ZAJĘCIA LABORATORYJNE Z PRZEDMIOTU TECHNIKA CYFROWA NA POLITECHNICE POZNAŃSKIEJ

(1)

Streszczenie — ZajĊcia laboratoryjne są nieodzownym

elementem kształcenia politechnicznego. UmoĪliwiają one

przyszłym inĪynierom opanowanie materiału poprzez aktywny udział w eksperymentach przypominających pracĊ badawczą. Jednoczesna aktywizacja studentów o róĪnych preferencjach sensoryczno-motorycznych jest zadaniem, któremu powinien sprostaü nauczyciel akademicki prowadzący te zajĊcia. Jego rolą jest ponadto sprawiedliwe ocenianie osiągniĊü studentów. W

niniejszym artykule przedstawione zostały wyniki ankiet przeprowadzonych wĞród studentów kierunku Elektronika i

Telekomunikacja Politechniki PoznaĔskiej.

Słowa kluczowe—dydaktyka akademicka, Technika Cyfrowa, zajĊcia laboratoryjne, ewaluacja

I. WSTĉP

EDNYM z celów statutowych uczelni wyĪszej jest nauczanie studentów, słuĪące zdobyciu wiedzy, umiejĊtnoĞci, kompetencji społecznych, a takĪe przygotowaniu osób nauczanych do pracy zawodowej. WĞród form kształcenia akademickiego wyróĪniamy wykład, üwiczenia, a takĪe zajĊcia praktyczne i laboratoryjne. Te ostatnie są niezwykle waĪne w kształceniu przyszłych fizyków, chemików, a takĪe informatyków i inĪynierów. UmoĪliwiają one studentom zdobycie operatywnej wiedzy, nabycie samodzielnoĞci w działaniu i praktycznych umiejĊtnoĞci niezbĊdnych w póĨniejszej pracy zawodowej. Dlatego teĪ jest niezwykle istotne, by zajĊcia laboratoryjne na uczelni wyĪszej były prowadzone w sposób umoĪliwiający realizacjĊ celów kształcenia. MoĪna to osiągnąü poprzez odpowiedni dobór treĞci nauczania, stopniowe zwiĊkszanie trudnoĞci üwiczeĔ, aktywne włączanie studentów w proces nauczania – uczenia siĊ, wprowadzanie elementów pracy zespołowej.

EfektywnoĞü przekazywania wiedzy i umiejĊtnoĞci zdobytych przez studentów moĪna zbadaü poprzez egzamin koĔcowy o charakterze pisemnym (rozwiązywanie typowych zadaĔ i problemów) albo praktycznym, w czasie którego student pokazuje, Īe potrafi wykonaü okreĞlone üwiczenie i rozumie zasadnoĞü poszczególnych jego etapów. JednakĪe, jak wskazuje [1], skutecznoĞü procesu nauczania-uczenia siĊ zaleĪy zarówno od studentów jak i od prowadzącego. Jedną z metod oceny pracy nauczyciela akademickiego jest przeprowadzenie ze studentami anonimowych ankiet na

ª autor jest doktorantem w Katedrze Radiokomunikacji Politechniki PoznaĔskej, ul. Polanka 3, 60-965 PoznaĔ (e-mail: mpilc@et.put.poznan.pl)

Praca została sfinansowana z funduszu na DziałalnoĞü Statutową nr DS-81-147-DSMK/2014

zakoĔczenie cyklu zajĊü. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki ankiet ewaluacyjnych przeprowadzonych wĞród studentów drugiego roku studiów inĪynierskich (SI) kierunku Elektronika i Telekomunikacja na Politechnice PoznaĔskiej po zakoĔczeniu cyklu 15 zajĊü laboratoryjnych z przedmiotu Technika Cyfrowa.

W rozdziale drugim przywołano zasady dydaktyczne dotyczące prowadzenia zajĊü laboratoryjnych na uczelni technicznej. Rozdział trzeci zawiera zasady metodologiczne badaĔ, opis zmiennych (czynników) badanych przy pomocy ankiety. W rozdziale czwartym przedstawiono wyniki ankiet. Rozdział piąty zawiera wnioski z badaĔ władnych autora i sugestie dla nauczycieli akademickich.

II. DYDAKTYKA ZAJĉû LABORATORYJNYCH

ZajĊcia laboratoryjne są formą kształcenia akademickiego słuĪącą zdobyciu przez studentów praktycznych umiejĊtnoĞci związanych z nauczanym przedmiotem i utrwaleniu wiedzy teoretycznej zdobytej na wykładzie poprzez samodzielne badanie zjawisk. Charakter tych zajĊü zaleĪy od nauczanego przedmiotu. Studenci kierunków matematycznych i informa-tycznych na zajĊciach w pracowni komputerowej uczą siĊ okreĞlonego Ğrodowiska programistycznego (np. Visual C++) albo posługiwania siĊ oprogramowaniem specjalistycznym ułatwiającym obliczenia, np. ®Matlab, ®MathCad, ® Mathe-matica. Komputery mogą takĪe wspomagaü nauczanie fizyki klasycznej, nanotechnologii oraz chemii. Przeprowadzając symulacjĊ komputerową w wyidealizowanym Ğrodowisku studenci przygotowują siĊ do wykonania eksperymentów w laboratorium fizycznym bądĨ chemicznym. Z kolei na kierunkach technicznych zajĊcia laboratoryjne umoĪliwiają studentom zdobycie sprawnoĞci manualnych, posługiwanie siĊ aparaturą pomiarową (metrologia), obserwacjĊ zjawisk w badanych systemach technicznych (np. łuk elektryczny), a takĪe – samodzielne projektowanie i realizacjĊ układów mechanicznych, elektrycznych, pneumatycznych itp. Poprzez pomiar wielkoĞci fizycznych w okreĞlonych układach (np. napiĊcie na kolektorze tranzystora bipolarnego) student uczy siĊ konfrontacji wiedzy teoretycznej zdobytej na wykładzie z własnym, osobistym doĞwiadczeniem, a takĪe – nabywa umiejĊtnoĞü samodzielnego formułowania wniosków. W ten sposób realizuje siĊ zasadĊ dydaktyczną łączenia teorii z praktyką, a takĪe – strategiĊ nauczania przez przeĪywanie [2]. A. Organizacja zajĊü laboratoryjnych

