DigiMaths4All: Matematikos problemų sprendimo taikant technologijomis grindžiamą mokymąsi ir informatinį mąstymą stiprinimas

Komanda

Valentina Dagienė, VU Matematikos ir informatikos fakulteto, Duomenų mokslo ir skaitmeninių technologijų instituto profesorė;
Aušra Kazlauskienė, VU Šiaulių akademijos, Edukologijos instituto profesorė;
Eglė Jasutė, Vilniaus Jėzuitų gimnazijos mokytoja;
Jurgita Bagdonaitė, VU Filosofijos fakulteto, Ugdymo mokslų instituto doktorantė;
Marika Parviainen, Suomijos Turku universiteto doktorantė;
Mikko-Jussi Laakso, Suomijos Turku universitetas;
Daranee Lehtonen, Suomijos Turku universitetas;
Jo Lieve Mieke Van Hoof, Suomijos Turku universitetas;
Rimantas Žakauskas, VU Filosofijos fakulteto, Ugdymo mokslų instituto jaunesnysis mokslo darbuotojas;
Vaidotas Kinčius, VU Filosofijos fakulteto, Ugdymo mokslų instituto jaunesnysis mokslo darbuotojas. 

Tyrimo tikslas

Tyrimo tikslas ir uždaviniai

Pagrindinis tikslas – ištirti technologijomis grįsto mokymosi potencialą gerinant Lietuvos ketvirtų klasių mokinių matematikos įgūdžius visuose pasiekimų lygiuose. Numatyta keletas uždavinių, kuriais siekiama kuo įvairiau prisidėti prie matematikos mokymosi gerinimo, pavyzdžiui:

• parengti žaidimais ir interaktyviais veiksmais grįstą analitinę matematikos mokymosi medžiagą;
• integruoti informatinį mąstymą ugdančias užduotis susiejant jas su ketvirtokų matematikos temomis;
• įgalinti pradinių klasių mokytojus efektyviai įtraukti analitika grįstas žaidybines mokymosi priemones į pamokas;
• sukurti skaitmeninio mokymosi poveikio ugdant matematikos problemų sprendimo įgūdžius vertinimo sistemą;

• skatinti mokytojus dalytis matematikos problemų sprendimo metodika ir ištekliais, įtraukiančiais žaidybinimo ir informatinio mąstymo.

Tyrimo įgyvendinimas

Vykdant projektą bus gilinamasi į žaidybinio proceso analitinėje mokymosi aplinkoje poveikį mokinių matematikos problemų sprendimo įgūdžiams integruojant informatinį mąstymą. Problemų sprendimo įgūdžiai yra svarbūs, tačiau sunkiai įgyjami. Mūsų tarpdisciplininė komanda (edukologai, matematikai, informatikai, technologijų, statistikos specialistai) panaudos įvairių sričių žinias ir metodikas, kad pasiektų šį plataus užmojo tikslą. Parengta skaitmeninė matematikos mokomoji medžiaga bus testuojama Lietuvos mokyklų ketvirtose klasėje.

Mokinių matematikos įgūdžiams vertinti bus naudojami daugiapakopio sprendimo matematikos uždaviniai: žodiniai uždaviniai ir aritmetinės ar algebrinės lygtys. Žodinių uždavinių (nesimbolinių) ir aritmetinių ar algebrinių lygčių (simbolinių) sprendimas yra sudėtinga užduotis mokiniams. Pirmuoju atveju reikia gebėti iš žodinio uždavinio išgauti esminę informaciją, paversti ją matematiniu reiškiniu ir išspręsti, antruoju atveju reikia gebėti apibendrinti, pavaizduoti, pagrįsti ir argumentuoti abstrakčias matematines struktūras ir ryšius.

Nepaisant pasaulyje esamų įrodymų apie teigiamą technologijomis grįsto mokymosi poveikį matematikos pasiekimams, motyvacijai ir požiūriui, ankstesnių tyrimų empiriniai rezultatai yra nevienareikšmiai. Daugumoje tyrimų naudota nedidelė tikslinė imtis, nenaudotos kontrolinės grupės arba nelyginti skirtingi ugdymo metodai.

Siekiant nustatyti, ar verta naudoti technologijomis grįstą mokymąsi matematikos pamokose, šis projektas yra pirmasis, kuriame naudojamas atsitiktinių imčių kontrolinis tyrimas su didele imtimi (pakankama statistiniam apibendrinimui), kuriame sistemingai lyginamas skirtingų papildomų technologijų poveikis mokymosi rezultatams. Be to, šis projektas yra pirmasis tyrimas, kuriame informatinio mąstymo ugdymas taikomas siekiant pagerinti matematikos problemų sprendimo įgūdžius.

