A nappali tagozatra felvett gépészmérnök és műszaki menedzser hallgatók informatikai ismeretének elemzése a Budapesti Műszaki Főiskolán Kiss Gábor BMF, Mechatronikai és Autótechnikai Intézet kiss.gabor@bgk.bmf.hu Absztrakt A főiskolán két külön kar hallgatóit oktatom informatika alapjai témakörből. A műszaki menedzserek a Keleti Károly Gazdasági Karhoz, míg a gépészmérnök hallgatók a Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Karhoz tartoznak. A felvett diákok érdeklődési területének különbözősége vezetett arra a gondolatra, vajon az informatika területén is kimutatható-e eltérés a két csoport között. Az informatikai tananyag jelentősen eltér a két karon, ezért az elemzéshez a középiskolából frissen kikerülő diákok ismeretanyagát hasonlítottam össze oly módon, hogy az első héten kitöltettem velük egy webalapú informatikai tesztet. A középiskolában azonos a tananyag, ezért a teszteredmények elemzésekor felmerülő eltérések esetén érdemes végiggondolni, hogy ez a különböző érdeklődési terület számlájára írható-e. Fontosnak tartottam vizsgálni, hogy egy egyes témakörök terén mekkora különbségek tapasztalhatók.. Bevezetés A Budapesti Műszaki Főiskolára felvett nappali tagozatos hallgatók két csoportját vizsgáltam. Két külön Kar diákjainak az informatikai ismereteit szerettem volna felmérni, mert a tananyag kidolgozás szempontjából fontos lenne tudni, a középiskolai tanulmányok alapján mire lehet építeni és mi az, ami nem szerepelt az oktatásban. A gépészmérnök hallgatók a Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Karhoz tartoznak, a műszaki menedzser hallgatók a Keleti Károly Gazdasági Karhoz. A két csoport egymástól teljesen különböző érdeklődési területet mutat, ezért az elemzésnél kíváncsi voltam arra, hogy ez az informatikai ismeretek terén is megfigyelhető-e különbség. Mit nem tanultak a diákok a középiskolában A középiskolában elvileg ugyanaz a tananyag informatikából (NAT), időbeli eltérés lehet az egyes iskolatípusok között. Az SQL és az objektum orientált programozás nem mindenhol szerepel az oktatásban a tapasztalatok alapján. A kérdéseknél választható volt a nem tanultuk opció, így megnéztem, hogy az egyes témacsoportokat ténylegesen milyen arányban tanulták a két szakra jelentkezett hallgatók. Az alábbi táblázat azt mutatja, hány fő jelölte meg az egyes témaköröket nem tanultként (1. táblázat), valamint hogy ez a tesztet kitöltő diákok hány százaléka. Menedzser Gépész fő % fő % Táblázatkezelés 3 4,3% 15 13,5% Adatbáziskezelés 23 33,3% 57 51,4%
SQL 55 79,7% 105 94,6% Programozás 45 65,2% 78 70,3% OOP 59 85,5% 110 99,1% 1. táblázat. A diákok hány %-a nem tanulta az egyes témaköröket Az elméleti kérdések egy részét mindenki meg tudta válaszolni, hasonlóan a szövegszerkesztés témaköréhez. A táblázatkezelésből már mindkét csoportban voltak olyanok, akik semmit nem tanultak. A gépészeknél ez a diákok 13,5%-a, a menedzsereknél 4,3%. Ebben a témakörben meglepő, hogy a középiskolában egyáltalán nem kerül tárgyalásra. Adatbáziskezelést a gépészek fele és a menedzserek harmada nem tanult egyáltalán. Itt elég nagy a különbség a két szak diákjai között. Ehhez képest további 45%-al nő az SQL-t nem tanulók száma, ami így a gépészeknél eléri a 94,6%-ot. Programozást a diákok két harmada nem tanult, ebben a témakörben nincs túl nagy különbség a szakok között. Az objektum orientált programozást a gépész szakra jelentkezők egyáltalán nem tanulták és a menedzsereknek is csak a 14,5%-a tudott ilyen jellegű kérdésekre válaszolni. A két csoport hisztorgamja Az összehasonlításhoz meg kell nézni, hogy normális eloszlást követik-e a csoportok, így reprezentatív mintának tekinthetők-e. Szövegszerkesztést mindenki tanult, ezért itt vizsgáltam meg a jó válaszok számának gyakoriságát (14 kérdésre kellett választ adni) és a kapott hisztogram normális eloszlást mutat mindkét csoport esetén (1. ábra, 2. ábra) így reprezentatív mintának tekinthetőek. Menedzser 25 20 Gyakoriság 15 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Jó válaszok száma 1. ábra. Menedzser hallgatók hisztogramja
