Programowanie i Technologia Informatyczna wsparciem dla matematyki i fizyki

Założenia projektu

——————————————-

Cykl zajęć, których zadaniem było poszerzenie kompetencji uczniów w oparciu o nowatorskie metody prowadzenia zajęć z wykorzystaniem nowoczesnego sprzętu TIK.

Realizacja

—————————————-

  1. Wstęp.
  2. Historia rozwoju informatyki w Szkole Podstawowej w Bieżyniu.
  3. Dlaczego wzięliśmy udział w projekcie CYFROWA WIELKOPOLSKA 2020?
  4. Realizacja zadań projektowych.
  5. Projekt „Programowanie i technologia informatyczna wsparciem dla matematyki i fizyki”.
  6. Podsumowanie.
     

Wstęp
Projekt Cyfrowa Szkoła Wielkopolsk@ 2020 jest wdrażany przez Samorząd Województwa Wielkopolskiego. Jego celem jest rozwój systemu kształcenia
z wykorzystaniem nowoczesnych narzędzi cyfrowych oraz nowatorskich metod dydaktycznych, wykraczających ponad ogólnopolskie standardy kształcenia.
W ramach projektu zrealizowano działania mające na celu podniesienie kompetencji cyfrowych uczniów i nauczycieli. W szkole zbudowano Wielkopolską Sieć Edukacyjną obejmującą Regionalną Infrastrukturę Teleinformatyczną oraz wewnątrzszkolną bezprzewodową infrastrukturę teleinformatyczną, wyposażono szkolną pracownię w cyfrowe narzędzia dydaktyczne, wspierające realizację programu nauczania z wykorzystaniem technologii informacyjnych i komunikacyjnych.

Historia rozwoju Technologii Informacyjno – Komunikacyjnej w Szkole Podstawowej w Bieżyniu
Wraz z rozwojem technologii nastąpił gwałtowny rozwój w zakresie wykorzystania komputerów w życiu człowieka. 
Szkoła Podstawowa w Bieżyniu jest jedną z czterech szkół podstawowych w gminie Krzywiń. Obecnie jest częścią składową Zespołu Szkół i Placówek Oświatowych w Bieżyniu obok przedszkola samorządowego i schroniska młodzieżowego.

Od najwcześniejszych lat funkcjonowała w szkole potrzeba wyposażania i edukowania uczniów z wykorzystaniem komputerów. Czynnikiem, który ograniczał możliwości szkolne był od początku bardzo wysoki koszt sprzętu. Pod koniec lat osiemdziesiątych ubiegłego stulecia zakupiono pierwszy komputer ZX Spectrum. Komputer używany był podczas kółka komputerowego dla małej grupy uczniów. Mimo ograniczeń związanych z wpisywaniem komend z klawiatury i inicjalizacją programów (często gier) z kaset magnetofonowych, uczniowie z niezwykłą aktywnością brali udział w zajęciach.

W latach dziewięćdziesiątych wraz z pojawieniem się na rynku komputerów klasy PC rozpoczęto wyposażać szkołę w kolejne zestawy. Wraz ze zwiększającą się liczbą stanowisk komputerowych przeobrażeniom ulegały pomieszczenia będące „pracowniami komputerowymi”. Na początku było to pomieszczenie o wymiarach 3m x 3m. W takim gabinecie w dalszym ciągu zajęcia miały charakter pozalekcyjny. W związku z koniecznością zapewnienia uczniom udziału w lekcjach informatyki – rok szkolny 1999/2000, pracownię przeniesiono do większego pomieszczenia (obecnie biblioteka). W roku 2002 otrzymaliśmy do używania nowoczesny zestaw w ramach realizacji wyposażenia szkół w pracownie komputerowe. W nowej, dużej sali komputerowej znalazło się piętnaście stanowisk komputerowych (dziewięć nowych oraz pozostałe będące już wcześniej własnością szkoły) dla uczniów oraz jeden dla nauczyciela – serwer. Od tej pory w komfortowych warunkach uczniowie odbywali zajęcia informatyki. Każdy komputer posiadał dostęp do Internetu. W nowoczesnej pracowni odbywały się również zajęcia pozalekcyjne. Poza tym organizowaliśmy kursy komputerowe dla nauczycieli szkoły, mieszkańców Bieżynia i okolic. W tym czasie powstało wiele ciekawych projektów.

