ΕΝΤΥΠΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ

του Παντελή Μπαζάνου

χημικού - καθηγητή στο γυμνάσιο Γαργαλιάνων

Α. ΟΙ Η/Υ ΣΤΗ ΖΩΗ ΜΑΣ

Η καθιέρωση των υπολογιστών στη ζωή μας είναι πλέον γεγονός. Δεν έχει μείνει καμία ανθρώπινη δραστηριότητα, που να μην έχει εισβάλλει ο ηλεκτρονικός υπολογιστής. Από την εργασία μας μέχρι και τις πιο προσωπικές μας στιγμές, έχει καταφέρει αυτός ο σύγχρονος εισβολέας, να βρει εφαρμογή. Αναμφίβολα η επιτυχία του οφείλεται - εκτός από τις οικονομικές και πολιτικές επιλογές - σε δύο μεγάλα προσόντα που διαθέτει: την ταχύτητα και την ακρίβεια χάρη στα οποία μπορεί να εκτελεί γρήγορα και αλάνθαστα, αυτά για τα οποία ο άνθρωπος χρειάζεται χρόνο και έχει σημαντικά περιθώρια σφάλματος.

Β. ΟΙ Η/Υ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

Φυσικά οι τομείς της διδασκαλίας και της εκπαίδευσης δεν θα μπορούσαν να μείνουν έξω από αυτή την εισβολή. Είναι δε αυτοί οι τομείς προνομιούχοι στη χρήση των υπολογιστών για τους παρακάτω λόγους:

α. Τα αποθηκευτικά μέσα ενός υπολογιστικού συστήματος μπορούν να συγκρατήσουν μεγάλο όγκο γνώσεων τα οποία μπορούν να προσπελαθούν πολύ γρήγορα. Κατάλληλα προγράμματα χρήσης των αποθηκευμένων γνώσεων (προγράμματα διδασκαλίας) μπορούν να αξιοποιήσουν με τον καλλίτερο τρόπο αυτές τις γνώσεις.

β. Υπάρχει η δυνατότητα της αυτοδιδασκαλίας, που έχει σαν αποτέλεσμα ο μαθητής να διδάσκεται όποτε και όσο αυτός θέλει. Εξ άλλου με τους μηχανισμούς αξιολόγησης που διαθέτουν τα προγράμματα διδασκαλίας με υπολογιστές, ο μαθητής μπορεί να βλέπει κάθε στιγμή την πρόοδό του και να ρυθμίζει παραπέρα τη μελέτη του.

γ. Οι κυβερνήσεις τώρα ενθαρρύνουν τη χρήση υπολογιστών στα σχολεία, αφ’ ενός για να προετοιμάσουν τους μαθητές να αντιμετωπίσουν την παρούσα και τη μελλοντική τεχνολογική κοινωνία, αφ’ ετέρου για να αυξήσουν την παραγωγικότητα και να συμπιέσουν το κόστος των διοικητικών υπηρεσιών.

Γ. ΟΙ Η/Υ ΣΤΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ (αλλά και γενικότερα)

Η Χημεία είναι ένας τόπος, όπου συνευρίσκεται το σύνολο των θετικών επιστημών. Ένα χημικό θέμα κρύβει μέσα του πλήθος θεμάτων από διαφορετικές επιστήμες και πολλές φορές απαιτείται ισχυρός μαθηματικός υπολογισμός. Για την επιτυχή διδασκαλία ενός χημικού θέματος ο δάσκαλος πρέπει να κουβαλά μαζί του πλήθος παραδοσιακού εποπτικού υλικού (πίνακες, χάρτες, μηχανές προβολής, όργανα και αντιδραστήρια), που τις περισσότερες φορές είτε δεν υπάρχουν, είτε από την πίεση του χρόνου αμελεί να τα χρησιμοποιήσει.. Ένα πρόγραμμα διδασκαλίας με υπολογιστή μπορεί να εξαλείψει αυτές τις αντιξοότητες και να κάνει το μάθημα πιο πλήρες και πιο κατανοητό.

