Keszei Ernő

Multimédia a természettudományokban¹

„Ugye, ami, másfelől, ezeket a lapozgatásokat illeti, hogy hátra, vissza satöbbi, ezt úgy kell elképzelni, mint kies ösvényeket, ahol kart karba fűzve sétáltatjuk ... no igen ... azt, aki sétál. Leágazások, betorkollások, egy-egy hangyaboly, távolról szarvasbőgés és fürdőző lányok neszezése és egy gyári sziréna; a kilátásra ügyelünk, s általában: szívünkön viseljük a sétáló sorsát... Igyekszünk, ennyi, amit tehetünk.”

Esterházy Péter, 1979

A napjainkban egyre nagyobb teret hódító multimédia lehetséges oktatási alkalmazásainak egyik fontos terepével, a természettudományok tanításában történő felhasználásával foglalkozik a tanulmány. A szerző rámutat, hogy a multimédia a maga eszközeivel azért segítheti hatékonyan a természettudományos megismerést, mert ezzel az új eszközzel a jelenségek olyan szintjét lehet az érzékelés, a megfigyelés számára megragadhatóvá tenni, amelyek a természeti jelenségek jellegzetességei miatt sokszor rejtve maradnak a tanulók előtt.

Bevezetés

A fenti Esterházy-idézetben – legalábbis az én értelmezésem szerint – szinte minden benne rejlik, amit bármilyen célú multimédia-anyag készítése során figyelembe kell venni. Benne rejlenek tehát a természettudományos témájú oktatási multimédia-anyagok elengedhetetlen tulajdonságai is. Ebben a cikkben megpróbálom ezeknek az elvárásoknak minél több részletét feltárni.

A multimédia igénye és gyakorlata meglehetősen régi keletű. Ma is élő primitív népek szokásaiból következtethetünk arra, hogy az őskori törzsek kultikus szertartásaiban hangszerek, az emberi beszéd- és énekhang, mozgás, szimbolikus tárgyak és esetenként illatos füstök együttes alkalmazása teljesítette ki a résztvevők élményeit. A klasszikus görög drámák is együtt alkalmazták az emberi beszédhangot, az énekhangot, a hangszerek hangját és a mozgást a katarzis élményének kiváltására. Ez az eszköztár az idők folyamán finomodott és tökéletesedett. A könyvnyomtatás ezeket a hagyományokat nyomdatechnikai-grafikai lehetőségein belül egyrészt igyekezett megtartani, másrészt viszont az információt – legalábbis részben – elszakította az ismerethordozó személytől, és elvont, személytelen formában tette hozzáférhetővé. Ez ugyan megszüntette a tudást hordozó személyek kizárólagos privilégiumát a kulturális információ megőrzésére és továbbadására, de szélesebb körben tette hozzáférhetővé a tudást, így végső soron minden addiginál nagyobb igényt támasztott a tanárok, tudósok személyes közreműködésére is. Erre a közreműködésre már csak azért is szükség volt, mert ahogy a görög eredetű latin mondás fogalmaz: ars longa, vita brevis², azaz mindent nem lehet elolvasni. Véleményem szerint ugyanez a helyzet az informatikai fejlődés jelenlegi, az Internet és a multimédia által meghatározott szakaszában is. Eddig soha nem látott mértékben vált hozzáférhetővé a hatalmas mennyiségű felhalmozott információ gyakorlatilag bárki számára, de ezzel együtt egyre növekvő mértékben lesz reménytelen az eligazodás ebben az információtömegben. Erre a kihívásra kétféle megközelítésből adható adekvát válasz. Az egyik technikai-technológiai jellegű: meg kell tanulni, hogyan lehet szelektíven és hatékonyan hozzájutni pontosan ahhoz az információhoz, amelyre szükségünk van.

A másik válasz az információ mélyebb tartalmával kapcsolatos: meg kell tanulni megérteni az adott információt. Ennek a megértésnek egyik „próbaköve” a természettudományos információk hozzáférhetősége. Természettudományos információkkal természetesen újságokban, rádióban vagy televízióban is találkozhattunk. Ott azonban leggyakrabban egy laikus újságíró mutatta be, sőt gyakran el is „magyarázta” ezeket a információkat. Aki valaha is böngészett már az Interneten természettudományos anyagokat, az tudja, hogy ott igen ritkán lehet magyarázathoz is jutni, és még ritkábban a szokásos vulgarizált magyarázathoz.

