Gyakorlás digitális eszközök segítségével

Online tankönyvek és feladatgyűjtemények fejlesztése

Egy okostankönyvnek vagy egy okosgyűjteménynek számos előnye van egy nyomtatott tankönyvhöz képest, hiszen kiterjedése korlátlan, mégsem foglal el fizikai helyet. Tartalma online elérhető bárki számára, használatához csak interneteléréssel rendelkező eszköz szükséges.

Az okosgyűjtemények eleve online készültek, iskolai vagy otthoni online használatra. Előnyük, hogy maximálisan kihasználhatók a digitális tankönyvekben rejlő technikai lehetőségek. A többi tankönyvhöz hasonlóan a tananyagot leíró szövegek és a hozzájuk kapcsolódó képek mellett itt is videók és okosfeladatok színesítik a leckéket, de számos más innovatív megoldás is helyet kapott, többek között okosfeladatok, videók, szimulációk, online oktatójátékok és különböző fejlesztői környezetek. (1. ábra)

1. Párosítás okosfeladat
Forrás: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis-kultura-nat2020/lecke_02_002

A tananyagfejlesztés során idén nyáron elkészültek és megjelentek az alábbi online tananyagok:

• Digitális kultúra 7. (NAT2020) okostankönyv: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis-kultura-7-nat2020/
   
• Digitális kultúra 11. (NAT2020) okostankönyv: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis-kultura-11-nat2020/
   
• Digitális kultúra 5–8. okosgyűjtemény: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis_kultura_okosgyujtemeny_5-8/
   
• Digitális kultúra 9–12. okosgyűjtemény: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis-kultura-okosgyujtemeny-9-12/
   
• Digitális kultúra 11–12. okosgyűjtemény (emelt szint): https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis_kultura_11-12_okosgyujtemeny_emelt...

Beépített szimulátorok, játékok és fejlesztői környezetek

Az új Nemzeti alaptantervben kiemelt szerepet kapott az algoritmikus gondolkodás fejlesztése és a programozás oktatása, amelyek a digitális kultúra tantárgyon belül a legnehezebben elsajátítható témakörök közé tartoznak. A digitális kultúra okostankönyvekbe és -feladatgyűjteményekbe a motiváció felkeltésére, fenntartására, valamint a tanulás megkönnyítésére az NKP-n (https://www.nkp.hu/) elérhető okostankönyvekben már megszokott okosfeladatok mellett több új okoselemet is integráltunk.

2. A 11. évfolyamos tanulók óraszámuknak, tudásuknak és érdeklődésüknek megfelelően az okostankönyv mellett két okosgyűjtemény közül választhatnak Forrás: https://www.nkp.hu/

Beépülő szimulátorok: A robotika iránti érdeklődés felkeltésére a leckékben a tanulók működés közben figyelhetik meg a tananyagban szereplő programokat. Itt közvetlenül azokból a fejlesztői környezetekből beágyazott szimulátorok kaptak helyet, amelyeknek használatát a lecke éppen bemutatja (Mindstorms, Micro:bit, Scratch). (3. ábra)

3. Micro:bit programozási feladat, amelyben a szimulátor a kész megoldást mutatja működés közben
Forrás: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis_kultura_okosgyujtemeny_5-8/lecke_0...

Algoritmusjátékok: Játékos formában gyakoroltatják az algoritmusok készítését, a helyes algoritmusok kiválasztását. Megkönnyítik az algoritmus fogalmának a megértését, az algoritmikus gondolkodás fejlesztését. A Robina Iskola első osztályosoknak készített online tananyagának (robina-iskola.hu) három feladattípusát adaptáltuk az nkp.hu keretrendszerbe. (4. ábra)

4. Algoritmusjáték, amelyben a tanuló lépésenként követheti, hogy az általa kiválasztott algoritmus hova vezeti a kalózt
Forrás: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis_kultura_okosgyujtemeny_5-8/lecke_0...

Komplex algoritmusjáték: Már összetett, ciklusokat tartalmazó algoritmusok készítését gyakoroltatja játékos formában. Tizennégy pályán egyre nehezedő feladatokat kell megoldaniuk a tanulóknak. Egy nyílt forráskódú játék kódját írtuk át az oktatási célnak megfelelően és illesztettük az nkp.hu keretrendszerbe. (5. ábra)

5. Komplex algoritmusjáték kezdetek – az első szint megoldása
Forrás: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis-kultura-7-nat2020/lecke_
04_006

Replit-feladatok és -játszóterek: Az új beépülő elemek közül is kiemelkedik a Replit. A közzétett programkódokat bárki futtathatja az nkp.hu webhelyen, és tanulmányozhatja a működésüket. Ismeretközlésnél a kódba ágyazott megjegyzések segítik a megértést.