Gépész 40 35 30 Gyakoriság 25 20 15 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Jó válaszok száma 2. ábra Gépész hallgatók hisztogramja Az ábrákon látható, hogy a menedzsereknél jobbra tolódik, míg a gépészeknél inkább balra. A két csoport összehasonlítása témakörönként Az alábbi táblázatban látható az egyes témaköröknél a feltett kérdések száma, a helyes válaszok számának átlaga, szórása, valamint az, hogy a diákok hány %-a válaszolt jól átlagosan (2. táblázat). Szak Menedzser Gépész Témakör Kérdések száma Átlag % Szórás Átlag % Szórás Elméleti ismeretek 46 15,29 33,2% 6,188 15,6 33,9% 6,231 Szövegszerkesztés 14 6,1449 43,9% 2,469 5,68 40,6% 2,335 Táblázatkezelés 9 3,1884 35,4% 1,537 2,73 30,3% 1,926 Adatbáziskezelés 18 2,2609 12,6% 2,292 1,44 8,0% 1,948 SQL 14 0,942 6,7% 2,086 0,14 1,0% 0,72 Programozás 26 1,8261 7,0% 3,034 1,28 4,9% 2,509 OOP 8 0,2029 2,5% 0,677 0,01 0,1% 0,095 2. Táblázat. Átlagosan hányan válaszoltak jól, és mekkora szórással A fenti táblázatban látszik, hogy az elméleti ismereteknél a diákok harmada ad jó választ, de nagy szórással, ami azt jelenti, hogy különböző kérdésekre adnak jó választ. A szövegszerkesztés témakörében szerepeltek a diákok a legjobban. Több, mint 40%-uk adott jó választ, de a szórás a kérdések darabszámához viszonyítva elég nagy. A táblázatkezelésnél is hasonló értékek jöttek ki. A diákok ~harmada adott jó választ. A szórás a kérdések számának figyelembevételével hasonló mértékű, mint a szövegszerkesztésnél. A többi témakörnél a diákok már nem szerepeltek annyira sem jól, mint korábban. Az adatbáziskezeléssel kapcsolatos kérdéseket a menedzserek 12,6%-a válaszolta meg jól, a gépészeknél már csak 8%, igaz, náluk a két harmad jelezte, hogy nem tanult ilyet (lsd. 1. táblázat). SQL esetében tovább romlik a helyzet. A középiskolában szinte egyáltalán
nem szerepel ezen ismeretek átadása. A gépészek 94,6%-a nem tanult ilyet így náluk az átlag és a szórás nem meglepő értéket vesz fel, a menedzserek ~80%-a nem tanult SQL-t, így ott sincs a vártnál eltérő érték. A programozás témakörét a diákok két harmada jelezte nem tanultnak mindkét szakon. Az átlag így nem meglepő, de a szórás elég nagy a kérdések számához viszonyítva. A két csoport témakörönkénti összehasonlításánál feltételezzük, hogy az elért eredmények átlaga azonos 5%-os szignifikanciaszint mellett (H 0 ). A következő táblázat a próbafüggvény (z) értékét, valamint a H 0 elvetését, illetve megtartását tartalmazza (3. táblázat) Témakör Próbafüggvény (z) értéke Döntés Elméleti ismeretek -1,12 A két átlag azonos Szövegszerkesztés -9,19 A két átlag nem azonos Táblázatkezelés -7,31 A két átlag nem azonos Adatbáziskezelés -2,08 A két átlag nem azonos SQL 0,42 A két átlag azonos Programozás -1,11 A két átlag azonos OOP 0,09 A két átlag azonos 3. Táblázat. A két szak átlagának vizsgálata próbafüggvény segítségével Mivel 5%-os szignifikanciaszint mellet vizsgáltuk az átlagokat, -1,96<z<1,96 tartományban elfogadjuk, hogy a két átlag azonos. Ettől eltérő esetben a két átlag különböző. Elméleti ismeretek terén H 0 -t elfogadjuk, azaz 5%-os szignifikanciaszint mellett állíthatjuk,, hogy a különböző szakra jelentkezők azonos tudással érkeznek a főiskolára. Szövegszerkesztés, táblázatkezelés és adatbáziskezelés terén H 0 -t elvetjük, azaz 5%-os szignifikanciaszint mellett állíthatjuk,, hogy a különböző szakra jelentkezők nem azonos tudással érkeznek a főiskolára. SQL, programozás és OOP terén H 0 -t szintén elfogadjuk, azaz 5%-os szignifikanciaszint mellett állíthatjuk,, hogy a különböző szakra jelentkezők azonos tudással érkeznek a főiskolára. Érdemes megnézni a szóráshányados segítségével, hogy hány %-ban magyarázza az adott témakörökben a helyes válaszok számát az, hogy melyik szakra jelentkezett az adott diák, illetve azt, hogy mennyire erős a kapcsolat a választott szak és az adott témakör között (4. táblázat). Témakör Főátlag S k S b S H 2 (%) H Kapcsolat