Példaként felhozhatom azt a nagyszámú meteorológiai weblapot³, amelyeken aktuális, részletes információkat (pl. műholdas felvételeket, frontvonaltérképeket, időjárási térképeket) találhatunk, általában csak a jelmagyarázatra szorítkozó felvilágosításokkal. Ha nem tanultuk meg valahol ezek értelmezését, akkor nem sokat értünk az ott közölt értékes, naprakész információkból.

A feladat tehát továbbra is ugyanaz, mint régen: keresni kell egy jó tanárt, aki megtanít az információk tartalmának felismerésére és azok értelmezésére. A tanárnak természetesen figyelembe kell vennie két dolgot: egyrészt, hogy tanítványának lehetősége van az informatika által kínált (multimediális) anyagok böngészésére, másrészt, hogy neki is (elvben legalábbis) rendelkezésére állnak ugyanezek a lehetőségek a tanításban. S ha a kettőt sikerül összehangolni, akkor a tanulás motiváltsága jelentős mértékben javulhat.

A multimédia oktatási anyagok ezen túlmenően olyan újdonságot is kínálnak, amely nem magyarázható pusztán aktualitásukkal, divatos és mindenütt jelenlévő voltukkal: az interaktív és adaptív megoldások eddig elképzelhetetlen dimenziói nyílnak meg általuk. (Ez az a tulajdonság, amelynek fontosságát a bevezető Esterházy-idézet is hangsúlyozza.) A film és a televízió elterjedése után rengeteg oktatófilm és videofelvétel készült. Ezek közül azonban a legjobbakat is csak egyféleképpen és egymásutániságukban (szekvenciálisan) tudjuk lejátszani, ahogyan azt a rendező és a vágó véglegesítette. (Noha lehet őket előre-hátra csavargatni, kimerevíteni, lassítani, de ez egyrészt nehézkes és időigényes, másrészt nem sokat segít a megértésben.) Ehhez képest egy digitális hipermédia-anyag „él”. Nemcsak azért, mert annak „lejátszására” sokféle – a felhasználó beavatkozásaitól függő – módozat kínálkozik, de a „lejátszó” program is többféleképpen beállítható, így a beavatkozás nélküli szcenáriók is sokfélék lehetnek. Ezzel a felhasználó visszakap valamit az ősi kultúrákban még teljesen meglévő személyes részvétel és személyes beavatkozás lehetőségéből. Ehhez járul még a filmen-videón bemutatható lehetőségekhez képest lényegesen bővebb eszköztár. Mindezek együttvéve teszik a multimédia-tananyagokat mind a tanár, mind a tanuló számára rendkívül vonzóvá és ígéretessé.

Annak illusztrálására, mennyire megkönnyíthetik bizonyos ismeretanyagok elsajátítását a digitális multimédia lehetőségei, saját példát említek. A kémiai termodinamika és a reakciókinetika viszonylag egzaktul megtanítható azoknak is, akiknek nincsen kellő jártasságuk többváltozós függvények differenciálásában és integrálásában, csak megfelelően el kell magyarázni néhány matematikai alapelvet. 1976-ban a kétváltozós függvények teljes differenciáljának, illetve azok integrálásának szemléltetésére még egy félgömb alakú műanyag edényt szereltem fel egy állványra (ez volt a függvény), és merőlegesen kifeszítettem rá két merev drótot (ezek voltak a koordinátatengelyek). 1984-ben egy Commodore 64 típusú számítógép és egy nagy képernyős tv segítségével az összetett reakciómechanizmusok megoldásfüggvényeit pontosan fel tudtam rajzolni a tanteremben, és könnyedén újrarajzolhattam más sebességi együtthatók esetén. 1994-ben ugyanezt 16 bites, majd később 32 bites rendszereken még gyorsabban és még érthetőbb formában lehetett bemutatni. Minden esetben sokkal hamarabb és szélesebb hallgatói körrel sikerült megértetni a kívánt fogalmakat, összefüggéseket, mint a táblán szemléltetett sematikus, közelítő rajzokkal.

A multimediális közelítés eredményességével és népszerűségével magyarázható az is, hogy a világ egyik vezető oktatási multimédiatartalom-készítő csoportja, a San Diego-i Kaliforniai Egyetemen (UCSD) működő „Senses Bureau” munkacsoport⁴ már kb. 30 éve lelkes alsó éves egyetemistákra alapozza tevékenységét. (Más kérdés, hogy bőséges pályázati támogatást kapnak arra, hogy az egész világon ingyen terjesszék kész tananyagaikat.)