Z czasem sprzęt stawał się coraz mniej wydajny i powstały potrzeby unowocześnienia posiadanego wyposażenia. Kolejną okazję stworzyło Ministerstwo Edukacji Narodowej wdrażając program „Cyfrowa Szkoła”. Podjęliśmy wyzwanie i dzięki wielu godzinom pracy nad pomysłami wyposażenia szkoły w ramach projektu znaleźliśmy się w gronie 400 szkół w Polsce realizujących w ramach działań pilotażowych bardzo szerokie doskonalenie nauczycieli z wykorzystania dostępnych narzędzi TIK podczas zajęć lekcyjnych. Program stworzył dla szkoły okazję wzbogacenia o sprzęt, którego w ramach codziennego funkcjonowania nie bylibyśmy w stanie zakupić. Zainstalowano sieć Wi – Fi. Pojawiły się trzy pierwsze tablice interaktywne, na biurkach stanęły wizualizery, pozyskaliśmy zestaw pilotów do testowania uczniów i co najważniejsze na zajęcia informatyki „przyjeżdża” do uczniów mobilna pracownia (25 laptopów) komputerowa. Od tej pory każdy uczeń pracuje na swoim komputerze. 
Nowe wyposażenie zmotywowało nauczycieli do zwiększania kompetencji cyfrowych a zarządzających szkołą do kolejnych zakupów kompletów tablic interaktywnych i laptopów dla nauczycieli. 

W 2018 roku skorzystaliśmy z ministerialnego programu „Aktywna tablica”, pozyskaliśmy jeszcze jedną tablicę interaktywną.
Od tej chwili w każdej klasie zainstalowana jest tablica interaktywna połączona ze stacjonarnym zestawem komputerowym. Komputery łączą się z siecią Internet za pośrednictwem sieci bezprzewodowej. Nauczyciele bardzo powszechnie i z powodzeniem korzystają z narzędzi TIK. W szkole wdrożony jest dziennik elektroniczny.
Kolejnym wyzwaniem stało się zgłoszenie szkoły do programu Cyfrowa Szkoła Wielkopolsk@2020. Zmotywowani wizją otrzymania do szkoły kolejnego sprzętu wysłaliśmy zgłoszenie. Bardzo cieszymy się, że mogliśmy wziąć udział w programie, bo ilość sprzętu, jaką moglibyśmy otrzymać mogła pozostawać tyko w marzeniach przy posiadanym szkolnym budżecie. Oczywiście realizacja programu, to nie tylko poszerzenie zakresu wyposażenia szkoły lecz również okazja do poszerzenia szeregu umiejętności, nie tylko nauczycieli ale w największym stopniu uczniów.

Nie wspomniałem jeszcze o mojej roli w rozwoju szkoły. Jako nauczyciel matematyki i pasjonat informatyki nie pozostałem obojętny wyzwaniom jakie stwarzał gwałtowny rozwój technologii. W 2000 roku rozpocząłem studia podyplomowe z informatyki. Brałem udział w każdej formie doskonalenia związanej z użyciem komputerów. Powierzono mi funkcję lidera wewnętrznego doskonalenia nauczycieli. Organizowałem wiele spotkań i kursów, wdrażając kolejnych nauczycieli do coraz szerszego wykorzystania komputerów w pracy. Pomagałem również przy pokonywaniu barier związanych z użyciem programów komputerowych pracownikom administracji szkolnej. Poświęciłem wiele godzin opracowując realizację kolejnych projektów, specyfikacji zakupów (cyfrowa szkoła), uczestniczyłem w zakupach komputerów. Moją naczelną zasadą było i nadal jest sprawne funkcjonowanie sprzętu. A najważniejszą przygotowanie interesujących zajęć dla uczniów. 
Podejmowanie nowych wyzwań nie stanowi dla mnie najmniejszego problemu, wręcz napędza mnie do działania.
 

