O modelowaniu matematycznym na poziomie gimnazjum- Historia i teraźniejszość pewnego eksperymentu pedagogicznego

Transkrypt

1 IX Konferencja Regionalna Przedmioty ścisłe w szkole i na studiach Wrocław 2012 O modelowaniu matematycznym na poziomie gimnazjum- Historia i teraźniejszość pewnego eksperymentu pedagogicznego

2 Uwagi wstępne Malejąca ilość kandydatów na studia na kierunkach technicznych oraz obniżenie poziomu ich wiedzy w zakresie przedmiotów ścisłych skłania do zastanowienia się, jak zapobiegać temu zjawisku grożącemu rozwojowi cywilizacyjnemu świata. To jest problem nie tylko w naszym kraju (m.in. informacje na ten temat podczas okresowych spotkań Komitetu Edukacyjnego ECMI European Consortium for Mathematics in Industry)

3 Jak się wydaje, jednym ze możliwych sposobów zapobiegania temu zjawisku może być regularne zaangażowanie się naukowców w bliższe interaktywne kontakty między uczelniami a szkołami średnimi, aby w ten sposób wpływać korzystnie na przygotowanie uczniów będących potencjalnymi kandydatami na studentów uczelni technicznych. Przykład- Fraunhofer ITWM Kaiserslautern

4 Dlaczego uczniowie niechętnie podchodzą do zajęć z matematyki? Jednym z powodów jest brak świadomości, że codziennie korzystamy z zastosowań matematyki. (np. telefon komórkowy) Taką matematyczną świadomość można kształtować zwłaszcza wśród uczniów szkół średnich poprzez modelowanie matematyczne rzeczywistych problemów

5 Idea eksperymentu Bezpośrednie kontakty profesorów z ITWM kierujących przemysłowymi projektami badawczych ze szkołami średnimi dawały widoczne rezultaty -wykłady dla nauczycieli, konkursy modelowania dla uczniów i...nauczycieli (2005) Podobne doświadczenia mieli matematycy z Uniwersytetu Wiedeńskiego (2007)

6 Trzeba zaznaczyć, że seminaria z modelowania matematycznego dla studentów na tych zagranicznych uczelniach były prowadzone dużo wcześniej. Mieliśmy już wtedy pewne doświadczenie z modelowaniem matematycznym wśród polskich studentów Dlaczego więc nie spróbować w Polsce? Nic, tylko znaleźć odpowiednią szkołę. I to się udało.

7 Dzięki otwartości dyrektora na eksperymenty poprawiające wyniki nauczania oraz zapałowi grupy nauczycieli tą szkołą zostało Gimnazjum im. Przyjmy- Przyjemskiego w Rawiczu-Sierakowie.

8 Przygotowanie nauczycieli do eksperymentu W roku szkolnym 2008/2009 grupa nauczycieli matematyki, informatyki i fizyki uczestniczyła w cyklu spotkań przygotowujących do prowadzenia zajęć z modelowania matematycznego W sierpniu 2009 roku wspomniani nauczyciele wzięli udział we Wrocławiu w prezentacjach studentów uczestniczących w 23 ECMI Modelling Week

9 Projekt Modelowanie matematyczne kluczem do przyszłości projekt wsparcia edukacji matematycznej We wrześniu 2009 roku wystartowała klasa matematyczna, która miała dodatkowe zajecia z modelowania matematycznego, W 2010 r Gimnazjum w Sierakowie objęte zostało patronatem naukowym Politechniki Wrocławskiej w zakresie upowszechniania edukacji matematycznej.

10 W chwili obecnej w szkole liczącej około 600 uczniów funkcjonują trzy oddziały klasowe (w każdym roczniku po jednym oddziale) realizujące w trakcie całego roku szkolnego założenia projektu, do których rekrutacja przebiegała według ściśle wyznaczonych reguł określonych w okresie naboru do gimnazjum.

11 Każda z klas podzielona jest na cztery grupy, którymi opiekują się nauczyciele realizujący po jednym projekcie dotyczącym modelowania matematycznego w każdym semestrze nauki.