Ebben a tanulmányban a továbbiakban elsősorban a természettudományok multimédiás oktatására fordítok figyelmet. Először áttekintem a természettudományok speciális tulajdonságait, majd azok tanításának alapvető elemeit. Ezt követően azzal foglalkozom, hogyan lehet, illetve hogyan célszerű figyelembe venni az említett tulajdonságokat a természettudományok oktatásában felhasználásra kerülő multimédia-anyagok elkészítése során. Végezetül röviden áttekintem a multimédia-anyagokkal kapcsolatos technikai követelményeket, pl. azok sajátos struktúráját, navigációs szerkezetét. A cikk végén található glosszáriumban megadom az előforduló fontosabb informatikai műszavak értelmezését.

A természettudományok szerkezete, jellegzetességei

A természettudományok legkönnyebben megnevezhető jellegzetessége, hogy vizsgálódásuk kiindulópontja, tárgya maga a természet. Ez tágabb értelemben az ember élő és élettelen környezetét, az abban előforduló objektumokat, azok tulajdonságait és viselkedését jelenti. A természettudományok – elsősorban történelmi okokból – tudományágakra tagozódnak. A tanulmányban ezek közül csak a földtudományokat (földrajz, földtan, csillagászat), a biológiát, a kémiát, a fizikát és a matematikát veszem figyelembe, a középiskolai tantárgyak felosztásának megfelelően.

A természettudományok másik fontos jellegzetessége vizsgálódásuk módszereiben rejlik. E módszerek egyike a jelenségek, objektumok megfigyelése. A megfigyelést követő mozzanat az osztályozás (csoportokba sorolás).

Az osztályozásra a matematikában jó példa a számok besorolása a természetes, egész, racionális vagy valós számok halmazába. A fizikában a mozgásokat a haladó-, kör- vagy rezgőmozgások kategóriájába sorolhatjuk. A kémiában az elemeket lehet pl. a fémek, nemfémek, átmeneti fémek közé sorolni, az elemek periódusos rendszere pedig egy sok szempontú csoportosítás kitűnő példája. A biológiában a rendszertan az, amely az élőlények különböző kategóriákba sorolásával foglalkozik. A földrajzban megkülönböztetünk kontinenseket, szigeteket, félszigeteket. A csillagászat az égitesteket a nap, bolygó, hold, üstökös kategóriákba sorolja.

Az osztályozás sokszor önmagában is felveti a modellalkotás szükségességét, hiszen a besorolás gyakran eleve valamilyen modell keretei között történik. Ez azonban meg is fordítható: adott kategóriába sorolt objektumokra vagy jelenségekre keresünk valamilyen közös modellt. Ezek a modellek igen sokfélék lehetnek. Legegyszerűbbek a logikai sémák, szabályok, amelyek bizonyos előzményeknek bizonyos következményekhez fűződő szabályszerű viszonyát mondják ki. Gyakori az is, hogy az ilyen szabályok valamely ok-okozati összefüggést fogalmaznak meg.

A szabályoknál bonyolultabb modellek kvantitatív összefüggéseket fejeznek ki. Ezek formája általában valamilyen matematikai struktúra (képlet, algebrai egyenlet, differenciálegyenlet vagy függvény). A legelegánsabb modellek az ún. axiómarendszerek, amelyek a jelenségek és objektumok széles körére érvényes, általános modellt fogalmaznak meg néhány egyszerű szabály, illetve összefüggés segítségével.

Érdemes végiggondolni, mi indokolja a természettudományokban a megfigyelésen túlmenően az egzakt csoportosítás és a kvantitatív modellalkotás szükségességét. Segítségükkel mindenekelőtt minimálisra csökkenthető a megjegyzendő lexikális ismeretek mennyisége, hiszen elegendő megjegyezni az alapvető összefüggéseket, a részletek abból már kikövetkeztethetők. A kvantitatív modellek egyúttal pontosan ellenőrizhetők is. Az ellenőrzésre az ad lehetőséget, hogy a természettudományok által vizsgált jelenségek általában megismételhetők. A jelenségek ellenőrzött körülmények között történő ismétlését kísérletnek nevezzük. A természettudományos elméletek, modellek lehetőséget nyújtanak még soha nem tapasztalt jelenségek megjóslására is. Ezeket a jóslatokat új kísérletek elvégzésével lehet igazolni (vagy cáfolni). Minél több kísérlet igazolja egy elmélet jóslatait, annál szélesebb körben fogadják el. Nagyon bonyolult vagy elvégezhetetlen kísérletek helyett a modell ismeretében szimulációkat is végezhetünk. Ezek általában számítógépes szimulációk, melyek során bonyolult folyamatok egyes lépéseire alkalmazzuk az elméleti modellt, majd az így kapott helyzetből indítjuk a következő lépést, mindaddig, amíg a kívánt helyzetig (állapotig) el nem jutunk. (Így szimulálható pl. egy folyadék molekuláris szerkezete vagy a Föld őstörténetének egyes korszakai.) Végezetül a kvantitatív modelleknek van egy közvetlen, gyakorlati alkalmazási területe is, az ipari-technológiai fejlesztés. Amíg az ipari forradalom korában legtöbbször előbb feltalálták az új berendezéseket (pl. a gőzgépet), és csak azután dolgozták ki a működésükkel kapcsolatos tudományos elméleteket (a gőzgép esetén a hőtant), addig a XX. században, de különösen annak második felében ez éppen fordítva történik. Összefoglalva azt mondhatjuk tehát, hogy a kvantitatív modellalkotás végső soron a különböző problémák megoldásának jelentős egyszerűsítését eredményezi. Ez ráadásul olyan mértékben igaz, hogy gyakran ugyanaz a matematikai struktúra teszi lehetővé különböző tudományágak teljesen eltérő problémáinak megoldását is.