Ha a tanuló regisztrál a replit.com webhelyen, akkor a közzétett programokat egyszerűen beillesztheti saját kódgyűjteményébe, és ezt követően szerkesztheti is őket. A regisztráció ingyenes, gyors és nagyon egyszerű. Ennek révén a tankönyvből néhány mozdulattal kimásolt, illetve az általa módosított vagy készített kódokat egy helyen érheti el bárhol, bármikor. Mindehhez csupán egy okoseszközre van szükség. (6., 7. ábra)

 6. Python nyelvű példakód a beágyazott Replit fejlesztői környezetben a szintaktika kiemelésével, a megértést segítő megjegyzésekkel ellátva
Forrás: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis_kultura_11-12_okosgyujtemeny
_emelt_szint/lecke_08_010

Egy-egy szoftver elkészítése rendszerint több fejlesztő összehangolt munkáját igényli. A programozás oktatásánál is érdemes nagy hangsúlyt fektetni a közös munkához elengedhetetlen kompetenciák fejlesztésére. Az oktatási intézményeknek ebben segít az ingyenes Replit Teams for Education csomag, amely lehetővé teszi a programok közös fejlesztését. Mára sok iskola rendelkezik az ingyenes Google Classroom szolgáltatással, amelyben egy egyszerű regisztrációt követően elérhetőek a Replit oktatási szolgáltatásai. A Google Tanterem így egy komplett fejlesztői környezettel bővül. A tanulók bevonásához itt már felhasználhatók a meglévő felhasználói profilok. A tanár bemásolhatja a tanulók számára a tankönyvekben közreadott kódokat, és a tanulók akár közösen, akár önállóan módosíthatják, bővíthetik őket.

Az oktatás folyamatában nagy jelentősége van a visszacsatolásnak. A tanuló tudja, hogy mit hibázott, mit értett félre, vagy éppen mit kell még megtanulnia. A digitáliskultúra-tankönyvek és feladatgyűjtemények okosfeladatai korábban is ezt a célt szolgálták. A programozás oktatásánál még összetettebb ennek a megvalósítása. A kódok módosításának és futtatásának lehetősége itt is azonnali visszacsatolást biztosít.

A NAT lehetőséget nyújt az iskoláknak az oktatott programozási nyelvek kiválasztására. A nyomtatott tankönyvek terjedelmi okokból csupán a Python nyelv bemutatására vállalkoznak. A feladatgyűjteményekben C# és Python nyelven is megtalálják a példaprogramokat a tanulók. A Replit több mint ötven különböző nyelv tanulását teszi lehetővé, ezek között szerepel majdnem minden olyan programozási nyelv, amelyet ma a magyar középszintű oktatásban tanítanak. Az okos-feladatgyűjtemények feladatai így ezeken a nyelveken is megoldhatók, nincs szükség a különböző programozási nyelvekhez különböző fejlesztői környezetet használni.

Az Oktatási Hivatal előfizetése teszi lehetővé a Replit online fejlesztői környezet használatát.

Codepen.io feladatok és játszóterek: A Replithez hasonló módon, de szabadon szerkeszthető HTML- és CSS-kódok közzétételét teszik lehetővé. Itt nem szükséges saját profil létrehozása a kódok módosításához. A webprogramozás témakörben e feladatok segítségével a tanulók szabadon módosíthatják a beágyazott weboldalakat, átírhatják a kódokat, és szabadon kísérletezhetnek. A Codepen.io is egy online fejlesztői környezet, de szolgáltatásai mindenki számára szabadon elérhetőek. (8. ábra)

8. Weblapkészítés-feladat Codepen.io segítségével. A tanuló a tankönyvön belül módosíthatja a HTML- és CSS-kódokat
Forrás: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis_kultura_11-12_okosgyujtemeny
_emelt_szint/lecke_02_008

A most készült tankönyvekben több mint 400 új típusú okoselem segíti a tanulókat a megértésben és a kódkészítés gyakorlásában. Lehetővé teszik, hogy a tanulók kísérletezzenek és megfigyelhessék az egyes kódok működését.

Differenciálás

A közoktatásban részt vevő tanulók nem egyformák. Más a felkészültségük, az érdeklődésük, és különbözőek a képességeik. A tankönyvek okosfeladatai különböző nehézségi szintűek, így a gyengébbek, illetve a tehetségesebbek vagy érdeklődőbbek is találhatnak az egyéni sajátosságaiknak megfelelőt közöttük. A feladatgyűjtemények eleve az egyszerűbb feladatoktól haladnak a nehezebbek felé, így például, ha valaki komolyabban el kíván mélyedni a programozás gyakorlásában, talál ehhez megfelelő feladatokat, akárcsak azok, akik csupán az alapokra kíváncsiak.

9. Részlet a Digitális kultúra 5–8. okosgyűjtemény tartalomjegyzékéből 
Forrás: https://www.nkp.hu/tankonyv/digitalis_kultura_okosgyujtemeny_5-8/
A feladatgyűjtemények egyaránt tartalmaznak feladatokat tehetséggondozáshoz és felzárkóztatáshoz.

A programozással és a webfejlesztéssel foglalkozó fejezetekben a beépített online fejlesztői környezetek tág teret adnak a tanulóknak a kísérletezéshez. Az itt szerzett sikerélmények remélhetően sok fiatal számára teszik vonzóvá az informatikuspályát.