Pályázati munka

az Informatika-Számítástechnika Tanárok Egyesülete, az Országos
Közoktatási Intézet Program- és Tantervfejlesztési Központja és az
Új Pedagógiai Szemle által meghirdetett

„Így használom az Internetet...” című pályázatra

Biokémia animációk WEB-környezetben
avagy hogyan könnyíthetjük meg a középiskolai diákok életét

A pályázó: Sebőkné Orosz Katalin
biológia-földrajz szakos középiskolai tanár,
humánökológus, oktatási informatikus

Leövey Klára Gimnázium
Budapest 1096 Vendel u. 1.
lakcím: Érd 2030 Cseresznyefa u. 6.

Tisztában vagyok azzal, hogy még napjainkban is sok középiskolai tanár idegenkedik a számítógéptől, nehezen tudja kezelni és attól tart, hogy a gép átveszi a pedagógus helyét. Egy jó pedagógust azonban nem helyettesíthet egy PC, csak megkönnyítheti a munkáját. A számítógépek használata felhasználói szinten nem kíván komoly előképzettséget, az alábbiakban felsorakoztatott érveim pedig azt próbálják alátámasztani, hogy érdemes legyőzni félelmeinket, mert az oktatásban minőségi javulást érhetünk el, ha elfogadjuk „társnak” a számítógépet. Véleményem szerint ettől nem csökken tekintélyünk diákjaink előtt. Ellenkezőleg! Színesebbé, pergőbbé, de ami a legfontosabb, számukra könnyebben emészthetőbbé tehetjük szakóráinkat.

Több mint egy évtizedes tapasztalatom támasztja alá azt, hogy a szakmai felkészültség, a tanulók motiváltsága, a tanár-diák közti kapcsolatrendszer, a tanár személyiségének a tanóra hangulatát befolyásoló hatása mellett az alkalmazott módszerek is alapvetően meghatározzák a tanári munka hatékonyságát.

Az alkalmazott módszerek közül kiemelt jelentőségűnek tartom a szemléltetést. Egy olyan tartárgy esetében, mint a biológia, ez még nagyobb jelentőséggel bír. Miért? Mert a diákoknak alig van lehetősége a tér- és időbeli korlátok miatt személyes tapasztalatszerzésre, ami megkönnyíthetné számukra a gimnáziumi biológia tananyag megértését. Az igényesen megválasztott szemléltetőanyag csökkentheti ezeket a korlátokat. Olyat tesz láthatóvá, hallhatóvá, amit a legtöbb gyerek addig még nem észlelt.

Egy tanár az évek során hangya módjára gyűjtögeti, készíti a szemléltető anyagokat (modellek, fóliák, diafelvételek stb.), ezek azonban sosem lesznek teljesek. Van azonban egy nagyobb hibájuk. Statikusak. A szemléltető anyagok zöme két szélsőséges esetet tükröz. Vagy a folyamat egy adott pillanatát mutatják be és elmossák a lépések közti folytonosságot, emiatt alig segítik az összefüggések láttatását. Egy körfolyamatot bemutató fólia alkalmazásakor a másik véglet jelentkezik. A tanuló képtelen elszakadni az egésztől, nyomon követni a ciklus lépéseit, mert az agya egyszerre fogadja be az egész képet. A biológiaoktatás lényege a különböző szerveződési szintek folyamatainak „láttatása”, ezt statikus eszközökkel elérni azonban nagyon nehéz.

Mi akkor a megoldás? A tanári-tanulói kísérletek, a tananyag egyre nagyobb spektrumát felölelő természetfilmek alkalmazása felvillant egy halvány lehetőséget. A tanárok ezért állandóan bővítik a saját- és az iskolai videótárat. Csodálatos felvételek, ritkaságok bemutatása színesítheti így a szakórákat. A rendszertan, etológia, ökológia, szervezetszintű élettani folyamatok tanításánál hatékonyan felhasználhatók ezek a dinamikusságot tükröző filmek. A legelvontabb, a diákoktól legtávolabb álló témakörökhöz azonban még alig készültek el használható videófilmek.

