A LEGO PROGRAMOZHATÓ ROBOTJAIVAL SEGÍTETT PROGRAMOZÁS- OKTATÁS BEVÁLÁSVIZSGÁLATA



Hasonló dokumentumok
Innovatív informatikai eszközök és módszerek a programozás oktatásban

AUTONÓM MOBIL ROBOTOK FELHASZNÁLÁSI LEHETŐSÉGEI AZ OKTATÁSTÓL A KUTATÁSIG

Innovatív eszközök rövid és hosszú távú hatásvizsgálata a programozás oktatásban

A NEVELÉSI-OKTATÁSI PROGRAMOK PEDAGÓGUSOKRA ÉS DIÁKOKRA GYAKOROLT HATÁSAI

A LEGO Mindstorms EV3 programozása

ACTA CAROLUS ROBERTUS

A NEVELÉSI-OKTATÁSI PROGRAMOK PEDAGÓGUSOKRA ÉS DIÁKOKRA GYAKOROLT HATÁSAI

Innováció és eredményesség az alacsony státuszú iskolákban

A nappali tagozatra felvett gépészmérnök és műszaki menedzser hallgatók informatikai ismeretének elemzése a Budapesti Műszaki Főiskolán

A LEGO-MINDSTORM ALKALMAZÁSA A MECHATRONIKAOKTATÁSBAN

Feladataink, kötelességeink, önkéntes és szabadidős tevékenységeink elvégzése, a közösségi életformák gyakorlása döntések sorozatából tevődik össze.

Miben fejlődne szívesen?

Követelmények. Pedagógiai tervezés és értékelés Tantárgy kódja. Dr. Szabó Antal főiskolai tanár A tantárgy oktatója

SIOK Széchenyi István Általános Iskola FIT jelentés 2011 Kompetenciamérés

SZERZŐ: Kiss Róbert. Oldal1

A modern e-learning lehetőségei a tűzoltók oktatásának fejlesztésében. Dicse Jenő üzletfejlesztési igazgató

A FEJLESZTÉS PEDAGÓGUSOKRA ÉS DIÁKOKRA GYAKOROLT HATÁSAI

SZERZŐ: Kiss Róbert. Oldal1

Neumann János Számítógép-tudományi Társaság Programozás, robotprogramozás szakkör Három félév 3 * 8 foglalkozás

A digitális korszak kihívásai és módszerei az egyetemi oktatásban

A tanulók gyűjtsenek saját tapasztalatot az adott szenzorral mérhető tartomány határairól.

Az újmédia alkalmazásának lehetőségei a tanulás-tanítás különböző színterein - osztálytermi interakciók

TEHETSÉGBARÁT ISKOLA KONFERENCIA

Egésznapos iskola vagy tanoda?

TANULÁSMÓDSZERTAN 5 6. évfolyam

A pedagógus önértékelő kérdőíve

A DUÁLIS KÉPZÉSBEN REJLŐ LEHETŐSÉGEK A KECSKEMÉTI FŐISKOLÁN Jövőorientált jelen

NYELVISMERET, NYELVTANULÁSI

NYOMÁSOS ÖNTÉS KÖZBEN ÉBREDŐ NYOMÁSVISZONYOK MÉRÉTECHNOLÓGIAI TERVEZÉSE DEVELOPMENT OF CAVITY PRESSURE MEASUREMENT FOR HIGH PRESURE DIE CASTING

Követelmények. Pedagógiai tervezés és értékelés Tantárgy kódja. Dr. Szabó Antal főiskolai tanár A tantárgy oktatója

TANULÁSMÓDSZERTAN 5 6. évfolyam

Takács Katalin - Elvárások két értékelési területen. Az értékelés alapját képező általános elvárások. Az értékelés konkrét intézményi elvárásai

nagyoknak kicsiknek SKOLÁBA ISKOLÁBA ISKOLÁBA ISKOLÁ PROGRAMOZÁS ROBOTIKA BEHOZZUK A ZÖLD ENERGIÁKAT AZ OSZTÁLYTERMEKBE

TABLETTEL TÁMOGATOTT OKTATÁS ÁLTALÁNOS ISKOLÁBAN: EREDMÉNYEK A TANULÓK ÉS A PEDAGÓGUSOK KÖRÉBEN

Tárgyi tematika és félévi követelményrendszer

OTKA ZÁRÓJELENTÉS Józsa Krisztián Kritériumorientált képességfejlesztés

A pedagógiai értékelés Pedagógia I. Neveléselméleti és didaktikai alapok NBÁA-003 A prezentációt összeállította: Marton Eszter

