Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Journal of Technology and Information Education
Complete articles are published on-line: http://jtie.upol.cz
Publisher: Department of Technology and Information Education, Faculty of Education
Palacký University in Olomouc, EU - Czech Republic
Editor in Chief: Doc. Ing-Paed. Čestmír Serafín, Dr. – Palacký University in Olomouc
Editorial board:
Prof. Ing. Ján Stoffa, DrSc. – Palacký University in Olomouc
Prof. PhDr. Mária Kožuchová, CSc. – Comenius University in Bratislava
Prof. Ing. Veronika Stoffová, CSc. – J. Selye University in Komárno
Prof. PhDr. Martin Bílek, Ph.D. – University of Hradec Králové
Prof. PaedDr. Jozef Pavelka, CSc. – University in Prešov
Prof. Wojciech Walat, Dr. - University of Rzeszów
Doc. Ing. Jaromír Kijonka, CSc. – VŠB – Technical University in Ostrava
Doc. PhDr. Zdeněk Friedman, CSc. – Masaryk University in Brno
Doc. PhDr. Miroslav Chráska, Ph.D. – Palacký University in Olomouc
Doc. Ing. Berta Rychlíková, CSc. – University of Ostrava
Doc. PaedDr. Jiří Kropáč, CSc. – Palacký University in Olomouc
Doc. Ing. Vladimír Soták, CSc. – Constantine the Philosopher University in Nitra
Doc. PaedDr. Jarmila Honzíková, Ph.D. – University of West Bohemia in Pilsen
PaedDr. PhDr. Jiří Dostál, Ph.D. – Palacký University of Olomouc
PaedDr. Ján Stebila, PhD. – Matej Bel University Banská Bystrica
Ing. Jan Chromý, Ph.D. – Institute of Hospitality Management in Prague
Technical Staff:
Technical Editor: Mgr. Pavlína Částková, Mgr. Luděk Kvapil, Ph.D., Mgr. Martina Krestýnová
Web Editor: Mgr. Jan Kubrický
All articles are subject of peer-to-peer anonymous review procedure.
© Palacký University in Olomouc
ISSN 1803-537X (print) ISSN 1803-6805 (on-line)
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Vážení čtenáři,
jsem potěšen, že Vám mohu spolu se svými kolegy předložit nové číslo našeho vědeckoodborného časopisu, který si dal do vínku zabývat se aktuálními otázkami a soudobými trendy
v oblastech technického vzdělávání a informační výchovy. Obě oblasti vzdělávání,
tj. jak technické tak informační, jsou velmi úzce spojeny a pochopitelně se prolínají i v pojetí
a metodách vlastního výchovně vzdělávacího procesu.
Soudobá společnost je obecně charakterizována jako společnost informační. Patří sem nejen
výzkum, vývoj a vzdělávání, ale také komunikace přenášející informace, jejich zpracování
a rovněž tvůrčí práce vytvářející informace v širším smyslu, jako jsou umělecké obory
či mediální aktivity. Současná informační společnost vnímá práce s informacemi jako
mnohem efektivnější než tradiční práce se hmotným materiálem. Tato okolnost nevyznívá
vůči čistě materiálně zaměřeným oborům zrovna příznivě, přesto práce s informacemi
vyžaduje i tu hmotnou stránku.
Odborné statě, které jsou v tomto čísle publikovány, jsou právě věnovány jak teoretickému
tak i empirickému vhledu do oblastí v mnohém důležitých pro rozvoj informační společnosti
a v tomto kontextu jak technického tak i informačního vzdělávání. Můžete se zde setkat
s nástroji pro rozvoj algoritmického myšlení nevidoucích žáků a možností jejich rozvoje
v oblasti informační gramotnosti, rovněž tak se styly učení dle klasifikace VARK
a možnostem, které se nabízejí v této souvislosti pro vysokoškolské vzdělávání. Velmi
zajímavý z pohledu zvýšení efektivity výukového procesu se jeví využívání systému
LEGO MINDSTORMS ve výuce. Pro školu se tyto systémy jeví jako zvláště přínosné
a vhodné, neboť se stavebnicemi LEGO se děti setkávají již od předškolního vzdělávání
a prvky těchto stavebnic velmi důvěrně znají. Velkou výhodou stavebnic typu LEGO
MINDSTORMS
je možnost začít „programovat“ vlastně bez počítače, přičemž žáci vidí výsledek své práce
v reálné, hmatatelné podobě. Digitální vzdělávání se tak stává běžnou součástí vzdělávacího
systému a to na všech jeho úrovních.
Časopis, který nyní dostáváte do rukou, tak má svůj odborný kontext právě ve změně vnímání
pojetí vzdělávání vlivem změn společnosti a technologií. Tyto změny jsou poměrně zásadní
pro rozvoj celé společnosti a jsou reflektovány i v připravované Strategii digitálního
vzdělávání do roku 2020 Ministerstvem školství mládeže a tělovýchovy České republiky,
která je od poloviny roku 2014 otevřena k připomínkám odborné veřejnosti.
Čestmír Serafín
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Obsah
TECHNICAL EDUCATION - PART OF THE GENERAL EDUCATION IN SLOVAKIA ................ 4
IMPLEMENTATION OF TEACHING KEYBORDING INTO EDUCATIONAL PROGRAMS FOR
PRIMARI SCHOOL OF SWITZERLAND, GERMANY AND AUSTRIA .......................................... 9
LEGO MINDSTORMS IN THE TEACHING OF JAVA PROGRAMMING ..................................... 17
TRAINING OF COMPUTER CONTROL BY USING GAME EEG HEADSET IN PATIENTS
WITH PARALYSIS OF LIMBS .......................................................................................................... 25
CAN WE USE ORIGAMI FOLDING AS AN EFFECTIVE INSTRUMENT FOR DEVELOPING
ALGORITHMIC THINKING OF BLIND PUPILS? ........................................................................... 31
ELEKTRONIC EDUCATIONAL MATERIALS OF PROFESSIONAL SUBJECTS IN THE
CONTEXT OF INFORMATION AND COMMUNICATION COMPETENCIES ............................. 40
PROJECT DIGITAL EDCATION IN SLOVAKIA............................................................................. 44
PIGMENT PROFILE OF OLIVE OILS DETERMINED BY SCHOOL MEASUREMENT SYSTEM
LABQUEST AND SPECTROMETER ................................................................................................ 48
LEARNING STYLES ACCORDING TO VARK CLASSIFICATION AND THEIR POSSIBLE
USES IN TERTIARY EDUCATION CARRIED OUT IN THE FORM OF E-LEARNING .............. 58
ASSESSMENT TOOLS DISSEMINATION OF METHODOLOGICAL SUPPORT FOR THE
TEACHER OF TECHNICAL SUBJECTS IN SLOVAK AND CZECH REPUBLIC ......................... 68
DEVELOPMENT OF INFORMATION LITERACY USING SELECTED EDITORS AND
MATHML LANGUAGE IN EDUCATING PERSONS WITH VISUAL IMPAIRMENT ................. 74
DEVELOPMENT OF KEY COMPETENCIES OF PUPILS TECHNICAL VOCATIONAL
EDUCATION ...................................................................................................................................... 79
THE INFLUENCE OF GEOINFORMATION SYSTEMS USING ON THE GEOGRAPHY
PERCEPTION ..................................................................................................................................... 85
DETECTION OF CHEATING IN ONLINE CONTESTS ................................................................... 91
COMPUTER SIMULATION AS AN EXAMPLE OF THE USE OF MODERN EDUCATIONAL
AIDS IN TECHNICAL EDUCATION ................................................................................................ 99
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
TECHNICAL EDUCATION - PART OF THE GENERAL EDUCATION IN
SLOVAKIA
Danka LUKÁČOVÁ
Abstract: Technology education is in EU countries considered as an important part of general
education of students in primary schools. However, in Slovakia since 2008 we can see gradual
degradation of technology education to the current state, which is near total extinction in technical
subjects at primary schools. The article describes the gradual development that in Slovakia has led
to the current situation and compares it to the technology education of selected EU countries.
Key words: technology education, general education
TECHNICKÉ VZDELÁVANIE – SÚČASŤ VŠEOBECNÉHO VZDELÁVANIA NA
SLOVENSKU
Resumé: Technické vzdelávanie je v krajinách EÚ považované za dôležitú súčasť všeobecného
vzdelávania žiakov na základných školách. Na Slovensku však od r. 2008 pozorujeme postupnú
degradáciu technického vzdelávania až po súčasný stav, ktorý je blízko úplného zániku technicky
orientovaných predmetov na základných školách. Článok popisuje postupný vývoj, ktorý
na Slovensku viedol k súčasnému stavu a porovnáva ho s technickým vzdelávaním vybraných krajín
EÚ.
