Seminarska naloga pri predmetu Didaktika tehnike s seminarjem II, študijsko leto 2006/2007

Rčunalnik kot didaktični pripomoček

Damjana Stojnič Ma-Teh, 4. letnik

Mentor: dr. Janez Jamšek

Ljubljana, april 2007

Povzetek

Današnje učenje je vse bolj napredno, zato veliko krat uporabimo za tako učenje računalnik,

ki ima lahko funkcijo učnega pripomočka. Osnove šole vedno več uporabljajo računalnike

tudi pri učnih urah. Predvsem pri predmetu Tehnika in tehnologija uporaba računalnika zna

biti zelo koristna. Učenje s pomočjo računalnika je mnogo hitrejše, zaradi večje motivacije.

Boljše je pomnenje, ker gre za neprisiljeno učenje (otrok ne ve, da se uči).

Izdelki otrok so natančni, hitreje narejeni, predvsem pa medsebojno primerljivi. Morebitni

neuspeh otroka ne obremenjuje, ker lahko začne znova. Dana je možnost samokontrole

(princip poizkus - napaka). Z uporabo računalnika pri pouku se je namreč spremeni sam

odnos učitelj učenec učna snov. Učitelj mora upoštevati učenčevo individualnost, pa tudi

njegove interese in potrebe. Pri izobraževanju ob računalniku je učenec motiviran za

reševanje nalog, do katerih ima kritičen odnos, uveljavlja lahko svoje individualne posebnosti,

sposobnosti in interese ter dejavno in enakopravno sodeluje z drugimi učenci in učiteljem.

Računalnik ponuja tudi veliko možnosti za njihovo samoizobraževanje in raziskovalno delo.

Zato pa uporaba računalnika pri pouku zahteva drugačne metode dela in pristop do učencev.

1

Kazalo

1 Uvod ........................................................................................................................................ 3 2 Navezava na učni načrt ........................................................................................................... 4 3 Pregled obstoječega gradiva.................................................................................................... 4 4 Glavni del ............................................................................................................................... 5

4. 1 Kdaj vključiti delo z računalnikom v učni program?....................................................... 5 4. 2 Računalniški program CiciCad ........................................................................................ 5

4.2.1 »POGOVORNO« OKNO CiciCAD .......................................................................... 6 4.2.2 Kako učence upeljati v delo s CiciCadom? ................................................................ 7

4. 3 Primer naloge: Risanje praktičnega predmeta v pravokotni projekciji v programu ciciCAD ( 7. razred devetletke) .............................................................................................. 8 4. 4 Računalniški program Edison ........................................................................................ 10 4.5 Primer naloge: električni krog ( 7. razred devetletke) .................................................... 12

5 Sklep...................................................................................................................................... 14 6 Literatura ............................................................................................................................... 15 7 Viri ........................................................................................................................................ 16

2

1 Uvod

V seminarski nalogi bom predstvila računalnik oz. prenosni računalnik kot učno sredstvo ali

kot didaktični pripomoček. Za tak naslov sem se odločila predvsem zaradi razvoja sodobne

računalniške tehnologije, ki nas spodbuja, da pri vseh oblikah izobraževanja večkrat

uporabljamo računalnik. Računalnik srečujemo predvsem kot učni pripomoček, pa tudi kot

učno sredstvo in učno vsebino. Vsa tri področja uporabe so enakovredna. Poznavanje

možnosti uporabe, ki nam jo nudi računalnik in samo poznavanje računalnika sodi vse bolj v

splošno izobrazbo. Računalnik se namreč vse bolj pojavlja na vseh področjih človekovega

dela in življenja.

V devetletni osnovni šoli pridobivajo učenci osnovna znanja in sposobnosti za delo z

računalnikom v 6. razredu pri Tehniki in tehnologiji. Učenec zna komunicerati z

računalnikom in se orientirati na tipkovnici, izvesti osnovne ukaze za delo z računalnikom v

okenskem okolju in zna uporabiti osnovne ukaze v grafičnem okolju.