Algoritmus vizualizáció a tanítási gyakorlatban. Törley Gábor

Projektoktatás Mi így is tanulunk

OKM ISKOLAI EREDMÉNYEK

Nemzetközi perspektívából a statisztika oktatásáról

SZOFTVEREK A SORBANÁLLÁSI ELMÉLET OKTATÁSÁBAN

Kísérlettervezés a kémia tanításában a természettudományos gondolkodás fejlesztéséért

Kompetenciafejlesztés a mérnöktanárképzésben TÁMOP B.2-13/

MŰVELTSÉGTERÜLET OKTATÁSA TANTÁRGYI BONTÁS NÉLKÜL AZ ILLYÉS GYULA ÁLTALÁNOS ISKOLA 5. A OSZTÁLYÁBAN

A duális képzés felsőoktatásban betöltött innovációs szerepe

AZ ISKOLAI EREDMÉNYESSÉG DIMENZIÓI ÉS HÁTTÉRTÉNYEZŐI INTÉZMÉNYI SZEMMEL

PROJEKTTERV HÁLÓZATOK A HÉTKÖZNAPI ÉLETBEN

A ROBOTIKA ALKALMAZÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI A HAD- ÉS BIZTONSÁGTECHNIKAI MÉRNÖK KÉPZÉSBEN

Programozással ismerkedőknek ajánlom. SZERZŐ: Szilágyi Csilla. Oldal1

A SZÁMÍTÓGÉPPEL TÁMOGATOTT OKTATÁS EREDMÉNYEI A KÉE ÉFK-N

Követelmények. A tanítás mestersége Tantárgy kódja. Dr. Szabó Antal főiskolai tanár A tantárgy oktatója

INTÉZMÉNYI ÖNÉRTÉKELÉS új intézményeknek

Megyeri Úti Általános Iskola 2019/2020

Mobil robotok felhasználása a kutatásban és az oktatásban

Dr. Kozma Gábor rektor, Gál Ferenc Főiskola. Dr. Thékes István ERASMUS koordinátor, Gál Ferenc Főiskola

Kulcskompetenciák kereszttüzében Az idegennyelv-tanulás és az ICT kapcsolata egy olasz multimédiás tananyagon keresztül

Rövid összefoglaló a pszichológia BA szak zárásához

HELYZETELEMZÉS A TELEPHELYI KÉRDŐÍV KÉRDÉSEIRE ADOTT VÁLASZOK ALAPJÁN

Félidőben félsiker Részleges eredmények a kutatásalapú kémiatanulás terén

A FORMÁLIS ÉS INFORMÁLIS SZERVEZETI JELLEMZŐK SZEREPE A PEDAGÓGIAI HOZZÁADOTT ÉRTÉK MAGYARÁZATÁBAN AVAGY A FEKETE DOBOZ ÁTVILÁGÍTÁSI KÍSÉRLETE

Nyelvtanuló alkalmazások a motiváció és a pozitív megerősítések szemszögéből

INFORMATIKA OKTATÁS A KLTE-N 1

BEVEZETŐ. Grúber György igazgató

MIT MUTATNAK A SZÁMOK? AZ INFORMATIKA ALAPJAINAK OKTATÁSI TAPASZTALATAI. Sitkuné Görömbei Cecília Nyíregyházi Főiskola.

Évfolyam Óraszám 1 0,5

kodolosuli.hu: Interaktív, programozást tanító portál BALLA TAMÁS, DR. KIRÁLY SÁNDOR NETWORKSHOP 2017, SZEGED

Gyarmati Dezső Sport Általános Iskola. Tanulásmódszertan HELYI TANTERV 5-6. OSZTÁLY

Követelmények. Pedagógiai tervezés és értékelés Tantárgy kódja. Dr. Szabó Antal főiskolai tanár A tantárgy oktatója

A tanulás-tanítás eredményessé tételéhez szükséges tudás keletkezése, megosztása és terjedése

Innováció és eredményesség eltérő státuszú iskolákban

AZ ORSZÁGOS KOMPETENCIAMÉRÉS EREDMÉNYEI 2016/2017-ES TANÉV

Mosolyt az arcokra! Tanoda

A pedagógia mint tudomány. Dr. Nyéki Lajos 2015

LABORATÓRIUMI GYAKORLATOK A MÉRNÖK-INFORMATIKUS OKTATÁSBAN

AZ ELMÚLT HÁROM ÉV TAPASZTALATAI A DUÁLIS KÉPZÉS KIALAKÍTÁSA SORÁN

XVI. reál- és humántudományi ERDÉLYI TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI KONFERENCIA Kolozsvár május

A FOGLAKOZÁS ADATAI: SZERZŐ. Virga Krisztina A FOGLALKOZÁS CÍME. Húzd meg jobban, menjen a munka! Modellezzünk raktárt! A FOGLALKOZÁS RÖVID

módszertan 1. Folyamatosság - Kockák 2. Konzultáció 2 Konzulens, szakértők 4. Bibliográfia - Jegyzetek

Követelmények. A tanítás mestersége Tantárgy kódja. Dr. Szabó Antal főiskolai tanár A tantárgy oktatója

A PROBLÉMAMEGOLDÓ GONDOLKODÁS HELYE AZ ADATBÁZISKEZELÉS OKTATÁSÁBAN. Kupcsikné Fitus Ilona, Selmeci István SZÁMALK Zrt.