Dobrze zaprojektowany kurs zajĊü laboratoryjnych powinien

ZajĊcia laboratoryjne z przedmiotu Technika

Cyfrowa na Politechnice PoznaĔskiej

Michał Pilcª

(2)

byü starannie przemyĞlany odnoĞnie treĞci, celów kształcenia, a takĪe – sposobu realizacji üwiczeĔ przez studentów i oceny ich pracy. WyróĪniamy nastĊpujące ogniwa metodyczne zajĊü praktycznych i laboratoryjnych [2]:

• okreĞlenie celu zajĊü,

• zapoznanie z treĞcią instrukcji dotyczącej üwiczenia, • wyposaĪenie stanowisk laboratoryjnych w odpowiednie

Ğrodki dydaktyczne,

• wykonanie üwiczenia (doĞwiadczenia), • dokonanie analizy wyników,

• synteza wyników przeprowadzonego üwiczenia lub eksperymentu,

• uogólnienie – włączenie nowych wiadomoĞci i umiejĊtnoĞci do struktury wiedzy juĪ posiadanej, • wnioski koĔcowe ze szczegółowymi ocenami badanego

zjawiska.

Ciekawie prowadzone zajĊcia praktyczne mogą zachĊciü studentów do samodzielnego pogłĊbiania wiedzy. Odwrotnie, brak umiejĊtnoĞci zaciekawienia studentów przez prowadzącego obniĪa ich motywacjĊ do nauki, co negatywnie wpływa na stopieĔ przyswojenia wiedzy i umiejĊtnoĞci. Efekt ten moĪe siĊ pogłĊbiü, gdy nauczyciel akademicki bĊdzie dawał studentom jedynie informacje zwrotne o negatywnym zabarwieniu (np. podkreĞlając jak mało student umie lub formułując krzywdzące uogólnienia na temat rzekomego braku talentu nauczanej osoby). Według psychologii oraz teorii dydaktyki, najkorzystniejsze efekty dydaktyczne moĪna uzyskaü poprzez słabe wzmocnienia negatywne (np. zwrócenie uwagi studentowi) i silne wzmocnienia pozytywne (pochwała, podwyĪszenie oceny studentowi, który aktywnie pracuje na zajĊciach) [2]-[3].

B. Laboratorium Techniki Cyfrowej

Cykl zajĊü laboratoryjnych z przedmiotu Technika Cyfrowa dla studentów drugiego roku studiów inĪynierskich kierunku Elektronika i Telekomunikacja na Politechnice PoznaĔskiej obejmuje piĊtnaĞcie 90-minutowych jednostek. ZajĊcia te mają charakter czĊĞciowo empiryczny, a w ich trakcie studenci pracują przy komputerach wykonując symulacje działania układów cyfrowych w programie MultiSim firmy National Instruments. Cały kurs składa siĊ z dwu czĊĞci: układy kombinacyjne i układy sekwencyjne. Na zakoĔczenie kaĪdej czĊĞci przeprowadzany jest pisemny sprawdzian wiadomoĞci i umiejĊtnoĞci. Tematy zajĊü laboratoryjnych w roku akademickim 2011/2012 były nastĊpujące:

1. ZajĊcia organizacyjne obejmujące zapoznanie studentów z przepisami BHP oraz ze Ğrodowiskiem MultiSim. . 2. Minimalna postaü dysjunkcyjna (MPD), realizacja układu

kombinacyjnego na bramkach NAND.

3. Minimalna postaü koniunkcyjna (MPK), realizacja układu kombinacyjnego na bramkach NOR.

4. Dekompozycja Shannona, multiplekser 4:1 (o czterech wejĞciach adresowych i jednym wyjĞciu).

5. Multipleksery 2:1, 8:1 oraz demultiplekser. 6. Hazard statyczny i dynamiczny.

7. Sumator BCD. 8. Sumator CLA. 9. Układy iteracyjne.

10. Podstawowe układy sekwencyjne (badanie własnoĞci zatrzasku RS, przerzutnika JK, D oraz T).

11. Licznik synchroniczny, generator sekwencji

12. Rejestry liniowe ze sprzĊĪeniem zwrotnym (LFSRy). 13. Automaty synchroniczne Mealy’ego i Moore’a. 14. Automaty mnoĪące/dzielące.

15. Automaty asynchroniczne.

Ze wzglĊdu na ograniczenia czasowe nie udało siĊ zrealizo-waü üwiczenia poĞwiĊconego testowaniu układów cyfrowych. ûwiczenia 2 – 9 obejmowały układy kombinacyjne, natomiast üwiczenia 10 – 15 obejmowały układy sekwencyjne.

C. Zasady oceniania

W roku akademickim 2011/2012 przyjąłem nastĊpujące zasady oceniania i zaliczania laboratorium. ObecnoĞü na zajĊciach była obowiązkowa. KaĪdy student był zobligowany do zaliczenia wszystkich üwiczeĔ. W przypadku nieobecnoĞci student miał moĪliwoĞü odrobienia üwiczenia na konsultacjach. Nieusprawiedliwiona nieobecnoĞü studenta skutkowała odjĊciem 2 punktów. Za wykonanie üwiczenia laboratoryjnego student mógł otrzymaü maksymalnie 1 punkt. Kontrola wiadomoĞci i umiejĊtnoĞci odbywała siĊ w sposób, który nagradzał osoby pracujące systematycznie. Za kaĪdą z piĊciu zapowiedzianych kartkówek przeprowadzonych w czasie zajĊü student mógł otrzymaü do trzech punktów. Ponadto, na zakoĔczenie semestru studenci pisali kolokwium dające moĪliwoĞü uzyskania do 30 punktów. Ocena koĔcowa zaleĪała od sumarycznej liczby punktów zdobytych w semestrze przez studentów, przy czym jako bazĊ do wyznaczania progów zaliczenia na poszczególne oceny przyjĊto sumĊ punktów moĪliwych do uzyskania za pracĊ na zajĊciach, za kartkówki oraz za kolokwium. A zatem, wartoĞü 60 punktów (15x1p+3x5p+1x30p) stanowiła 100% liczby punktów za obowiązkową działalnoĞü studenta w cyklu zajĊü laboratoryjnych z przedmiotu Technika Cyfrowa. Dodatkowo, moĪliwe było uzyskanie punktów za aktywnoĞü na zajĊciach (1 punkt za jedno zgłoszenie siĊ na ochotnika do rozwiązywania zadania przy tablicy) oraz za wykonanie nadobowiązkowego projektu dydaktycznego pokazującego praktyczne zastosowanie układów cyfrowych (maksymalnie 10 punktów). Aby zaliczyü laboratorium student musiał uzyskaü co najmniej 31 punktów co stanowiło 50% wartoĞci maksymalnej powiĊkszone o 1 punkt. Przeliczanie punktów uzyskanych przez studentów na oceny odbywało siĊ zgodnie z Tabelą 1.

