Výsledky celoročního pilotního projektu Algebra v Riverside, Kalifornie

Výsledky celoročního pilotního projektu Algebra v Riverside, Kalifornie

Copyright © by Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company Všechna práva vyhrazena. Bez písemného souhlasu vlastníků autorských práv je zakázáno jakékoli části tohoto materiálu chráněného tímto autorským právem v jakékoli formě rozšiřovat nebo rozmnožovat ani elektronickými ani mechanickými prostředky, včetně pořizování kopií, záznamů, vysílání nebo uchovávání pomocí jakéhokoli systému ukládání a čtení informací, s výjimkou případů, kdy je takové kopírování výslovně povoleno federálním autorským právem. Tímto se osobám, které používají HMH Fuse uděluje povolení tisknout a reprodukovat tuto příručku pro vzdělávací účely, nikoli za účelem prodeje. HOUGHTON MIFFLIN HARCOURT a logo HMH Logo jsou obchodní známky a ochranné známky nakladatelství Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Je zakázáno zneužívat obchodní a ochranné známky Houghton Mifflin Harcourt nebo uvádět veřejnost v omyl použitím podobné značky nebo používat známky Houghton Mifflin Harcourt takovým způsobem, že by došlo k chybnému chápání totožnosti jejich vlastníka. Použití obchodních a ochranných známek Houghton Mifflin Harcourt náleží nakladatelství Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Ostatní obchodní, ochranné a registrované ochranné známky, které se nacházejí na internetových stránkách Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company jsou obchodní a ochranné známky, které náležejí svým příslušným vlastníkům. Apple, iPad, a iPod jsou obchodní známky společnosti Apple Inc., registrované v USA a ostatních státech. App Store je ochranná známka společnosti Apple Inc.

2 Copyright © by Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company

Výsledky celoročního pilotního projektu Algebra v Riverside, Kalifornie Shrnutí Moderní technologie nabízejí možnost velkého zlepšení kvality výuky, pokud se spolu s novými nástroji uplatní i propracovaný elektronický učební plán a pokud se tyto nástroje budou správně využívat ve výuce i mimo ni. V rámci našeho permanentního úsilí zlepšit výkony studentů spojením osvědčených výukových postupů se špičkovými technologiemi uzavřela společnost Houghton Mifflin Harcourt ve školním roce 2010 – 2011 partnerství se školským obvodem Riverside Unified School District v Kalifornii, aby uskutečnily pilotní projekt HMH Fuse: Algebra I, nového všeobecného vzdělávacího programu navrženého pro iPad. Pro pilotní projekt nového programu byla vybrána škola Amelia Earhart Middle School v Riverside v Kalifornii. Jedná se o školu, která má zkušenosti s uplatňováním rozvíjejících se technologií a vyučující na této škole vytvořili strategický plán využití programu HMH Fuse: Algebra, v rámci kterého applet ke studiu celoročně využívali náhodně vybraní studenti a byli srovnáváni s těmi, kteří po celý školní rok používali učebnici. Výsledky implementace byly přesvědčivé: studenti používající applet HMH Fuse, byli v porovnání se studenty, kteří používali učebnice, motivovanější, vykazovali větší pozornost v hodinách a projevovali větší zájem o obsah předmětu Algebra. Tato změna v přístupu studentů se rovněž projevila ve výrazně lepších výsledcích jejich testů na konci školního roku. Výsledky této případové studie ve škole Amelia Earhart Middle School ukázala, že výukové technologie mohou mít podstatný vliv na studijní výsledky studentů, pokud jsou implementovány strategicky a spojují kvalitní obsah učiva s propracovanou technologickou platformou, tak jak tomu bylo v případě pilotního projektu HMH Fuse: Algebra I v Riverside.