Z uporabo dobrega didaktičnega programa in pravilnim pristopom lahko z računalnikom

dosežemo veliko boljše učne rezultate kot pri klasičnem pouku, saj delo ob računalniku zelo

motivacijsko vpliva na učence. Računalnik kot učni pripomoček lahko uporabljamo pri vseh

predmetih v osnovni šoli. Učitelj pa sam odloči v kateri fazi izobraževalnega procesa ga bo

uporabil. Računalnik nam omogoča večjo aktivnost učencev in večjo možnost

individualizacije.

3

2 Navezava na učni načrt

V seminarski nalogi je predstavljen računalnik kot didaktično sredstvo, ki ima funkcijo

popestritve in učenje nečesa novega za učence kot za učitelje. V učnem načrtu sem zasledila,

da se učenci že v 6. razredu devetletke srečajo z delom z računalnikom. In sicer v 6. razredu si

učenci pridobijo osnovna znanja in sposobnosti za delo z računalnikom. V 7. in 8. razredu

učenci uporabljajo računalnik kot pripomoček za delo in učenje, skratka učenci že načrtujejo

in rišejo predmet s pomočjo računalniških programov, kot sta CiciCad in Edison. Delo v

programu ciciCAD razvija grafomotoriko (delo s tipkovnico in miško), koordinacijo oko-roka

(uravnavanje premikov miške z roko in sledenje kurzorju na ekranu z očmi), pravtako pa tudi

motoriko oči (otrok mora slediti premikom miške na zaslonu).

3 Pregled obstoječega gradiva

V seminarski nalogi bom opisala sodoben način poučevanja in podajanja učne snovi, kjer ima

bistveno vlogo računalnik. Računalnik je predstavljen kot učni pripomoček. Uporaba

računalnika pri pouku predstavlja nov, zanimiv in pester način poučevanja, tako so tudi učenci

dost bolj motivirani pri delu. S pravilnim didaktičnim pristopom lahko z računalnikom

dosežemo dobre učne rezultate. Učenci tempo dela prilagodijo svojim sposobnostim in pri

tem so ves čas aktivni. Učitelj ne sme pozabiti, da tudi pri delu z računalnikom veljajo

temeljna didaktična načela kot so: postopnost, nazornost in sistematičnost. Uporaba

računalnika pri pouku zahteva prav tako drugačne metode dela in pristop do učencev, tako se

tudi spremeni sam odnos učitelj učenec.

Na internetu sem našla veliko gradiva o želeni temi. Zasledila sem, da vse več šol uporablja

računalnik pri obravanvi učnih snovi. Ne samo pri predmetu tehnika in tehnologija, ampak

tudi pri predmetih kot so likovna vzgoja, angleščina, fizika, biologija,..

Računalnik kot didaktični pripomoček je možno uporabiti tudi v učilnici na prostem. V tem

primeru uporabimo prenosni računalnik. V tem primeru bi bil način poučevanja podoben kot

v učilnici, edina razlika bi bila le v tem, da bi učenci delo opravljali v dvojicah ali pa v

skupinah zaradi pomanjkanja prenosnih računalnikov.

4

4 Glavni del

4. 1 Kdaj vključiti delo z računalnikom v učni program? Kdaj vključiti delo z računalnikom v učni program? Letni delovni načrt je potrebno

prilagoditi tako, da ne okrnemo ur praktičnega dela, ker je to za otrokov razvoj izrednega

pomena. V njem je treba upoštevati to, da učenci na koncu osnovne šole pri pripravi

dokumentacije obvladajo osnove dela s svinčnikom in CAD orodjem. Zato naj se oba načina

prepletata in dopolnjujeta. Posebno skrb pa posvetimo skiciranju.

V začetku šolskega leta se ob predstavitvi letnega delovnega načrta z učenci dogovorimo za

zadolžitve. Skupaj opredelimo, za kaj bodo čez vse šolsko leto skrbeli. Pomembno je, da

imajo učenci ves čas omogočen vpogled v razporeditev ur in svoje zadolžitve. S tem lahko

izvajajo samokontrolo. Izkušnje kažejo, da je v organizaciji dela skrita cela vrsta vzgojnih

situacij in ustvarjalnih možnosti, ki razvijajo učenčeve osebnostne in socialne značilnosti ter

ustvarjalne sposobnosti.