HEVES MEGYEI TIOK MUNKÁJA, ELÉRT EREDMÉNYEI

Függetlenül szabadon Dohányzás prevenció

Intézkedési terv a es tanévre vonatkozóan, a es tanév minőségirányítási programjának értékelése alapján

DR. TÓTH PÉTER BÉKY GYULÁNÉ. A tanulás eredményességét befolyásoló tényezők vizsgálata budapesti középiskolás tanulók körében

A szakdolgozat-készítés szabályai

KÖVETELMÉNYEK 2017/ félév. Informatika II.

A SIOK Beszédes József Általános Iskola évi kompetenciamérés eredményeinek elemzése és hasznosítása

2. ábra: A főmenü, illetve a 3. feladatsor

Lőre Vendel- Csigó Györbiró Alpár Üzleti szimulációk az oktatásban

Informatika a felsőoktatásban 2008 Debrecen, augusztus JAVA PROGRAMOZÁSI NYELV OKTATÁSA C# ALAPOKON

6000 Kecskemét Nyíri út 11. Telefon: 76/ ; Fax: 76/ Gyakorló feladatok

SNI, BTMN tanulók értékelése az együttnevelésben, együttoktatásban. Csibi Enikő

A DEBRECENI MÉRNÖK INFORMATIKUS KÉPZÉS TAPASZTALATAIRÓL. Kuki Attila Debreceni Egyetem, Informatikai Kar. Összefoglaló

A foglalkozás céljának eléréséhez a következő tevékenységeket végezzük el:

Dr. FEHÉR PÉTER Magyarországi szervezetek digitális transzformációja számokban - Tények és 1trendek

TANULÁSMÓDSZERTAN 5. évfolyam 36 óra

VERSENYFELHÍVÁS. A verseny célja:

Motiváció hátrányos helyzetűek körében. Oktatói segédanyag és feladatgyűjtemény

SZISZKI KRÓNIKA. Érdi Szakképzési Centrum Százhalombattai Széchenyi István Szakgimnáziuma és Gimnáziuma

Átírás:

A LEGO PROGRAMOZHATÓ ROBOTJAIVAL SEGÍTETT PROGRAMOZÁS- OKTATÁS BEVÁLÁSVIZSGÁLATA EFFECTS OF TEACHING OF PROGRAMMING BY LEGO PROGRAMMABLE ROBOTS Pap-Szigeti Róbert, Pásztor Attila Kecskeméti Főiskola GAMF Kar Informatikai Intézet Összefoglaló Főiskolánkon a hallgatók programozással kapcsolatos tantárgyakból elért eredményei romlanak, az e tantárgyak iránti érdeklődés csökken, habár a hallgatók tudják, hogy ezek az ismeretek, készségek elengedhetetlenek későbbi műszaki munkájuk során. Ezért olyan innovatív eszközöket illetve módszereket kellett keresnünk, amelyekkel növelhető a hallgatói motiváció, az oktatás vizuálissá, gyakorlatiasabbá, érdekesebbé válhat. Erre a célra alkalmasnak tűntek a LEGO cég által kifejlesztett programozható mobil robot, a MINDSTORMS különböző változatai. Tanulmányunkban az eszközökre épülő tantárgyat, valamint a tantárgy hatékonyságának ellenőrzésére végzett beválásvizsgálatot mutatjuk be. A kontrollcsoportos vizsgálatban az alapvető programozási tudás és a programozási énkép egy félév alatt bekövetkező változását elemeztük. A kísérleti és a kontrollcsoport programozói tudása között a félév végére kismértékű szignifikáns különbség volt tapasztalható. A kontrollcsoport programozási énképe stagnálást mutatott, ugyanakkor a kísérleti csoport esetében az énkép szignifikáns fejlődését mutattuk ki. Ez fontos lehet a programozási tudás későbbi fejlődésében, hiszen az énkép a fejlődést befolyásoló egyik legfontosabb motívum. Kulcsszavak programozás-oktatás, modell-robotok, motiváció Abstract We can experience that students results in subjects of programming are declining at our college. Their interest in these subjects is decreasing, though they know that programming knowledge and skills are very important in their future work. We started to search for such new methods and devices that can help us increase students motivation to learn, as well as make learning more enjoyable, interesting and spectacular. Different versions of a mobile robot called MINDSTORMS developed by LEGO appear applicable to attain our aims. In this paper we would like to introduce a new subject based on these devices and the results of our experiment aimed at effects of this subject. We analyzed changes of basic programming knowledge and programming self-concept that came about under a half-year. We found a small but significant difference between the experimental group and control group in programming knowledge. The programming self-concept of control group was stagnating; opposite this we measured a significant development in experimental group s self-concept. This can play an important role in later development of students programming knowledge, because the self-concept is one of the most effective components of motivation to learn and it can affect to development of cognitive skills and further results. Keywords teaching of programming, model robots, motivation 1

