E-math - sa hko inen oppimisympa risto matematiikan opiskeluun. Ralph-Johan Back Åbo Akademi (Virtuaaliopetuksen päivät 2013)

Transkriptio

1 E-math - sa hko inen oppimisympa risto matematiikan opiskeluun Ralph-Johan Back Åbo Akademi (Virtuaaliopetuksen päivät 2013)

2 Esityksen organisointi 1. Yleisesitys E-math projektin hankkeesta ja sen tuloksista (Ralph- Johan Back, esitys ruotsiksi, kalvot suomeksi) 2. E-kirjan toiminnallisuuden demonstrointi (Petri Sallasmaa ja Petri Salmela, esitys suomeksi) 2

3 E-Math hanke EU-hanke : Central Baltic Interreg IV A Programme Tavoite: parantaa lukion matematiikan osaamista rakenteisten päättelyketjujen ja sähköisen oppimateriaalin avulla Yksi rahoittajan suurimmista hankkeista (2.3 M ) Hankkeeseen osallistuu oppikirjojen kirjoittajia (noin 10), ohjemiston kehittäjiä (5) hallintohenkilöitä (5-6) opettajia (15-20)

4 Projektin osapuolet Turun kaupunki (lead partner) Tukholman kaupunki Tallinnan kaupunki Maarianhaminan kaupunki Åbo Akademi / IT-laitos Turun yliopisto / IT-laitos Yliopistot toteuttaneet järjestelmän ja kirjoittaneet oppikirjat Kaupungit toteuttaneet pilottikursseja

5 Hankkeen keskeiset saavutukset tutkittu rakenteisten päättelyketjujen soveltuvuutta lukion matematiikan opetuksessa kehitetty uusi e-kirja-formaatti interaktiivisille verkkopohjaisille oppikirjoille kirjoitettu uusia rakenteisille päättelyketjuille perustuvia matematiikan e-oppikirjoja lukiolle koulutettu opettajia käyttämään rakenteisia päättelyketjuja ja e-kirjoja opetuksessa pilotoitu uusia matematiikan e-kirjoja 17 5

6 Rakenteiset päättelyketjut Todistuskieli: malli miten matemaattinen päättely on kirjoitettava Jokainen todistusaskel on perusteltava Soveltuu kaikenlaiseen matematiikkaan. Käytetty mm yläkoulussa, lukiossa, yliopiston peruskursseilla, ja tutkimuksessa. Helpottaa matemaattisen argumentoinnin taustalla olevan logiikan ymmärtämisen Lättare att analysera med dator

7 Rakenteisten päättelyketjun kehittäminen 1980-luvulla calculational proofs (Dikstra, Feijen, van Gasteren) 1990-luvun loppupuoli structured derivations / rakenteiset päättelyketjut (Back, von Wright) 2000-luvun alku yhteistyö ÅA ja TY lukiomatematiikassa (Back, Mannila, Peltomäki, Salakoski) menetelmän kehittäminen (Suomen akatemian huippuyksikkö) 2000-luvun loppu opettajien jatkokoulutus (Opetushallitus) Imped reurssikeskus (Teknologiateollisuuden 100v säätiö) yläkoulun matematiikka (TEKESin Optek projekti) 2010 luvun alku lukion sähköiset oppikirjat (E-math projekti, EU, Back, Salakoski) 7

8 Uusi e-kirjan formaatti E-kirjassa on teorian lisäksi interaktiivisia toiminnallisuuksia Sisältää mm editorin, joka mahdollistaa myös korkeamman matematiikan kirjoittamisen tietokoneella Selainperustainen, voidaan käyttää millä tahansa tietokoneella Ei vaadi jatkuvaa internet-yhteyttä Kirja toteutettu html5 tiedostona, joka talletetaan oppilaan tietokoneella

9 Lukiomatematiikan oppikirjat Kirjoitettu kaikki lukion ensimmäisen vuoden oppikirjat pitkässä matematiikassa (yhteensä 15 oppikirjaa) Suomessa, Ruotsissa ja Virossa Oppikirjat noudattavat ko maan opetussuunnitelmaa Suomen oppikirjat: Funktiot ja yhtälöt (MAA 1) Polynomifunktiot (MAA 2) Geometria (MAA 3) Analyyttinen geometria (MAA 4) Oppikirjat ovat kaksikielisiä (suomi ja ruotsi) Oppikirjat toteutettu interaktiivisina e-kirjoina