Kontrolinės grupės, besilaikančios nacionalinės bendrojo ugdymo programos, bus lyginamos su dviem intervencinėmis grupėmis, kuriose bus naudojami žaidybinimu ir informatiniu mąstymu grįsti mokymo metodai. Tikimės, kad informatinio mąstymo mokymas sustiprins mokinių aukštesnio lygio pažintinius gebėjimus: analitinį mąstymą ir dekomponavimą, algoritminį mąstymą, hipotezių tikrinimą, klaidų šalinimą ir abstrahavimą išgaunant esminę informaciją, renkant, analizuojant ir vaizduojant duomenis, atpažįstant dėsningumus ir šablonus, modeliuojant procesus.

„Skaitmeninės matematikos 4“ projektui būtinos pradines klases turinčios mokyklos. Dar prieš prasidedant šiam projektui pasiuntėme žinią įvairioms mokykloms ir prašėme pranešti, ar norėtų įsitraukti į šį tyrimą, pasitarus su būsimų ketvirtokų mokytojais, planuoti rudenį atlikti intervencijas ir mokymus (ne mažiau 16 savaičių). Džiaugiamės, kad net 45 mokyklos iš įvairių Lietuvos miestų ir miestelių išreiškė norą dalyvauti. Tiesiog nuostabu, kiek daug Lietuvos mokyklose turime entuziastingų vadovų, aktyvių mokytojų.

Rugsėjo mėnesį planuojami seminarai projekte dalyvaujantiems mokytojams, bus suteikta visa reikalinga informacija apie intervencines priemones. Kontrolinės grupės dalyviai turės įprastas matematikos pamokas. Intervencinės grupės kartą per savaitę per įprastas matematikos pamokas (iš viso 16 pamokų) atliks sužaidybintas užduotis mokymosi aplinkoje (naudojant Turku universiteto sukurtą ViLLE mokymosi aplinką). Pirmosios intervencinės grupės mokiniai atliks Lietuvos bendrojo ugdymo programą atitinkančius sužaidybintus matematikos pratimus. Antrosios intervencinės grupės mokiniai atliks dalį sužaidybintų matematikos pratimų, o kita dalis užduočių bus skirta informatiniam mąstymui ugdyti. Mokinių aritmetinio sklandumo, daugiapakopių matematikos uždavinių sprendimo įgūdžių ir požiūrio į matematiką vertinimai bus atliekami prieš intervenciją, po jos ir praėjus vieneriems metams. Mokytojų požiūris į skaitmenines mokomąsias technologijas bus vertinamas prieš intervencijas ir po jų naudojant klausimynus ir tikslinių grupių diskusijas.

Tyrimų rezultatai bus naudojami kartu su mašininiu mokymusi kuriant modelį, skirtą adaptyvioms pratyboms, skatinančioms skirtingų mokinių matematinių problemų sprendimo įgūdžius, taip pat formuojant rekomendacijas mokslo bendruomenėms, mokykloms, mokytojams, mokytojų rengėjams, švietimo politikams kaip gerinti mokinių matematikos mokymąsi ketvirtose klasėse.

Veiklos

Rezultatai

Planuojami rezultatai ir poveikis:

Literatūros analizė ir ViLLE mokymosi aplinkos kūrimas sudarys sąlygas parengti specializuotą mokomąją medžiagą, suderintą su žaidybinimu ir informatiniu mąstymu. Be to, tai įgalins mokytojus efektyviai integruoti mokymosi analitika grįstas priemones į savo pamokas.

Atsitiktinės atrankos kontroliuojamaisiais tyrimais grįstas intervencinis tyrimas padės mokytojams efektyviai įtraukti mokymosi analitika grįstas priemones į pamokas ir sukurti vertinimo sistemą, kuri padėtų stebėti poveikį mokinių matematikos uždavinių sprendimo gebėjimams.

Sukurtas adaptyvių užduočių, skatinančių matematikos uždavinių sprendimo įgūdžius, kūrimo modelis sudarys sąlygas sukurti tinklą, kuriame bus dalijamasi matematikos uždavinių sprendimo metodika ir ištekliais su žaidybinimo ir informatinio mąstymo elementais.

Aštuoni moksliniai straipsniai tarptautiniuose moksliniuose recenzuojamuose žurnaluose, parengti remiantis projekto metu atliktu tyrimu, pristatys tyrimo rezultatus tiek nacionalinėje, tiek tarptautinėje erdvėje;

Suorganizuotos dvi tarptautinės doktorantų mokyklos, nacionalinis mokslo seminaras,

Suorganizuotos šešios kviestinių tarptautinių ekspertų paskaitos, trys stažuotės ir dešimt susijusių projektų, kuriuose dalyvavo "DigiMaths4All" komandos nariai, ataskaitų.

Pagrindiniai mokslinių tyrimų rezultatai bus pristatomi nacionalinėse ir tarptautinėse mokslinių tyrimų konferencijose, mokslo populiarinimo publikacijose žiniasklaidoje, pranešimuose socialinėse medijose.

Sklaida

• EDU forumas „Edukologijos tyrimai – švietimo pažangai“, 2025-06-19.