Klíčová slova: technické vzdelávanie, všeobecné vzdelávanie
je potrebné poukázať aj na stav pred týmto
rokom. Základným predmetom, ktorý mal
žiakov orientovať v technike a formovať vzťah
k nej, bol predmet Pracovné vyučovanie.
1 Úvod
Každá vedná disciplína má svoju históriu,
vývoj, ktorým prechádzala a rozvíja sa
na základe týchto skúseností. Prechádza
etapami veľkého rozmachu a spoločenského
uznania, ale aj obdobím nepochopenia
a zaznávania, hľadania nových riešení
problémov, ktoré sú ľudstvu nastoľované
od jeho počiatku. Nie je to inak i v technických
disciplínach,
nevynímajúc
technické
vzdelávanie, pretože dejiny ľudstva sú
i dejinami techniky.
Vývoj názorov na poňatie obsahu a funkcie
technického vzdelávania sa menil v súlade
s celkovým vývojom a poňatím základného
vzdelania v danom období. Tak ako sa menila
spoločnosť, jej potreby, menil sa aj samotný
predmet. Menil sa názov predmetu, v ktorom
sa
realizovalo
technické
vzdelávanie,
organizácia
a formy jeho vyučovania.
V našom článku sa chceme zaoberať
postavením
technického
vzdelávania
na druhom stupni základných škôl na
Slovensku po r. 1989.
Ak máme poznať vývoj technicky
orientovaných predmetov na základných
školách na Slovensku od roku 1989,
2 Pracovné vyučovanie ako povinný
predmet od r. 1986
Pracovné vyučovanie, ako povinný predmet
bol súčasťou učebných plánov, ktoré vstúpili
do platnosti schválením Ministerstvom
školstva 18. mája 1986. Predmet pracovné
vyučovanie bol zaradený vo všetkých
ročníkoch druhého stupňa základnej školy
s časovou dotáciou dve hodiny týždenne.
Jeho obsah na 2. stupni základnej školy bol
zameraný
na
overovanie
teoretických
poznatkov, získavanie základných pracovných
zručností a návykov z rozličných pracovných
oblastí, najmä pri ručnom opracovávaní
materiálov, elektrotechnických prácach, pri
obrábaní pôdy a pestovaní hospodársky
významných rastlín, pri príprave stravy
a zhotovovaní výrobkov ručným a strojovým
šitím. Žiaci sa mali oboznamovať s poznatkami
vedy a techniky, získavať informácie o výrobe
a jej organizácii. Ťažiskom predmetu boli
hlavne praktické činnosti žiakov. Obsah
4
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
výchovy
a vzdelávania
v
Pracovnom
vyučovaní bol dôsledne polytechnický podľa
vzoru sovietskej školy a zásad komunistickej
výchovy, aj keď v pedagogickej teórii
už polytechnická paradigma ustupovala
a nahrádzalo ju humanistické poňatie výchovy
a vzdelávania (Škoda, Doulík, 2009). Štruktúra
Pracovného vyučovania na 2. stupni základnej
školy členila predmet do troch zložiek:
technické
práce,
pestovateľské
práce
a špecifická príprava dievčat. Zložky
pracovného vyučovania boli rozdelené
do jednotlivých ročníkov od piateho po ôsmy
a žiaci ich absolvovali rozdelení podľa
pohlavia.
Učebné osnovy technických prác uvádzali
všeobecné výchovno-vzdelávacie ciele pre
ročníky 5 až 8. Boli zamerané na praktické
osvojenie základných zručností s nástrojmi,
náradím pri opracovávaní dreva, kovov,
plastov a pri zostavovaní jednoduchých
elektrických obvodov. Žiaci mali zvládnuť
riešenie jednoduchých technických problémov,
osvojiť si základné technické pojmy, poznať
rôzne druhy povolaní. Dôraz sa tiež kládol
na rozvoj zručností pri technickej záujmovej
činnosti.
Osnovy celého Pracovného vyučovania
niesli výraznú pečať socialistickej výchovy.
Vo vtedajšom ponímaní išlo o spojenie školy
s robotníckou triedou. Túto situáciu v roku
1996 kritizoval Krušpán, ktorý za najväčšiu
chybu považoval orientáciu zložky technické
práce (práce v dielňach)
na výrobu a preferovanie manuálnych
pracovných zručností (Krušpán, I., 1996).
Pokusom o prvú zmenu boli učebné osnovy
Pracovného vyučovania zverejnené s úpravou
učebných plánov v roku 1991.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
u žiakov kladný vzťah k práci, poskytuje
základné výrobné a technické vedomosti,
zručnosti a návyky z rôznych oblastí
pracovných činností, utvára predpoklady na
spojenie vyučovania s výrobou a produktívnou
prácou. Učil žiakov samostatne a tvorivo
pracovať a viesť ich k základnej orientácii na
ďalšie vzdelávanie a voľbu povolania. Rozvíjal
u nich záujem o vedu a techniku, o modernú
priemyselnú a poľnohospodársku výrobu
a ostatné nevýrobné oblasti národného
hospodárstva. Formoval ich morálno - vôľové
vlastnosti ako je cieľavedomosť, pracovitosť,
vytrvalosť,
kritickosť,
sebakritickosť
a vedomie zodpovednosti za výsledky svojej
práce. Pracovné vyučovanie rozvíjalo osobnosť
žiaka a utváralo predpoklady na zapojenie sa
do spoločensky prospešnej práce, technickej,
pestovateľskej a ďalšej záujmovej činnosti.
Tieto zámery sa uskutočňovali v troch
zložkách
Pracovného
vyučovania:
v technických prácach, pestovateľských
prácach a v špecifickej príprave dievčat. Je
zaujímavé, že v týchto učebných osnovách
naďalej zotrvávala orientácia na polytechnické
vzdelávanie rovnako ako pred rokom 1989.
V roku 1995 prebehla už v samostatnej
Slovenskej
republike
transformácia
vyučovacích predmetov vo forme zmeny
učebných osnov jednotlivých predmetov.
Na druhom stupni základnej školy k zásadným
zmenám v obsahu vyučovania neprišlo,
podstatná bola transformácia názvu predmetu
na Technickú výchovu. Oveľa zásadnejšia
zmena nastala na prvom stupni základnej
školy, kde sa Pracovné vyučovanie v 1. a 2.
ročníku integrovalo do Výtvarnej výchovy.
Prelomovým
rokom
v
technickom
vzdelávaní sa stal rok 1997, kedy bola
základná škola rozšírená o deviaty ročník.
Do platnosti vstúpili nové učebné plány v troch
základných variantoch, pričom v každom malo
technické vzdelávanie rovnaké zastúpenie
v počte hodín. Predmet sa nazýval Technická
výchova a vo všetkých variantoch sa vyučoval
rozsahu jedna hodina týždenne vo všetkých
ročníkoch druhého stupňa základných škôl.
V ďalšom popíšeme tzv. klasický variant,
ktorý základné školy používali na výučbu
Technickej výchovy najčastejšie.
Učebné osnovy Technickej výchovy, ktoré
vstúpili do platnosti v septembri 1997,
obsahovali tri zložky. Boli to technická
výchova, pestovateľské práce a rodinná
3 Nová koncepcia technického vzdelávania
po roku 1989
Nová koncepcia technického vzdelávania
bola navrhnutá hneď po roku 1989. Odborníci
navrhli zmeny v učebnom pláne a v osnovách
jednotlivých predmetov. Základné školstvo
realizovalo
výučbu
podľa
zmeneného
učebného plánu od roku 1991. V ňom
problematiku
technického
vzdelávania
zastupoval predmet Pracovné vyučovanie.
Predmet Pracovné vyučovanie na základnej
škole po roku 1989 bol charakterizovaný
osnovami ako významná súčasť všeobecného
polytechnického vzdelávania, ktorá utvára
5
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
príprava. Učivo v zložke technická výchova
bolo rozdelené na základné a alternatívne.
Označenie „alternatívne“ učivo bolo chápané
v zmysle „rozširujúce”, pretože obsah tohto
učiva bol vopred určený, netvoril teda
alternatívu v plnom význame slova. Základné
učivo malo byť v plnom rozsahu prebrané
na každej základnej škole, rozširujúce učivo
len tam, kde učiteľ rozhodol, že má podmienky
pre jeho kvalitnú výučbu. Rozsah základného
učiva zložky technická výchova bol 13 hodín
ročne.
1986
1991
1997
2008
6
5
1
5 Porovnanie technického vzdelávania
na základných školách na Slovensku
a v zahraničí
Technické vzdelávanie a aj iné typy
vzdelávania sú v rôznych krajinách rôzne
ponímané, čo je dané ich historickým
a spoločenským vývojom. Je zrejmé, že aj
problematika kurikula je ovplyvňovaná
sociálnymi,
ekonomickými
a politickými
potrebami a cieľmi. V krajinách ako Anglicko
a Wales, Švédsko, Fínsko má kurikulum formu
zákona a je teda záväzné pre všetky školy
poskytujúce základné vzdelanie. V iných
krajinách (Nórsko, Holandsko) je centrálne
určené len rámcové kurikulum, ktorého
naplnenie je v kompetencii škôl. Napriek
rozličnému prístupu k tvorbe kurikúl však
môžeme sledovať v jednotlivých učebných
plánoch krajín dôraz na technické predmety.
