Algoritmikus szemlélet az oktatásban

Algoritmikus szemlélet az oktatásban

Dr. Pentelényi Pál [email protected]

Trefort Ágoston Mérnökpedagógiai KözpontÓbudai Egyetem

Trefort Ágoston Szakmai Tanárképzési Konferencia2011. november 21.

Szakképzés-pedagógiai kutatások

A tanítás és a tanulás eredményességénekindikátorai, fejlesztésének módszerei

Tanulmánykötetek

Egyéni különbségek szerepe a tanulásban (Tóth Péter)

Algoritmikus szemléletmód kialakítása és fejlesztése (Pentelényi Pál)

Az interaktívtábla-használat módszertana (Makó Ferenc)

A tanári minőség indikátorai (Suplicz Sándor)

Mérnöktanár jelöltek tanórai hatékonyságának indikátorai (Fűzi Beatrix)

Csoportos kutatási pályázat, Óbudai Egyetem

Szakképzés- és Mérnökpedagógiai Tudományos Műhely

1. Az algoritmikus gondolkodás jelentősége az oktatásban

Az algoritmikus szemléletmód kialakítása és fejlesztése

• A technikai fejlődés hatása a programozás oktatására A programozás oktatásának történeti áttekintése

• Algoritmus, folyamatábra és program Terminológia-történeti megfontolások

• Az algoritmikus feladatmegoldás tanítása

• A mondatszerű leírás vizualizálása

• A strukturált programozásról

2. Az algoritmikus szemléletű oktatási-tanulási folyamat


• Az algoritmus-szerkesztés oktatása és a megoldási algoritmusok gép nélküli ellenőrzése

• Párhuzam a tanári és a programozói tevékenység között

• A mintapéldák szerepe az algoritmizálás tanítási-tanulási folyamatában

3. Az algoritmizálás tanításának néhány kognitív pszichológiai vonatkozása


• Produktív és reproduktív gondolkodás

• Analogikus problémamegoldás és kreativitás

Mellékletek


(1) Az induktív és deduktív megközelítés összehasonlító elemzése a

‘programozási tételek’ tanításában

(2) Megoldási algoritmusok kidolgozásának folyamata

‘step by step’ módszerrel

(Részletek a kutatási beszámolóból …)

Az algoritmikus gondolkodás képessége napjaink műszaki szakmai gyakorlatában mint általános kompetencia jelenik meg.

A középfokú szakképzés szintjén fellépő, a műszaki gyakorlat elvárásainak megfelelő igényeket igyekszik kielégíteni a szakmai tanárképzés is.

A téma jól illeszkedik mind a tanári, mind pedig a tanulási hatékonyság témakörébe, a kutatócsoport közös fő témájához:

„A tanítás és a tanulás eredményességének indikátorai, fejlesztésének módszerei”

A kutatócsoport résztvevői rendszeres konzultációkon hangolták össze az egyes résztémákban folytatott kutatási tevékenységüket, elemezve az ezek közötti összefüggéseket. A publikációk hivatkozásaikban is jól tükrözik a kutatásban meg-jelenő kapcsolódási pontokat.


Az algoritmikus szemlélet kialakítása és fejlesztése

(A kutatás célja, módszerei és eredményei)





• a hagyományos területeken kívüli lehetőségek feltárása

• az oktatási folyamatra gyakorolt hatások és elvi módszertani vonzatok elemzése

• javaslatok kidolgozása a megvalósítás eszközeire és gyakorlati módszereire


A kutatás célja

• a programozás oktatásának fejlődéstörténeti vizsgálata és elemzése

• az algoritmus-leíró eszközök összehasonlító elemzése

• feladatmegoldások algoritmizálásának vizsgálata feltárás, elemzés és önálló feladattervek alapján


A kutatás módszerei

(1) az algoritmikus gondolkodás képessége mint tanári kompetencia

(2) algoritmusok strukturált vizualizálása (3) algoritmikus szemlélet és rendszerszemlélet

(4) kész algoritmusok és algoritmus-szerkesztés

(5) a problémamegoldás kognitív elméletei és az algoritmikus feladatmegoldás


Eredmények (Eredmény-orientált kérdéskörök)

(1) az algoritmikus gondolkodás képessége mint tanári kompetencia

A leendő tanárok számára – a választott szaktól függetlenül – alapvető fontosságú, hogy az algoritmikus gondolkodás képességével is rendelkezzenek.