A természettudományok tanítása

Az oktatási módszereknek nagymértékben illeszkedniük kell a természettudományok fent leírt sajátosságaihoz. A tanulás szempontjából alapvető fontosságú a természeti jelenség pontos ismerete és besorolása a megfelelő kategóriába; az azt leíró modell világos megfogalmazása, végül annak készségszintű alkalmazása feladatok megoldására.

A jelenségek szemléltetésére a kísérletek, megfigyelések, a terepen tett kirándulások a legalkalmasabbak. Erre az „igazi valóságra” a természettudományos oktatásban mindig szükség van, különben a gyakorlati életben használhatatlan tudáshoz lehet csak hozzájutni. Nem pótolhatják ezt a legjobb ismeretterjesztő filmek, videofelvételek, albumok sem.

A természet, a természeti környezet megismerése napjainkban egyre fontosabbá válik. Ha a felnövekvő nemzedék érzelmileg nem tud ráhangolódni az érintetlen – vagy legalábbis többé-kevésbé zavartalan – természeti környezet szépségére, gazdagságára és sokféleségére, akkor nehezen tanítható meg e környezet megvédésének szükségszerűségére, arra, hogy annak megóvása az emberiség létkérdésévé válhat.

A természettudományos oktatás különösen fontos mozzanata a modell elemeinek megragadása a jelenségben. Ez az alapja a csoportokba vagy kategóriákba sorolásnak és annak a nagymértékű egyszerűsítési lehetőségnek is, amely a jelenség egyedi és konkrét tulajdonságaitól való elvonatkoztatás következtében sok más jelenségre adhat azonos vagy hasonló magyarázatot. Ennek a modellalkotásnak több különböző szintje lehet, amelyek közül a legjobban használható az egyszerű, elvont (azaz matematikailag megfogalmazott) kvantitatív modell. (Ilyen modell azonban nem mindig létezik.)

A természettudományos ismeretek tanításának végső célja a problémamegoldási készség kifejlesztése. Ahhoz, hogy egy gyakorlatias problémát (egyszerűbben és iskolásabban fogalmazva: szöveges feladatot) sikeresen megoldjon a tanuló, a fentiekben vázolt mindegyik lépésben járatosnak kell lennie. A feladat megfogalmazásából rá kell ismerni az adott jelenségre, azt be kell tudni sorolni a megfelelő kategóriába, ki kell választani hozzá a megfelelő kvantitatív modellt, azonosítani az abban szereplő mennyiségeket, tudni kell, hogy matematikai formalizmus segítségével mit és hogyan akar kiszámítani, végül pedig ezt az utat visszafele bejárva az eredmény alapján az eredeti kérdésre kell tudni válaszolni. Ez a folyamat meglehetősen összetett. Elvégezni csak akkor tudja a tanuló, ha minden mozzanatát jól ismeri, és ezen felül jártassága van a megoldási folyamat egészének összeállításában is.

A természettudományos feladatok megoldása nem fejeződik be a kérdésre adott válasz megtalálásával. Minden esetben meg kell ugyanis vizsgálni a megoldás realitását (pl. két páros szám szorzatának eredménye nem lehet páratlan, vagy ha a kérdezett mennyiség egy erő, akkor annak nem lehet energia-mértékegysége stb.), és ellenőrizni kell annak helyességét. Ez lényegében a válasz „visszahelyettesítése” a kérdésbe, és annak megvizsgálása, hogy a válasz konzisztens-e a kérdésfeltevésben megadott kiindulási adatokkal.