Najlepšie to vidieť na počtoch hodín, ktoré
žiaci absolvujú v priebehu školskej dochádzky
na druhom stupni.
Tabuľka 2 Porovnanie počtu hodín
technického vzdelávania na základných
školách vo vybraných krajinách
Krajina
Tabuľka 1 Porovnanie počtu hodín
technického vzdelávania na základných
školách od r. 1986
Názov
predmetu
Pracovné
vyučovanie
Pracovné
vyučovanie
Technická
výchova
Technika
v ročníkoch 5.8. (9.)
8
S týmto počtom hodín kleslo Slovensko
na poslednú priečku v technickom vzdelávaní
na základnej škole medzi krajinami ako
Nemecko, Fínsko, Švédsko, Česká republika,
Anglick a Wales, Maďarsko, Poľsko.
Vzhľadom na uvedenú nízku časovú
dotáciu je veľmi ťažké porovnávať obsahy,
ktoré sú zaradené do predmetov technického
zamerania. V tabuľke 2 sme sa preto pokúsili
porovnať aspoň názvy predmetov, v ktorých sa
realizuje technické vzdelávanie a počty hodín
vyjadrené v hodinovej dotácii za jeden týždeň
na druhom stupni základnej školy.
4 Technické vzdelávanie po reforme
v r. 2008
Obsah
a
organizácia
vzdelávania
na základných školách sa podľa zákona
z r. 2008 riadi štátnym vzdelávacím
programom (ŠVP). ŠVP obsahuje rámcový
model absolventa, rámcový učebný plán
školského stupňa, rámcové učebné osnovy.
Rámcový učebný plán pre ZŠ s vyučovacím
jazykom
slovenským
je
rozdelený
do vzdelávacích oblastí: Jazyk a komunikácia,
Príroda a spoločnosť, Človek a príroda, Človek
a spoločnosť, Človek a hodnoty, Matematika
a práca s informáciami, Človek a svet práce,
Umenie a kultúra, Zdravie a pohyb. Technické
vzdelávanie
sa
prednostne
realizuje
vo vzdelávacej oblasti Človek a svet práce
v troch predmetoch: Pracovné vyučovanie na
1. stupni ZŠ, Svet práce a Technika na
2. stupni ZŠ. Z tejto skupiny je však nutné
vyňať predmet Svet práce, ktorého obsah je
smerovaný do tvorby a ochrany životného
prostredia
prostredníctvom
problematiky
starostlivosti o trávnik, záhradu, pestovanie
rastlín a pod., čo s technickým vzdelávaním
nesúvisí. Nesúhlasí tiež s názvom predmetu,
ktorý by mal byť zameraný skôr
na problematiku výberu strednej školy, voľby
povolania, uplatnenia na trhu práce.
(Lukáčová, 2010).
Štátom garantované technické vzdelávanie
podľa tohto vzdelávacieho programu kleslo na
dve hodiny týždenne za celú základnú školu
(vo 4. ročníku 1 hodina, v 7. alebo 8. ročníku 1
hodina).
Rok
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Nemecko
Počet hodín
v učebných
plánoch
6
Názov
predmetu
(slovenský
preklad)
Pracovné
vyučovanie
Práce
v dielňach
Technicko–
Názov
predmetu
(pôvodný)
Počet
hodín za
týždeň
Arbeitslehre
1-2
2
2-4
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Fínsko
Švédsko
Česká
republika
Anglicko
a Wales
Maďarsko
Poľsko
Slovenská
republika
priemyseln
á
oblasť
Zručnosti
Zručnosti
Človek
a svet práce
Dizajn a
technika
Spôsob
života
a praktické
poznatky
(Technika)
Technika
Technika
Slöjd
Technology
Člověk a svět
práce
Design and
Technology
Életvitel és
gyakorlati
ismeretek
3
5-9
3 za celý 2.
stupeň
1 – 1,5
Technika
Technika
2
1 za celý 2.
stupeň
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Krajiny reagujú vo svojich vzdelávacích
programoch na text Lisabonskej stratégie 2,
ktorá
akcentuje
prechod
k ekonomike
a spoločnosti
založenej
na
znalostiach
prostredníctvom lepších politík na podporu
výskumu, vývoja a inovácií, štrukturálnych
reforiem podporujúcich konkurencieschopnosť
a dotvorením vnútorného trhu. Zdôrazňuje sa
tak dôležitosť zvyšovania úrovne vzdelávania
a prípravy pre život v informačnej spoločnosti
(Lisabonská stratégia, 2000). Stratégia Európa
2020 si vytýčila cieľ inteligentný rast, t. j.
rozvoj ekonomiky založenej na znalostiach
a inováciách spojených s udržateľným rastom,
t.
j.
podporou konkurencieschopnejšej
a ekologickejšej ekonomiky menej náročnej
na zdroje (Stratégia Európa 2020).
Týmto potrebám sa do určitej miery
prispôsobuje školstvo, keď dnešní absolventi
technických
škôl
dostávajú
oveľa
komplexnejšie vzdelanie ako pred rokmi.
Nebezpečenstvom pre úroveň odborných
vedomostí
technikov
je
okliešťovanie
odborného
vzdelávania.
Koncepcia
technického vzdelávania, ktorá bola vytváraná
niekoľko desiatok rokov, je požiadavkou
na
zjednotenie
vzdelávania
a stratégií
v technike a technológiách, nie snahou na
znižovanie úrovne technickej spoločnosti
(Serafín, 2014, s. 8).
Zostáva veriť, že súčasná snaha Štátneho
pedagogického ústavu, ktorý inicioval inováciu
rámcového učebného plánu z r. 2008 aj
s cieľom
posilnenia
technických
a prírodovedných predmetov, bude tieto
požiadavky reflektovať a nájde podporu
učiteľov, odbornej aj laickej verejnosti
na realizáciu v praxi.
1-3
Pri pohľade na čísla v tabuľke 2 je jasné, že
technickému vzdelávaniu na základných
školách nie je na Slovensku venovaná taká
pozornosť ako vo vyspelých krajinách EÚ.
Väčšina vyspelých krajín EU si stanovila za
základný cieľ mať vyučovací predmet,
prostredníctvom ktorého žiaci získajú základnú
orientáciu v oblasti techniky, aby sa mohli
zaradiť do modernej spoločnosti ako
plnohodnotní občania (Kožuchová, Pavelka,
2007, s. 168). Z porovnania záverečnej fázy
vývoja technického vzdelávania v SR
s krajinami EÚ je badateľný výrazný rozdiel.
Vývoj v SR má klesajúcu tendenciu, zatiaľ
čo v krajinách EÚ má smerovanie rozvojový
charaktera sleduje spoločenské požiadavky.
6 Záver
Hoci krajiny EÚ sú oddelené geograficky
a ich kultúry sa tiež líšia, existuje niekoľko
podobných funkcií v ich učebných cieľoch,
metódach a obsahu. Napríklad technická
gramotnosť je v nich univerzálnym cieľom.
V hodnotení vzdelávania v krajinách EÚ
nachádzame aj ďalšie zjednocujúce ciele:
pochopenie
úlohy
vedy
a
techniky
v spoločnosti, rovnováha medzi technológiou
a životným prostredím, rozvoj zručností ako je
plánovanie, realizácia, hodnotenie, sociálne
(morálne) etické myslenie, inovatívnosť,
povedomie,
flexibilita
a
podnikanie.
Najvýznamnejšou súčasťou vzdelávacích
obsahov sú: technológie, profesie v technike
a priemysle, bezpečnostné postupy, ergonómia,
dizajn, konštrukcia techniky, hodnotenie
výsledkov práce, história techniky, schopnosť
riešiť problémy, hodnotiace stratégie a vzťah
medzi spoločnosťou a prírodou (Kozík a kol,
s. 26).
6 Literatura
[1] KOZÍK, T. a kol.: Analýza a zdôvodnenie
revízie vzdelávacej oblasti Človek a svet práce.
In: Učiteľské noviny: dvojtýždenník o školstve
a vzdelávaní, 2013. ISSN 0139-5769, roč. 60,
č. 11 (2013), s. 25-27.
[2] KOŽUCHOVÁ, M. – PAVELKA, J.:
Požiadavky na vedecko-technickú gramotnosť
absolventa základnej školy. [online]. [cit.
2014-06-25].
Dostupné
na:
http://www.ped.muni.cz/weduresearch/konfere
nce/07kurikulumVpromenachSkoly/CDkurik/c
d/studie/pdf/kozuchovapavelka.pdf.