Eredmények (1)

Vizsgálatokkal és elemzésekkel igazolt megállapítások

(2) algoritmusok strukturált vizualizálása

Komplex feladatok megoldásához szerkesztett folyamatábrák készítésekor a modularizáció, az “építőkocka-elv” betartása elengedhetetlen és a strukturált programozás módszerének egyfajta analógiájaként érvényesül.


Eredmények (2)


(3) algoritmikus szemlélet és rendszerszemlélet

Az algoritmikus szemlélet oktatási folyamatra gyakorolt hatásait, ill. módszertani vonzatait

feltárva bizonyítást nyert, hogy mindezek a rendszerszemlélet szükségszerű és automatikus érvényesülésében összegeződnek.


Eredmények (3)


(4) kész algoritmusok és algoritmus-szerkesztés

Kész algoritmusok oktatása helyett annak a folyamatnak a gyakoroltatására célszerű törekednünk, hogy miképpen születik egy algoritmus.


Eredmények (4)


(5) a problémamegoldás kognitív elméletei és az algoritmikus feladatmegoldás

A problémamegoldás kognitív elméletei az algoritmikus feladatmegoldásra is kiterjeszthetők. Az algoritmikus szemléletű megoldás az analogikus problémamegoldás révén hozzájárul az algoritmikus szemlélet kiterjesztéséhez az oktatási-tanulási folyamat egészében.


Eredmények (5)


• A tanárképzés fontos feladata a leendő tanárokban kialakítani és fejleszteni - az algoritmikus gondolkodás képességét mint tanári kompetenciát - az algoritmikus szemléletre nevelés igényét és képességét • A tanár-továbbképzés révén nyílik lehetőség arra, hogy a már gyakorló tanárok is elsajátítsák az esetleg hiányzó algoritmizálási ismereteket• Az oktatási-tanulási segédletek fejlesztésében fontos szempont kell legyen az algoritmikus szemlélet erősítése


Következtetések

• Eysenck, M.W. − Keane, M.T. 1997: Kognitív pszichológia, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest

• Gyaraki, F. F. 1976: Algoritmusok és algoritmikus előírások didaktikai felhasználásának és optimalizálásának lehetőségei, Kandidátusi értekezés

• Koster, C.H.A. 1988: Programozás felülnézetben, Műszaki Könyvkiadó, Budapest

• Pentelényi, P. 2005: Algoritmikus szemléletű tanítás-tanulás az információs társadalomban - következtetések a pedagógusképzésre, In: Tanulmányok a neveléstudomány köréből; szerk.: Falus, I. − Kelemen, E., Műszaki Kiadó, Budapest

• Pentelényi, P. – Tóth, P. 2003: Algorithmic Approach in Engineering Educational Process „New Didactical Strategies” ISEC-02 Conference, Rome


Bibliográfia


Köszönöm a figyelmet






… köszönöm a figyelmet





Changes in Learning Strategies

• IT based learning requires new learning styles

• there is a move from sequential to an organic structuring of learning

• the immense diversity of the possibilities offered by computer networks

• flexible and learner-centred training through networked learning

Staff Development

• strategic necessity of staff development

• face-to-face discussions are irreplaceable

• intermediating / interpreting role of teachers

• teachers / tutors must „scaffold” the learning process

• the content of staff development

• teacher education as the main stream for providing training on VLEs

Review of Local VLE Conditions

• there is no unified VLE system in Hungary

• operating in-house developed VLE systems

• hiring known ones (Blackboard, WebCT)

• NEPTUN „virtual-registrar’s department” at higher education institutions in Hungary

- supports the credit system and

- unifies administrative work

Review of ICT-supported Learning

• multimedia based teaching learning materials

• syllabuses ready for download in electronic form

• module-related student assignments are submitted by upload on the FTP server

• student – teacher communication via electronic correspondence

• module-related mailing lists ensure the manifold exchange of information

Distance Learning Courses

• multimedia laboratories for teacher training serve as a sound basis for workshop based courses

• four-term distance learning course by utilising e-learning

• the effectiveness of computer-mediated communication

• identifying modules suitable for adaptation for electronic delivery

Conclusions

• the European collaboration as an excellent opportunity

• recommendations for future EU harmonisation regarding VLE usage

• key factors in the delivery of training and education in the 21st century

• world-wide dialogue in training and retraining

• international perspective for national programmes

New Methodologies and Models in Engineering Education

Ágnes Tóth Pál Pentelényi Péter Tó[email protected] [email protected] [email protected]

Institute for Engineering EducationBánki Donát Faculty of Budapest Polytechnic

HUNGARY

Thanks for the attention to

SEFI Annual Conference, 2004 8th, 9th, 10th September, Valencia

Documents

Algoritmikus szemlélet az oktatásban