TABELA I

PRZELICZANIE PUNKTÓW UZYSKANYCH PRZEZ STUDENTÓW NA OCENY

Liczba punktów ocena

<31 niedostateczny 31,0 – 37,0 dostateczny 37,5 – 43,0 dostateczny plus 43,5 – 48,5 dobry 49,0 – 54,0 dobry plus >54,0 bardzo dobry

(3)

III. ZAŁOĩENIA METODOLOGICZNE BADAē

Celem badaĔ własnych autora było poznanie opinii studentów Politechniki PoznaĔskiej, kierunku Elektronika i Telekomunikacja na temat jakoĞci nauczania i uczenia siĊ na zajĊciach laboratoryjnych z przedmiotu Technika Cyfrowa oraz róĪnic indywidualnych wĞród studentów, wpływających na tempo przyswajania umiejĊtnoĞci zawodowych.

PosłuĪono siĊ metodą ankiety, którą przeprowadzono wĞród 34 studentów drugiego roku studiów inĪynierskich kierunku Elektronika i Telekomunikacja. Ankietowanymi byli wyłącznie studenci Wydziału Elektroniki i Telekomunikacji Politechniki PoznaĔskiej, którzy w roku akademickim 2011/2012 uczestniczyli w zajĊciach laboratoryjnych z przedmiotu Technika Cyfrowa prowadzonych przez autora niniejszej pracy. Ankiety były anonimowe i przeprowadzono je na ostatniej jednostce zajĊü przewidzianych dla tego przedmiotu, tj. 4. czerwca 2012 r., po napisaniu przez studentów kolokwium zaliczeniowego.

A. Zmienne badane w ankietach

Ankiety składały siĊ z 32 pytaĔ zamkniĊtych. Na kaĪde z nich ankietowani mogli udzieliü jedną z piĊciu odpowiedzi [3]: • Z(4) – całkowicie zgadzam siĊ ze stwierdzeniem, • z(3) – czĊĞciowo zgadzam siĊ ze stwierdzeniem, • T(2) – trudno powiedzieü,

• n(1) – czĊĞciowo nie zgadzam siĊ ze stwierdzeniem, • N(0) – całkowicie nie zgadzam siĊ ze stwierdzeniem. PowyĪszym odpowiedziom przypisano wagi punktowe podane w nawiasach. Ponadto, ankietowani mieli moĪliwoĞü wpisania dodatkowych uwag do osobnej rubryki. Pytania zawarte w ankiecie dzieliły siĊ na dwie grupy. Pierwsza z nich słuĪyła poznaniu opinii ankietowanych na temat stylu nauczania, doboru materiału, a takĪe sposobu oceniania przez prowadzącego. Druga grupa pytaĔ słuĪyła poznaniu stylu uczenia siĊ studentów, ich motywacji, a takĪe efektywnoĞci przyswajania wiedzy i umiejĊtnoĞci. Oprócz tego ankietowani mieli moĪliwoĞü wystawienia prowadzącemu ogólnej oceny za prowadzenie zajĊü. Ocena ta, w skali akademickiej (moĪliwe wartoĞci to 2, 3, 3.5, 4, 4.5 oraz 5), była zmienną niezaleĪną Z1. W ankiecie badano takĪe dwa rodzaje zmiennych zaleĪnych od Z1, mianowicie [3]:

• zmienne N1, N2 i N3 związane z osobą prowadzącego, • zmienne S1, S2 i S3 dotyczące studiujących.

Znaczenie zmiennych dotyczących oceny nauczyciela i numery pytaĔ badających ich wartoĞü są nastĊpujące:

• N1 – metoda nauczania (pytania nr 9, 11, 21, 27, 29), • N2 – zasady oceniania pracy studentów

(pytania nr 8, 10, 13, 28),

• N3 – treĞü nauczania (pytania nr 1, 2, 12, 19, 20).

Znaczenie zmiennych dotyczących studiujących jest nastĊpujące:

• S1 – styl uczenia siĊ (pytania nr 4, 14, 16-18, 23-25), • S2 – efektywnoĞü uczenia siĊ/przyswajania wiedzy

(pytania nr 5-7, 15, 22, 26, 30, 31),

• S3 – motywacja do pracy samodzielnej, pogłĊbiania wiedzy, üwiczenia umiejĊtnoĞci (pytania nr 3, 12, 32). W póĨniejszych rozwaĪaniach brany bĊdzie pod uwagĊ wpływ

ogólnej oceny wystawionej prowadzącemu zajĊcia laboratoryjne na rozkład odpowiedzi na poszczególne pytania. Rozkład ten bĊdzie analizowany przy pomocy histogramu czĊstoĞci oraz przy uĪyciu parametrów statystycznych jak Ğrednia, mediana, odchylenie standardowe.

B. Hipotezy badawcze

Przed sformułowaniem pytaĔ przyjĊto kilka hipotez badawczych dotyczących poszczególnych zmiennych.