[3] KRUŠPÁN, I.: K novému obsahu
technickej výchovy na 2. stupni ZŠ. In.
7
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Zborník Technické vzdelávanie ako súčasť
všeobecného vzdelania. Banská Bystrica:
UMB, 1996 s. 119. ISBN 80-967957-4-0.
[4] Lisabonská stratégia [online]. [cit. 201406-25]. Dostupné na:
http://www.europskaunia.sk/lisabonska_strate
gia
[5] LUKÁČOVÁ, D.: Technické vzdelávanie
na Slovensku a školská reforma. 2010. In:
JTIE Journal of Technology and Information
Education. ISSN 1803-6805, Vol. 2, no. 2
(2010), p. 5-8.
[6] SERAFÍN, Č.: Reflexe technické výchovy
v globalizujícím se světě. In Trendy ve
vzdělávání. Olomouc: UP, 2014, s. 5 - 12.
ISSN 1805-8949
[7] Stratégia Európa 2020 [online]. [cit. 201406-20].
Dostupné
z:
http://ec.europa.eu/europe2020/europe-2020in-a-nutshell/targets/index_en.htm
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
[8] ŠKODA, J. – DOULÍK, P.: Vývoj
paradigmat přírodovědného vzdělávání. In
Pedagogická orientace 3. 2009. [online]. [cit.
2014-06-25].
Dostupné
na:
http://www.ped.muni.cz/pedor/archiv/2009/Pe
dOr09_3_VyvojParadigmatPrirodovednehoVz
delavani_SkodaDoulik.pdf.
doc. PaedDr. Danka Lukáčová, PhD.
Katedra techniky a informačných
technológií
Pedagogická fakulta UKF v Nitre
Dražovská 4
949 01 Nitra, SR
Tel: +421 376408342
E-mail: [email protected]
Www pracoviska: http://www.ktit.pf.ukf.sk
8
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
IMPLEMENTATION OF TEACHING KEYBORDING INTO EDUCATIONAL
PROGRAMS FOR PRIMARI SCHOOL OF SWITZERLAND, GERMANY
AND AUSTRIA
Iva MÁDLOVÁ
Abstract: The article deals with the integration of teaching keyboarding into educational programs
of primary schools in Switzerland, Germany and Austria. Firstly this article describes briefly the
history of the typewriter development and the keyboard layout. Then it describes the way
of implementation of this skill into individual education programs in above mentioned states.
Key words: keyboarding, ten-finger touch method, typing blindly.
IMPLEMENTACE VÝUKY PSANÍ NA KLÁVESNICI DO VZDĚLÁVACÍCH PLÁNŮ
ZÁKLADNÍCH ŠKOL ŠVÝCARSKA, NĚMECKA A RAKOUSKA
Resumé: Článek se zabývá začleněním výuky psaní na klávesnici do vzdělávacích plánů pro základní
vzdělávání ve Švýcarsku, Německu a Rakousku. Nejprve stručně popisuje historii vzniku psacího
stroje a rozložení kláves na klávesnici. Poté popisuje způsob implementace této dovednosti
do jednotlivých vzdělávacích plánů výše jmenovaných států.
Klíčová slova: psaní na klávesnici, desetiprstová hmatová metoda, psaní naslepo.
Tato zjištění byla hlavní motivací pro
obsahovou analýzu zahraničních vzdělávacích
plánů států, kde mají s touto výukou bohaté
zkušenosti. Hlavní výsledky provedené analýzy
uvedené v tomto článku mohou přispět
k rozšíření poznatků v oblasti výuky psaní na
klávesnici a současně mohou být použity jako
inspirace pro návrh implementace výuky psaní na
klávesnici
do
Rámcového
vzdělávacího
programu pro základní vzdělávání v ČR.
Dříve než se budeme zabývat výukou psaní na
klávesnici ve vybraných státech, je třeba se
zaměřit na historii vzniku v současné době
používané desetiprstové hmatové metody
ovládání klávesnice, která úzce souvisí s historií
vzniku a s vývojem psacích strojů.
1 Úvod
Je tomu už více než 30 let, co společnost IBM
uvedla na trh svůj první osobní počítač, který
pojmenovala IBM 5150 [1]. Dnes se počet
počítačů, které se ve světě používají, blíží dvěma
miliardám [25]. Z těchto údajů je tedy zřejmé, že
osobní počítače již pronikly do všech oblastí
lidského života.
Již od svého uvedení na trh byla a je
nezastupitelnou vstupní periferií počítačová
klávesnice. Její ovládání je v současné době
považováno za elementární dovednost, kterou by
měl ovládat každý uživatel počítače. Vzhledem
k tomu, že práce s počítačem je v České
republice součástí obligatorní výuky již na
1. stupni základní školy, měly by základy psaní
na klávesnici být zařazeny do vzdělávacích plánů
v ročníku, kde tato výuka probíhá.
Hlavním problém je ovšem skutečnost,
že výuka psaní na klávesnici není povinnou
součástí Rámcového vzdělávacího programu pro
základní vzdělávání, kterým se řídí základní
školy při tvorbě svého školního vzdělávacího
programu [23]. Její zařazení do učebního plánu
a současně náplň vyučovacího předmětu je
založeno na dobrovolnosti a motivovanosti
jednotlivých škol. Učitelům psaní na klávesnici v
České republice chybí legislativní ukotvení této
výuky, metodické vedení a vhodné zahraniční
náměty a příklady, ze kterých by mohli čerpat.
2 Historie psacího stroje a klávesnice
Počátky historie psacího stroje jsou spojeny
s vynálezem knihtisku. Tiskařský lis se stal
inspirací pro mechanismy, které se jako první
pokoušely zaznamenávat psané slovo.
Za historicky první doložený mechanismus
na principu psacího stroje je považován vynález
sestrojený anglickým inženýrem a technikem
Henry Millem, který si jej nechal patentovat
7. ledna 1714. Bohužel se k němu do dnešní doby
nedochovaly náčrty, ani samotný stroj.
V letech 1753–1760 Friedrich von Knauss
sestrojil celkem šest přístrojů, které sloužily
k vyřizování korespondence. V roce 1775
9
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
smlouvy, zahájila tovární výrobu psacích strojů
[17], [20].
S vývojem psacích strojů přímo souvisí
i vývoj klávesnice. V průběhu let měla klávesnice
psacího stroje nejrůznější varianty uspořádání
kláves. Tyto klávesy byly rozloženy do dvou, tří
i čtyř řad. Našly se ovšem i přístroje, které měly
až deset řad. Významnou událostí, která rozhodla
o rozložení kláves na klávesnici, se stal „souboj“
mezi dvěma písaři – Frankem E. McGurrinem
a Louisem Taubem – dne 25. června 1888
v Cincinnati. V tomto zápolení oba muži
soupeřili o to, kdo bude nejrychlejším písařem na
světě. Louis Taub používal psací stroj značky
Caligraph, který měl šest řad po 12 klávesách
a prosazoval psaní čtyřmi prsty formou
„datlování“. Naproti tomu Frank E. McGurrin
psal na stroji značky Remington desetiprstovou
hmatovou metodou. Tento psací stroj měl
rozložení kláves QWERTY. Samotný závod
obsahoval dvě části – diktát a opis neznámého
textu. Každá z těchto části trvala 45 minut. Frank
E. McGurrin obě dvě vyhrál a byl vyhlášen
nejrychlejším písařem na světě. V témže roce
bylo rozložení kláves QWERTY uznáno
na sjezdu odborníků v Torontu [27].
Desetiprstová hmatová metoda a rozložení
kláves QWERTY představuje v současné době
mezinárodně uznávaný standard, který je
uplatňován i ve výuce na školách. Nic na tom
nemění skutečnost, že trh zaplavily mobilní
telefony, elektronické čtečky knih apod., které lze
obsluhovat
prostřednictvím
dotykových
obrazovek. Klávesnice je stále hlavní vstupní
periferií
pro
vkládání
rozsáhlých
dat
do informačních systémů.
zkonstruoval
Wolfgang
von
Kempelen
z Bratislavy psací stroj pro slepou vnučku Marie
Terezie. Dopisy psané na tomto stroji jsou
uloženy ve Vídeňském muzeu a v ústavu slepců
v Linci. Tento psací přístroj sestrojený primárně
pro nevidomé ovšem nezůstal osamocen.
Následovali ho slepecké stroje od Pingeronova,
Jenkinse či Knie.
Na počátku 19. století se objevily snahy
o sestrojení ještě dokonalejšího přístroje, který
měl urychlit zdlouhavý proces přepisování listin.
Do tohoto období spadá například vznik několika
modelů bádenského lesníka Raise. Na jeho
strojích se psalo akordovými úhozy, tudíž bylo
možné napsat celá slova najednou. Tento přístroj
je zároveň považován za první pokus o sestrojení
stenografického stroje.