1. Bevezetés A tanulók, hallgatók tanulásban nyújtott teljesítményét, a tanulás sikerességét, a megszerzett tudás alkalmazhatóságát számos tényező befolyásolja. A pedagógiai kutatások a hatásrendszer számos elemét feltárták már. Természetes, hogy a megszerezhető tudásra jelentős hatást gyakorolnak a hallgatók korábban elsajátított ismeretei, készségei, képességei. Ugyanakkor önmagában az előzetes tudásban meglévő egyéni különbségek nem elegendőek arra, hogy a további tanulás során megszerzett tudás egyéni különbségeire magyarázatot adjanak (Csapó, 2003). A tanulás sikerességére ható további fontos tényező a tanulók, hallgatók motívumrendszerének fejlettsége (Józsa, 2005), de emellett természetesen a szülői háttér, a tanulók társas kapcsolatrendszere, és számos olyan faktor is, amelyet a pedagógiai vizsgálatok egyelőre nem tudnak megbízhatóan feltárni. Tanulmányunkban a programozás tudás változásával és a programozáshoz kötődő néhány motívum fejlődésével foglalkozunk. A műszaki felsőoktatásban évek óta érzékelhető a hallgatók jelentős részénél, hogy a programozási tudásuk nem fejlődik az elvárt módon. Ehhez kapcsolódóan észleltük a tantárgy iránti egyre csökkenő érdeklődést is. Tapasztalataink empirikus megerősítésére kérdőíves vizsgálatot végeztünk (Kiss és Pásztor, 2006), amelynek eredményei alátámasztották, hogy új módszerek, eszközök alkalmazására van szükség a tantárgycsoport eredményesebb oktatásához. Olyan eszközöket szerettünk volna bevezetni az oktatásba, amelyekkel növelhető a hallgatói motiváció, az oktatás vizuálissá, gyakorlatiasabbá, érdekesebbé válhat. Erre a célra alkalmasnak tűnt a LEGO cég által gyártott programozható mobil robot, a MINDSTORMS (Istenes, 2004). A robotok programozása lehetővé teszi a hallgatók számára, hogy a hagyományos programozás-tanulás során azonnal elvárt absztrakt gondolkodást megelőzze a készségek tapasztalati szintű használata. Ez a lépcsőfok megkönnyíti a készségek fejlődését, a megértés szintjének elmélyítését (Piaget, 1993; Nagy, 2000). Ugyanakkor a látványos, sikerélményeket nyújtó oktatás hatással lehet a hallgatók motívumainak fejlődésére, egyúttal lehetőséget nyújt a kooperációra, amellyel a hallgatók szociális és kommunikációs képességeit erősíthetjük (Pap-Szigeti, 2007). Az élményszerű tanulási helyzetek segítik a tudás gyarapodásának közös átélését, és létrehozhatják a tanulásra irányuló aktivációs szintet, a közös munkába való belefeledkezést. Csíkszentmihályi (2001) flow-nak nevezi azt az állapotot. A flow átélése jelentősen növelheti a tanulás hatékonyságát, gyorsíthatja a készségek, képességek fejlődését (Józsa és Székely, 2004). 2. A Mindstorms RCX és NXT alkalmazása a Modell-robotok programozása tantárgy keretein belül Az új tantárgyat a Programozás I. (C/C++ programozás alapjai) tárgyat már sikeresen teljesítő hallgatók vehették fel szabadon választható tantárgyként. A tantárgynak más előfeltétele nem volt. Mivel a hallgatók a kötelező órákon C/C++ nyelvet tanulnak túlnyomó részben, az eszközhöz a választható programnyelvek közül az NQC nyelvet választottuk, mivel ez a nyelv szintaktikájában, utasításkészletében, függvénytípusaiban stb. nagyon hasonlít a már előzőleg tanult szabvány C nyelvhez. Nem elhanyagolható tény az sem, hogy a program nyelv ill. a programnyelvi környezet ingyenesen is letölthető az Internetről (MINDSTORMS NXT Home, s.d.; Hansen, 2007). A robot belső felépítésének megismertetésére (hardver elemek, memória, processzor, szenzorok stb.) csak kisebb 2