Po pierwsze, znaczne róĪnice w czasie wykonywania poszczególnych üwiczeĔ laboratoryjnych sugerują zróĪnicowanie preferencji sensoryczno-motorycznych w badanej populacji studentów. Badanie zmiennej S1 słuĪyło zatem ujĊciu iloĞciowemu tych róĪnic. Dla usprawnienia procesu dydaktycznego szczególnie cenne jest poznanie liczby wzrokowców, słuchowców i kinestetyków wĞród ankietowanych. Ponadto, ankiety słuĪyły sprawdzeniu, czy kartkówki poprawiają systematycznoĞü pracy studentów. Kierując siĊ własnym doĞwiadczeniem, a takĪe intuicją i teorią dydaktyki postanowiłem na początku zajĊü laboratoryjnych dokonaü krótkiej powtórki materiału z wykładu. Zatem, została postawiona hipoteza, Īe powtórka materiału jest potrzebna. Ponadto, przypuszczałem, Īe pisanie na tablicy flamastrami o róĪnych kolorach ułatwia studentom zapamiĊtanie istotnych treĞci. Miało to znaczenie w szczególnoĞci na zajĊciach poĞwiĊconym multiplekserom, na których zaznaczono tym samym kolorem wiersze tabeli prawdy funkcji logicznej o tych samych wartoĞciach zmiennych sterujących. Wiersze odpowiadające róĪnym funkcjom resztkowym zaznaczono róĪnymi kolorami. DziĊki temu studenci mogli przyswoiü sobie nie tylko wynik koĔcowy, ale takĪe sposób jego uzyskania.

Na zakoĔczenie zajĊü student wyznaczony przez prowadzącego dokonywał uogólnienia i podsumowania. Czasami prowadzący pomagał takiemu delikwentowi sformułowaü wnioski koĔcowe, aby zwróciü uwagĊ słuchaczy na istotne kwestie. Student, bowiem, najlepiej zapamiĊtuje początek zajĊü i koniec zajĊü.

NajwaĪniejsza hipoteza dotyczyła zróĪnicowania odczuü studentów odnoĞnie prowadzącego zajĊcia, przebiegu üwiczeĔ, ich przydatnoĞci, a takĪe wymagaĔ nauczyciela. Warto zaznaczyü, Īe pozytywny odbiór ucznia/studenta przez nauczyciela i odwrotnie ma miejsce na ogół wtedy, gdy ich preferencje sensoryczno-motoryczne są zgodne, a negatywny odbiór – gdy te preferencje nie są zgodne. Dla przykładu, nauczyciel wzrokowiec moĪe oceniaü gorzej sprawozdanie studenta, który jest kinestetykiem i ma niewyraĨne pismo.

IV. ANALIZA WYNIKÓW ANKIET

Oddano 34 ankiety. Zostały one podzielone na trzy grupy, w zaleĪnoĞci od ogólnej oceny wystawionej prowadzącemu: • grupa 1 – ankiety, dla których ocena wystawiona

prowadzącemu była istotnie niĪsza od Ğredniej, wynoszącej 4,1; w tej grupie znalazły siĊ dwie ankiety w których wystawiona została ocena 3,5;

(4)

• grupa 2 – ankiety, w których prowadzący otrzymał ocenĊ zbliĪoną do Ğredniej, w tej grupie znalazło siĊ 19 ankiet, gdzie wystawiono prowadzącemu ocenĊ 4,0;

• grupa 3 – ankiety, w których prowadzący otrzymał ocenĊ istotnie wyĪszą niĪ Ğrednia dla próby, znalazło siĊ w niej 13 ankiet, w tym 11 z oceną 4,5 oraz 2 ankiety z oceną 5. A. Analiza zmiennych dotyczących prowadzącego

W poniĪszych tabelach przedstawiona jest mediana odpowiedzi ankietowanych na pytania badające zmienne związane z osobą prowadzącego.

TABELA II

MEDIANA ODPOWIEDZI NA PYTANIA BADAJĄCE ZMIENNĄ N1

Nr

pytania Grupa 1 Grupa 2 Grupa 3

9 1,0 1,0 1,0

11 3,5 2,0 2,0

21 0,0 0,0 0,0

27 3,0 3,0 3,0

29 4,0 1,0 2,0

Zwróümy uwagĊ na TabelĊ II. Studenci raczej nie zgadzają siĊ ze stwierdzeniem, Īe powtarzanie materiału z wykładu jest bezcelowe (pyt. 9). Ponadto, ankietowani oczekują, Īe prowadzący bĊdzie pomagał studentom w czasie zajĊü, jeĞli problem dotyczy narzĊdzi potrzebnych do realizacji üwiczenia (program MultiSim). Z kolei rozkład odpowiedzi na pytanie 27 pokazuje, Īe studenci (w swoim subiektywnym odczuciu) szybciej opanowali zasadĊ działania rejestrów LFSR, jeĞli uprzednio omówiono ich zastosowania praktyczne. DuĪe zróĪnicowanie odpowiedzi wĞród ankietowanych z róĪnych grup moĪe byü spowodowane tym, Īe studenci słabiej oceniający prowadzącego mają w stosunku do niego bardziej roszczeniową postawĊ.

TABELA III

Nr

8 2,5 1,0 1,0

10 3,5 1,0 0,0

13 2,5 3,0 2,0

28 4,0 4,0 4,0

Przyjrzyjmy siĊ Tabeli III. Ankietowani zdecydowanie aprobują przyznawanie aktywnym studentom dodatkowych punktów, co jest zgodne z wczeĞniejszymi przypuszczeniami. W innych kwestiach zgodnoĞü odpowiedzi jest duĪo mniejsza. Wraz ze wzrostem oceny wystawionej prowadzącemu zwiĊksza siĊ akceptacja dla egzekwowania wiedzy w Ğrodku semestru (pyt. 10). Rozkład odpowiedzi na pytanie nr 13 był zaskoczeniem. Spodziewano siĊ, bowiem, Īe wskaĨnik liczbowy median odpowiedzi bĊdzie malał wraz ze wzrostem numeru grupy. JednakĪe, ankietowani z grupy 2, która była najliczniejsza, przyznali, Īe pytania na kartkówkach były za trudne. Z uwagi na wywaĪone odpowiedzi ankietowanych z tej grupy na inne pytania oraz duĪą liczebnoĞü grupy moĪna przypuszczaü, Īe poziom trudnoĞci niektórych kartkówek był

rzeczywiĞcie zbyt wysoki w stosunku do materiału omówionego na zajĊciach laboratoryjnych i na wykładach. W tym miejscu warto przytoczyü opinie niektórych studentów, jakie znalazły siĊ w polu „Inne uwagi.” Dwie osoby wpisały w tym miejscu, Īe kartkówki były za trudne. Przeanalizowawszy wyniki kartkówek mogĊ stwierdziü, Īe niektóre z nich (np. kartkówka dot. licznika synchronicznego) mogły sprawiü studentom trudnoĞci. Wynikały one ze zbyt małej iloĞci czasu poĞwiĊconej na zajĊciach laboratoryjnych nauce umiejĊtnoĞci czytania ze zrozumieniem not katalogowych układów logicznych. Ponadto, prowadzący powinien bardziej realistycznie oceniaü kompetencje wyjĞciowe studentów kierunku Elektronika i Telekomunikacja.