Jako oficiální vynálezce psacího stroje byl na
konferenci UNESCO v roce 1962 uznán Peter
Mitterhofer. Ten v roce 1864 sestavil dřevěný
model psacího stroje, který používal válec
a přeřaďovač.
Na přelomu let 1865–66 sestrojil správce
dánského Královského ústavu pro hluchoněmé
Rasmus Malling-Hansen stroj, který nazval
„skrivekuglen“, tedy psací koule. V Německu,
Dánsku, Francii a Rakousku se stal prvním
továrně vyráběným strojem.
Velice významným mezníkem v historii
psacího stroje je rok 1867, ve kterém začaly
pokusy vedoucí k sestrojení továrně vyráběného
psacího stroje. Ve Spojených státech amerických
(v Milwaukee) pracovali společně Carlos
Glidden, Christopher Latham Sholen a Samuel
W. Soule. Jejich první psací stroj dostal jméno
„Typewriter“ a psal pouze velká písmena.
Následoval druhý model, jenž byl vylepšen
o přeřaďovač a typové páky. Na další zlepšování
již jmenovaní pánové neměli peníze. Jedním
z těch, kteří se rozhodli vynálezce finančně
podpořit, byl dr. Henry Roby, zpravodaj
a stenograf z Ohia. Tento muž se také podílel na
některých vylepšeních psacího stroje, k nimž
patří i historicky významné nově navržené
uspořádání typových pák, které zamezilo jejich
zasekávání. Tím vznikla univerzální klávesnice
používaná dodnes ve většině zemí. Finance
poskytnuté dr. Robym ovšem k tovární výrobě
nestačily. Objevilo se ještě několik dalších
podporovatelů, ale bohužel jejich finanční zdroje
nebyly dostatečně velké, proto byla výroba těchto
psacích strojů v roce 1873 smluvně převedena na
společnost Remington. Ta, tři roky od podpisu
3 Výuka psaní na klávesnici
Má-li výuka psaní na klávesnici v České
republice doznat zlepšení, je třeba se nejprve
rozhlédnout po sousedních státech a poučit se
z jejich zkušeností. V následující analýze
vzdělávacích plánů byla pozornost zaměřena na
Švýcarsko, Německo a Rakousko. Jedná se
o státy, které této problematice dlouhodobě
věnují značnou pozornost.
3.1 Situace ve Švýcarské konfederaci
Švýcarsko je tvořeno 26 kantony, které obývá
necelých 8 miliónů obyvatel. Jedná se
o multilingvní stát, ve kterém se oficiálně hovoří
čtyřmi jazyky – německy, francouzsky, italsky
a rétorománsky. Vzhledem k tomu, že 1/5
obyvatel jsou cizinci, můžeme zde slyšet také
10
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
srbštinu, chorvatštinu, albánštinu, portugalštinu
atd. [8].
Jednotlivé švýcarské kantony mají vysokou
míru suverenity. Její součástí je i oblast školství,
a výuka na školách proto probíhá podle
vzdělávacího plánu daného kantonu. Od září
2009 je ovšem v platnosti mezikantonální dohoda
HarmoS-Konkordat, jejímž ústředním posláním
je sjednotit hlavní cíle vzdělávání a délku
povinné školní docházky ve všech švýcarských
kantonech. Tato dohoda se ovšem vztahuje pouze
na kantony, které k této dohodě přistoupily.
V tuto chvíli se jedná o 15 signatářů. Nejpozději
od školního roku 2015/2016 musí tyto kantony
implementovat obsah dohody do svého
vzdělávání.
Povinná školní docházka je ve Švýcarsku
tradičně rozdělena na primární a nižší sekundární
vzdělávání (tzv. Volkschule) a trvá 9 let.
V některých kantonech je také povinná jedno- až
dvouletá docházka do mateřské školy.
Ve 21 kantonech trvá primární vzdělávání šest
let a nižší sekundární vzdělávání tři roky. Zbylé
kantony mají odlišnou strukturu, kdy primární
vzdělávání trvá 4, popř. 5 let a nižší sekundární
vzdělávání potom 5, popř. 4 roky.
Do povinného vzdělávání nastupují děti ve
věku 5 – 7 let. Na primárním stupni se učí
základním dovednostem jako je čtení, psaní
a počítání a navíc jsou žáci seznámeni se základy
dalších předmětů. Nižší sekundární vzdělávání
navazuje na předcházející stupeň, poskytuje
základní všeobecné vzdělání a přípravu na
profesní život. Povinná školní docházka je
zdarma pro všechny děti [21].
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
celkem 29 vzdělávacích plánů platných pro
školní rok 2011/2012, z nichž v 26 byla výuka
psaní na klávesnici obsažena.
Nejčastěji je tento předmět pojmenován přímo
„Psaní na klávesnici“ (Tastaturschreiben)
a do vzdělávacích plánů je implementován buď
jako volitelný nebo povinný předmět, v několika
případech je integrován do jiných předmětů. Což
je především případ kantonů francouzské
jazykové oblasti, které vyučují dle společného
vzdělávacího plánu s názvem Plan d'études
romand. Pro žáky nejnáročnější formu zvolil
kanton Basel-Stadt (v překladu Basilej-město),
kde je psaní na klávesnici realizováno
prostřednictvím samostatného studia v pátém
ročníku.
Časová dotace určená pro výuku psaní
na klávesnici se pohybuje v rozmezí 0,5 – 4
vyučovací hodiny týdně po dobu jednoho až tří
let. Vybrané kantony ovšem vyučují tuto
dovednost v průběhu celé obligatorní školní
docházky. Počátek výuky této dovednosti je
směřován prakticky do všech tříd v závislosti
na kantonu [22], [23].
V následujícím přehledu jsou uvedeny
vybrané výukové cíle a výstupy, kterých má být
při výuce psaní na klávesnici dosaženo, případně
poznámky k výukovým cílům.
Kanton Appenzell Ausserrhoden
Výstup na konci 3. třídy: Žák umí psát
jednoduché texty na počítači desetiprstovou
hmatovou metodou.
Výstup na konci 6. třídy: Žák umí plynule
psát texty desetiprstovou hmatovou metodou
[10], [11].
3.1.1 Výuka psaní na klávesnici ve
vzdělávacích plánech Švýcarska
Vzdělávací plány jsou ve Švýcarsku
zpracovány ve třech úředních jazycích. Největší
počet těchto plánů, a to konkrétně 21, jich
je dostupných v němčině. Francouzskou
jazykovou oblast tvoří 7 kantonů, přičemž v šesti
z nich je francouzština používána jako hlavní
úřední jazyk. Italština je hlavním úředním
jazykem v kantonu Ticino a druhým úředním
jazykem v kantonu Graubünden. V textu jsou
ovšem použity pouze údaje z prvního kantonu.
Informace ze vzdělávacího plánu kantonu
Graubünden byly zařazeny pod německou
jazykovou oblast, protože tento kanton má pouze
jeden vzdělávací plán, ale ve třech jazykových
verzích (kromě němčiny též v italštině
a rétorománštině). Analyzováno tedy bylo
Kanton Appenzell Innerrhoden
V předmětu informatika má být usilováno
o rozvoj
základních
znalostí,
dovedností
a schopností v psaní na klávesnici [15].
Kanton Basel-Landschaft
Minimální standard: Žáci ovládají psaní textů
desetiprstovou hmatovou metodou. Umí texty
formátovat a tvořit. Dosažení tohoto cíle bude
potvrzeno certifikátem [14].
Kanton Glarus
Cíl 6. třídy: Seznámit se s pokyny psaní
na stroji podle programu Duden.
Cíl 7. třídy: Naučit se používat desetiprstovou
metodu (pouze písmena a interpunkční
11
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
znaménka); upevnit pravidla psaní na stroji podle
programu Duden [16].
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Očekávané výstupy: Napíše své jméno, slova,
krátkou větu a umístí kurzor v textu pomocí
myši.
Obsah vzdělávacího cyklu 2: Používání
klávesnice a speciálních kláves (ctrl, delete, alt,
@, … ). Seznámení se s psaním na klávesnici
(rozložení 10 prstů, především standardní
klávesy).
Očekávané výstupy: Vyhledá a používá
digitální zdroje jako nástroj k učení. Vytváří
dokument pomocí počítače, nahrává a samostatně
ho vyhledává, kopíruje. Samostatně píše osobní
text, respektuje zásady čitelnosti (rozmístění na
stránce, …) a pravopisu.
Obsah vzdělávacího cyklu 3: Procvičování ve
psaní s použitím cvičebních zdrojů (píše 10 prsty,
používá standardní a speciální tlačítka/hmaty
klávesnice).
Očekávané výstupy: Samostatně píše osobní
text, respektuje zásady čitelnosti (rozmístění na
stránce, …) a pravopisu, (především užívá
pravopisnou korekturu) [22].