12 Ponadto, w każdej z klas prowadzone są cotygodniowo przez psychologa systematyczne zajęcia z komunikacji interpersonalnej. Ich zadaniem jest rozwijanie wśród uczniów społecznych kompetencji w wielopłaszczyznowym zakresie organizacji pracy zespołowej, czy też efektywnego współdziałania w grupie.

13 Wybrane projekty realizowane w latach: Ustawienie rzutnika w klasie tak, aby wyświetlany obraz był widoczny dla każdego. Co bardziej się opłaca: wyprodukować krzesło z drewna czy wykonać je z makulatury? Kiedy nasze miasto zasypie góra śmieci?

14 Jaka jest częstotliwość zmiany świateł na skrzyżowaniu w naszym mieście? Czy zmienia się wraz z natężeniem ruchu? Od czego to zależy? Projekt drogi ewakuacyjnej w szkole Projektowanie organizacji i kosztorysu wycieczki klasowej

15 Wydatki i sposoby oszczędzania przeciętnej rodziny. Optymalny system nawadniania terenu zieleni przed Gimnazjum w Sierakowie. Zużycie papieru w gimnazjum w ciągu jednego roku szkolnego, sposoby jego zmniejszenia.

16 Rola PWr w realizacji projektu Uczniowie uczestniczą w wykładach popularnonaukowych na PWr Pracownicy PWr wygłaszają wykłady w Gimnazjum Uczniowie uczestniczą od czasu do czasu w studenckich seminariach z modelowania matematycznego

17 Praca własna nauczycieli Udział w wykładzie prof. H. Neunzerta Models for industrials problems. How to find and how to solve them in industry and in education, Będlewo Okresowe konsultacje związane z zajęciami z modelowania Wyszukiwanie odpowiednich problemów Prowadzenie dokumentacji eksperymentu W chwili obecnej już 9 nauczycieli bierze bezposredni udział w projekcie

18 Ewaluacja realizacji projektu W marcu 2012 roku badania ankietowe wśród wszystkich uczniów biorących udział w przedsięwzięciu (78 osób, w tym 26 dziewcząt oraz 52 chłopców). 75,6 % uczniów lubi rozwiązywać problemy poprzez matematyczne modelowanie 3,8 % uczniów prezentowało antagonistyczną opinię,.

19 62,8 % ogółu badanych podkreśliło wyższą skuteczność pracy zespołowej, aniżeli działania indywidualnego 17,9% było przeciwnego zdania. 87,1 % całej populacji badanych uczniów, gdyby stanęła ponownie przez decyzją wyboru na początku nauki w gimnazjum klasy realizującej niniejsze przedsięwzięcie, postąpiłaby identycznie. Jedynie 4 osoby (5,1 %) podjęłoby odmienną decyzję,

20 Pierwszy rocznik, który w całości zrealizował programowe założenia projektu, osiągnął na egzaminie gimnazjalnym w kwietniu 2012 roku z zakresu matematyki wynik 76,32% uzyskanych punktów (22,88 punktów na 30 możliwych), gdy tymczasem średnia krajowa wyniosła 47% możliwych do uzyskania punktów

21 Uwagi końcowe Projekt w gimnazjum w Sierakowie jest w pewnym sensie unikalny w Europie. Zwykle w innych krajach europejskich uczniowie uczestniczą w kilkudniowych warsztatach z modelowania. Natomiast w sierakowskim gimnazjum zajęcia z modelowania odbywają się regularnie poprzez całe półrocze po jednej godzinie tygodniowo.

22 Eksperyment udało się przeprowadzić w miejscowości, która nie jest centrum akademickim. Wskazuje to na możliwość upowszechnienia tej metodyki nie tylko w szkołach średnich, które są położone w ośrodkach akademickich, ale także poza nimi. Jednakże najważniejszym efektem edukacyjnym tego projektu jest to, że uczniowie zaczynają doceniać i dostrzegać głębiej rolę matematyki stosowanej w otaczającym nas świecie.

23 1. Alicja Maciejak, Piotr Mosiek, Wojciech Okrasiński, Agnieszka Sęk, U progu zmiany paradygmatu myślenia o edukacji matematycznej casus wdrażania modelowania matematycznego na poziomie gimnazjum, Matematyka Stosowana 2012, European Science Foundation, Forward Look: Mathematics and Industry,

24