AZ ELÉRENDŐ CÉL MEGFOGALMAZÁSA

Mivel hiszek a számítógép hatékony oktatási célú felhasználásában, olyan szemléltető anyagot szerettem volna készíteni, ami az alábbi kritériumoknak eleget tesz:

• alkalmas dinamikus szemlélet közvetítésére
• újszerű: a biológiatudományok legújabb elméleteit, hipotéziseit dolgozza fel középiskolás szinten
• hiányt pótol, mivel hasonló jellegűvel még az Interneten alig találkoztam
• széleskörűen felhasználható
• könnyen kezelhető
• az alapórai és a fakultációs képzés hatékonyságát is növeli
• alkalmas a diákok önképzésére
• a legnehezebb biológiaanyag egy részét dolgozza fel, remélve, hogy közelebb viszi azt a tanulókhoz
• elkészítése ne csak hasznos, hanem szakmai kihívás is legyen számomra mind a biológia, mind az oktatásinformatika oldaláról.

Ezen kritériumok alapján szűrtem meg az ötleteimet. Végül az animációkészítés mellett döntöttem, amivel a sejtbiológia néhány bonyolult biokémiai folyamatát próbálom szemléletesen, dinamikájában bemutatni. Az animációkat a színes, mozgóképek mellett hang- és képeffektusok, elő-és háttérben lévő szereplők teszik még mozgalmasabbá, könnyebben érthetővé.

A MEGVALÓSÍTHATÓSÁG VIZSGÁLATA: AZ ALKALMAZANDÓ ESZKÖZÖK ÉS MÓDSZEREK KIVÁLASZTÁSA

A következő felmerülő probléma a megfelelő szoftverek kiválasztása volt. A munka kezdetén csak a CorelMOVE animációkészítő program állt rendelkezésemre, ezért ennél maradtam végig. Egyszerű gyakorló animációk készítésével próbáltam ki az általa nyújtott lehetőségeket, effektusokat (hang-, áttünések, mozgáseffektek).

A következő lépés az elkészült .CMV kiterjesztésű animáció videoformátumba történő konvertálása, hogy számos WINDOWS alatt futó program által lejátszható legyen. Ezzel az animáció függetleníthető a CorelMOVE meglététől, így a felhasználó szélesebb körben alkalmazhatja. A MOVE többféle videoformátumokba képes exportálni az animációkat. Az .AVI file kisebb helyigénye, valamint az a tény, hogy a lejátszására alkalmas eszköz gyárilag be van építve az általam használt WIN95-be, arra a döntésre juttatott, hogy a tervezett animációkat .AVI formátumba fogom majd konvertálni.

A terveimmel azonban még így sem voltam elégedett. Kibővítettem azokat. Emiatt viszont újabb döntéshelyzetbe kerültem. PowerPoint 7.0 verzióval készített bemutatóba vagy valamilyen böngésző programmal megtekinthető HTML file-struktúrába építsem be az animációkat? Részben a program hozzáférhetősége, részben a sokoldalú felhasználhatósága miatt döntöttem a WEB-es környezet kialakítása mellett. Döntésemet az is indokolja, hogy a bemutatós megoldásra csak 32 bites WINDOWS-os környezetben van lehetőség, a böngésző alkalmazása 16 és 32 bites WINDOWS-os környezetben is lehetséges (a CD-mellékleten a 32 bites változat a BIOSZ32, míg a 16 bites változat a BIOSZ16 könyvtárban található). A WEB-es megoldáshoz több ingyenes böngészőprogram is alkalmazható (MS Internet Explorer, Netscape Navigator). A tanulók körében is egyre nagyobb teret hódít a WEB böngészés, míg a PowerPoint használata távol áll tőlük.

A WEB-oldalak elkészítésére alkalmas szerkesztőprogram kiválasztásánál olyan szerkesztőt kerestem, ami WYSIWYG technikával gyors fejlesztést tesz lehetővé és könnyen kezelhető. A döntés pillanatában Microsoft FrontPage 98 állt a rendelkezésemre, ezért ennél a szerkesztőprogramnál maradtam.

A WEB-es környezet új lehetőségeket kínált fel számomra az animációk egyszerű beillesztésén kívül. A magyarázó szövegek mellett mikroszkópos felvételek, rajzok, magyarázó ábrák teszik lehetővé a tananyag hatékonyabb elsajátítását. Ezek előállításához a scannert használtam. A scannelt ábrákból előállt bitmap file-okat a Corel-PHOTO-PAINT programmal alakítottam át a megfelelő, később felhasznált .GIF formátumúvá. Két .JPG file-t pedig a már forgalomban lévő BIOLÓGIA CD-ről illesztettem be. A WEB-lapokon látható, kiegészítő mozgó elemeket (nyilak, felkiáltójel, filmvetítő) az Internetről, a http://www.animation.simplenet.com URL-címen (7.) elérhető WEB-helyről szedtem le.