Eddig még nem került szóba a természettudományos elméletek, modellek egy érdekes tulajdonsága: azok érvényességének korlátai. Röviden ezt úgy fogalmazhatnánk meg, hogy mire nem jó egy adott modell, illetve problémamegoldási módszer. Ennek a természettudományokban igen nagy jelentősége van. Egyszerű példaként említhetők a csak lamináris áramlásra alkalmazható áramlástani összefüggések, vagy a rezgőmozgásoknak csak a kitéréssel egyenesen arányos visszatérítő erőre alkalmazható leírása. Ezeket az érvényességi korlátokat véleményem szerint jelenleg nem hangsúlyozzák kellőképpen még a középiskolai oktatásban sem.

A természettudományos témájú multimédia-(tan)anyagok

Az eddigiekben leírt – nagyrészt triviális, közhelyszerű – megállapítások célja, hogy a multimédia-tananyagokkal szemben támasztott követelmények leírása során hivatkozni lehessen azok módszertani alapjaira. A továbbiakban főleg azzal foglalkozom, hogy milyen legyen egy jó multimédia-anyag, amelynek témája természettudományos jellegű. Mielőtt a követelmények részletes kifejtését elkezdeném, szeretném előrebocsátani, hogy elsősorban tartalmi és nem formai követelményekkel foglalkozom. Ennek indoklása helyett inkább idézem a Scientific Computing World című folyóirat egyik legutóbbi számából a weboldalaknak DHTML felhasználásával történő tervezéséről szóló cikk kezdetét: „On the web, content is king, at least for scientists. None of us really cares for flashy banners, lurid backgrounds, strange fonts and silly animations.”⁵ A cikk a továbbiakban kifejti, hogy természetesen minden technikai lehetőséget ki kell használni, amennyiben az a tartalom megértését valóban elősegíti.

A multimédia oktatási anyagoknak véleményem szerint két dologhoz kell mindenképpen kapcsolódniuk: az egyik a természettudományok szempontjából nélkülözhetetlen megfigyelés vagy kísérlet, a másik pedig az oktatásban használt tankönyv. Egyiket sem kell szigorúan értelmezni. Amint az előző részekben kifejtettem, a megfigyelést az igazi valóságban kell elvégezni, a multimédia-anyag ezt semmiképpen nem pótolhatja, csak felidézheti, kiegészítheti. A tankönyv lehetőség szerint legyen az a tankönyv, amelyet a tanulók amúgy is használnak, de nem feltétlenül papírra nyomtatott formában. A feldolgozott téma szempontjából érdekes összes részletet hipertextes formátumban tartalmazhatja a multimédia-anyag hordozója is, sőt, ez jobban meg is felel a célszerű használatnak.

A jól használható természettudományos multimédia-anyagtól a következőket várhatjuk el.

1. Mutassa be az elvégzett kísérletet, a megfigyelt természeti objektumot vagy jelenséget. Ez a bemutatás nem a kísérlet vagy a megfigyelés helyettesítésére, hanem annak kiegészítésére szolgáljon. Ez a „konzervszerű” valóságutánzat egyrészt felelevenítheti az igazi megfigyeléseket, de az ismétlésen túl azokat kiegészítheti a valóságban nehezen megfigyelhető jelenségek, az iskolában el nem végezhető kísérletek bemutatásával. Erre a célra elsősorban videofelvétel vagy fényképsorozat alkalmas, de egyszerűbb animáció is felhasználható. A főleg leíró jellegű tantárgyak (földtudományok, biológia) esetén ez lehet a multimédia-anyagok egyik legfontosabb feladata.

2. A kísérletek, jelenségek megfelelő felelevenítésével, párhuzamosságok, hasonlóságok kiemelésével mutassa meg az osztályozás (csoportosítás), illetve a modellalkotás fontos mozzanatait. Erre a célra alkalmasak az animációk, a háromdimenziós ábrák vagy a virtuális valóság.

3. A fentiekre támaszkodva mutassa meg magát az elvont (logikai vagy matematikai) modellt a hagyományos formában (szabály, képlet, egyenlet, függvény stb.). Fontos ezen a ponton a modellben szereplő szimbólumok pontos jelentésének tisztázása, a dimenziók, mértékegységek megadása is.