Pronikání technologií do škol Studenti v XXI. století žijí ve světě, kde jsou obklopeni elektronickými technologiemi. Podle svých vlastních konstatování stráví studenti přes 10 hodin denně používáním takových technologií jako mobilní telefony, počítače a notebooky a surfováním na Internetu (Rideout, Foehr a Roberts, 2010). Uvedená míra využívání těchto technologií představuje výrazný nárůst během posledních pěti let a je vevvelké míře dána užíváním ® přenosných elektronických systémů s přístupem na Internet, jako jsou přístroje iPod , MP3 přehrávače, chytré telefony, a tablety. Školské obvody zareagovaly na rozšiřování využití multimédií mezi studenty zvýšeným využitím těchto technologií ve školách – zvýšením počtu počítačů, přidáním multimediální technologie a vysokorychlostního připojení k Internetu (Gray a Lewis, 2009). S nárůstem množství elektroniky používané při výuce roste i obecné přesvědčení, že mobilní počítačové technologie budou v nepříliš vzdálené budoucnosti běžné ve všech školách (Johnson, Smith, Levine a Haywood, 2010).

Vliv technologií na školy V rámci reformního vzdělávacího hnutí byl tento nárůst používání moderních technologií ve výuce mnoha hlasy vítán, avšak výzkumy zaměřené na elektronické výukové programy vykazují nejednoznačné výsledky. Dynarski a kol. (2008) uvedli, že jejich využití nemá významný vliv na výsledky studentů, zatímco nedávný průzkum, který provedli Cheung a Slavin (2011) ukázal výrazný pozitivní vliv výukové techniky v matematice, dopad byl však relativně malý, zejména při sledování všeobecně zaměřených matematických programů.


Je zřejmé, že pouhé zavedení digitálních technologií do výuky výkony studentů nezlepší. Podle návrhu Ministerstva školství USA (2010) musí být zavádění digitálních technologií do výuky prováděno cílevědomě, podle promyšleného plánu jaká technologie má být zavedena a jak se bude využívat k výuce během vyučování (i mimo něj). Úspěšné výukové technologie nezáleží jen na použitých nástrojích, ale na kvalitě toho, co nabízejí – elektronických programů, které budou účinné jen tehdy, pokud budou mít vysokou didaktickou kvalitu a kvalitní obsah (Foundation for Excellence in Education, 2010).

Zkvalitnění výuky algebry Algebra se často považuje za „bránu“ k dalšímu uplatnění, neboť pochopení obsahu tohoto předmětu je nezbytné pro vyšší matematiku i pro úspěšnost v běžném zaměstnání (National Council of Teachers of Mathematics, 2009). Přestože je algebra důležitým předmětem, představuje pro mnohé studenty problém. Neúspěchy ve zvládání algebry (a dalších odvětví matematiky) vedly ke zhoršení studentských výkonů v matematice ve Spojených státech. Jak dokládají srovnání, američtí studenti ve svých výsledcích ve vyšší matematice zaostávají za svými vrstevníky ve světě (Provasnik, Gonzales, & Miller, 2009). Zlepšení výsledků studentů v algebře je klíčovým faktorem při snaze zajistit, aby američtí studenti byli v globálním světě konkurenceschopní. Podle Drijverse a kol. (2010) nabízí využití moderní technologie možnost nově vymezit výuku algebry tím, že studentům a jejich učitelům nabídne nové možnosti vzbudit zájem o předmět.

