i e m i e r k o , 1999, s. 31). Opisy zachowań, jakie m a przeja­ wiać uczący się po ukończeniu nauki, czyli cele operacyjne ( A l e x a n ­ der , Y e l o n , 1983) d a ją podstawy do stwierdzenia, czy dana um iejęt­ ność została opanowana, jest w fazie kształtow ania się, czy też nie zosta­ ła wykształcona i wymaga dalszych ćwiczeń. Dlatego też dokonano rów­ nież procentowej analizy zakresu opanowania poszczególnych um iejęt­ ności arytm etycznych przez uczniów z GE i GK. Analiza ta potwierdziła, iż komputerowe wspom aganie sprzyja osiąganiu przez uczniów z grupy

eksperymentalnej tych samych umiejętności arytmetycznych co w grupie kontrolnej, na wyższym lub tym sam ym poziomie, ale nie niższym niż w grupie kontrolnej.

Konkluzje

Program y nauczania, a także proste media i m ateriały dydaktyczne (np. podręczniki i zeszyty ćwiczeń) powinny uwzględniać stosowanie kom­ p u te ra w raz z edukacyjnym oprogramowaniem w procesie kształcenia. Powodzenie w stosowaniu komputerów oraz edukacyjnych programów w edukacji m atem atycznej zależy od stopnia ich integracji z metodami kształcenia, a także innymi m ediam i oraz m ateriałam i dydaktycznymi. A ponadto od integracji treści programów komputerowych z realizowa­ nymi treściam i kształcenia. Niezbędne jest ich planowe, zamierzone, in ­ tencjonalne oraz systematyczne stosowanie w każdym z ogniw kształce­ nia, aby odniosły pozytywny skutek w edukacji matematycznej. Zatem zadaniem nauczyciela jest um iejętne połączenie tradycyjnego sposobu przekazyw ania treści z w ykorzystaniem komputerowego wspom agania procesu nauczania i uczenia się. N atom iast zadaniem autorów podręcz­ ników jest konstruow anie edukacyjnych program ów komputerowych, które b ę d ą stanow iły obudowę podręczników zintegrowanej edukacji wczesnoszkolnej, a także uwzględnienie posługiwania się kom puterem oraz edukacyjnym oprogramowaniem w podręcznikach przez zapisy od­ noszące się do komputerowego wspom agania procesu nauczania i ucze­ nia się.

Poruszona w niniejszym artykule problem atyka wymaga prowadze­ nia dalszych b ad ań w zakresie możliwości i skuteczności wykorzystania odpowiednio dobranych edukacyjnych programów komputerowych w pro­ cesie wspom agania kształtowanych umiejętności m atem atycznych wśród uczniów klas I- III szkoły podstawowej. Ponadto wydaje się konieczne podejmowanie b ad ań dotyczących efektywności stosowania kom putera w innych obszarach zintegrowanej edukacji wczesnoszkolnej.

R e n a t a Kozieł: K o m p u te r w procesie. ₁₆₅

Bibliografia

A l e x a n d e r L.T., Y e l o n S.L., 1983: K o n stru o w a n ie s y s te m u kształcenia. W arszawa. B r u n e r J.S., 1974: W p o s z u k iw a n iu teorii n a u czania. Przeł. E. K r a s i ń s k a . W ar­

szawa.

B r u n e r J.S., 1978: Poza dostarczone informacje. S tu d i a z psychologii p o zn a n ia . Wy­ brał, zred. i w stę p em o patrz ył J.M. A n g l i n . W arszaw a.

С h e b A., 2000: U trw a la m y i sp ra w d za m y. P o m ia r d y d a k ty c z n y w n a u c z a n iu p o czą tko ­

w ym m a te m a ty k i. P o ra d n ik d la nauczyciela do n a u c z a n ia zintegrow anego. Łódź.

C h e b A., A n d r z e j e w s k a A., 2003: M a te m a ty k a 1. P o m ia r d y d a k ty c zn y - w y m a g a ­ n ia p o d sta w o w e i p o nadpodstaw ow e. Łódź. J u s z c z y k S., 2002: S ta ty s ty k a d la pedagogów. Toruń. K r y g o w s k a Z., 1977: Z a rys d y d a k ty k i m a te m a ty k i. Cz. 2. W arszaw a. M o r o z H., 1986: W spółczesne śro d k i d y d a k ty c zn e w n a u c z a n iu p o c zą tk o w y m m a te m a ­ tyki. W arszaw a. N i e m i e r k o B., 1999: P o m ia r w y n ik ó w kształcenia. W arszaw a.

W a d s w o r t h B. J., 1998: Teoria Piageta. P oznaw czy i emocjonalny rozwój dziecka. Tłum. М. В a b i u c h . W arszaw a.