4. Vizsgálja meg a modell működését, lehetőleg interaktív módon, a tanulók beavatkozását, egyfajta kísérletezést lehetővé téve. Az egzakt, kvantitatív tudományokban (mint pl. a matematika, fizika, kémia) ez a multimédia-anyagok kínálta egyik legfontosabb, a tanulás és a készségfejlesztés egyik leghatékonyabb lehetősége. A matematikai struktúrák papírra (vagy képernyőre) leírva nem működnek, legtöbb tanuló számára nem eléggé szemléletesek. Ha viszont ezeket könnyen átrajzolható színes függvénygörbékkel, animációs rajzokkal, háromdimenziós képekkel vagy virtuális valóság alkalmazásával szemléltetjük, akkor a struktúrák életre kelnek, nagymértékben növelik a tanuló érdeklődését is, és jelentősen megkönnyítik a megértést. Még egyszer szeretném hangsúlyozni annak a lehetőségnek a fontosságát, hogy a tanuló interaktív módon „játszhasson” a működő modellel, kísérletezhessen a paraméterek változtatásával.

5. Mutassa meg, mennyire vannak összhangban a modell jóslásai (predikciói) a jelenséggel. Meg lehet pl. mutatni, hogy az egyes jelenségeknek melyek azok a konkrét vonatkozásai, amelyeket a modell – általános jellege ellenére – le tud írni, és melyek azok, amelyeket – általános jellegéből fakadóan – nem tud leírni.

6. Elemezze a pedagógiai szempontból indokolt eltéréseket, kivételeket, komplikációkat a modell alkalmazhatóságával kapcsolatban. Mutasson rá arra, milyen egyszerűsítéseket, közelítéseket alkalmaztunk a modell megalkotásakor, és ezek mennyiben korlátozzák annak alkalmazhatóságát.

7. Ellenőrizze, hogy a tanuló mennyire sajátította el a bemutatott tananyagot. Ezt pl. a szokásos „összefoglaló kérdések” technikájával is meg lehet oldani. A válasz nem tudása esetén a kérdés mellett lehessen megtalálni a kapcsolódó tankönyv és/vagy a multimédia-tananyag megfelelő részeire történő hivatkozást, ahonnan megtudható a válasz.

8. Kínáljon érdekes, színes, az elsajátított ismeretek kreatív átgondolására alkalmas feladatokat megoldásra. Okvetlenül legyen alkalmas a megoldás helyességének ellenőrzésére, illetve mutasson megoldást, ha a tanuló nem tudja a feladatot megoldani. Nagyon fontos, hogy mutasson alternatív megoldásokat is, amennyiben azok léteznek (általában több is van).

9. Az egész tananyag lehetőség szerint kapcsolódjon valamilyen tankönyvhöz vagy tankönyv jellegű hipermédia- (hipertext-) anyaghoz, amelynek vonatkozó része minden szükséges és lehetséges helyen egyszerűen a képernyőre kérhető.

A tartalmi-módszertani követelmények felsorolását itt befejezem, de fontos követelménynek tartom, hogy a multimédia-tananyag használata – akár tanórai bemutatásra, akár egyéni tanulásra készült – olyan egyszerű legyen, hogy ne kelljen hozzá külön (nyomtatott) használati utasítás, és annak használata a minimálisan szükséges multimédia-használati ismeretek birtokában néhány perc alatt megtanulható legyen. Tapasztalataim szerint sem a tanárok, sem a tanulók nem olvasnak szívesen kézikönyveket, inkább kísérleteznek egy kicsit az adott kezelői felülettel, hogy megtanulják azt használni.

A fenti kilenc pont általános elvárás, amelyek mindegyikét fontosnak tartom. Ennek ellenére nem szükséges mindegyiket beépíteni minden oktatási anyagba. Leíróbb jellegű anyagok esetén a 4–7. kritériumok kevésbé fontosak. Magyarázóbb jellegűek esetén az 1. kritérium lehet nélkülözhető. Ha az anyag elsősorban példatár jellegű, akkor elegendő lehet csupán a 8–9. kritériumok figyelembevétele is. Ajánlatos azonban minden típusú anyagban az összes kritérium figyelembevétele, azoknak az adott célkitűzésekhez alkalmazkodó súlyozásával.

Szükségesnek tartom hangsúlyozni az alternatív megoldások jelentőségét. Érdekes élmény hívta fel erre a figyelmemet a 80-as évek elején, amikor írásbeli felvételiken felügyeltem. Egyik nap az orvosi egyetemre felvételizők írták fizika felvételi dolgozatukat, másnap pedig a természettudományi karra felvételizők. Beletekintve a dolgozatokba azok írása közben azt láttam, hogy az orvosi egyetemre jelentkezettek mindegyike ugyanazzal a módszerrel oldotta meg ugyanazt a feladatot – bár nem mindig sikeresen. Másnap a 24 természettudományi szakra felvételiző megoldásai között nehezen találtam egyforma megoldásokat, pedig a legtöbb megoldás helyes volt. Magam is elcsodálkoztam a megoldások nagyfokú változatosságán. A különbség magyarázata igen egyszerű. Akkorra egyrészt kialakult, hogy milyen típusú feladatokat szokás az orvosi egyetemekre felvételizőknek fizikából feladni, másrészt kifejlődött az a felvételi előkészítő „ipar”, amely a fizetőképes szülők gyermekeit ezekre a feladattípusokra hatékonyan beidomította. A természettudományok átfogó, alapos ismerete viszont együtt járt az alternatív megoldások sokféleségével. Ehhez még hozzátenném, hogy többször előfordult már egyetemi előadásaim során, hogy hallgatóim a tankönyvben talált vagy az általam mutatott levezetéseknél egyszerűbbet javasoltak.