Pytanie nr 10 sprawdzało poziom komunikacji miĊdzy prowadzącym a studentami. Jedynie według ankietowanych z grupy 1, prowadzący nie okreĞlił jasno i precyzyjnie wymagaĔ wobec studentów. Ci sami studenci ocenili prowadzącego gorzej, niĪ ich koleĪanki i koledzy. Problem z komunikacją moĪe wynikaü z róĪnic typów osobowoĞci i stylów uczenia siĊ prowadzącego i ankietowanych z grupy 1. Aby usprawniü komunikacjĊ ze studentami zaleca siĊ, aby nauczyciel akademicki upewnił siĊ, Īe studenci dokładnie zrozumieli jego polecenia. Warto poprosiü losowo wybranego studenta o powtórzenie słów nauczyciela własnymi słowami. W tym momencie powinniĞmy zwróciü uwagĊ na jedną rzecz. Studenci uczĊszczają na zajĊcia nauczycieli akademickich w róĪnym wieku, o róĪnej osobowoĞci. Student moĪe siĊ nie domyĞlaü, Īe młody asystent prowadzący zajĊcia laboratoryjne przywiązuje duĪą wagĊ do systematycznoĞci, aktywnego uczestnictwa w zajĊciach, a takĪe do opanowania teoretycznych podstaw działania projektowanych układów. JednoczeĞnie, mniej istotny jest dla niego czas wykonania üwiczenia oraz przejrzystoĞü notatek. Inny nauczyciel akademicki mógłby przecieĪ w odmienny sposób wartoĞciowaü pracĊ studentów.

TABELA IV

Nr

1 3,0 3,0 3,0

2 3,0 3,0 2,0

12 3,0 3,0 3,0

19 1,5 2,0 2,0

20 3,0 1,0 3,0

TreĞü nauczania i zakres materiału omawianego na zajĊciach obejmowały zmienną N3. O ile zakres materiału teoretycznego i celów dydaktycznych związanych z nauczaniem przedmiotu Technika Cyfrowa ustalany jest przez wykładowcĊ o tyle sposób realizacji tych celów i wynikające z nich scenariusze zajĊü laboratoryjnych przygotowywane są bezpoĞrednio przez osoby prowadzące zajĊcia laboratoryjne. Mogą byü one do pewnego stopnia modyfikowane w zaleĪnoĞci od potrzeb, moĪliwoĞci technicznych i od czasu. Wobec tego, poznanie opinii studentów w tej sprawie jest uzasadnione. Przyjrzyjmy siĊ Tabeli IV. Ankietowani pozytywnie ocenili dobór materiału (pyt. 1) oraz scenariusze üwiczeĔ laboratoryjnych

(5)

(pyt. 12). Co ciekawe, ankietowani najlepiej oceniający mnie wahają siĊ, czy tempo pierwszych trzech zajĊü było właĞciwe, czy zbyt wolne. Pytanie numer 19 nie dało jednoznacznej odpowiedzi, co wynika zapewne z prowokacyjnego tonu sformułowania. MoĪna w przyszłoĞci przeformułowaü to zdanie w nastĊpujący sposób: „Na zajĊciach laboratoryjnych jest zbyt duĪo formalizmu matematycznego.” Wówczas ankietowani nie bĊdą mieli wątpliwoĞci odnoĞnie intencji pytającego.

Najbardziej interesujące jest zróĪnicowanie odpowiedzi na pytanie numer 20 miĊdzy osobami z róĪnych grup. Okazuje siĊ, Īe zarówno ankietowani z grupy 1 jak i ankietowani z grupy 3 chcieliby wyrzuciü üwiczenie nr 8 (sumator CLA), gdyby mieli moĪliwoĞü wyrzucenia jednego üwiczenia laboratoryjnego z cyklu zajĊü. ûwiczenie to wymagało umiejĊtnoĞci korzystania z not katalogowych układu SN74182N i było obiektywnie rzecz biorąc trudne. JednakĪe, ankietowani z grupy 2 są innego zdania. RozbieĪnoĞü moĪe wynikaü z tego, Īe ankietowanym z grupy 2 inne üwiczenie takĪe sprawiło trudnoĞü.

B. Analiza zmiennych związanych ze studentami

Proces uczenia siĊ, stopieĔ przyswojenia wiedzy i umiejĊtnoĞci, a takĪe motywacja do studiowania były badane przy pomocy zmiennych S1, S2 i S3.

Przyjrzyjmy siĊ Tabeli V, gdzie przedstawiono mediany odpowiedzi na pytania dotyczące zróĪnicowania indywidualnych stylów uczenia siĊ/przyswajania wiedzy.

TABELA V

MEDIANA ODPOWIEDZI NA PYTANIA BADAJĄCE ZMIENNĄ S1

Nr

4 3,5 4,0 4,0 14 3,5 4,0 4,0 16 2,5 2,0 3,0 23 3,0 2,0 3,0 24 2,5 3,0 3,0 25 2,5 2,0 2,0

Jednoznaczne wyniki uzyskano dla pytania 4 i 14. Ankietowani zgodnie przyznają, Īe powtarzanie materiału teoretycznego na początku zajĊü laboratoryjnych ułatwia im zrozumienie istoty üwiczenia, a takĪe – powiązanie go z treĞciami prezentowanymi na wykładzie. Ponadto, zdaniem ankietowanych, moĪliwoĞü doĞwiadczalnego sprawdzania, w jaki sposób działa układ elektroniczny, ułatwia im poznanie zasad projektowania tego układu. Wyniki te potwierdzają słusznoĞü stosowania zasady łączenia teorii z praktyką. Odpowiedzi na pytanie numer 24 potwierdzają słusznoĞü stosowania zasady samodzielnoĞci, w szczególnoĞci na zajĊciach praktycznych. WiĊkszoĞü studentów uwaĪa bowiem, Īe najwiĊcej nauczyło siĊ poprzez samodzielne wykonanie üwiczenia. Warto w tym momencie dodaü, Īe pomoc ze strony nauczyciela powinna byü najwiĊksza na pierwszych zajĊciach. Na kolejnych üwiczeniach prowadzący powinien wygaszaü swoją aktywnoĞü tak, by na koĔcu kursu studenci umieli samodzielnie wykonaü projekt zadanego układu cyfrowego