HMH Fuse: Algebra I Ve snaze spojit novou mobilní technologii s propracovaným učebním plánem vytvořila společnost Houghton ® ® Mifflin Harcourt plně funkční applet pro výuku algebry, který využívá technologie Apple iPad . Konstrukce iPadu a dotyková obrazovka nabízí oproti tradičním notebookům mnoho výhod a usnadnění. Přitom ale většina výukových appletů nedokáže poskytnout takové výukové možnosti, které by plně zúročily jedinečnost konstrukce a spektra funkcí přístroje (Murray a Olcese, 2011). Proto společnost Houghton Mifflin Harcourt vyvinula applet HMH Fuse: Algebra I, který funkční možnosti iPadu plně využije a poskytne studentům komplexní multimediální vzdělávací zkušenost. Vznik HMH Fuse vyrůstá z oceněného systému výuky matematiky vedeného jeho hlavním autorem Dr. Edwardem Burgerem a nabízí učební plán souběžný s Common Core State Standards in Mathematics nebo okruhy standardní algebry. Applet doplňuje tento pevný základ využitím mnoha multimediálních komponent, např. 400 instruktážních videí s Dr. Burgerem. Do appletu bylo integrováno několik dalších interaktivních nástrojů, například testy v reálném čase, poznámky, nástroje pro vytváření grafů, pomoc s domácími úkoly a další způsoby podpory, které studentům zpřístupňují velké množství materiálů v rámci jediného appletu. Applet HMH Fuse: Algebra I byl vyvinut jako komplexní vzdělávací program, který využívá možností nabízených iPadem k poskytování elektronické výuky s využitím osvědčených metod a nejnovějších technologií.


Pilotní projekt HMH Fuse: Algebra I v Riverside v Kalifornii Za účelem zkoušky efektivity appletu HMH Fuse navázala společnost Houghton Mifflin Harcourt partnerství se školským obvodem Riverside Unified School District a uskutečnila pilotní projekt programu ve školním roce 2010-2011. Když byla představitelům Riverside — obvodu, který tvoří 51 škol, kde studuje přes 42 000 studentů — předložena nabídka k účasti na projektu, byla samozřejmou volbou pro studii škola Amelia Earhart Middle School. Jak řekl její ředitel Coleman Kells, tato škola měla vždy velký zájem o zavádění nových technologií do výuky – škola Amelia Earhart Middle School velice rychle zavedla program vybavení studentů notebooky a byla jednou z prvních škol, která zavedla interaktivní tabule. Studie appletu HMH Fuse pro iPady pro ni proto byla jako šitá na míru.

Škola Earhart Middle School Učitelé 43 Počet studentů 1072 bílí Hispánci Afroameričané Asiaté ostatní Učí se anglicky

49% 29% 9% 8% 5% 4%

Stravování zdarma / se slevou

29%

Součástí studie v Riverside bylo, že dva učitelé budou v jedné náhodně vybrané skupině svých studentů algebry používat applet HMH Fuse: Algebra I, zatímco ostatní skupiny studentů algebry týchž učitelů se budou učit podle stejných osnov ale s použitím učebnic. Tak bude možné, aby výzkum stanovil, zda využití HMH Fuse: Algebra I vedlo ke změnám ve výkonech studentů. Protože applet HMH Fuse ještě nebyl nikdy dříve použit a byl součástí experimentální studie, znamenalo to pro učitele více práce a času. Coleman s nabídkou účasti oslovil své učitele, a nakonec byli k účasti na studii vybráni dva učitelé, Jackie Davis a Dan Sbur. Učitelé byli připraveni, iPady a applet HMH Fuse byly dodány a školský obvod tedy začal applet HMH Fuse na podzim 2010 používat.

Zavedení HMH Fuse na škole Earhart Middle School Díky předchozím zkušenostem s novými technologiemi věděli učitelé i vedení školy Earhart Middle School, že pro úspěch je nezbytná správná implementace a podpora. Velmi záhy padlo rozhodnutí dát studentům na iPady plný přístup, nikoli jen přístup k appletu HMH Fuse. „Vždy se nám potvrdilo, že když mají naše děcka k nějaké technologii plný přístup, vrhnou se do ní po hlavě,“ vysvětloval Coleman. To znamenalo, že si studenti mohli přístroje vzít domů a „přizpůsobit si je“ - nahrát do nich svou vlastní hudbu, videa a další applety. Díky této filozofii měli také studenti nepřetržitý přístup k programu HMH Fuse: Algebra I. Přenosnost přístroje znamenala, že studenti mohli kontrolovat svou práci a používat multimediální komponenty HMH Fuse kdykoli a kdekoli si zamanuli, bez ohledu na dostupnost internetového připojení. Školský obvod rovněž umožnil studentům používat Wi-Fi funkce přístroje a připojovat se na Internet během vyučování i po jeho skončení, a to jak pro školní, tak pro své osobní účely. Podle Colemana měla tato rozhodnutí klíčový význam pro úspěch programu: „Studenti přístroj nedali z ruky, protože se v jejich životě stal důležitým. Když byl čas ho použít, byl připraven … Vzali ho za svůj.“ Učitelé Sbur a Davis přisvědčili; „Studenti se s přístrojem rozhodně sblížili,” vzpomíná Jackie Davis.