Αν ρίξουμε μια ματιά στα προγράμματα διδασκαλίας του παρελθόντος, θα ανακαλύψουμε ότι υπάρχει τάση συμπίεσης της διδακτέας ύλης για να γίνει δυνατή η εισαγωγή καινούργιων ενοτήτων σ’ αυτά. Το ίδιο συμβαίνει και στα προγράμματα της Χημείας με αποτέλεσμα να απαιτούνται όλο και συχνότερα αναφορές σε θέματα που έχουν διδαχθεί σε περιορισμένο χρόνο. Η χρήση εκπαιδευτικών προγραμμάτων κάνοντας χρήση των αποθηκευτικών μέσων του υπολογιστή και διαθέτοντας τρόπους αλληλοσύνδεσης θεμάτων βοηθά στην πληρέστερη κατανόηση του διδασκόμενου θέματος.

Η ανάγκη της καταχώρησης των γνώσεων δημιουργεί την ανάγκη ύπαρξης βιβλιοθηκών, που απαιτούν συντήρηση και ενημέρωση, που με τη σειρά τους συνεπάγονται χρηματικό κόστος. Σε ένα τομέα όπως η Χημεία με πολλούς τομείς εφαρμογής, με ραγδαία ανάπτυξη και με συνεχώς μεταβαλλόμενους τρόπους στη θεωρητική αντιμετώπιση των θεμάτων η ανάγκη αυτή είναι μεγάλη. Η ύπαρξη δικτύου υπολογιστών με ένα κεντρικό υπολογιστή, που θα είναι αποθηκευμένες οι γνώσεις και θα ενημερώνεται συνεχώς και ένα σύνολο περιφερειακών υπολογιστών απ’ όπου θα γίνεται πρόσβαση, μειώνει δραστικά το κόστος δημιουργίας, συντήρησης και ενημέρωσης των κατά τόπους βιβλιοθηκών.

Ειδικότερα ο υπολογιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη διδασκαλία της Χημείας για:

α. Απλές επιδείξεις. Οι χάρτες και οι πίνακες μπορούν να αντικατασταθούν από αρχεία, που είτε υπάρχουν στους δίσκους του υπολογιστή, είτε τοποθετούνται σ’ αυτόν από φορητά μέσα αποθήκευσης, που μεταφέρει ο δάσκαλος. Η δημιουργία αυτών των αρχείων μπορεί να γίνει και από τον ίδιο το δάσκαλο, αφού δεν απαιτείται γνώση γλώσσας προγραμματισμού, αλλά στοιχειώδης γνώση της χρήσης των υπολογιστών και των προγραμμάτων επεξεργασίας κειμένου και ζωγραφικής που υπάρχουν σε όλους τους υπολογιστές. Πρέπει να σημειώσουμε επίσης και την ικανότητα των υπολογιστών να προβάλλουν αρχεία βίντεο, με τη μόνη διαφορά ότι εδώ ο δάσκαλος πρέπει να επωμισθεί τα έξοδα αγοράς μιας βιντεοκάμερας καθώς και υλικού επεξεργασίας της βιντεοταινίας για τη δημιουργία του αρχείου βίντεο. Τα έξοδα όμως αυτά δεν είναι απαγορευτικά και μπορεί να τα αναλάβει μια σχολική μονάδα.

β. Επιδείξεις χημικών μοντέλων. Αν μια εικόνα αξίζει όσο χίλιες λέξεις, τότε πόσο μάλλον θα αξίζει μια κινούμενη εικόνα. Μπορεί ο δάσκαλος με τη βοήθεια του υπολογιστή να δείξει την κίνηση των μορίων, τη δημιουργία χημικών δεσμών ή το μηχανισμό μιας χημικής αντίδρασης. Για το σκοπό αυτό μπορεί να χρησιμοποιήσει κινούμενα σχέδια σε βίντεο ή αν διαθέτει γνώσεις γλώσσας προγραμματισμού, να δημιουργήσει ένα πρόγραμμα γι’ αυτό το σκοπό.