bez pomocy prowadzącego. Odpowiedzi na pytania nr 16, 23 i 24 badające preferowany styl uczenia siĊ zmierzają do poznania liczebnoĞci wzrokowców, słuchowców i kinestetyków w poszczególnych grupach. Grupa 1 jest zbyt mało liczna, aby w sposób wiarygodny okreĞliü preferencje sensoryczno-motoryczne studentów oceniających prowadzą-cego gorzej, niĪ ich koleĪanki i koledzy. MoĪna przypuszczaü, Īe w grupie drugiej jest mniej słuchowców, niĪ kinestetyków. W grupie trzeciej nie wystĊpuje wyraĨna tendencja dominacji któregokolwiek ze stylów uczenia siĊ.

Analiza współczynnika korelacji miĊdzy odpowiedziami na pytania 16, 23 oraz 24 sugeruje błĊdną interpretacjĊ pytaĔ przez ankietowanych (por. [3], str. 37). Ankietowani czytając te pytania mogli sądziü, Īe chodzi o jeden ze sposobów przyswajania wiedzy, a nie – o sposób dominujący.

TABELA VI

Nr

5 3,0 1,0 2,0 6 3,5 1,0 1,0 7 1,5 1,0 1,0 15 2,5 3,0 3,0 22 3,0 1,0 1,0 26 2,5 1,0 1,0 30 3,0 3,0 3,0 31 2,5 2,0 3,0

W Tabeli VI umieszczono mediany odpowiedzi na pytania dotyczące efektywnoĞci przyswajania wiedzy. Warto zaznaczyü, Īe subiektywne odczucia ankietowanych wyraĪone w ankiecie mogą siĊ róĪniü od stanu faktycznego, na przykład od ocen uzyskiwanych przez ankietowanych na zakoĔczenie cyklu zajĊü laboratoryjnych, a takĪe – oceny z egzaminu. ĩadna z grup ankietowanych nie przyznała, Īe üwiczenia laboratoryjne były zbyt trudne, a wymagania prowadzącego – zbyt wysokie (pyt. 7). JednoczeĞnie, tylko jeden ankietowany udzielił odpowiedzi ‘Z(4)’ na pytanie nr 26. MoĪna zatem przypuszczaü, Īe poziom trudnoĞci zajĊü był adekwatny do poziomu studentów drugiego roku studiów inĪynierskich na kierunku Elektronika i Telekomunikacja.

WiĊkszoĞü studentów skłania siĊ ku stwierdzeniu (pyt. 15), Īe uogólnienie i podsumowanie ułatwia zapamiĊtanie istotnych treĞci i strukturalizacjĊ wiedzy. Wynik ten potwierdza załoĪenia teorii dydaktyki zajĊü laboratoryjnych przedstawione w Rozdziale II. Ponadto, opinia studentów stanowi sugestiĊ dla prowadzących zajĊcia laboratoryjne, aby nie pomijali tego ogniwa metodycznego.

Wszystkie grupy ankietowanych przyznają, Īe kartkówki pomagają im w systematycznej pracy i w przygotowaniu siĊ do egzaminu (pyt. 30). JednoczeĞnie, tylko ankietowani z grupy 3 stwierdzają jednoznacznie, Īe kartkówki pomogły im odkryü braki we wiedzy i umiejĊtnoĞciach. JednakĪe, rozkład czĊstoĞci odpowiedzi u ankietowanych z grupy 2 (11 ankiet – ‘T(2)’, 5 ankiet – ‘z’, 3 ankiety – ‘Z’) daje przechył odpowiedzi w stronĊ ‘z(3)’ bardziej niĪ w stronĊ ‘n(1)’. Na tej podstawie moĪemy sformułowaü ogólne zalecenie

(6)

metodyczne dla prowadzących zajĊcia praktyczne i laboratoryjne, aby sprawdzali wiedzĊ studentów nie tylko pod koniec semestru. Im czĊĞciej student dostaje informacjĊ zwrotną od nauczyciela na temat własnej pracy, tym wiĊkszą ma szansĊ na nadrobienie zaległoĞci i poprawĊ osiągniĊü.

TABELA VII

Nr

3 1,5 1,0 0,0

12 3,0 3,0 3,0

32 3,0 2,0 3,0

Motywacja do nauki, do poszerzania własnej wiedzy, chĊü zdobycia nowych umiejĊtnoĞci, zapał do pracy (zmienna S3) moĪe w istotny sposób wpływaü na wyniki pracy studenta. Przyjrzyjmy siĊ wynikom zamieszczonym w Tabeli VII. Zwróümy uwagĊ na tendencjĊ spadkową odnoĞnie subiektywnej oceny czasu poĞwiĊconemu studentowi w czasie zajĊü. Im lepiej prowadzący jest oceniany tym rzadziej ankietowani są zdania, Īe na zajĊciach laboratoryjnych prowadzący poĞwiĊcał im zbyt mało czasu. Ankietowani ze wszystkich grup są zdania, Īe zajĊcia laboratoryjne były ciekawe (pyt. 12). To odczucie mogło wzmocniü pozytywną motywacjĊ studentów do realizacji üwiczeĔ laboratoryjnych. Pytanie nr 32 dotyczy indywidualnych predyspozycji psychicznych ankietowanych. AĪ szeĞcioro ankietowanych z grupy ‘3’ udzieliło na nie odpowiedzi ‘Z’, trzy osoby zaznaczyły ‘z’, dwaj studenci – ‘T’ oraz po jednej osobie – odpowiedzi ‘n’ i ‘N’. WĞród ankietowanych z grupy 2 rozkład odpowiedzi na pytanie nr 32 był zbliĪony do normalnego ze Ğrednią 2 (odpowiedĨ ‘T’). Natomiast w grupie 1 jeden ankietowany zaznaczył odpowiedĨ ‘T’, a drugi – ‘Z’. Trudno jednoznacznie orzec o przyczynie takiego rozkładu czĊstoĞci. Przypuszczalnie ankietowani z grupy 3 są bardziej sumienni i systematyczni oraz silniej przeĪywają stres związany z egzaminem.