HMH Fuse mění výuku Jak bylo možno očekávat, studenti, kteří byli náhodně vybráni k účasti na studii HMH Fuse, byli nadšení – stejně jako jejich rodiče. Coleman rychle zjistil, že jednou z výhod appletu HMH Fuse: Algebra I bylo to, že rodiče mohli svým dětem více pomáhat: „Rodiče mohli se svými dětmi sledovat videa a procházet problémy a tam, kde děti věci nerozuměly, jim pomoci.“ Jako u každé nové technologie, i zde byla při zavádění tabletu do výuky jistá křivka učení se. „Na začátku roku jsem vyzkoušel ode všeho trochu, abych zjistil, co bude pro mou třídu i pro mě nejlepší,” vybavuje si Jackie Davis. Dan Sbur také zjistil, že “Postupem času bylo jeho použití stále snazší a jak jsem se s přístrojem i appletem více seznamoval, mohl jsem ho ve výuce stále více zapojovat.“ Učitelům ale nalézání efektivních strategií a rutin při užívání HMH Fuse: Algebra I netrvalo dlouho. Davis i Sbur běžně používali testy Check it Out a videa s Dr. Burgerem. Využívali i funkce tvorby grafů, nástroje jako Quadratic Explorer a poznámky Know-it Notes, aby studenti měli své poznámky a úkoly na jednom místě. „Namísto toho, abyste se sháněli po různých zdrojích a listovali sem a tam v knížce, měli jste v appletu všechno hned po ruce,“ vybavuje si Dan Sbur. „Když máte otázku, stisknutím jediného tlačítka získáte spoustu materiálů.” Učitelé brzy zjistili, že jejich studenti, kteří pracovali s appletem HMH Fuse, měli o výuku mnohem větší zájem. Během hodin byli studenti mnohem motivovanější a předmět je více zajímal. Ředitel Kells si vybavuje, že bylo vidět, co applet HMH Fuse v obou třídách dokázal: „Děti byly k učiteli a k látce vnímavější; chtěly co nejvíce řešit úkoly, dělat si poznámky a opakovat látku.“ Studenti měli více příležitostí učit se algebře, protože byly neustále v kontaktu s appletem HMH Fuse. Podle Dana Sbura poskytnul program HMH Fuse: Algebra I studentům možnost si svou výuku přizpůsobit: „Žáci měli mnohem větší vliv na svou výuku.“ Program HMH Fuse: Algebra vedl u studentů také ke změnám v učení se mimo vyučování. Studenti mluvili o tom, že více čtou a že se při řešení svých úkolů snaží samostatně pracovat mimo vyučování. Studenti také přicházeli do hodin s tím, že instruktážní video doma sledovali několikrát. „Studenti, kteří chyběli, přišli do školy a měli hotové úkoly. Říkali ‚Pane Davisi, podíval jsem se na to video a udělal jsem si úkol‘,“ vzpomíná Jackie Davis. Davis navíc zjistil, že studenti sami od sebe začali používat HMH Fuse: Algebra I ke kontrole své vlastní práce, a jemu zbývalo více času na práci s jednotlivci, kteří měli s látkou problémy a potřebovali více individuální pozornosti. Tak vlastně applet HMH Fuse umožnil fungování modelu „převrácené výuky“, kdy studenti studovali a pracovali samostatně doma a do hodin přicházeli připravení k řešení problémových úloh a procvičování toho, co se naučili (viz Bergmann a Sams, 2011). Dynamika „převrácené výuky“ umožnila Davisovi i Sburovi poskytovat mnoha studentům personalizovanou výuku v rámci běžného vyučování.