γ. Εξάσκηση σε τεχνικές. Μπορούν οι μαθητές να εξασκηθούν σε τεχνικές επίλυσης προβλημάτων όπως η εύρεση του αριθμού οξείδωσης στοιχείου, η εύρεση των συντελεστών μιας χημικής εξίσωσης, οι στοιχειομετρικοί υπολογισμοί κ.α. Σε μια τέτοια περίπτωση όμως απαιτείται η γνώση γλώσσας προγραμματισμού από το δάσκαλο για να κατασκευάσει το κατάλληλο πρόγραμμα.

δ. Προσομοίωση εργαστηρίου. Αντί ο μαθητής να ασκηθεί στο εργαστήριο, μπορεί να ασκηθεί στην οθόνη του υπολογιστή, να κάνει τις ίδιες ενέργειες που θα έκανε στο εργαστήριο και να παρατηρήσει τα ίδια φαινόμενα που θα παρατηρούσε εκεί. Από την πλευρά του δάσκαλου χρειάζονται αρκετές προγραμματιστικές ικανότητες για τη δημιουργία ενός τέτοιου προγράμματος.

ε. Ολοκληρωμένο πρόγραμμα διδασκαλίας. Αν ο δάσκαλος διαθέτει αρκετές γνώσεις από κάποια γλώσσα προγραμματισμού, μπορεί να συνδυάσει όλα τα παραπάνω και να δημιουργήσει ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα διδασκαλίας. Ακόμα όμως και αν δεν διαθέτει τέτοιες γνώσεις, μπορεί να χρησιμοποιήσει ειδικά προγράμματα για αυτό το σκοπό (προγράμματα παρουσιάσεων), αρκετά από τα οποία κοστίζουν ελάχιστα ή διατίθενται δωρεάν και η χρήση τους είναι αρκετά απλή.

στ. Χρήση έτοιμων προγραμμάτων διδασκαλίας της Χημείας. Στο εμπόριο κυκλοφορούν αρκετά προγράμματα για τη διδασκαλία της Χημείας, τα οποία μπορεί να χρησιμοποιήσει ο δάσκαλος κατά τη διδασκαλία. Το κόστος αγοράς αυτών των προγραμμάτων μπορεί να το αναλάβει η σχολική μονάδα.

Δ. ΕΝΤΥΠΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ Η/Υ ΣΤΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Έχουν αναφερθεί τρία βασικά μοντέλα με τα οποία οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται για διδασκαλία:

Μοντέλο 1. Ο υπολογιστής μένει κάτω από τον έλεγχο του δασκάλου και η αλληλεπίδραση μαθητή και υπολογιστή γίνεται με τη μεσολάβηση του δασκάλου. Εδώ ο δάσκαλος χρησιμοποιεί τον υπολογιστή σα μέσο παρουσίασης και ο μαθητής απλά παρακολουθεί την οθόνη του υπολογιστή.

Μοντέλο 2. Ο υπολογιστής χρησιμοποιείται άμεσα από το μαθητή, αλλά η διδασκαλία ελέγχεται από τον δάσκαλο. Εδώ ο δάσκαλος επιλέγει τα θέματα και τη σειρά παρουσίασης και ο μαθητής εκτελεί τις εντολές του δασκάλου στον υπολογιστή.

Μοντέλο 3. Ο υπολογιστής χρησιμοποιείται άμεσα από το μαθητή και η διδασκαλία γίνεται χωρίς την επέμβαση του δασκάλου. Εδώ ο μαθητής είναι εντελώς ελεύθερος να ακολουθήσει όποιο δρόμο θέλει κατά τη διδασκαλία ενός θέματος.