V. WNIOSKI I SUGESTIE NA PRZYSZŁOĝû

W pracy przedstawiono wyniki badaĔ metodą ankiety przeprowadzonej na 34-osobowej grupie studentów drugiego roku kierunku Elektronika i Telekomunikacja po zakoĔczeniu przez nich cyklu zajĊü laboratoryjnych z przedmiotu Technika Cyfrowa. MoĪna wyciągnąü na ich podstawie nastĊpujące wnioski.

Po pierwsze, zdecydowana wiĊkszoĞü ankietowanych pozytywnie oceniła osobĊ prowadzącego zajĊcia laboratoryjne, jego styl nauczania, a takĪe dobór treĞci programowych. Wyniki potwierdziły takĪe wysoką aprobatĊ dla nagradzania studentów aktywnie i systematycznie pracujących na zajĊciach (np. poprzez dobrowolne zgłaszanie siĊ do rozwiązywania zadaĔ na tablicy).

Po drugie, opinie studentów dotyczące stylu nauczania potwierdzają koniecznoĞü stosowania siĊ do poszczególnych zasad dydaktycznych (por. [4]) takich jak zasada poglądowoĞci, przystĊpnoĞci (pytania nr 7 i 26), łączenia teorii

z praktyką (pyt. nr 27), operatywnoĞci wiedzy (pyt. nr 24). Ponadto, nauczyciel akademicki powinien unikaü wyrzucania niektórych ogniw metodycznych zajĊü laboratoryjnych. Dotyczy to w szczególnoĞci fazy podsumowania i uogólnienia, która słuĪy strukturalizacji wiedzy i włączenia nowych treĞci (pytanie nr 15).

DuĪe zróĪnicowanie odpowiedzi na pytania nr 16, 23 i 24 Ğwiadczy o zróĪnicowaniu preferowanych stylów uczenia siĊ wĞród ankietowanych. MoĪna przypuszczaü, Īe w losowo dobranej grupie studentów wystąpi podobne zróĪnicowanie. A zatem, scenariusz zajĊü powinien byü tak skonstruowany, aby umoĪliwiü przyswojenie wiedzy, umiejĊtnoĞci i przyrost kompetencji studentom o odmiennych stylach uczenia siĊ. Zaleceniem praktycznym na przyszłoĞü moĪe byü lepsze opanowanie mowy ciała, gestykulacji i powiązanie przekazu werbalnego i niewerbalnego. Ponadto, nauczyciel (w szczególnoĞci dotyczy to wykładowców, w mniejszym stopniu prowadzących laboratoria) powinien od czasu do czasu wyostrzaü uwagĊ studentów (np. prosząc o oderwanie na chwilĊ wzroku od komputerów), modulując głos, a takĪe wzbogacając przekaz o wielokolorową ilustracjĊ na tablicy, mapĊ myĞli. W XXI wieku podwyĪszenie efektywnoĞci nauczania moĪliwe jest takĪe poprzez stosowanie Ğrodków multimedialnych jak film dydaktyczny, ĞcieĪka dĨwiĊkowa, obraz, co uatrakcyjnia przekaz wiedzy.

Elementem, który naleĪy poprawiü jest dobór pytaĔ na kartkówkach. Powinny byü one ĞciĞlej związane z celami dydaktycznymi poszczególnych üwiczeĔ, oraz z wiedzą i umiejĊtnoĞciami zdobywanymi przez studentów na zajĊciach. Kwestią otwartą pozostaje czĊstoĞü sprawdzania wiedzy. Bazując na doĞwiadczeniach z roku akademickiego 2011/2012 postanowiłem, Īe w przyszłych latach ocena bĊdzie w wiĊkszym stopniu zaleĪała od wykonania üwiczeĔ, a w mniejszym – od opanowania wiedzy teoretycznej. Od roku akademickiego 2012/2013 studenci uczestniczący w kursie laboratorium Techniki Cyfrowej mogą otrzymaü do 2 punktów za wykonanie kaĪdego üwiczenia, a kontrola wiedzy odbywa siĊ 2 razy w semestrze, tj. po zajĊciach 8 i po zajĊciach 14. Za kolokwium pierwsze studenci otrzymują 15 punktów, a za drugie z nich mogą otrzymaü do 17 punktów. Pozostałe zasady oceniania zostały bez zmian.

Ostatnim aspektem, na który warto zwróciü uwagĊ jest organizacja czasu pracy prowadzącego. Warto realistycznie oceniü czas potrzebny na poszczególne etapy zajĊü (np. czynnoĞci organizacyjno-porządkowe, sprawdzanie üwiczeĔ) zostawiając sobie margines swobody w przypadku nieprzewidzianych sytuacji (np. awaria sprzĊtu komputerowego, błĊdy programu MultiSim).

BIBLIOGRAFIA

[1] W. OkoĔ, Elementy dydaktyki szkoły wyĪszej, PaĔstwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1973r.

[2] T. ĩuk, R. Skotnicka, Kształcenie pedagogiczne – materiały do zajĊü, Studium Pedagogiczne Politechniki PoznaĔskiej, 2010r.

[3] M. Pilc, Ewaluacja zajĊü laboratoryjnych z przedmiotu Technika

Cyfrowa, praca dyplomowa, Studium Pedagogiczne Politechniki

PoznaĔskiej, 2014.

[4] Cz. Kupisiewicz, Podstawy dydaktyki ogólnej, Polska Oficyna Wydawnicza BGW, Warszawa, 1996

(7)

Dodatek A

Laboratorium Techniki Cyfrowej, rok akademicki 2011/2012 Prowadzący: mgr inĪ. Michał Pilc

Metryczka

1. Wiek (liczba pełnych lat): 19 20 21 22 >22 2. Miejsce stałego zamieszkania (zaznaczyü właĞciwe):

WieĞ miasto, <10tys.mieszkaĔców

miasto, 10tys. – 100tys. mieszkaĔców miasto, >100tys. mieszkaĔców 3. Płeü:

mĊĪczyzna kobieta

Instrukcja:

Ankieta składa siĊ z 32 pytaĔ zamkniĊtych. Na kaĪde pytanie naleĪy udzieliü jednej z piĊciu odpowiedzi poprzez zaznaczenie krzyĪyka w odpowiedniej rubryce. Schemat odpowiedzi:

Z – całkowicie zgadzam siĊ ze stwierdzeniem; z – raczej zgadzam siĊ ze stwierdzeniem; T – trudno powiedzieü

n - raczej nie zgadzam siĊ ze stwierdzeniem;

N – zdecydowanie nie zgadzam siĊ ze stwierdzeniem;

L.p

Pytanie Z

z

T

n

N

1 Dobór materiału na zajĊciach laboratoryjnych z techniki cyfrowej był trafny i

przemyĞlany

2 Pierwsze

trzy

zajĊcia (wstĊp do MultiSim, minimalizacja w 1, minimalizacja

w zerach) moĪna było zrealizowaü szybciej (na dwóch jednostkach 90min.)