Kakšna je pri tem dodatna obremenitev učitelja? Predvsem v zahtevnejšem planiranju

učenčevih aktivnosti, saj je potrebno predvideti aktivnosti za vsakega učenca v skupini. Za to

pa nam včasih zmanjka nalog. Zato izbiramo predvsem take vsebine, ki bodo omogočile

aktivno delo vsakega učenca.

Zadovoljstvo učencev pri takem delu in ciljih, doseženi na višji ravni, dajejo učitelju

potrditev, da se splača vložiti nekoliko več truda v pripravo pouka na tak način, da je vključen

računalnik, [1].

4. 2 Računalniški program CiciCad

V tehniki je risba pomembnejša od besede. Z njo se sporazumevajo tako načrtovalci

predmetov, izdelovalci pa tudi vzdrževalci in uporabniki nastalih predmetov. Ročno risanje v

projektantskih organizacijah je zamenjalo računalniško podprto risanje. CiciCAD je

računalniški program, ki ga uporabljajo učenci osnovnih šol pri tehničnem pouku za izdelavo

tehničnih risb. Program teče v Windows okolju. V njem najdemo vsa pomembna risarska

orodja, izvedena na enostaven in lahko razumljiv način. Pri risanju s ciciCAD-om pridejo

pogosto do veljave učenci, ki sicer dobro logično razmišljajo in imajo dobro prostorsko

predstavo, ne znajo pa lepo risati s svinčnikom. Njihovi izdelki so sicer pravilni, vendar niso

5

zadovoljivi. Sedaj lahko pokažejo svoje poznavanje tehničnega risanja in narišejo risbo, ki

ima tudi lep videz.

4.2.1 »POGOVORNO« OKNO CiciCAD

Na vrhu zaslona je glavna orodjarna, v kateri so predvsem gumbi za vklop in izklop

posameznih možnosti, povečave in delo s plastmi. Na levi strani je orodjarna, v kateri so

spravljena risarska orodja in ikone za določanje načina lepljenja, slika 4.2.

Osnovni risarski gradniki so črta (enostavna ali lomljena), krog, lok, elipsa, mnogokotnik in

besedilo. Črtam lahko rišemo vzporednice, lahko jih različno končamo (posnamemo ali

zaokrožimo vogale, odrežemo na stičišču z drugo črto, podaljšamo do druge črte…) Vse

gradnike lahko premikamo, zrcalimo, vrtimo in jim spreminjamo velikost. Rišemo lahko tudi

v prerezu, saj lahko narisane predmete tudi šrafiramo. Risbo lahko kotiramo na različne

načine. Gradnike lahko razporedimo skupine. Vsaki skupini lahko določimo nekaj osnovnih

lastnosti - vidnost, barvo, debelino in tip črt. Nekaj osnovnih skupin je v programu določenih

vnaprej. Gradnike lahko tudi združimo in razdružimo, kar nam pomaga pri premikanju in

spreminjanju lastnosti. Lastnosti gradnika spremenimo zelo enostavno: z desnim klikom nanj

(uporabimo lahk tudi ikono ali izbiro v meniju). Prikaže se okno s seznamom in trenutnimi

vrednostmi vseh lastnosti, ki jih lahko spremenimo.

Risbo lahko tudi natisnemo. Pri risanju si lahko pomagamo tudi s predlogami, ki so v bistvu

le vnaprej pripravljene risbe. Ob programu že dobimo predloge za tehnično risanje, v katere

je vrisana običajna tabela. Pri risanju si pomagamo z orodji za lažje določanje koordinat. Na

sliko lahko razpostavimo referenčne točke. Določimo lahko mrežo in pomožne črte.

Vključimo lahko risanje le navpičnih in vodoravnih. Med risanjem si pomagamo z orodji za

lepljenje (na konec črte, sredino črte, sredino kroga, presečišče črt) in natančno risanje

(določimo lahko absolutne ali relativne koordinate v kartežičnem in polarnem zapisu.

Vkijučimo lahko tudi samodejno lepljenje na pomembne točke gradnikov (obe krajišči in

sredina črte, štiri točke na krožnici...).

Program ima tudi nekaj pomankljivosti. Mnogo postopkov lahko izvedemo le na točno

določen način (pravokotnice lahko rišemo le, če izberemo orodje, namenjeno temu, ne

moremo pa začeti z risanjem navadne črte in izbrati pravokotnega lepljenja, saj tega ni). V

6

program ne moremo prek odlagališča uvoziti ničesar, izvozimo pa lahko obliko WM, ki jo

uvozimo v poljuben risarski program. Izvedene ukaze ne moramo preklicati.