A kitűzött célokat végig szem előtt tartva a rendelkezésemre álló szoftverek és hardverek (a munka keretét adó erőforrások) felhasználásával, a fennálló korlátok (elsősorban szoftverhiány) figyelembevételével kezdtem el a munkát. A célok-keretek-korlátok hármas végigkövette a munka minden fázisát, visszacsatolásként alkalmat adott arra, hogy ellenőrizzem, nem tértem-e el a célomtól.

A FELDOLGOZOTT ANYAG HASZNÁLHATÓSÁGÁRÓL

A saját munkámmal szemben felállított kritériumokat szem előtt tartva a sejtbiológia mellett döntöttem.

A legtöbb gimnáziumi tankönyv külön tárgyalja a mikrométeres miliőt megteremtő sejt alkotóit (sejtszervecskék) és külön a bennük lejátszódó bonyolult folyamat-együtteseket, én komplex módon próbáltam bemutatni a folyamatokat és azok színterét.

A témakör szerteágazó, ezért egyenlőre a sejtbiológiából az anyagcsere-folyamatokat (anyag- és energiaforgalom), azon belül a lebontó folyamatokat (biológiai oxidáció és a fermentáció) választottam ki. A lebontó folyamatok bonyolultságát igazolja az, hogy három sejtalkotót bemutatva (sejthártya, sejtplazma és a mitokondrium) lehet csak komplexen tárgyalni. A célom az oktatóanyag elkészítése és felhasználása mellett az, hogy bemutassam a kollégáknak ezt a módszert, amit hatékonyan fel lehet használni mindennapi munkánkban. A módszer elfogadtatására pedig egyenlőre ez is elegendő. Mivel célkitűzésem volt az is, hogy mind az alapórai, mind a fakultációs képzés hatékonyságnöveléséhez hozzájáruljon ez a munka, ezért ahol értelme volt, ott két szinten terveztem meg az animációkat. Alapszinten a folyamat összefüggéseire, emelt szinten ezen kívül a folyamat részletes ismertetésére helyeztem a hangsúlyt. A szaktanár és a diák a maga elé tűzött célnak megfelelően, szabadon megválaszthatja a szinteket.

A WEB-es oktatási segédanyag az INDEX.HTM-mel indul (BIOLAP), amelyről kétfelé lehet továbblépni:

• Köszöntő
• Bevezető

A „Köszöntő”-ben egy általános tájékoztatás található arról, hogy mit céloz meg ez a munka. A „Bevezető” WEB-lapon nyílik lehetőség arra, hogy továbblépjen a látogató a feldolgozott biológia fejezetre. A „Sejtbiológia” WEB-lapon találhatók meg a kidolgozott sejtbiológia témákra mutató linkek:

• A sejtplazma összetétele és feladatai
• A sejthártya felépítése és feladatai
• A mitokondrium felépítése és működése
• Érdekességek.

A „Sejtplazma” WEB-oldalon a sejtplazma összetételének, feladatának, valamint a glikolízis folyamatának leírása szerepel. A „Sejthártya” WEB-lap a membrán szerkezetét és feladatait mutatja be. A „Mitokondrium” WEB-oldal a sejtszervecske felépítésével, a benne lejátszódó biokémiai folyamatokkal illeszkedik a „Sejtbiológia” fejezetbe. Az „Érdekességek” WEB-oldal tartalmazza az egyébként máshol is felhasznált kép- és videogyűjtemény, valamint a témához kapcsolódó cikk linkjeit. Ezt a WEB-struktúrát mutatja be az ábra.

WEB-struktúra

Mivel a munkám elsődleges célkitűzése a dinamikusságot, folytonosságot jobban érzékeltető animációk készítése volt, ezért először azokat az altémákat választottam ki, amelyek alkalmasnak tűntek erre. Öt ilyet találtam, ezek a következők:

1. szol-gél állapotváltozás
2. glikolízis
3. köztes lépés, a piroszőlősav bontása
4. a citromsav-ciklus
5. a terminális oxidáció.