hangsúlyt fektettünk, mivel a cél inkább a programozási alapok elmélyítése, a tantárggyal kapcsolatos pozitív motiváció fejlesztése, az algoritmikus gondolkodási mód és a vizualitás kialakítása volt a cél. 1.ábra A LEGO RCX programozható robotja Az RCX robot (1. ábra) könnyen összeszerelhető elemeinek köszönhetően a LEGO alkatrészekből egyszerűen, gyorsan szerelhetnek össze a hallgatók egyszerű gépeket, autókat, esetenként humanoidra hasonlító robotokat. A robot lelke a programozható Mindstorms Brick, amelynek három kimeneti és három bemeneti portjára motorok, lámpák, és különböző érzékelők (nyomás, fény, elfordulás, hőmérséklet) köthetőek. A kommunikáció a robotok és a számítógép között Infra Red kommunikációs kapcsolaton keresztül történik. Az NQC programnyelvben hasonlóan a legtöbb C típusú nyelvhez különböző ciklusok, elágazások, függvények, taskok, include állományok találhatóak, de a nyelv legnagyobb előnye, hogy a kész programot letöltve a robotra az eredmény azonnal és szemléletesen látható. A gyakorlati foglalkozásokon a feladatok tervezése és megvalósítása során a hallgatók a már más területeken is jól bevált csoportmunkát alkalmazhatják. Csakúgy, mint a versenyszférában, a felvetett probléma értelmezése, a megvalósítás lépéseinek megtervezése valamint gyakorlati megvalósítása teamben történik (Falus, 1998). A pedagógusok, gyakorlatvezetők merev ismeretátadó, vezető funkciója megváltozhat. Szerepük már csak a probléma felvetésére és koordinátori szerepre mérséklődhet. A résztvevők megtervezik a munkafolyamatot, felosztják egymást közt az elvégzendő munkát, kommunikálnak egymással, s az eredményeket közösen foglalják össze, illetve mutatják be. A feladat elvégzése közben olyan elméleti és tapasztalati tudásra is szert tehetnek, melyet később felhasználhatnak mérnöki munkájukban a szoftverkészítési és fejlesztési projektekben is. A közösen végzett munka kedvezően hathat kommunikációs készségeikre is, hiszen gondolataikat, ötleteiket a többiek számára érthetően, szóbeli szakmai nyelven kell megfogalmazniuk (Kagan, 2001). A felsőoktatás tömegesedésével erre viszonylag kevés tárgy nyújt lehetőséget. 2.1. Néhány alkalmazás kezdő szinten Útvonalkövetés A robot egy, kettő esetleg három fényszenzor segítségével követ egy előre meghatározott útvonalat. A feladat négy-öt gyakorlati óra után könnyedén megoldható. A feladatot nehezíteni lehet különböző színű utakkal, elágazásokkal, terepakadályokkal (2. ábra). 2. ábra Útvonalkövető robot 3

Scanner Ebben a gyakorlati alkalmazásban a hallgatók egy egyszerű scannert építettek, mely két motor és egy fényérzékelő segítségével ötvenszer húszas felbontásban olvas be egy papírlapra rajzolt ábrát. A beolvasott adatokat a robot egy szöveges állományba helyezi el, melyet a hallgatók már az előzőleg C++ nyelvben megtanult szöveges állománykezelő függvényekkel feldolgoznak. Így kapcsolódhat ez a tantárgy a kötelező tantárgyakhoz is. Az alkalmazást (3. ábra) a tanulók 14 15 gyakorlati óra után készítették el (Istenes és Pásztor, 2007). 3. ábra Scanner Egyszerű kommunikációk A robotok az IR portjaikon keresztül kommunikálhatnak egymással. A lehetőséget kihasználva különböző alkalmazásokat készíthetünk, melyekben két vagy több robot követi egymást, kő- papír - ollót játszik, esetleg snóblizik. A feladatot a szmeszter vége felé a tanulók zöme el udta készíteni. 2.2. Alkalmazások haladó szinten előzetes elméleti ismereteket felhasználva Maximum minimum kiválasztás A robot fény- vagy hőmérséklet-érzékelőjét felhasználva megkerestethetjük egy adott terem legfényesebb, legmelegebb stb. pontját. Ennél az alkalmazásnál a hallgatók az algoritmus elmélet tantárgyban megtanult elemi tételeket alkalmazhatják a gyakorlatban látványos módon a robot segítségével. Rendezések szimulációja A példában az algoritmusok tantárgy keretein belül tanult rendezéseket végzik a robotok. Az órán az elméleti számsorok helyett színes gömböket, tárgyakat rendeznek sorba a robotok. 2. 3. A LEGO NXT robot felhasználása Az RCX robotok kommunikációs problémáit kiküszöbölve 2006-ban a LEGO cég megjelentette az NXT jelű harmadik generációs robotját (4. ábra), amely a Nürnbergi játékkiállítás innovációs nagydíját is elnyerte (MINDSTORM NXT News, 2006). Új szenzorainak (hang-, távolságérzékelő) szervomotorjainak és a BlueTooth technológiának köszönhetően igen gyorsan nagy népszerűségre tett szert. Népszerűségét növeli a gyorsan kifejlesztett számtalan programozási nyelv, mint például NQC, NXC, NBC, LeJos valamint a LEGO cég által kifejlesztett Mindstorms NXT ikonvezérelt programozási nyelv, amelyek széles skálát nyújtanak minden programozási szinten lévő tanulónak a kezdőtől akár az MSC szintekig. 4. ábra NXT humanoid 4