Dlaczego wzięliśmy udział w projekcie CYFROWA WIELKOPOLSKA 2020?
Jak już pisałem wcześniej w naszej szkole nie przechodzi się obojętnie wobec proponowanych projektów. Tak było też z projektem Cyfrowa Szkoł@ Wielkopolska2020. Z kompletem dokumentów udałem się na rozmowę z dyrektorem szkoły. Jako szkoła spełnialiśmy warunki udziału w projekcie. Mobilizacją do udziału w projekcie stało się pozyskanie nowego sprzętu do szkoły a co za tym idzie poszerzenie zakresu pomocy dydaktycznych wzbogacających ofertę edukacyjną szkoły. Uzyskaliśmy akceptację organu prowadzącego – Urzędu Miasta i Gminy w Krzywiniu. Dokumenty zostały złożone. W natłoku pracy prawie zapomnieliśmy o projekcie, okazało się jednak, że nie zapomniano o nas. Nastąpiły kolejne dostawy oferowanego sprzętu, pojawiły się kolejne oferty form doskonalenia. Rozpoczęliśmy realizację zajęć dla uczniów i dotarliśmy do celu – zrealizowaliśmy projekt.
 

Realizacja zadań projektowych

Jako beneficjent projektu zobowiązani byliśmy do opracowania Karty Projektu zawierającej:

  1. dane szkoły,
  2. tematykę projektu,
  3. zespół projektowy,
  4. imię i nazwisko nauczyciela – opiekuna projektu,
  5. temat / problem projektu.

Naszym tematem projektowym stał się problem „Programowanie i Technologia Informacyjna wsparciem dla matematyki i fizyki”.
W tym miejscu należy odpowiedzieć na pytanie dlaczego programowanie ma być użytecznym narzędziem dla matematyki i fizyki. Dla matematyki dlatego, że jestem jej nauczycielem a dla fizyki, bo w ramach zespołu przedmiotowego udał mi się nawiązać owocną współpracę z nauczycielem fizyki.

Dokumentację projektową stanowią również:

Po opracowaniu dokumentacji projektowej nastąpiła realizacja zadań. Zajęcia pozalekcyjne odbywały się ze względu na liczbę zajęć uczniów starszych klas oraz dowozy na końcowych lekcjach w planie lekcji i konieczne było przesunięcie ich na czas ferii zimowych. Zaburzenie wprowadziło też zawieszenie w marcu zajęć ze względu na pandemię covid 19 i pozostała część zajęć odbyła się w trybie zdalnym z wykorzystaniem dostępnych form komunikacji z uczniami. Podczas całorocznego cyklu w pełni zrealizowana została tematyka zajęć. W pełni zrealizowaliśmy zaplanowane cele. Uczniowie zdobyli dodatkowe umiejętności. 

Efekty pracy przedstawia prezentacja „Podsumowanie” dostępna w Multimediach.

Projekt „Programowanie i technologia informatyczna wsparciem dla matematyki i fizyki”
Zadaniem zespołu projektowego stało się opracowanie zadania podsumowującego projekt. W naszym wypadku było pokazanie jak za pomocą programowania wesprzeć naukę przedmiotów ścisłych: matematyki i fizyki. W pierwszej części pokazujemy użyteczność programowania dla fizyki. Punktem wyjścia stało się ukazanie pozytywnych skutków tarcia dla życia człowieka. Po pierwsze tarcie statyczne – uruchomienie pojazdu. (gdyby nie siły tarcia – pozostałby w spoczynku). Po drugie pokazanie układu dwóch „pojazdów” połączonych ze sobą, poruszających się w przeciwnych kierunkach. Jeżeli położone są na identycznym podłożu po dostarczeniu takiej samej porcji energii pozostaną w spoczynku. Kolejna zmiana polegać będzie na zmianie podłoża w drugim „pojeździe” na mniej gładkie. W tym wypadku „pojazd” znajdujący się na chropowatym podłożu „przeciągnie” na swoją stronę „pojazd” stojący na podłożu gładkim. Kolejna zmiana polegała będzie na zmianie rodzaju napędu „pojazdu” II na koła i jednakowym podłożu. W tym wypadku „zwycięży” pojazd 1, ponieważ koła posiadają większą powierzchnię styku z powierzchnią a co za tym idzie zwiększoną siłę tarcia powodującą przesunięcie układu ciał w stronę „pojazdu” 1. 
Wyżej wymienione zadania zostały opracowane za pomocą zestawu Lego WeDo z robotami „ciągnącymi” – efekty prac w mediotece.