A 2., 3. és 4. folyamategyüttes esetében indokoltnak tartottam, hogy két szinten készítsem el az animációkat (áttekintő illetve részletes), ezzel segítve felhasználhatóságuk bővülését. Így nyolc animációt ültettem WEB-környezetbe.

Közel egy évvel ezelőtt lett kész a „Sejtbiológia” anyag. Az egy év alatt többféle lehetőség kínálkozott a tesztelésére, felhasználására. Erre egyrészt a kerületi Pedagógiai Napok kapcsán biológia és számítástechnika szakos kollégák előtt nyílt lehetőségem, másrészt olyan 11. évfolyamos osztálynak mutattam be alapórai keretek között, ahol a tananyagban éppen ennél a témánál tartottam.

A munka mindkét közösség tetszését elnyerte, a pozitív eredmény az „előteszteléseim” hasznosságát igazolta.

Ettől felbátorodva hozzáláttam az anyag felhasználhatóságának kibővítéséhez, hogy ne csak a Leövey Klára Gimnázium tanulói és tanárai férhessenek hozzá, hanem mások is. Az eddig elkészített sejtbiológia anyagom kollégáim révén a gimnázium honlapjáról (http://nov.lkg-bp.sulinet.hu) az oktatási segédanyagok között elérhető, így az Intra- és Interneten keresztül egyaránt hozzáférhető. Mint kerületi középiskolai biológia tantárgygondozó elértem, hogy a IX. kerület Humánszolgáltató Irodája (ma már Oktatási, Kulturális és Sport Iroda) jóvoltából minden kerületi gimnázium megkapja CD-n. Ez év februárjában pedig igazgatóm, Bánhegyesi Zoltán elhelyeztette a Magyar Elektronikus Könyvtárba is.

Az elkészült és könnyen hozzáférhető anyaghoz a következő felhasználási lehetőségeket ajánlom. Használható mind a nyolc-, mind a hat- mind a négy évfolyamos gimnáziumi alap- illetve fakultációs képzés során, de segíti majd a NAT-os képzés hatékonyságát is. A szaktanárnak csak ki kell választania a feldolgozásra váró tananyagot és terem- és/vagy óracserével a megfelelő technikai feltételeket biztosítania. Javaslom, hogy egy géphez ne kerüljön két tanulónál több. A diákoknak a tanári irányítás mellett lehetőségük nyílik saját tempót felvenni az anyag feldolgozásakor. A WEB-lapokon a továbbhaladás idejét is ők dönthetik el, az animációkat szabadon megállíthatják, újrajátszhatják, a fontosabb információkat átvezethetik a füzetükbe.

Felhasználható az anyag a következő órák témáihoz:

• a sejt fogalma, a sejtalkotók
• a sejtmembrán felépítése és működése
• a citoplazma mint kolloid rendszer
• a mitokondrium felépítése és működése
• a szénhidrátok
• az anyagcsere-folyamatok
• a biológiai oxidáció lépései
• az erjedés

Több évfolyamon, több fejezetben is segítségünkre lehet az anyag, de újra kiemelném annak lehetőségét, hogy az érdeklődő diák önképzésére is alkalmas és nem köti az óra idejéhez. Ez utóbbit különösen fontosnak tartom a felnövekvő NAT-nemzedéknél, akik alapórán kevesebbet hallanak majd ebből a témakörből, a felvételi követelmények viszont várhatóan nem csökkennek.

A PRO RENOVANDA CULTURA HUNGARIAE „Trefort Ágoston Emlékére” szakalapítvány szakmódszertani pályázatán a módszer pályadíjas lett (ezt a velük kötött szerződésem végett kell megemlítem).

Az anyag bővítés alatt áll, az elkészítéséhez szükséges hihetetlen munka megtérül egy-egy sikeres visszajelzés vagy jól sikerült szakóra után. Mindenkit csak biztatni tudok arra, hogy vetkőzze le ellenszenvét a számítógéppel szemben és merje sokoldalúan használni. Remélem, hogy a leírt módszer és a hozzátartozó anyag elnyeri egyre több biológia szakos kolléga tetszését.

Érd, 2000. augusztus

Sebőkné Orosz Katalin