Matematyczny eksperyment

Mając na uwadze niejako naturalną skłonność młodzieży do sięgania po tego typu urządzenia, logicznym wydaje się wkomponowanie ich w proces nauczania, a w szczególności w nauczanie matematyki.
Wykorzystując kalkulatory graficzne jako środek dydaktyczny można:
poprzez możliwość szybkiej wizualizacji wielu rozwiązywanych problemów doskonalić umiejętność stawiania i weryfikacji hipotez,
kształtować umiejętności niestandardowych sposobów rozwiązywania problemów,
wskazywać uczniom wiele praktycznych zastosowań matematyki,
rozszerzyć ilość zagadnień rozwiązywanych podczas procesu lekcyjnego,
aktywizować uczniów o niższej sprawności rachunkowej.
Kalkulatory graficzne znane są w Polsce od dawna. Już w latach 1999-2000 przeprowadzono w kilkunastu szkołach, na różnych poziomach kształcenia, projekt pilotażowy: „Kalkulatory graficzne w polskiej szkole”. Ewaluacja tego programu przyniosła bardzo optymistyczne wnioski. Według badań uczniowie, którzy posługują się kalkulatorem graficznym, dostrzegają praktyczne wykorzystywanie matematyki, uczą się logicznego myślenia, następuje u nich wzrost i tempo przyswajania wiedzy.
Zastosowanie kalkulatorów graficznych w naukach doświadczalnych takich jak fizyka czy chemia pozwala na szybki opis matematyczny skomplikowanych doświadczeń, skraca czas dotarcia do właściwych wniosków. Uczeń czuje, że matematyka może być narzędziem do poznania świata.
Z różnych jednak względów kalkulator graficzny nie trafił do polskiej szkoły w masowym zastosowaniu.
Kalkulatory graficzne zaistniały jednak w szkołach kończących się Międzynarodową Maturą (IB). W Polsce istnieje już wiele takich placówek.
Wyniki maturalne, jakie osiągają uczniowie tych szkół na egzaminie z matematyki, są bardzo wysokie.
Jedną z istotnych przyczyn takiego stanu wydaje się być fakt, że we wspomnianych szkołach kalkulatory graficzne dopuszczone są do użycia zarówno w procesie kształcenia matematycznego, jak i na egzaminie maturalnym.
Również w Szkołach Europejskich (jest ich obecnie kilkanaście na terenie Europy) od kilku lat kalkulatory graficzne są stosowane w nauczaniu matematyki i innych przedmiotów ścisłych. Uczniowie zdają egzaminy semestralne z matematyki składające się z dwóch części: tradycyjnej, bez kalkulatora i nowej z kalkulatorem graficznym. Matura Europejska zdawana jest na podobnych zasadach. Wyniki, osiągane przez uczniów podczas tego typu egzaminów,są równie wysokie.
Również Zespół Szkół Drzewnych i Ochrony Środowiska im. Jana Zamoyskiego w Zwierzyńcu ma spore doświadczenia w nauczaniu matematyki z użyciem kalkulatora graficznego. Młodzież tej szkoły brała udział we wspomnianym wyżej programie pilotażowym. Mając świadomość wysokiej skuteczności tego urządzenia w nauczaniu, od trzech lat systematycznie na lekcjach matematyki stosowany jest w wersji nauczycielskiej najnowszy model kalkulatora graficznego TI –Nspire CX CAS.W szkole pracuje nauczyciel z doświadczeniem w zakresie stosowania kalkulatora graficznego. Jest nim Pan Jacek Szuty, który brał udział w programie pilotażowym w latach 1999-2000 oraz pracował na takich kalkulatorach w szkole brukselskiej w Belgii. Zdobyte doświadczenia wskazują jednoznacznie – kalkulator graficzny pozwala osiągać lepsze wyniki w nauczaniu matematyki.
W celu popularyzacji stosowania kalkulatora graficznego, w 2016r. ZSDiOŚ w Zwierzyńcu zorganizował dla uczniów gimnazjówI Wojewódzki Konkurs: „Matematyka z kalkulatorem graficznym”. Konkurs uzyskał patronat Lubelskiego Kuratora Oświaty. Do finału, który odbędzie się jesienią bieżącego roku, awansowało z 14 gimnazjów23 uczniów spośród 49 zgłoszonych.