Kanton Graubünden
Cíl: Žákyně a žáci si osvojí techniku psaní,
která vyžaduje jen pohled na předlohu, nikoliv na
klávesnici (psaní naslepo).
Cesta k dosažení cíle: Musí být zajištěna
koncentrace na práci. Bezpečná a přesná technika
úhozu pomocí rytmického psaní zvyšuje zručnost
psaní. Je povinné dodržovat desetiprstovou
hmatovou metodu [26].
Kanton Schwyz
Na konci 7. třídy jsou stanoveny minimální
standardy pro psaní na klávesnici. V dalších
ročnících se při výuce dává pozor, aby se
postupně zvyšovalo tempo psaní a jistota při
psaní na klávesnici [28].
Kanton Solothurn
Cíl: Efektivně využívat rozmanité funkce
klávesnice.
Obsah: Desetiprstový systém [29].
3.2 Situace ve Spolkové republice Německo
S téměř 82 milióny obyvatel patří Německo
k největším evropským státům. Z hlediska
státoprávního uspořádání je rozděleno na
16 spolkových republik, které mají vysoký stupeň
autonomie.
Na
rozdíl
od
Švýcarska
se v Německu používá pouze jeden úřední jazyk,
a to němčina [7].
Vzdělávání je v Německu řízeno jednotlivými
spolkovými vládami, které stanovují podmínky
škol a jejich vzdělávací plány. Na státní úrovni
jsou určovány pouze obecné rámce, jako
například stejná délka povinné školní docházky,
označení vzdělávacích zařízení či vzájemné
uznávání získaného vzdělání [2].
Povinná školní docházka trvá ve většině
spolkových zemí 9 let, v pěti spolkových zemích
potom 10 let. Do školy nastupují děti zpravidla
ve věku šesti let.
Primární vzdělávání zahrnuje 1. – 4. ročník,
v Berlíně a Braniborsku 1. – 6. ročník. Na něho
navazuje několik typů nižšího středního
vzdělávání – hlavní škola, reálná škola
a gymnázium. Tyto školy se mezi sebou liší
v nárocích kladených na žáky a v rozdílném
důrazu na teorii a praxi [12].
Kanton St. Gallen
Dovednosti na konci 3. třídy: Žákyně a žáci
jsou schopni psát a používat vstupní zařízení.
Dovednosti na konci 6. třídy: Žákyně a žáci
jsou schopni psát plynule a srozumitelně.
Prostředek a cesta: Psaní na klávesnici.
7. – 9. třída: Psaní na klávesnici.
Desetiprstový systém. Ergonomie. Rytmické
psaní. Psaní na klávesnici je proces, jenž musí
začínat už na primárním stupni. Musí se mu
věnovat pozornost při každém psaní a práci
na počítači [30].
Kanton Zürich
Základní způsoby práce: Tvořit a upravovat
texty a pomocí klávesnice vkládat znaky plynule
a bez chyb.
Získání speciálních hardwarových nebo
softwarových
znalostí
nebo
výuka
desetiprstového systému pro psaní na klávesnici
jsou v tomto modelu jen možné kroky na cestě
k cíli, a nemají být považovány za cíl samotný
[3].
Kantony Genève, Berne, Fribourg, Jura,
Neuchâtel, Calais, Vaud
Obsah vzdělávacího cyklu 1: Seznámení se
s klávesnicí (hlavně standardními klávesami)
a myší.
3.2.1 Výuka psaní na klávesnici
vzdělávacích plánech Německa
12
ve
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Analyzovány byly vzdělávací plány všech
typů škol primárního i nižšího sekundárního
vzdělávání jednotlivých spolkových zemí
Německa. Z výsledků analýzy vyplynulo,
že výuka psaní na klávesnici je obsažena
ve vzdělávacích plánech čtyř spolkových zemí,
a to Baden-Württemberg, Bayern, RheinlandPfalz a Saarland. Přestože se jedná pouze
o čtvrtinu z celkového počtu 16 spolkových zemí,
úhrnný počet obyvatel těchto zemí činí více jak
28 miliónů.
Psaní na klávesnici je ve vzdělávacích plánech
integrováno do předmětů či oborů s různými
názvy – Zpracování textu, Informačně-technické
základy, Informační technologie a Němčina.
Počátky výuky jsou směřovány do nejnižších
ročníků nižšího sekundárního vzdělávání,
a to především do 5., případně 6. třídy.
Následuje přehled vybraných výukových cílů
a výstupů, kterých má být při výuce psaní
na klávesnici dosaženo, případně poznámky
k výukovým cílům.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Vzdělávací hodnota tohoto předmětu spočívá
tedy v prvotním tréninku a automatizaci
základních dovedností a také v záměrné
konfrontaci s počítačem jako médiem.
Téma 1: Psaní deseti prsty
Cíl: Žákyně a žáci používají standardní
klávesnici (DIN 2137) v souladu s požadavky
tohoto vzdělávacího programu.
Důvod: Pouze desetiprstovou hmatovou metodou
může být počítač nejlépe používán nejenom pro
domácí použití, ale i ve škole a ve světě práce.
Celkové téma psaní na klávesnici je třeba chápat
jako univerzální princip výuky a nesmí být
považován za uzavřený.
Téma 2: Použití funkčních kláves
Cíl: Žákyně a žáci budou používat funkční
klávesy smysluplně a účinně.
Důvod: Smysluplné a účinné používání
funkčních kláves je nezbytným doplňkem
desetiprstové hmatové metody.
Téma 3: Dovednost a jistota v psaní
Cíl: Žákyně a žáci by měli při zadávání textu
dosáhnout průměrnou rychlost 100 úhozů
za minutu.
Důvod: Tato rychlost zápisu je považována
za efektivní při používání desetiprstové hmatové
metody [18].
Spolková země Baden-Württemberg
5. – 6. třída: používání počítačové klávesnice
pomocí deseti prstů.
7. – 8. třída: časově efektivní používání
počítačové klávesnice [4].
Spolková země Bayern
Počáteční vzdělávání (od 5. třídy)
Modul A1: Zadávání textu a editace
Žáci získají základní dovednosti v tvorbě textů
a naučí se ovládat počítačovou klávesnici jako
důležité vstupní zařízení. Desetiprstovou
hmatovou metodu budou používat systematicky,
upevní svoji dovednost a postupně budou
zvyšovat vstupní rychlost.
Modul A3: Práce s textovým editorem
Žáci zvýší svoji jistotu v psaní na klávesnici
hmatovou metodou a využívají možnosti
formátování v systému pro zpracování textů. Píší
plynule texty, a to pomocí vhodných metod.
Uvědomují si, že úprava textu je nositelem
důležitých informací a že pro tvorbu dokumentů
existují pravidla a normy. Minimálně 80 úhozů
na konci počátečního vzdělávání [13].
Spolková země Saarland
Vzdělávací cíle:
- znát a používat klávesnici pomocí
desetiprstové hmatové metody;
- znát a používat alfanumerickou a numerickou
klávesnici, jejíž součástí jsou pravidla psaní
dle normy DIN 5008 a také funkční klávesy.
Poznámky: Při psaní deseti prsty se dbá na to,
aby byl text pořizován ekonomicky, například za
použití klávesových zkratek a funkčních kláves.
Při tom jsou žákyně a žáci upozorňováni na různé
druhy chyb a jejich příčin. Doporučuje se
provádět první hodnocení výkonu formou
desetiminutového řádkového psaní. Psaní na
klávesnici vyžaduje obzvlášť na začátku velkou
koncentraci, které je dosaženo pomocí klidného
pracovního prostředí. Opravy při sezení a držení
těla a cílené protahovací cvičení pomáhají
předcházet zdravotním problémům [19].
Spolková země Rheinland-Pfalz
Hlavní důraz ve výuce v 7. a 8. třídě bude kladen
na pečlivé ovládnutí desetiprstové hmatové
metody pro racionální a zdravotně nezávadné
vkládání textu na klávesnici a tvorbu textů
za použití vhodného hardware a software.
3.3 Situace v Rakouské republice
Rakousko je federativní republikou, jež tvoří
9 spolkových zemí s celkovým počtem obyvatel
8,2 milionů. Jediným úředním jazykem je
němčina, nepatrná část obyvatel hovoří také
turecky, srbsky nebo chorvatsky [6].
13
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
na klávesnici sice obsažena ve vzdělávacích
plánech pouze 4 spolkových zemí, celkový počet
obyvatel těchto zemí se ovšem blíží 30 miliónům.
Velice kvalitně a podrobně jsou zde také
zpracovány informace týkající obsahu, cílů
a pokynů k výuce psaní na klávesnici
desetiprstovou hmatovou metodou. Rakousko má
v platnosti jeden centrální vzdělávací plán,
v němž je řešená problematika uvedena
a zařazena mezi volitelné předměty.