10 E-kirja (Polynomit) Toisen kertaluvun yhtälön ratkaisukaavan johtaminen 10

11 Tehtävä Oletukset Todistus 11

12 E-kirja (Geometria) Kuva rakentuu askel askeleelta Pytagoraan lauseen todistus 12

13 Tehtävä Oletukset Konstruktio Konstruktio Havainto Havainto Havainto 13

14 E-kirjan arkitehtuuri Opettajan ja oppilaiden kirjojen välinen kommunikointi tapahtuu pilvipalvelimen kautta. Palvelin tarjoaa lisätoiminnallisuutta kotitehtävien tarkistaminen varmuuskopiointi kirjojen sisällön jatkuvat päivitykset kirjojen toiminnallisuuden jatkuvat päivitykset opettaja voi lisätä omaa materiaalia kirjaan kotitehtävien malliratkaisut Opettajan kirja Oppilaiden kirjat Palvelin pilvessä 14

15 Opiskelija Kotitehtävien tarkistaminen Opiskelija lähettää tekemänsä ratkaisun opettajalle napin painalluksella

16 Opiskelija Kotitehtävien tarkistaminen Opettaja Opiskelija lähettää tekemänsä ratkaisun opettajalle napin painalluksella Opettaja käy läpi ratkaisun omassa kirjassaan ja antaa henkilökohtaista palautetta

17 Opiskelija Kotitehtävien tarkistaminen Opettaja Opiskelija Opiskelija lähettää tekemänsä ratkaisun opettajalle napin painalluksella Opettaja käy läpi ratkaisun omassa kirjassaan ja antaa henkilökohtaista palautetta Opiskelija lukee palautteen omasta kirjastaan

18 Opettajien jatkokoulutus Opettajien jatkokoulutusta vuodesta Opetushallituksen rahoittama Imped resurssikeskus (Imped: Teknologiateollisuuden 100 vuotissäätiön rahoittama Lukiopettajien koulutus (5 pv) rakenteiset päättelyketjut logiikka e-kirjojen käyttö opetuksessa Yläkoulun opettajien koulutus (3 pv) muuten sama, mutta ilman logiikkaa E-math opettajakoulutus: kurssit Turussa, Tukholmassa sekä Tallinnassa lisäksi yhteiset seminaarit 2 krt vuodessa 18

19 Pilotit Hanke on järjestänyt pilottikursseja lukioissa Suomessa, Ruotsissa ja Virossa 15 lukiota syksyllä lukiota syksyllä 2013 Kaikki syksyn matematiikan kurssit opetetaan E-math hankkeen e- kirjoilla Pilotteihin on osallistunut yhteensä noin 1000 opiskelijaa Kokemukset piloteista olleet erittäin positiivisia Åbo Aurajoen lukio Kupittaan lukio Luostarivuoren lukio Raision lukio Naantalin lukio Loimaan lukio Tallinn Lasnamäe Gümnaasium Pelgulinna Gümnaasium Tallinna Kristiine Gümnaasium Tallinna Kuristiku Gümnaasium Tallinna Nõmme Gümnaasium Tallinna Tehnikagümnaasium Tallinna Tönismäe Gümnaasium Tallinna Ühisgümnaasium Stockholm Kärrtorps gymnasium Södra Latin Mariehamn Ålands lyceum 19

20 Palautetta piloteista...laskutapa, se niin kuin helpotti kun piti oikeasti ajatella mitä teet. Niin siinä tuli niin kuin vähemmän laskuvirheitä. Ainakin minulla tuli. - Opiskelija, Suomi Suosittelen tätä kaikille, jotka ovat heikkoja matematiikassa. En ollut hyvä, arvosanani oli 3, mutta nyt se onkin 5. Rakenteiset päättelyketjut auttoivat minua - Opiskelija, Viro Tässä oppii oikeasti tietämään, että mitä täytyy tehdä missäkin vaiheessa, että et voi vain hypätä mihinkään ilman, että tiedät mitä teet, vaan jokaisessa vaiheessa tiedät oikeasti. - Opiskelija, Suomi Näen kuka on tehnyt kotitehtävänsä. Muistan edelleen päivän, kun kaikki 18 opiskeiljaa lähettivät minulle ratkaisunsa. Opettaja, Viro Olen toivonut, että opiskelijat pystyisivät suullisesti selittämään ratkaisujaan, mutta nyt he tekevätkin sen kirjallisesti. Mikä on vieläkin parempi. - Opettaja, Viro

21 Hankkeen tulosten saatavuus Hankeessa kehitetyt ohjelmistot ja oppikirjat saatavilla projektin päätyttyä e-kirjan ohjelmisto avoimena lähdekoodina (Affero GPL lisenssi) e-oppikirjat ilmaisia (CC-BY-ND lisenssi) E-math projekti:

22 Kiitos 22