Slika 4.2.: Okno programa CiciCad [1]

4.2.2 Kako učence upeljati v delo s CiciCadom?

Izkušnje so pokazale, da je treba učenca postopoma vpeljati v delo s programom ciciCAD.

Program mu je treba približati tako, da mu bo delo z njim res v veselje in ne še ena dodatna

obremenitev, ki mu jo nalaga šola.

Predpogoj za uspešno risanje z računalniškim grafičnim orodjem je dobro poznavanje pravil

tehničnega risanja. Učenci morajo znati risati z ravnilom, dvema trikotnikoma, priložnim

ravnilom in svinčniki ustreznih trdot. Ni bistvenega pomena, da se s temi orodji urijo v

spretnosti risanja, pomembno je, da so jim pravila risanja razumljiva in so se jim vtisnila v

spomin. Ta pravila morajo znati pravilno uporabljati, zato pa je potrebno razmišljati. Preden

učenec prične risati tehnično risbo predmeta z grafičnim orodjem ciciCAD, mora poznati

7

zaporedje risanja predmeta, kot je risanje srednjic, pomožnih črt, obrisa predmeta, vidnih

robov, kotiranje ...

Učencu najprej predstavimo zagon programa, nato pa le tista orodja, ki jih bo potreboval pri

svojem delu. Dodatne informacije damo tistim učencem, ki to želijo, pomoč pa tistim, ki jo

potrebujejo. Preveč informacij naenkrat učence lahko zmede. Zato bodimo skopi, vendar

sistematični pri dodajanju novih informacij.

Za predstavitev dela s programi je dobrodošla možnost prikazovanja velike slike s pomočjo

dataskopa, videotopa ali televizorja. Na ta način lahko vodimo učence korak za korakom pri

risanju risbe.

Če ni te možnosti, nam ostane le to, da zberemo učence okoli svojega računalnika, pri čemer

moramo paziti, da bodo videli zaslon vsi učenci in jim pokažemo ključne točke dela. Za tem

pa individualno pomagamo učencem pri delu, [2].

4. 3 Primer naloge: Risanje praktičnega predmeta v pravokotni projekciji v programu ciciCAD ( 7. razred devetletke) Cilji vaje:

• utemeljiti risanje v pravokotni projekciji z vidika poznavanja projekcij in uporabe

pravokotne projekcije v praksi,

• risati s svinčnikom in CAD grafičnim orodjem.

• izdela tehnično in tehnološko dokumentacijo z računalniškim grafičnim orodjem

Pregled orodij za risanje v programu ciciCAD, slike: 4.3, 4.3.1, 4.3.2, 4.3.3.

Slika 4.3: Pregled orodij CiciCad [1]

8

Ikone imajo, glede na sličico na njih, različne pomene. S klikom nanje se namreč izvede

določena operacija, ki jo ta sličica opisuje. Tako lahko v grobem ikone delimo na tiste, ki nam

pomagajo pri risanju na tiste, ki nam pomagajo hitreje in predvsem enostavneje uporabljati

posamezna orodja, ter tiste, ki nam lajšajo delo s tehnično risbo.

4.3.3: Ikone, ki so nam v pomoč pri delu z risbo[1]

4.3.1: Ikone orodij za risanje[1]

4.3.2: Ikone za pomoč pri delu z orodji[1]

Učenci s pomočjo programa CiciCad skonstuirajo naslednjo risbo, slika 4.3.4.

Slika 4.3.4: Risba [1]

9

4. 4 Računalniški program Edison EDISON je simulator elektronskih vezij z računalnikom. Z njegovo pomočjo lahko

skonstruiramo poljubno analogno ali digitalno električno vezje, nanjo priključimo poljubne

merilne instrumente ter priključimo napetost, da vidimo, kako vezje deluje. Delovanje

simulacije je prikazano na priklopljenih instrumentih tako kot na pravih instrumentih.