Jak již bylo řečeno v úvodu, v České
republice není výuka psaní na klávesnici
implementována do vzdělávacího plánu pro
obligatorní vzdělávání. Ovládání počítačové
klávesnice desetiprstovou metodou ovšem
bezesporu patří mezi elementární dovednosti,
kterými by měli disponovat již žáci základní
školy. Výsledky výše uvedené analýzy lze proto
využít pro diskusi nad návrhem vzdělávacího
obsahu i očekávaných výstupů v souladu
s Rámcovým vzdělávacím plánem pro základní
vzdělávání v České republice.
Dle mého názoru se za velice zajímavé
(z hlediska využití v podmínkách ČR) jeví
začlenění výuky psaní na klávesnici do
vzdělávacího plánu pro základní vzdělávání
v německé Spolkové zemi Rheinland-Pfalz.
Nejenom, že jsou v něm poměrně důkladně
vysvětleny důvody pro výuku této dovednosti, ale
uvádí se zde i konkrétní počet úhozů za minutu,
který je považován za efektivní pro používání
desetiprstové hmatové metody.
Jednotlivé spolkové země Rakouska nemají
takovou míru autonomie jako výše uvedené státy
a školství je řízeno centrálně prostřednictvím
Spolkového ministerstva pro vyučování, umění
a kulturu. Veřejné školství proto vzdělává podle
jednotných plánů pro zřizované typy škol v celé
zemi.
Povinné vzdělávání začíná po dovršení
šestého roku věku a trvá devět let. Primární
vzdělávání (tzv. Volksschule) zahrnuje čtyři
roky. Po jeho absolvování mohou žáci zvolit opět
čtyřleté studium na třech typech škol: nižším
stupni všeobecně vzdělávací vyšší školy, hlavní
škole a nové střední škole. Poslední jmenovaný
typ školy by měl do školního roku 2015/2016
nahradit hlavní školu. Poslední rok povinné
školní docházky plní žáci na vyšším stupni školy
nebo na jednoleté polytechnické škole [9].
3.3.1
Výuka
psaní
na
klávesnici
ve vzdělávacích plánech Rakouska
Následující
údaje
byly
získány
ze
vzdělávacích
plánů
škol
poskytujících
v Rakousku primární a nižší sekundární
vzdělávání. Z jejich analýzy je zřejmé, že výuka
psaní na klávesnici je obsažena ve všech typech
škol nižšího sekundárního vzdělávání a je
zařazena mezi skupinu s názvem „Volitelné
předměty a nezávazná cvičení“.
Ve vzdělávacím plánu je tento předmět
pojmenován
„Psaní
na
stroji“
(Maschinenschreiben).
Časová dotace určená pro výuku tohoto
školního předmětu je 2 – 8 hodin během 4 let,
a to v 5. – 8. třídě.
U požadovaných výstupů je uvedeno
následující:
Žákyně a žáci mají zvládnout psát deseti prsty
naslepo (základní poloha asdf jklö) bez chyb
a pečlivě bez určité rychlosti [5].
Literatura
[1] 1. virtuální PC muzeum (1981 - 2011): 30 let
od prvního PC IBM / Lenovo. PC MUZEUM
1981–2011 [online]. 2011. [cit. 2012-10-16].
Dostupné z: http://www.pcmuzeum.cz/index.
php?page=data
[2] Aufbau und Struktur des Schulsystems.
Deutscher Bildungsserver [online]. © 1996 –
2012. [cit. 2012-10-19]. Dostupné z: http://
www.bildungsserver.de/Aufbau-und-Strukturdes-Schulsystems-554.html
[3] BILDUNGSDIREKTION DES KANTONS
ZÜRICH. Lehrplan für die Volksschule des
Kantons Zürich. Zürich: Lehrmittelverlag des
Kantons Zürich, 2010. ISBN 978-390-6744-735.
Dostupné
z:
http://www.vsa.zh.ch/internet/
bildungsdirektion/vsa/de/schulbetrieb_und_unterr
icht/faecher_lehrplaene_lehrmittel0.html
[4]
Bildungsplan
2012:
Werkrealschule.
MINISTERIUM FÜR KULTUR, Jugend und
Sport. Landesbildungsserver Baden-Württemberg
4 Závěr
Informace uvedené v článku nám dávají
nahlédnout do stavu řešení problematiky výuky
psaní na klávesnici na základních školách
ve Švýcarsku, Německu a Rakousku. Z
realizované
analýzy
vzdělávacích
plánů
uvedených zemí je zřejmé, že se této oblasti
věnují detailně a mají s ní bohaté zkušenosti.
Nejrozmanitější
způsoby
implementace
nabízejí vzdělávací plány Švýcarské konfederace,
které odrážejí vysokou míru autonomie
jednotlivých kantonů. V Německu je výuka psaní
14
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
[online]. 2012. [cit. 2012-10-26]. Dostupné z:
http://www.bildung-staerktmenschen.de/service/downloads/Bildungsplaene/
Werkrealschule/Bildungsplan2012_WRS_Interne
t.pdf
[5]
Bildungswesen
in
Österreich.
Bundesministerium für Unterricht, Kunst
und Kultur [online]. 2012. [cit. 2012-10-24].
Dostupné z: http://www.bmukk.gv.at/schulen/
bw/index.xml
[6] CIA - The World Factbook. CIA. Central
Intelligence Agency [online]. 2012a. [cit. 201210-16]. Dostupné z: https://www.cia.gov/library/
publications/the-world-factbook/geos/au.html
[7] CIA - The World Factbook. CIA. Central
Intelligence Agency [online]. 2012b. [cit. 201210-16]. Dostupné z: https://www.cia.gov/library/
publications/the-world-factbook/geos/gm.html
[8] CIA - The World Factbook. CIA. Central
Intelligence Agency [online]. 2012c. [cit. 201210-16]. Dostupné z: https://www.cia.gov/library/
publications/the-world-factbook/geos/sz.html
[9]
Das
österreichische
Bildungssystem.
Bundesministerium für Unterricht, Kunst und
Kultur [online]. 2012. [cit. 2012-10-24].
Dostupné z: http://www.bmukk.gv.at/schulen/
bw/index.xml
[10] Fächerübergreifende Unterrichtsgegenstände
: Informatik. AMT FÜR VOLKSSCHULE UND
SPORT [online]. 2008a. [cit. 2012-10-26].
Dostupné
z:
http://www.ar.ch/fileadmin/
user_upload/Departement_Bildung/Schulinforma
tik/ICT-Lehrplan-MS-gruen.pdf
[11] Fächerübergreifende Unterrichtsgegenstände
: Informatik. AMT FÜR VOLKSSCHULEN UND
SPORT [online]. 2008b. [cit. 2012-10-26].
Dostupné
z:
http://www.ar.ch/fileadmin/
user_upload/Departement_Bildung/Schulinforma
tik/ICT-Lehrplan-US-gelb.pdf
[12] Grundstruktur des Bildungswesens in der
Bundesrepublik Deutschland. SEKRETARIAT
DER STÄNDIGEN KONFERENZ DER
KULTUSMINISTER DER LÄNDER IN DER
BUNDESREPUBLIK
DEUTSCHLAND.
Ständige Konferenz der Kultusminister der
Länder in der Bundesrepublik Deutschland
[online]. 2012. [cit. 2012-10-19]. Dostupné z:
http://www.kmk.org/fileadmin/doc/Dokumentati
on/Bildungswesen_pdfs/dt-2012.pdf
[13] Informationstechnologie: Gesamtkonzept.
Staatsinstitut
für
Schulqualität
und
Bildungsforschung [online]. 2008. [cit. 2012-1028]. Dostupné z: http://www.isb.bayern.de
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
/isb/download.aspx?DownloadFileID=dc74402c4
17006f52a2d6d1062287633
[14]
Informationsund
Kommunikationstechnologien (IKT). AMT FÜR
VOLKSSCHULEN. Kanton Basel-Landschaft
[online]. © 2006. [cit. 2012-08-09]. Dostupné z:
http://www.lehrplansek.bl.ch/kk/mensch_umwelt/ikt.html
[15]
Lehrplan
Volksschule.
ERZIEHUNGSDEPARTEMENT.
Kanton
Appenzell Innerrhoden [online]. 2004. [cit. 201210-26].
Dostupné
z:
http://www.ai.ch/dl.php/de/0drgtbw0d3e/Lehrplan_alle.pdf
[16] Kern- und Basisziele. DEPARTEMENT
BILDUNG UND KULTUR DES KANTONS
GLARUS. Kernlehrplan [online]. © 2002. [cit.
2012-08-09].
Dostupné
z:
http://www.kernlehrplan.ch/
[17] KONŮPEK, Jaroslav a Ivana VALEŠOVÁ.
Historie psacího stroje. Výzkumný ústav
odborného školství: Praha, 2000.
[18] Lehrplan Wahlpflichtfach: Textverarbeitung.