Elméleti ismeretek 15,49 0,02 6,24 6,26 0,39% 0,06 nincs kapcsolat Szövegszerkesztés 5,86 0,05 2,41 2,46 2,04% 0,14 nincs kapcsolat Táblázatkezelés 2,91 0,05 1,80 1,85 2,69% 0,16 nincs kapcsolat Adatbáziskezelés 1,76 0,16 2,10 2,26 7,02% 0,26 gyenge SQL 0,44 0,15 1,27 1,42 10,84% 0,33 gyenge Programozás 1,49 0,07 2,73 2,80 2,52% 0,16 nincs kapcsolat OOP 0,08 0,01 0,34 0,35 2,55% 0,16 nincs kapcsolat 4. Táblázat Az átlagok közötti eltérést mennyire befolyásolja az eltérő szak A fenti táblázat tartalmazza a főátlagot, a külső (S k ), a belső (S b ), a teljes (S) szórást, a szóráshányadost (%-os formában), annak négyzetgyökét (H), valamint a kapcsolat jellegét. A táblázat adatai alapján mondhatjuk, hogy az adatbáziskezelés és az SQL kivételével nincs kapcsolat aközött, hogy valaki milyen eredményesen válaszol az adott témakör kérdéseire és aközött, hogy melyik szakra jelentkezett. Adatbáziskezelés és SQL tekintetében gyenge kapcsolat
mutatható ki az eredményesség és a szak között. A menedzserek egy kisebb része erre a két témára sikeresebben válaszolt. Korreláció a témakörök között szakonként Az adatok elemzésénél felmerült a kérdés, hogy az egyes témakörök korrelálnak-e egymással. Feltételezhető, hogy pl. aki szövegszerkesztésből jól szerepelt, várhatóan táblázatkezelésből is sok jó választ ad majd. Menedzsereknél az egyes témakörök közötti korreláció vizsgálata A menedzsereknél szinte nincs kapcsolat az egyes témakörök között. Egyedül a szövegszerkesztés-táblázatkezelés, valamint az adatbáziskezelés-programozás ismeretek között mutatható ki közepes erősségű pozitív irányú kapcsolat. A többinél nincs, vagy ha van, akkor is gyenge (5. táblázat). Témakör1 Témakör2 R Kapcsolat ereje Elméleti ismeretek Szövegszerkesztés 0,31 gyenge Elméleti ismeretek Táblázatkezelés 0,33 gyenge Elméleti ismeretek Adatbáziskezelés 0,18 nincs kapcsolat Elméleti ismeretek Programozás 0,26 gyenge Szövegszerkesztés Táblázatkezelés 0,49 közepes Szövegszerkesztés Adatbáziskezelés 0,15 nincs kapcsolat Szövegszerkesztés Programozás 0,04 nincs kapcsolat Táblázatkezelés Adatbáziskezelés 0,32 gyenge Táblázatkezelés Programozás 0,14 nincs kapcsolat Adatbáziskezelés Programozás 0,59 közepes Adatbáziskezelés SQL 0,29 gyenge Programozás OOP 0,34 gyenge 5. Táblázat. Menedzsereknél a korreláció témakörönként Gépészeknél az egyes témakörök közötti korreláció vizsgálata A gépészeknél hasonlóan a menedzserekhez a szövegszerkesztés és a táblázatkezelés között van közepes erősségű pozitív irányú kapcsolat. Ezen kívül az elméleti ismeretek-táblázatkezelés, illetve az elméleti ismeretek-adatbáziskezelés között van közepes erősségű pozitív irányú kapcsolat. A többi esetében gyenge, vagy nincs kapcsolat. Témakör1 Témakör2 R Kapcsolat ereje Elméleti ismeretek Szövegszerkesztés 0,40 gyenge Elméleti ismeretek Táblázatkezelés 0,50 közepes Elméleti ismeretek Adatbáziskezelés 0,42 közepes Elméleti ismeretek programozás 0,28 gyenge Szövegszerkesztés Táblázatkezelés 0,41 közepes Szövegszerkesztés Adatbáziskezelés 0,19 nincs kapcsolat Szövegszerkesztés Programozás 0,08 nincs kapcsolat Táblázatkezelés Adatbáziskezelés 0,38 gyenge Táblázatkezelés Programozás 0,23 gyenge Adatbáziskezelés Programozás 0,23 gyenge
Adatbáziskezelés SQL 0,09 nincs kapcsolat Programozás OOP 0,29 gyenge 6. Táblázat. Gépészeknél a korreláció témakörönként Összefoglalás A tesztet kitöltők válaszainak elemzése után mondhatjuk, hogy a műszaki menedzser, illetve gépész szakra felvett hallgatók informatikai ismeretei jelentős eltérést nem mutatnak egymástól, tehát az érdeklődési terület nem befolyásolja azt. Ami még látható az adatok alapján, hogy a NAT előírásait nem sikerül maradék nélkül betartani a középiskolákban, bizonyos témakörök egyáltalán nem, vagy csak érintőlegesen vannak megemlítve. References [1] Gabor Kiss The Concept to Measure and Compare Students Knowledge Level in Computer Science in Germany and in Hungary / Acta Polytechnica Hungarica, 2008 Volume 5., pp:145.158, 2008, ISSN: 1785-8860