Η σποραδική διδασκαλία μαθημάτων Χημείας με υπολογιστή ακολουθώντας τα μοντέλα 2 (κυρίως) και 3 μου δημιούργησε τις παρακάτω εντυπώσεις:

α. Ανάγκη στοιχειώδους γνώσης της χρήσης Η/Υ από τους μαθητές. Μαθητές που είχαν ένα ελάχιστο σύνολο γνώσεων και δεξιοτήτων στη χρήση των Η/Υ κατάφεραν να ανταποκριθούν στη διδασκαλία και με τα δύο μοντέλα.

β. Προσαρμογή ρυθμού διδασκαλίας. Οι μαθητές προσάρμοσαν την ταχύτητα της διδασκαλίας στο δικό τους προσωπικό ρυθμό.

γ. Μείωση άγχους και αισθήματος αποτυχίας. Μια λάθος κίνηση στον υπολογιστή δεν έχει την ίδια επίπτωση από ψυχολογικής πλευράς με αυτή που έχει, όταν ο μαθητής έχει απέναντι του το δάσκαλο. Αντίθετα ο υπολογιστής μπορεί να καθοδηγήσει το μαθητή στη λύση και έτσι δεν υπάρχει το αίσθημα της αποτυχίας.

δ. Ευκολότερη μάθηση των τεχνικών. Οι περισσότεροι μαθητές έμαθαν ευκολότερα τεχνικές στην επίλυση προβλημάτων (π.χ. συντελεστές εξίσωσης, στοιχειομετρικοί υπολογισμοί) σε σχέση με τη διδασκαλία από τον πίνακα.

ε. Ευκολότερη κατανόηση δομών, εννοιών και μηχανισμών. Ικανοποιητικός αριθμός μαθητών κατάφερε να ξεδιαλύνει διαφορές δομών (π.χ. κρύσταλλος - μόριο), να κατανοήσει ικανοποιητικά έννοιες (π.χ. δεσμός) και μηχανισμούς χημικών αντιδράσεων.

στ. Παρέμβαση του δασκάλου για την κατανόηση των δύσκολων εννοιών και όχι μόνο αυτών. Ένα πρόγραμμα διδασκαλίας με υπολογιστή όσο καλό και να είναι, δεν μπορεί να λάβει υπ΄όψη του όλους τους πιθανούς τρόπους αντίδρασης των μαθητών κατά το σχηματισμό νοητικών εικόνων, που οδηγούν στην απόκτηση της γνώσης. Εξ’ άλλου οι παρανοήσεις και παρεξηγήσεις είναι συνηθισμένα φαινόμενα από πλευράς μαθητών, ώστε να είναι απαραίτητη η μεσολάβηση του δασκάλου για επεξηγήσεις και διευκρίνηση παρανοήσεων και παρεξηγήσεων.

Ε. ΕΠΙΛΟΓΟΣ

Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε, ότι ο Η/Υ σαν διδακτικό εργαλείο, σαν εποπτικό μέσο διδασκαλίας έχει μεγάλη δύναμη γιατί:

α. Δίνει τη δυνατότητα άμεσης οπτικής αντίληψης σχέσεων, οι οποίες σε τυπική κατάσταση διδασκαλίας δεν μπορούν να γίνουν εύκολα κατανοητές, μιας και δίνεται όχι μόνο η δυνατότητα εξεικόνισης εννοιών και αλγορίθμων αλλά και της κίνησης που εγκλείεται μέσα σε κάποια έννοια ή αλγόριθμο.

β. Δίνει στο μαθητή τη δυνατότητα να αυτοδιδαχθεί και να ασκηθεί, τη στιγμή που αυτός θέλει ανάλογα με τα ενδιαφέροντα του και την ψυχική του διάθεση.

γ. Ο μεγάλος όγκος δεδομένων που μπορεί να συγκρατήσει και η διασυνδεσιμότητα μεταξύ των θεμάτων τον καθιστούν ένα ισχυρό εργαλείο τόσο από το δάσκαλο κατά τη διδασκαλία, όσο και από το μαθητή κατά τη μελέτη.