3 W czasie zajĊü laboratoryjnych prowadzący poĞwiĊcał mi zbyt mało czasu

4 Dobrze,

Īe prowadzący powtarzał materiał teoretyczny, który był na

wykładzie i/lub na üwiczeniach rachunkowych. DziĊki temu lepiej

rozumiałem/am zadanie, które było do zrealizowania na laboratoriach

5 Na

zajĊciach laboratoryjnych wreszcie zrozumiałem/am o co chodzi w

minimalizacji funkcji przy pomocy bramek NAND, czy NOR;

6 CzĊsto miałem/am problem z wykonaniem üwiczenia w MultiSimie, gdyĪ

słabo znam ten program

7 Prowadzący stawiał studentom zbyt duĪe wymagania; zadania rachunkowe, a

takĪe zadania do wykonania na komputerze były dla mnie czĊsto

niezrozumiałe

8 Egzekwowanie wiedzy na laboratoriach w Ğrodku semestru to

nieporozumienie

9 Laboratoria

są od tego, by üwiczyü praktyczne umiejĊtnoĞci; powtarzanie

materiału, który był omawiany wczeĞniej na wykładzie to strata czasu

10 Moim zdaniem, prowadzący nie okreĞlił w sposób jasny i precyzyjny, czego

bĊdzie wymagał od studentów;

11 Podsumowanie

zajĊü powinien przeprowadzaü prowadzący, a nie student

12 ûwiczenia laboratoryjne były ciekawe; wczeĞniej nie zdawałem/am sobie

sprawy, Īe tworzenie układów cyfrowych moĪe byü takie pasjonujące

13 Pytania na kartkówkach były zdecydowanie za trudne

14 MoĪliwoĞü doĞwiadczalnego sprawdzenia, czy układ cyfrowy działa

prawidłowo, ułatwia mi zrozumienie, w jaki sposób go zaprojektowano.

(8)

L.p

Pytanie Z

z

T

n

N

15 Podsumowanie, które jest dokonywane na koĔcu zajĊü laboratoryjnych,

ułatwia zapamiĊtanie najistotniejszych treĞci i umoĪliwia uporządkowanie

wiedzy

16 Z

zajĊü laboratoryjnych najlepiej zapamiĊtujĊ słowa prowadzącego

17 Dobrze,

jeĞli prowadzący w czasie pisania na tablicy zaznacza waĪne treĞci

innym kolorem (np. czerwonym flamastrem, gdy reszta tekstu jest na czarno)

18 MoĪliwoĞü samodzielnego wykonania projektu układu elektronicznego w

programie MultiSim ułatwia mi wykonanie zadaĔ rachunkowych z układów

cyfrowych.

19 Czy na technice cyfrowej musi byü aĪ tyle matematyki? Po co komu algebra

Boole’a, arytmetyka dwójkowa, czy prawa de Morgane’a? Czy ta wiedza jest

naprawdĊ konieczna, aby zbudowaü kalkulator lub zegarek elektroniczny?

20 Gdybym mógł/mogła wyrzuciü jedno üwiczenie z cyklu zajĊü

laboratoryjnych, byłoby to üwiczenie z sumatorem CLA (sumator z

antycypacją przeniesieĔ)

21 Prowadzący nie powinien w ogóle pomagaü studentom na laboratoriach, gdy

problemy dotyczą programu MultiSim, student moĪe samodzielnie znaleĨü

rozwiązanie korzystając z pomocy programu

22 Niewiele rozumiem z tego, co prowadzący wyjaĞnia na zajĊciach; wolĊ, gdy

koleĪanka lub kolega wyjaĞnią mi trudne zagadnienia

23 JeĞli nie widzĊ instrukcji do laboratorium, nie wiem jakie czynnoĞci muszĊ

po kolei wykonaü, aby zbudowaü okreĞlony układ cyfrowy

24 Z

zajĊü laboratoryjnych najlepiej pamiĊtam to, co zrobiłem/am, wykonując

üwiczenie samodzielnie

25 Trudno mi opanowaü wiedzĊ teoretyczną, która nie jest powiązana z

informacjami, które posiadam.

26 ûwiczenia realizowane na zajĊciach laboratoryjnych były dla mnie zbyt

proste. Jestem w stanie wykonaü coĞ ambitniejszego.

27 Omówienie przez prowadzącego zastosowaĔ praktycznych rejestrów LFSR

sprawiło, Īe szybciej opanowałem/am zasadĊ działania tych układów

28 To

bardzo

dobrze,

Īe prowadzący dawał plusy za aktywnoĞü na zajĊciach;

takie podejĞcie zachĊca studentów do systematycznej pracy

29 Prowadzący powinien siĊ domyĞleü, Īe mam trudnoĞci z wykonaniem

danego üwiczenia; sam/sama bojĊ siĊ o tym powiedzieü, bo nie chcĊ wyjĞü

na gorszego/gorszą od koleĪanek/kolegów

30 DziĊki kartkówkom pracowałem/am bardziej systematycznie; przez to

łatwiej mi bĊdzie przygotowaü siĊ do egzaminu z techniki cyfrowej

31 Gdyby nie kartkówki, nie byłbym Ğwiadomy/nie byłabym Ğwiadoma braków

jakie mam we wiedzy i umiejĊtnoĞciach rozwiązywania zadaĔ z TC

32 CzujĊ dyskomfort psychiczny, gdy na kartkówce, kolokwium, bądĨ

egzaminie nie znam odpowiedzi na pytanie

Inne uwagi: _________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Ocena, jaką wystawiam prowadzącemu laboratorium techniki cyfrowej, to:

2,0 3,0 3.5