Studijní úspěchy s HMH Fuse Hlavní však bylo, že oba učitelé viděli, že jejich studenti používající HMH Fuse začínají předstihovat své vrstevníky, kteří studovali v běžném programu s klasickou učebnicí. První známka, že tito studenti si vedou lépe než jejich vrstevníci se ukázala při srovnávacím testu z algebry, který zadal školský obvod ve druhém trimestru – výsledky studentů, kteří používali HMH Fuse, byly zhruba o 10 procentních bodů lepší, než výsledky ostatních studentů algebry na škole Earhart Middle School. Sbur i Davis zaznamenali výrazné zlepšení výkonů těchto studentů – i když oni je vnímali více jako postupné a průběžné: „Nebylo to tak, že bychom si v nějaký určitý okamžik řekli ‚No tohle je opravdu skvělé,’” přiznává Dan Sbur. „Byla to každodenní záležitost… Studenti byli soustředěnější a motivovanější po celou dobu.“ Na konci školního roku se tato zvýšená soustředěnost projevila ve výsledcích u zkoušek California Standards Tests (CST) na jaře 2011. Jak ukazuje Obrázek 1, výsledky CST v r. 2011 ukázaly, že použití programu Fuse mělo pozitivní vliv na výsledky studentů na konci roku. Při srovnání výsledků dosáhlo více než 78% studentů, kteří používali HMH Fuse, u státní zkoušky hodnocení „Proficient“ nebo „Advanced“ oproti pouhým 59% svých spolustudentů z Earhart Middle School – rozdíl 19% ve prospěch studentů, kteří používali applet HMH Fuse. Protože studenti byli pro použití HMH Fuse vybráni náhodně, prokázaly výsledky, že hlavní příčinou zlepšení výsledků studentů bylo použití appletu.

Zkušenosti získané s HMH Fuse Přestože předchozí studie prokázaly, že technologie často mají na výuku studentů jen malý vliv, pilotní projekt HMH Fuse: Algebra I na škole Earhart Middle School ukazuje, že tento applet při srovnání s tradiční učebnicí na výsledky studentů v matematice podstatný vliv měl – jde zde o případ, kdy byla technologie zavedena strategicky. „Applet The Fuse: Algebra znamenal dosažení některých cílů, o které se snažíme, ale nedaří se nám je provádět správně,“ shrnuje ředitel Kells. Díky politice školy v oblasti technologií, která umožnila studentům přístroje vlastnit studenti rychle včlenili iPad a program HMH Fuse: Algebra I do svého života. Studenti svou práci dělali z vlastní iniciativy, samostatně si opakovaně pročítali jednotlivé lekce, pokud něčemu nerozuměli, sledovali videa s výkladem a dělali si zápisky a studovali. Přitom zároveň technologii bez zábran ve volném čase využívali i k osobním účelům — zejména ke hraní her a za účelem jiné zábavy. Výzkumníci naznačují, že technologie mají potenciál zásadním způsobem změnit výuku a studium algebry. Podle pedagogů v Riverside program HMH Fuse: Algebra I tento efekt změny struktury měl.„Ten program byl skvělý! Studenti byli motivovaní a měli větší možnost přizpůsobit výuku sami sobě, protože měli applet k dispozici. Oproti učebnici je to něco jako ‚konečně něco pro mou generaci’.,“ vysvětluje Dan Sbur. Ředitel Kells se vyjádřil podobně: „Práce studentů s přístrojem byla mnohem osobnější. Bylo vidět, že studenti mají mnohem větší zájem. Používání iPadu pro ně bylo normálnější, pochopitelnější.“ Výsledky pilotního programu HMH Fuse: Algebra I v Riverside prokázaly, že tento program je efektivním nástrojem ke zlepšení výsledků v předmětu algebra. Použití appletu změnilo přístup studentů nejen během vyučování, ale i mimo něj. Applet HMH Fuse: Algebra I vedl studenty k jinému přístupu k předmětu, umožnil jim