EDISON vsebuje modul konstruiranja in simulacije analognih vezij, drugi pa je za

konstruiranje in simulacijo digitalnih vezij. Za sestavljanje in testiranje električnih vezij

imamo na razpolago veliko delovno površino, v oknu desno od delovne površine imamo

rasterko mrežo, na kateri se sproti izrisuje fizikalna vezava načrta, ki ga konstruiramo. Ob

levem zgornjem in desnem spodnjem robu pa imamo namizja z elementi in instrumenti, ki jih

z miško prenašamo na delovno površino.

Slika 4.4: Okno programa Edison [2]

Po zagonu programa se na enkarnu pojavi delovna površina, slika 4.4, ki je sestavljena iz

večih delov:

1 – osnovna ploskev, kjer sestavljamo električne kroge,

2 – delovna ploskev, kje se samodejno izrisuje fizikalna vezava el. Kroga, ki ga sestavljamo,

3 – namizje, za izbiro elementov, virov,...

4 – namizje za izbiro stikal,...

10

Po mnenju učiteljev je uporaba EDISON - a pri pouku priporočljiva in privlačna iz več

razlogov, in sicer:

cene inštrumentov so visoke, pa še uničljivi so;

prihranimo čas, saj za preizkušanje določenega vezja ni potrebno zamudno

spajkanje in izdelava tiskanega vezja;

če imamo omejen dostop do elementov, lahko najprej napravimo računalniško

simulacijo in potem na njeni osnovi sestavimo realno vezje;

ker se človek pri delu z vezji pogosto uči iz napak, je lahko to delo tudi nevarno,

medtem ko je delo z računalniškim laboratorijem povsem varno, saj ni

neposrednega stika z elektriko;

realni elementi nimajo nikoli takšne vrednosti, kot jih potrebujemo glede na

izračune, ali pa so izredno dragi, medtem ko so komponento v računalniškem

laboratoriju idealne, zato so enake z izračunanimi;

v računalniškem laboratoriju imamo na izbiro idealne ali pa realne elemente.

Pouk naj praviloma poteka v računalniški učilnici, kjer lahko učenci delajo predvsem v

dvojicah, da si pri delu lahko pomagajo, če pa je možno, pa je lahko delo tudi individualno.

Delo lahko organiziramo na več načinov:

• tako, da praktično delo poteka v skupinah, z računalnikom preverimo rezultate in

na podlagi rezultatov obdelamo teorijo;

• tako, da najprej obdelamo teorijo, jo preizkusimo na računalniku in nazadnje

izvedemo praktično delo, ki pa je lahko tudi individualno.

Nivo zahtevnosti posameznega dela usvajanja znanja je odvisen tudi od razreda, v katerem

izvajamo uro in seveda od zahtevnosti snovi in ekspetimentalnega dela.

Z različnimi pojmi iz področja elektrike se učenci srečajo že v nižjih razredih pri drugih

predmetih. Zato ni odveč, če jim povemo in pokažemo pomen računalniške simulacije že

takrat, [3]:

• 7. razred, tehnika in tehnologija;

• izbirni predmet: elektrotehnika;

• izbirni predmet: robotika v tehniki.

11

4.5 Primer naloge: električni krog ( 7. razred devetletke)

Cilji vaje:

• Spoznati kako uporabljamo program Edison,

• Naučiti se vezati žarnico v električni krog tako, da sveti,

• Naučiti se vezati stikalo v električni krog,

• Spoznati kratek stik.

4.5.1 naloga : Vezava žarnice v električni krog ( minimalni nivo)

Na delovno površino postavi baterijo. Poleg baterije potrebuješ še žarnico. Izberi srednje

veliko žarnico. Poveži baterijo in žarnico.

Nariši shemo.

4.5.2 naloga: Vezava žarnice in stikala v električni krog (minimalni nivo)

Električni krog iz prve vaje prekini in vsatvi stikalo. Ko ga vstaviš, ga poveži na eni strani z

baterijo na drugi strani pa z žarnico. Opazuj kdaj sveti žarnica in kdaj ne? Nariši shemo.

Dopolni poved!

S stikalom elektrieni krog __________________ ali __________________ .