Bazując także na pozytywnych doświadczeniach Szkół Europejskich w zakresie stosowania kalkulatorów graficznych, ZSDiOŚ w Zwierzyńcu otwiera od września 2016r. I klasę Technikum Informatycznego, w której prowadzony będzie eksperyment pedagogiczny: „Matematyka z kalkulatorem graficznym”.
Uczniowie tej klasy,w trakcie lekcji wynikających ze standardowej siatki godzin, w pierwszej kolejności będą realizować rozszerzony program matematyki w tradycyjny sposób – bez korzystania z kalkulatorów graficznych. Równolegle, w każdym tygodniu, po kilku wstępnych lekcjach szkolenia z obsługi tego sprzętu, nauczyciel będzie pracował z uczniami na kalkulatorach.
Każdy uczeń klasy eksperymentalnej będzie miał możliwość indywidualnej pracy na kalkulatorze graficznym najnowszego typu TI – NSPIRE CX CAS w ciągu dwóch godzin tygodniowo przez okres 4 lat. Ponadto będzie mógł prezentować wyniki swoich prac na tablicy multimedialnej. Dzięki modernizacji szkolnej sieci internetowej, uczniowie będą mogli korzystać w domu z wersji komputerowej oprogramowania, którym dysponuje kalkulator graficzny. Szkoła została już wyposażona w pracownię w/w kalkulatorów graficznych.
Zakłada się, że wprowadzony eksperyment powinien zaktywizować młodzież do wzięcia szerokiego udziału w różnych konkursach matematycznych i osiągania w nich satysfakcjonujących rezultatów.
Umożliwi także lepsze przygotowanie uczniów do egzaminu maturalnego oraz stanowić będzie mocny fundament do kontynuowania nauki na studiach wyższych, głównie na kierunkach ścisłych, ekonomicznych czy inżynierskich, gdzie tego typu urządzenia są wykorzystywane.
Oprogramowanie kalkulatora jest opisane w języku angielskim, dlatego też systematyczna praca ucznia na tym sprzęcie pozwoli mu doskonalić ten język w zakresie słownictwa fachowego.
Stworzy szansę również tym uczniom, których techniki obliczeniowe nie są zbyt zaawansowane. Wykorzystując kalkulator będą w stanie znaleźć poprawne rozwiązanie zadania. Bez tego narzędzia uczniowie poprzestają często na zbudowaniu modelu matematycznego rozwiązywanego problemu.
Ponadto istnieje szansa na zastosowanie kalkulatora graficznego na przedmiotach ścisłych, takich jak fizyka, chemia oraz w innych typach szkół w ZSDiOŚ.
Projekt eksperymentu został objęty patronatem Rektora Uniwersytetu Marii Curie –Skłodowskiej w Lublinie oraz uzyskał pozytywną opinię merytoryczną Zakładu Dydaktyki Matematyki na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki UMCS. Opieka merytoryczna nad eksperymentem będzie sprawowana w ciągu 4 lat przez pracowników naukowych tej uczelni.
Ministerstwo Edukacji Narodowej, po pozytywnym zaopiniowaniu w/w projektu pedagogicznego przez Lubelskiego Kuratora Oświaty, wyraziło zgodę na przeprowadzenie tego eksperymentu w Zespole Szkół Drzewnych i Ochrony Środowiska im. Jana Zamoyskiego w Zwierzyńcu od roku szkolnego 2016/17. Tym samym ZSDiOŚ jest jedyną tego typu szkołą w Polsce, która będzie miała szansę poprowadzić taki projekt.
Zapraszamy tegorocznych absolwentów gimnazjów wykazujących zainteresowania matematyczno-informatyczne do podjęcia wyzwania i wejścia w świat kalkulatorów graficznych, który otwiera szersze horyzonty, nie tylko matematyczne.

Joanna Dubaj
Zespół Szkół Drzewnych i Ochrony Środowiska im. Jana Zamoyskiego w Zwierzyńcu