A tanórai bemutatásra és az egyéni tanulásra szánt tananyag között legyen meg a szükséges módszertani különbség, de ezen túlmenően alapvetően különbözzön a kétféle anyag felhasználási felülete is. A tanár által bemutatandó anyag csak kevés használatra, navigálásra vonatkozó technikai információt tartalmazzon, az is legyen úgy elhelyezve – pl. egy külön státussorban –, hogy a bemutatót néző tanulóknak ne legyen feltűnő. Tartalmazzon viszont egy olyan tanári kézikönyvet (ne nyomtatott formában, hanem hipertext/hipermédia formában ugyanazon a hordozón, hasonlóan a kereskedelmi programok „help” vagy „tutorial” segédleteihez), amely részletesen megmutatja a felhasználáshoz-bemutatáshoz szükséges összes információt. Az egyéni tanulásra szánt tananyag ezzel szemben lehetőleg minden képernyőn mutassa meg az adott képernyő státusát, és az onnan elérhető összes navigációs lehetőséget. Ezek ne legyenek elrejtve, de ne is tereljék el a tanuló figyelmét magáról a tananyagról. Természetesen ezek a „kezelőszervek” is tegyék lehetővé a minél gyorsabb és egyszerűbb navigálást.

Megjelenítés, navigáció

Korábban már említettem, hogy a multimédia-tananyagok legfontosabb tulajdonsága azok tartalma. Mind a hordozó fizikai eszközöknek (hardware), mind a szerzői vagy felhasználói oldalon alkalmazott programoknak (software) a tartalmi követelményekhez kell igazodniuk. Érdemes azonban korlátozni az igénybe vett eszközöket. Természetes követelmény minden multimédia-tananyagtól az élő videoképek, hanganyagok, animációk, grafikák alkalmazása, de csak olyan mértékben, amelyet a tartalom „üzenetének” a tanulóhoz történő hatékony eljuttatása megkíván. Sajnos, sok olyan tananyag vagy információs anyag létezik a piacon, amely villog, kattog, zenél, de ezek a tulajdonságaik inkább akadályozzák, mint segítik a felhasználót abban, hogy hozzájusson a várt információhoz.

A nagyon szerény igényű minimális hardware-követelmény jelenleg a 800x600 képpontos grafikai felbontás legalább 64 ezer színnel, a valós idejű videolejátszás az adott hordozóról és a beszédhang megbízható felismerését lehetővé tevő hangkártya és hangszóró vagy fülhallgató.

A megjelenítés alapvető szempontja, hogy a hipermédia-anyag lényegesen különbözzön a papírra kinyomtathatótól. Legyen benne sok szín, sok animáció és a lehető legtöbb ésszerű elágazási, visszatérési és kilépési lehetőség. A színek viszont soha ne legyenek öncélúak, ne csak esztétikai szempontból kerüljenek alkalmazásra, legyen a színhasználatnak információtartalma. Az animáció is azt a célt szolgálja, hogy a formulák, logikai sémák, elvi vázlatok szükség esetén könnyen „életre kelthetők” legyenek. Minden indokolt esetben legyen arra lehetőség, hogy az adott képernyő egyes elemeire kattintva további részleteket lehessen látni. Ezek a részletek megjelenhetnek az adott ablakban vagy egy, az eredetivel együtt látható külön ablakban. A megjelenő új részletek mindig legyenek ez eredetihez könnyen hozzárendelhetők (pl. a kinyitás módjával, összekötő vonalakkal, megfelelő színekkel). A képek, ábrák, animációk feliratai legyenek mindig jól olvashatók. Ha szükséges, erre a célra külön színeket, hátteret is lehet alkalmazni.