3. A beválásvizsgálat bemutatása 3.1. A vizsgálat hipotézisei A tantárgy létrehozásával a bevezetőben leírt várható hatásokat kívántuk elérni. A főiskolai tanulmányi rend alapját természetesen nem volt lehetőség egy félévnél hosszabb kísérlet lefolytatására, ám a későbbiekben tervezzük a hallgatók további követéses vizsgálatát, amellyel igazolni kívánjuk a motívumfejlesztés tartós hatásait. Jelen vizsgálatban a következő hipotéziseket kívántuk vizsgálni: 1) A robotok segítségével az oktatás játékosabbá, élvezetesebbé tehető. 2) A tanulási motiváció komponensei elsősorban a programozási énkép fejleszthetők a bevezetett eszközökkel. 3) A hallgatók programozási ismereteit és készségeit magasabb, jobban alkalmazható szintre fejleszthetjük, mint a hagyományos programozás-oktatással. 3.2. Mérőeszközök és minta Az 1. hipotézist csak közvetett módon, az óralátogatások gyakoriságának vizsgálatával kívántuk alátámasztani. Ha a hallgatók élvezettel alkalmazzák a mobil robotokkal való tanulást, akkor várható, hogy a hiányzások mennyisége csökken. A programozással kapcsolatos háttér-információk és a programozási énkép vizsgálatára kérdőívet készítettünk. A besoroló információkon túl rangskálás kérdésekkel vizsgáltuk, hogy a hallgató mennyi időt töltött programozás-tanulással a középiskolában, milyen segítséget tud és szokott kérni tanulási problémái esetén. További három Likert-skálás itemmel vizsgáltuk a tanár iránti attitűdöt. A programozási énkép vizsgálatára hat itemből álló, Likert-skálán értékelendő mondatokat tartalmazó kérdőív-rész szolgált. A kérdőív-rész reliabilitása α = 0,79, ami az alacsony itemszám mellett elfogadható. Alkalmaztuk ezen kívül Csapó Benő (1998) kérdését ( Egy 100 pontos programozás-dolgozaton a tárgyat felvett hallgatók átlaga 70 pont. Mit gondol, Ön hány pontot szerezne? ). Ezzel a kérdéssel együtt arra is válaszoltak a hallgatók, hogy ugyanezen a dolgozaton hány ponttal lennének elégedettek. A két kérdés alapján a tanulmányi igényszint és a tanulmányi énkép általában összevethető (Pap-Szigeti, 2003), a főiskolán hagyományosan kialakult ponthatárok azonban az utóbbi kérdésre adott válaszokat torzítják: nagyobb gyakorisággal lennének elégedettek az egyes jegyek alsó ponthatáraival. Így az erre a kérdésre adott válaszokat nem használtuk fel az összefüggésvizsgálatokban. Az alapvető programozási ismeretek és készségek vizsgálatára készített teszt 15 itemet tartalmazott. A megbízhatósága valamivel alacsonyabb az elvártnál (α = 0,72), mivel azonban az itemek mindegyike illeszkedik a mérőeszközbe, a teszt javítását elsősorban az itemek számának növelésével lehetne biztosítani. A tesz és a kérdőív együttes hosszának azonban határt szab az, hogy egy tanóra alatt felvehető mérőeszközt kell alkalmaznunk. A kísérleti mintát 41 hallgató alkotta, ők a LEGO mobil robotjai segítségével tanulták a programozást. A kontrollmintába 46 hallgató került, őket a hagyományos módon és eszközökkel tanították a kollégák. Ahogy azt a 3.3. fejezetben bemutatjuk, a két minta között a félév kezdetén nem volt szignifikáns különbség a programozás-tudásban és a programozási énkép fejlettségében. Az előmérésre a 2008. tavaszi félév első hetében, az utómérésre a félév utolsó hetében került sor, a vizsgált fejlődési időszak tehát mintegy három és fél hónap. 5