Poveži!

a) Ko enkrat kliknemo se krog skleni z

nasednjim klikom krog razklenemo TIPKA

b) Krog je sklenjen le če držimo pritisnjeno

tipko STIKALO

12

4.5.3 naloga: Vezava menjalnih stikal ( temeljni in zahtevni nivo)

Poveži dvoje menjalnih stikal in eno žarnico (izberi srednje veliko žarnico) in baterijo.Poveži

jih tako, da ko skleneš stikalo se krog sklene, če prej ni bil sklenjen. Oziroma se razklene, če

je bil sklenjen. Pojasnilo: S prvim stikalom vklopiš žarnico, z drugim pa jo izklopiš. Vklopiš

in izklopiš jo lahko tudi z vsakim stikalom posebej. (Podobno je zgrajena razsvetljava na

hodnikih. Na enem koncu hodnika žarnico vklopimo, na drugem koncu hodnika jo

izklopimo.) Nariši shemo vezave.

4.5.4 naloga: Kratek stik

Na mizo postavi baterijo in jo kratko skleni. žica postane rdeče barve. Čez približno 5s

postane baterija sive barve, žica pa bele. To pomeni, da je baterija uničena, električni tok ne

teče več. Nariši shemo.

Odgovori na vprašanja:

• Kako se imenuje vezava, ki si jo naredil?

_____________________________________

• Kaj povzroči vezava v kratek stik?

__________________________________________

• Na kakšen način se zavarujemo električni krog pred poškodbami, ki jih povzroči

kratek stik? ______________________________

13

5 Sklep

Ker v prid uporabe računalnika kot učnega sredstva govorijo naslednje izkušnje in spoznanja:

• večja motivacija učencev za delo,

• večja aktivnost učencev,

• bolj zanimiv pouk,

• večja individualizacija (tempo dela je prilagojen posamezniku),

• hitrejše učenje,

• veliko število informacij,

• hitra obdelava velikega števila podatkov,

si učenci in učitelji pogosto želijo, da bi ga lahko več vključevali v pouk.

Pri pouku tehnike je računalnik nepogrešljiv pri obravnavi krmilnih sistemov in robotike ter

pri tehničnem risanju predmetov v programu CiciCad. Učenci lahko delovanje preprostih

modelov robotov razumejo le, če modele sami izdelajo in jih nato vodijo z računalnikom.

Obravnava te snovi pa je žal v osnovni šoli pogosto zanemarjena. Četudi se osnovne šole

pogosto srečujejo s pomanjkanjem denarja za nabavo novih učnih sredstev, lahko računalnik z

vmesnikom brez večjih dodatnih sredstev uporabimo na dva načina: kot merilni instrument za

vodenje preprostih modelov, ki jih sestavimo iz tehničnih sestavljank. Ker gre sodobna

tehnologija v smeri čedalje večje avtomatizacije (in s tem tudi robotizacije), je gotovo naloga

učitelja tehnike, da učencem približa ta področja življenja in dela, saj se bodo kasneje s tem

srečevali v svojih poklicih. Poudarek pri delu z računalniki mora biti na spoznavanju

možnosti, ki nam jih nudi računalnik in na njihovi uporabni vrednosti v izobraževanju in v

vsakdanjem življenju. Eden od načinov je tudi uporaba računalnika kot novega pripomočka

pri pouku. Zaradi velike motivacije, ki jo računalnik vzbuja pri otrocih, ima kot učni

pripomoček še večjo vrednost. Vztrajanje pri aktivnosti pa otroku zagotavlja lastna

sposobnost opraviti določeno nalogo. Torej, otrok mora vedeti, da se je vredno truditi.

14

6 Literatura

[1] Kdaj vključiti delo z računalnikom v učni program? [http://ro.zrsss.si/borut/cicicad/kdaj.htm], 8.4. 2007.

[2] Ruačunalniški program CiciCad [http://www.educa.fmf.uni-lj.si/izodel/sola/1999/di/cencelj/uvod.htm], 8.4.2007.

[3] Računalniški program Edison [http://www.pfmb.uni-mb.si/didgradiva/2005/edison/stran2.htm], 8.4.2007.

15

7 Viri

Vi: [1] Ruačunalniški program CiciCad [http://www.educa.fmf.uni-lj.si/izodel/sola/1999/di/cencelj/uvod.htm] , 8.4.2007 [2] Računalniški program Edison [http://www.pfmb.uni-mb.si/didgradiva/2005/edison/stran2.htm], 8.4.2007

16