Igen fontos a multimédia-tananyagok nagyfokú interaktivitása. Ez a tulajdonsága legyen meg a tanár által bemutatott anyagnak is. A tanár-animátor a tanulók esetleges kérdései, javaslati alapján (amelyeknek nagy része előre kitalálható) változtathassa a megjelenítés módját, a mutatott képek paramétereit. Legyen lehetőség a bemutatott anyagban arra, hogy a tanulók a bemutatás során csoportokba szerveződve akár együttműködve, akár egymással versenyezve kapcsolódhassanak be az anyag „végigélésébe”. Ez a csoportmunka általában növeli a tanulási folyamat motiváltságát. Az egyéni tanulásra szánt anyagok legyenek nagymértékben interaktívak, hogy minél több helyen lehetővé tegyék a tanuló beavatkozását, továbbá adaptívak, hogy menet közben alkalmazkodni tudjanak a tanuló egyéni tanulási-feladatmegoldási szokásaihoz. Az egyéni tanulásra szánt anyagtól az is elvárható, hogy a tanuló mindent könnyen meg tudjon jeleníteni, ami a tárgyalt tananyag lényeges része, és a tanulóban az adott ponton problémaként felmerülhet.

A multimédia-technika ideális lehetőséget kínál arra is, hogy bemutasson a megtanítandó ismerethez kapcsolódó analógiákat, ezzel is elősegítve valamely jelenség vagy modell áttekintését, megjegyzését, megértését.

A navigálás legfontosabb szabálya igen egyszerűen megfogalmazható: a felhasználó bármikor, bárhonnan, könnyen és egyszerűen juthasson el az anyag bármely más pontjára. A csak egyetlen útvonalon hozzáférhető anyag csak igen indokolt, kivételes esetben elfogadható.

A hipertext/hipermédia hivatkozások színe vagy formátuma legyen egyértelmű, ne lehessen más színnel/formátummal összekeverni. A szokásos aláhúzás és valamely erre a célra elterjedten használt szín (pl. világoskék) használata célszerű. (Újabban azonban egyre gyakoribb a megszokottól eltérő színű és formátumú hivatkozás is.)

Alkalmazási példák

Az eddig leírt elvek legtöbbje ugyan közoktatási célra használatos tananyagok szempontjából fogalmazódott meg, de a tudományos gyakorlatban, illetve a felsőoktatásban használt multimédia-anyagok lényeges tulajdonságai sem különböznek jelentősen ettől. Az első példa, amely a European Molecular Liquids Group 1996. évi tudományos konferenciájára készült, egy úgynevezett plakát (angolul poster), amely a többi – falra felragasztott – plakát között egy számítógépen került bemutatásra. Ez az anyag egy futtatható MS-DOS dokumentum formájában letölthető a keszei.chem.elte.hu anonymous ftp szerverről, vagy ugyanez a letöltés kezdeményezhető a http://www-PhCh.chem.elte.hu/poster.htm weboldalról web-böngészővel is. Az INFO97\Keszeid1 alkönyvtárban van a bemutatott multimédia-anyag, amelyben a teljes tartalom archiválva is megvan (Keszeid1.arj), ha ezt egyszerűbb letölteni. A letöltött anyagban a Demo.exe fájlt elindítva kell működnie a bemutatott plakátnak. (avi driver, hangkártya és egy audio CD kell hozzá. Utóbbinak Händel vízizenéjét – az eredeti anyagot – ajánlom.) A plakát egy ultragyors lézerberendezést, valamint annak működését mutatja be, és egy azzal elvégzett kísérlet részletes kiértékelését, a kapott eredményeket. A plakát ugyan angol nyelvű, de a navigációs utasítások megértése egyáltalán nem okoz gondot, valószínűleg a tudományos tartalomé sem. A plakát anyaga az AuthorWare szerzői program 2.0 verziójával készült.

A másik példa a plakáton is szereplő ultragyors lézerberendezés működésének aprólékos magyarázata. Ez magyar nyelvű, és a http://femto.chem.elte.hu/lab címen webböngészővel hozzáférhető anyag, amely Java applet-ek formájában íródott. Az applet-ek letöltődnek a „néző” gép böngészőjébe, és azon futnak, miközben a működést megtekintjük. Ehhez Netscape 3.0, MS Internet Explorer 3.0 vagy azok magasabb verziói szükségesek.

Ezeken túlmenően az olvasó figyelmébe ajánlhatom a http://www.elte.hu/kation/ címen elérhető Internet-folyóiratot, amelyet elsősorban középiskolai kémiatanároknak szerkesztünk az ELTE Kémiai Tanszékcsoportban 1996 óta. Itt a folyóirat-szolgáltatásokon túl a „KÉMIA A WEBEN” címszó alatt (vagy a http://www.elte.hu/kation/kemurl.htm címen) nagyszámú kémiai témájú multimédia-lelőhely felsorolása is megtalálható.

Glosszárium