mít nad svým studiem větší kontrolu a mít za něj větší zodpovědnost, učitelům pak nabídl nástroje a příležitost poskytovat studentům důkladnější a personalizovanější výklad. Do výuky se více zapojili také rodiče, neboť když studentům pomáhali řešit domácí úkoly a nastala situace, kdy si jak rodiče, tak studenti nebyli jisti, program HMH Fuse jim umožnil si látku znovu projít. Moderní technologie a mobilní počítače neustále pronikají do výuky, je proto třeba, aby pokračovaly výzkumy, které posoudí, jak mohou výukové nástroje jako HMH Fuse: Algebra I a iPad smysluplně ovlivnit výsledky studentů. Pouhé zavedení nových technologií do výuky nepřispěje k lepší kvalitě učení. Pro rozvoj účinných výsledků vzdělávání je důležité spíše zkoumání podmínek, ve kterých mohou technologie nejlépe ovlivnit výkony studentů. Moderní technologie mohou mít významný dlouhodobý vliv na vzdělávání, pouze tehdy, když budou školské obvody i pedagogové vědět, jak nejlépe využít elektronické vzdělávací prostředky. I když je ještě třeba vykonat mnoho práce – a provést mnoho výzkumů –, je úspěch pilotního projektu HMH Fuse v Riverside příslibem velkého potenciálu moderních technologií pozitivně ovlivnit výsledky studentů, pokud tyto technologie budou implementovány efektivně.

Použitá literatura Bergmann, J., a Sams, A. (2011, listopad). How the flipped classroom was born. The Daily Riff Online. Staženo z http://www.thedailyriff.com/articles/how-the-flipped-classroom-is-radically-transforming-learning-536.php Drijvers, P., Boon, P., a van Reeuwijk (2000). Algebra and technology. In P. Drijvers (Ed.) Secondary Algebra Education, (ss. 179-202). Rotterdam, Nizozemí: Sense Publishers. Cheung, A. C. K., Slavin, R. E. (2011, červenec). The effectiveness of education al technology applications for enhancing mathematics achievement in K-12 classrooms: A meta-analysis. Baltimore, MD: Johns Hopkins University, Center for Data-Driven Reform in Education. Dynarski, M., Agodini, R., Heaviside, S., Novak, T., Carey, N., Campuzano, L., et al.(2008). Effectiveness of reading and mathematics software products: Findings from the first student cohort. Washington, D.C.: U.S. Department of Education, Foundation for Excellence in Education (2010). Digital learning now! Washington D.C.: Autor. Gray, L., & Lewis, L. (2009). Educational Technology in Public School Districts: Podzim 2008 (NCES 2010–003). Washington, DC: U.S. Department of Education. Johnson, L., Smith, R., Levine, A., a Haywood, K., (2010). 2010 Horizon Report: K-12 Edition. Austin, Texas: The New Media Consortium Murray, O. T., a Olcese, N. R. (2011). Teaching and learning with the iPad, ready or not? Tech Trends, 55, 42-48. National Council of Teachers of Mathematics. (2009). Principals and standards for school mathematics. Autor Provasnik, S., Gonzales, P., a Miller, D. (2009). U.S. Performance Across International Assessments of Student Achievement: Special Supplement to The Condition of Education 2009 (NCES 2009-083). Washington, DC:, U.S. Department of Education. Rideout, V. J., Foehr, U. G., a Roberts, D. F. (2010). Generation M2: Media in the Lives of 8- to 18-Year-Olds: A Kaiser Family Foundation Study. Menlo Park, CA: The Henry J. Kaiser Family Foundation U.S. Department of Education, Office of Educational Technology. (2010). Transforming American Education: Learning Powered by Technology. Autor: Washington, D.


Výsledky celoročního pilotního projektu Algebra v Riverside, Kalifornie

Recommend Documents