Drugi przypadek stanowi zastosowanie programowania dla nauczania matematyki.
Od wielu lat w dniu 14 marca organizuję w szkole obchody Światowego Dnia Liczby Pi. W tym dniu uczniowie każdej klasy otrzymują zadania (odpowiednie do wieku), których celem jest obliczenie zależności pomiędzy długością okręgu a długością średnicy. Ta zależność związana jest ze współczynnikiem nazwanym liczbą Pi o rozwinięciu 3,1415… . Tego dnia realizujemy bardzo wiele przedsięwzięć. Między innymi:

Podczas zajęć zespół projektowy uchwycił zależność liczby obrotu koła pojazdu w jednostce czasu. Posiadając taką wiedzę ustalono długość czasu poruszania się ciała w celu pokonania drogi np. w ciągu 2 s pojazd pokonuje drogę o długości 32 cm, 4s – 64 cm, a 6s – 96 cm.

Wyżej wymienione zadania zostały opracowane za pomocą zestawu Lego WeDo z „bolidem”.  Efekty działań przedstawia film udostępniony w Mediotece.

Podsumowanie
W ramach projektu zrealizowano następujące cele:

  1. Przekonanie uczniów o potrzebie stałego zdobywania wiedzy i nabywania coraz to nowych umiejętności i umiejętnym wykorzystaniu tego w praktyce.
  2. Kształtowanie u uczniów współdziałania w grupie, umiejętnego dzielenia się rolami i zadaniami.
  3. Rozwijanie aktywności i kreatywności.
  4. Rozwijanie umiejętności wykorzystania narzędzi IT w praktyce.
  5. Rozwijanie umiejętności myślenia algorytmicznego, zastosowanie algorytmiki w programowaniu.

Realizacja wyżej wymienionych celów zajęć stanowi odzwierciedlenie kompetencji kluczowych:

Realizacja zajęć uwzględniała potrzeby uczniów. Zajęcia odbywały się z wykorzystaniem przede wszystkim metody projektów. Uczniowie w przyjaznej atmosferze rozwijali swoje umiejętności. W każdej sytuacji okazywali zadowolenie i satysfakcję z uzyskanych efektów. Niejednokrotnie miałem okazję usłyszeć rozmowy z innymi kolegami wskazujące na zadowolenie w związku z udziałem w zajęciach projektu.
Szkoła pozyskała nowy sprzęt, nowe możliwości działań, nowe perspektywy.
Czy liczba godzin przeznaczonych na realizację zajęć była wystarczająca? Zdecydowanie NIE. Możliwości sprzętu, jaki otrzymaliśmy są tak ogromne, że potrzeba wykorzystania wskazuje na kontynuację zajęć w przyszłości. 
Czy warto było poświęcać czas na realizację projektu?
Zdecydowanie TAK. W każdej sytuacji będę polecał wszystkim nauczycielom, z którymi będę miał okazję rozmawiać, wskazywał będę pozytywne efekty realizacji każdego wyzwania, jakie napotkają na swojej drodze.

Multimedia

 

Film .avi (do pobrania)

—————————————-

Zespół projektowy

Nazwa szkoły: Zespół Szkół i Placówek Oświatowych w Bieżyniu
Nauczyciel – opiekun grupy projektowej: Witold Prałat
Uczniowie – członkowie zespołu projektowego:

  1. Adam Cichocki
  2. Kinga Hejdt
  3. Patryk Jakubiak
  4. Adam Jankowski
  5. Przemysław Jankowski
  6. Hubert Józefowski
  7. Zuzanna Kabacińska
  8. Marcin Kabaciński
  9. Weronika Matuszewska
  10. Adrian Michałowski
  11. Michał Mielcarek
  12. Piotr Mruk
  13. Julia Płucieniczak
  14. Mateusz Przybylski
  15. Emilia Rajewska
  16. Marta Tomczak