Ústav matematiky má WeBWorK

Tento blog byl slíben zejména pro studenty, ale občas sem zařadím i příspěvek pro další učitele matematiky. Jak říká jedno přísloví, jenom hlupák se učí z vlastních chyb. Chytrý člověk se učí z chyb jiných.

Po zkušenostech s online výukou na jaře 2020 jsem se rozhodl vyzkoušet pro podzimní semestr něco moderního. Odevzdávrny v UIS sice fungují, ale určitě musí být k dispozici i něco lepšího. Také sem cítil, že je vhodné individualizovat zadání, aby se zamezilo sdílení výsledků. Vždy je mi v této souvislosti líto dobráka, který nasdílí svoji práci pro inspiraci spolužákům. Někteří totiž klidně odevzdají soubor, který se přes vlastnosti dokumentu snadno vystopuje k původnímu autorovi. A ten na svou dobrotu poté doplatí. 

Výsledky svého snažení budu průběžně shrnovat zde. Je mi jasné, že ostatní učitelé  se již dnes poohlíží po nástroji, který použijí v letním semestru. Třeba jim tento blog pomůže.

Výběr kandidátů

Každý vědecký úkol začíná rešerší. Nezapírám, vědecky jsem na to šel. Krátké rozhlédnutí po webu vyloučilo zpočátku slibně očekávaný MATLAB Grader. Dlouhé a podrobné druhé rozhlédnutí po Internetu ukázalo na dva systémy, vhodné pro distanční výuku a pro matematiku. 

• Systém WeBWorK vyvíjený na University of Rochestr.
• Dvojice Moodle + STACK. Moodle je vyvíjený vlastně po celém světě stovkami vývojářů. Za projektem STACK stojí Chris Sangwin z University of Edinburgh.
  

Oba naštěstí volně šiřitelné, což je v českém prostředí v podstatě nutnost. Další systémy jsou totiž komerční, vázané velikostí platby většinou na počet studentů univerzity, provozované na serverech v USA a databáze otázek je spjata s konkrétní učebnicí. To první mi nevyhovuje kvůli velikosti platby. Ani to druhé (spojení s konkrétní učebnicí) mi nevyhovuje, protože potřebuji, aby studenti chápali k čemu matematika je a milovali ji. Ne, aby počítali drilovací příklady na derivace či integrály jako na amerických školách a postupně začínali matematiku nenávidět.

Moodle a proč ne

Moodle je kompletní systém pro vedení elearningového kurzu. Ale také obrovský moloch vyžadující nějakého správce a zkušenosti. Dobrá zpráva je, že umí matematiku, a to perfektně. Prostřednictvím systému Stack se při vyhodnocování správnosti odpovědí spoléhá na léty prověřený systém počítačové algebry Maxima. To je sice elegantní postup, ale vede k dalšímu zatěžování serveru tím, že se spouští systémově relativně náročný program. (Maxima je ve skutečnosti bleskově rychlý program a nenáročný v porovnání s programy jako MATLAB nebo Maple. Ale v prostředí webového serveru pro desítky a stovky uživatelů je všechno nahlíženo poněkud jinou optikou.) Kromě toho jsem se bál o prsty a o zápěstí. Přece jenom, zdálo se mi, že Moodle je cesta k rychlé smrti uklikáním. Nebo cesta na operační stůl s karpálem.

WeBWorK a proč ano

WeBWorK má otázky v textové podobě a dá se proto používat skriptování, dávkové zpracování textu a správa verzí. Se vším jsem měl dobré zkušenosti z předchozího projektu. Server je také k dispozici, protože na jaře mi umřel projekt Mathematical Assistant on Web. Po něm zůstal server co jede jak z praku a paměti má také na naše potřeby dostatek. Varovný prst byly stížnosti studentů amerických univerzit na pády serveru během zkoušek. Ale po trošce googlení bylo jasno, že stačí nemít ambice zkoušet v jednom okamžiku stovky studentů. A to rozhodně nemám.

A jaké to je

Několik měsíců jedeme na WeBWorKu. Studenti si mohou vyzkoušet příklady, od jednoduchých po složitější. Kromě příkladů typu vypočítej jsou dle možností zásobováni i příklady cennějšími: ukaž, jak se v této situaci použije matematika. Databázi otázek má člověk pevně v rukou, stačí umět základy jazyka PERL (snadné) a LaTeX (každý matematik má v malíčku). Potom už stačí dostatek fantazie na vymýšlení příkladů. K systému je sice knihovna desítek tisíc zadání příkladů, ale jedná se z hlavní části o drilovací příklady. Hodně učitelů testuje celý život pomocí příkladů zderivuj / zintegruj / najdi řešení rovnice. Moje cesta to však není. Proto jsem se snažil nechat studenty rozkoukat se na extrémně snadných příkladech a poté je naučit aparát používat v reálném světě. Dalo to práci, přemýšlení, hledání inspirace po všech koutech, ale snad se to vyplatilo. Více někdy příště.

A co na to studenti

Vím jenom částečně. Odezva je spíše kladná. Jak by také ne. Každý okamžitě vidí, jestli je jeho myšlenka správná a může si postup opravit. Není nutné čekat několik týdnů, než učitel příklady opraví. Sice je nutné se naučit zadávat matematické výrazy do řádku, ale to se děje v i Excelu, který dnes patří k základní počítačové gramotnosti. Jako bonus se trénují příklady k závěrečné písemce, trénuje se počítačová gramotnost z hlediska zápisu matematických výrazů pro matematický procesor (Excel, MATLAB, Pyhton, cokoliv) i pro textový editor (LaTeX, Wikipedia, MS Word).

Počítačové gramotnosti a schopnosti studentů zadat svoji odpověď ve formě vyhodnotitelné počítačem jsem se bál nejvíc. Nevím, jestli jsem měl štěstí na studenty nebo je mladá generace tak daleko, ale tento očekávaný problém se nakonec ukázal jako neexistující. Po počátečním tápání, kdy ne na každém počítači je zapnutá anglická klávesnice, vše zvládáme. A jede to dobře. Bližší informace někdy příště. Možná i od studentů v komentářích pod příspěvky na tomto blogu?