3.3. Az előmérés eredményei A hallgatók többségének (78%) nincs olyan családtagja, vagy közvetlen ismerőse, aki segítséget nyújtana a programozásban. A két minta között nincs szignifikáns különbség ( 2 = 0,141; p = 0,71). Szintén nem szignifikáns a különbség a két minta között abban, hogy hány félévet tanultak programozni középiskolában ( 2 = 6,58; p = 0,16), a hallgatók 43%-a egyáltalán nem tanult programozást a közoktatásban. A programozás énkép változóit Likert-skálás kérdésekkel mértük. A Likert-skála szigorúan tekintve ordinális skála, gyakori azonban, hogy az összetett elemzésekben rejlő lehetőségek kihasználása érdekében intervallumskálaként kezeljük, a hangsúlyt a válaszként megadott számra, nem pedig annak szöveges értelmezésére helyezve (Csapó, 2000). A programozás énkép változói egyetlen faktort alkotnak (KMO = 0,859, a Bartlett-próba szignifikáns), ezért lineáris transzformációval egy új, 0-100 skálán mozgó változót hoztunk létre, amelyet a továbbiakban programozási énképnek nevezünk. Az előmérésben a kísérleti és a kontrollcsoport között nem volt szignifikáns különbség ebben a változóban (x kísérleti = 46,7 %p; x kontroll = 45,8 %p; F = 0,01; p = 0,95; t = 1,54; p = 0,13). A programozási tudást nyújtó teszten a kísérleti csoport 45,8 %p-os, a kontrollcsoport pedig 40,7 %p-os induló teljesítményt nyújtott, a különbség szintén nem szignifikáns (F = 0,91; p = 0,34; t = 1,61; p = 0,11). A két csoport tehát közel azonos induló paraméterrel rendelkezik, feltételezhetjük tehát, hogy az utómérésben megnyilvánuló különbségek a vizsgálati időszak hatásai, elsősorban az oktatási hatások alapján jönnek létre. 3.4. A kísérleti és a kontrollcsoport fejlődése A pedagógusi munka szempontjából már az is örömteli tapasztalat, ha a hallgatók élvezettel vesznek részt a gyakorlatok munkájában, ha követik az előadások anyagát. A modell-robotok programozása tantárgyat felvett hallgatók szignifikánsan kevesebbet hiányoztak a gyakorlatokról, mint a kontrollcsoport ( 2 = 3,22; p = 0,57). A vizsgálat időszakában sem a kontrollcsoport (x előmérés = 40,7 %p; x utómérés = 43,0 %p; t = -1,01; p = 0,34), sem a kísérleti csoport (x előmérés = 45,8 %p; x utómérés = 49,1 %p; t = -1,23; p = 0,23) programozás-tudása nem fejlődött szignifikánsan. Az elő- és utómérés eredményei közötti közepes erősségű korreláció is közel azonos (r kísérleti = 0,631; r kontroll = 0,618), a két minta egyéni fejlődései tehát hasonló nagyságú átrendeződéseket eredményeznek a mintán belül. Lehetséges, hogy a fejlesztő időszak túl rövid volt ahhoz, hogy a láthatóan élvezettel végzett tanulás az eredményességben is tükröződjön. Az is előfordulhat ugyanakkor, hogy a hallgatókban meglévő elméleti tudás átsrukturálódása, minőségi változása megindult, de a még nem teljesen kialakult új szemléletmód miatt a mérhető, mennyiségi változások időlegesen negatív tendenciát mutatnak (Csapó, 2003). Az átlagos programozási énkép a kontrollcsoport esetében gyakorlatilag változatlan (x előmérés = 45,8 %p; x utómérés = 43,6 %p; t = -0,45; p = 0,66). A kísérleti csoport programozási énképében ugyanakkor szignifikáns fejlődés tapasztalható (x előmérés = 46,7 %p; x utómérés = 51,7 %p; t = -2,60; p = 0,01). Ez az eredmény azt mutatja, hogy az újszerű eszközök viszonylag rövid ideig tartó használata is mérhető énkép-javulást okoz. Ez azért fontos, mert mint a bevezetőben említettük, az énkép jelentős hatást gyakorol a későbbi tanulás eredményességére. Emellett a programozási énkép fejlődése a kísérleti mintában kevésbé determinált, mint a kontorollmintában (r kísérleti = 0,657; r kontroll = 0,783), ami arra utal, hogy az énkép e komponense fejleszthető ebben az életkorban a modell-robotok segítségével. A tanár iránti attitűdök gyakorlatilag változatlanok (x kísérleti-elő = 75,6 %p; x kísérleti-utó = 76,5 %p; 6

x kontroll-elő = 75,8 %p; x kontroll-utó = 77,9 %p; a különbségek és a változások egyetlen esetben sem szignifikánsak), ami arra utal, hogy a változás elsősorban az új eszköznek és a hozzá kapcsolódó módszereknek köszönhető. 4. Összegzés A programozás tanítása során felhasznált új eszközök, a LEGO cég programozható mobil robotjai lehetőséget teremtenek arra, hogy az elsajátítás folyamatába beépítsük a tapasztalati szinten való tanulást. Hasznos, ha minden új terület megismerésekor az absztrakt gondolkodást megelőzi a közvetlen tapasztalatokra épülő ismeret- és készségtanulás. Figyelembe véve, hogy a hallgatók milyen nagy arányban kezdik a programozás tanulását a főiskolán, segítséget nyújthatunk számukra a sikeres tanulásban azzal, ha a programozáshoz szükséges készségek, alapismeretek elsajátítását saját tapasztalataik erősítik meg. Egy új eszköz bevezetése általában önmagában is motiváló helyzetet teremt. A tartós hatáshoz azonban az is szükséges, hogy a közvetlen motiváción túl a sikerélmények, az örömteli tanulási tapasztalatok segítségével a személyiséget, annak motivációs bázisát is fejlesszük. Vizsgálatunk azt mutatja, hogy a mobil robotok már rövid távon is segítik (gyakorlatilag azonos mérhető tudás mellett) a hallgatók programozási énképnek fejlődését, ennek kedvező hatása a programozás további tanulása során nyilvánulhat meg. A vizsgálat újabb kutatási kérdések megfogalmazását teszi szükségessé. Fontos feladat a tudásmérő teszt továbbfejlesztése, de emellett annak hosszabb távú vizsgálata is, hogy mennyire tartós hatású az énkép ilyen módon való fejlesztése. A későbbiekben sorra kerülő vizsgálataink ezekre a kérdésekre is irányulnak majd. Irodalomjegyzék [1] Csapó Benő (1998) Az iskolai tudás felszíni rétegei: mit tükröznek az osztályzatok? In: Csapó Benő (ed.) Az iskolai tudás. Osiris Kiadó, Budapest. 39-81. [2] Csapó Benő (2000): A tantárgyakkal kapcsolatos attitűdök. Magyar Pedagógia, 100. 343-366. [3] Csapó Benő (2003) A képességek fejlődése és iskolai fejlesztése. Akadémiai Kiadó, Budapest. [4] Csíkszentmihályi Mihály (2001) Flow. Az áramlat. A tökéletes élmény pszichológiája. Akadémiai Kiadó, Budapest. [5] Falus Iván (1998, ed.) Didaktika. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest. [6] Hansen, J. (2007) Not exactly C (NXC) Programmer s Guide. http://bricxcc.sourceforge.net/nbc/nxcdoc/nxc_guide.pdf [7] Istenes, Z. (2004) Learning serious knowledge while playing with robots, in 6 th International Conference on Applied Informatics, Eger. [8] Istenes, Z., Pásztor, A. (2007) The use of programmable robots in the education of programming. 7th International Conference on Applied Informatics, Eger. 7

[9] Józsa Krisztián (2005) A képességek és motívumok kölcsönös fejlesztésének lehetősége. In: Kelemen Elemér és Falus Iván (ed.) Tanulmányok a neveléstudomány köréből. Műszaki Könyvkiadó, Budapest. 283-302. [10] Józsa Krisztián és Székely Györgyi (2004) Kísérlet a kooperatív tanulás alkalmazására a matematika tanítása során. Magyar Pedagógia, 104. 339-362. [11] Kagan, S. (2001) Kooperatív tanulás. Ökonet Kiadó, Budapest. [12] Kiss Róbert, Pásztor Attila (2006) Programozható robotok felhasználása a programozás oktatásban. Szakmai Nap, Kecskeméti Főiskola GAMF Kar, Kecskemét. [13] MINDSTORMS NXT Home (s.d.) http://mindstorms.lego.com [14] MINDSTORM NXT News (2006) Toy Innovation Award 2006 to LEGO MINDSTORMS NXT. http://mindstorms.lego.com/news/2006.aspx [15] Nagy József (2000) XXI. század és nevelés. Osiris Kiadó, Budapest. [16] Pap-Szigeti Róbert (2003) A matematikai képességek és a motiváció változása 13-15 éves korban. Szakdolgozat, Szegedi Egyetem, Bölcsészettudományi Kar, Szeged. [17] Pap-Szigeti, R. (2007): Cooperative Strategies in Teaching of Web-Programming. Practice and Theory in Systems of Education, 2. 51-64. [18] Piaget, J. (1993) Az értelem pszichológiája. Gondolat Kiadó, Budapest. 8