MINISTERIUM FÜR BILDUNG, Wissenschaft
und Weiterbildung. Bildungsserver RheinlandPfalz [online]. 1999. [cit. 2012-10-28]. Dostupné
z:
http://lehrplaene.bildung-rp.de/lehrplaenenachfaechern.html?tx_abdownloads_pi1%5Baction%
5D=getviewcatalog&tx_abdownloads_pi1%5Bca
tegory_uid%5D=112&tx_abdownloads_pi1%5B
cid%5D=5786&cHash=b07c9d7e6a7332aa3d2cd
6626f60df7f
[19] Lehrpläne der Fächer, für die keine
Bildungsstandards der Kultusministerkonferenz
vorliegen:
Erweiterte
Realschule
9.
MINISTERIUM
FÜR
BILDUNG
UND
KULTUR. Bildungsserver Saarland [online].
2001.
[cit.
2012-10-28].
Dostupné
z:
http://www.saarland.de/dokumente/thema_bildun
g/ERSLp-09.pdf
[20] NÁDBĚLA, Josef. Deseti prsty na
klávesnici. Vyd. 2. Kralice na Hané: Computer
Media, 2009. ISBN 978-80-7402-014-8
[21] Obligatorische Schule inkl. Kindergarten.
SCHWEIZER
MEDIENINSTITUT
FÜR
BILDUNG UND KULTUR. Educa.ch [online].
© 2010, 2011. [cit. 2012-08-20]. Dostupné z:
http://bildungsszene.educa.ch/de/obligatorischeschule-inkl-kindergarten
[22] Plan d’études romand. Globaleducation
[online]. 2008. [cit. 2012-10-24]. Dostupné z:
http://www.globaleducation.ch/globallearning_fr/
resources/PER_complet.pdf
15
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
[23] Rámcový vzdělávací program pro základní
vzdělávání. [online]. Praha: Výzkumný ústav
pedagogický v Praze, 2007. [cit. 2012-08-26].
Dostupné
z:
http://www.vuppraha.cz/wpcontent/uploads/2009/12/RVPZV_2007-07.pdf
[24]
STUNDENTAFELN
DER
VOLKSSCHULE:
PRIMARSTUFE
UND
SEKUNDARSTUFE I: STAND: SCHULJAHR
2011-2012. Schweizerischer Dokumentenserver
Bildung [online]. 2011. [cit. 2012-10-24].
Dostupné
z:
http://edudoc.ch/record/100419/files/GrillesHoraires-2011.pdf
[25] Věci, které se točí kolem počítače. IHNED
[online]. 2012. [cit. 2012-10-16]. ISSN 12137693. Dostupné z: http://ekonom.ihned.cz/c157858620-veci-ktere-se-toci-kolem-pocitace
[26] Wahlfächer. AMT FÜR VOLKSSCHULE
UND SPORT. Kanton Graubünden [online].
1999.
[cit.
2012-08-09].
Dostupné
z:
http://www.gr.ch/DE/institutionen/verwaltung/ek
ud/avs/Volksschule/Lehrplan_OS_16_Wahlfaech
er.pdf
[27] WERSHLER-HENRY, Darren S. The Iron
Whim: A Fragmented History of Typewriting.
Cornell ed. Ithaca: Cornell University Press,
2007. ISBN 08-014-4586-8
[28]
ICT-Lehrplan.
AMT
FÜR
VOLKSSCHULEN UND SPORT. Kanton
Schwyz [online]. 2008 [cit. 2012-08-14].
Dostupné
z:
http://www.sz.ch/xml_1/internet/de/application/d
5/d2561/d23495/d23501/d26095/p26105.cfm
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
[29] Lehrplan Sek P für das 7. und 8. Schuljahr.
DEPARTEMENT FÜR BILDUNG UND
KULTUR. Kanton Solothurn [online]. 2010 [cit.
2012-08-14].
Dostupné
z:
http://www.so.ch/fileadmin/internet/dbk/evkaa/S
chulentwicklung/Sekundarschulreform/Dokumen
tationsordner/05_lehrplan_sek_p.pdf
[30] Fachbereich Fächerübergreifendes Arbeiten.
BILDUNGSDEPARTEMENT DES KANTONS
ST. GALLEN. Kanton St.Gallen [online]. 2008
[cit.
2012-08-15].
Dostupné
z:
http://www.schule.sg.ch/home/volksschule/rechtl
iche_grundlagen/lehrplan/20081/_jcr_content/Par
/downloadlist/DownloadListPar/download_3.ocF
ile/5_Teilbereich_ICT_im_Unterricht.pdf
Mgr. Iva Mádlová
Univerzita Hradec Králové, Pedagogická
fakulta
Rokitanského 62, 500 03 Hradec Králové
e-mail: [email protected]
16
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
LEGO MINDSTORMS IN THE TEACHING OF JAVA PROGRAMMING
Ingrid NAGYOVÁ
Abstract: When teaching programming, various methods and procedures are used, think of the method
of successive steps, methods of sample examples or design patterns. Whether we apply any of these
methods in teaching, the introduction of basic programming structures will be an essential part of the
course. The same is the case with teaching programming language Java. Even though it is an objectoriented programming language, the data manipulation and the basic programming structures
(initialization of variables, looping and program branching, etc.) can’t get around in the teaching.
The aim of this paper is to introduce the possibility of the teaching of algorithms and basic
programming structures in Java language using Lego Mindstorms. Java development environment
enhanced with the ability of Lego Mindstorms ot control allows virtually solve real-world tasks
for branching (for example, "if it is red, stop" or "if the obstacle is in front of you, go around it")
and looping (e.g. as "always go round"). The paper presents a procedure of teaching, how it can
implemented in teaching of the basics of Java programming using Lego Mindstorms, using their
servomotors and sensors.
Key words: algorithm development, programming, education, e-learning, Java, Lego Mindstorms.
LEGO MINDSTORMS VE VÝUCE PROGRAMOVÁNÍ V JAZYCE JAVA
Resumé: Při výuce programování se využívají různé metody a postupy, vzpomeňme například metodu
postupných kroků, metodu vzorových příkladů nebo návrhových vzorů. Ať ve výuce uplatníme
kteroukoliv z těchto metod, seznámení se základními programovacími strukturami bude nezbytnou
součástí výuky. Nejinak je tomu i u výuky programovacího jazyka Java. I přesto, že se jedná
o objektově orientovaný programovací jazyk, práci s daty a základní programovací struktury
(inicializace proměnných, opakování a větvení programu apod.) nelze ve výuce obejít.
Smyslem příspěvku je představit možnost výuky algoritmizace a základních programovacích
struktur v jazyce Java pomocí stavebnice Lego Mindstorms. Vývojové prostředí jazyka Java rozšířené
o možnosti ovládání Lego Mindstorms umožní prakticky řešit úlohy reálného světa pro větvení
(například „pokud je červená, zastav“ nebo „pokud je před tebou překážka, obejdi ji“) a opakování
(například „pořád jdi dokola“). Příspěvek představuje postup výuky, jak ji lze realizovat ve výuce
základů programování v jazyce Java pomocí robotů Lego Mindstorms, s využitím jejich servomotorů
a senzorů.
Klíčová slova: algoritmizace, programování, výuka, e-learning, Java, stavebnice Lego Mindstorms.
vyžadují nejenom teoretické znalosti a zručnosti
práce ve vhodném vývojovém prostředí, ale také
jisté osobností předpoklady a jejich rozvoj.
Náročnost algoritmizace a programování
a nutných souvisejících dovedností a schopností
se následně odráží v demotivaci studentů, jejich
neochotě ke spolupráci, která často přerůstá
v ztrátu zájmu o studovaný obor [11]. Tyto
dopady jsou ještě větší, jedná-li se o studenty
oborů, v nichž není programování stěžejní
oblastí, tj. v nichž studenti nejsou připravování
přímo pro profesi programátorů. Taková
je situace například u studentů učitelských oborů
se
zaměřením
na
vzdělávání
v oblasti
informatiky.
1 Úvod
Výuka algoritmizace a programování, rozvoj
algoritmického myšleni a algoritmického
přístupu k řešení problémů patří k nejobtížnějším
oblastem informatického vzdělávání na všech
stupních škol a ve všech studijních oborech [3].
Algoritmizace a programování jsou oblasti
informatiky obtížné vysokou mírou abstrakce
a představivosti, nutností exaktního přístupu,
jasností a srozumitelností vyjadřování. Při návrhu
algoritmů je nutný nadhled na proces řešení
problémů – od pamatování si toho, jak řešení od
začátku probíhalo až k jisté předvídavosti
a představě o dalším postupu řešení. Výuka
algoritmizace a práce na vývoji softwaru tak
17
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Nezájem
studentů
o výuku
základů
algoritmizace a programování nutí učitele těchto
předmětů k hledání cest ke zvýšení atraktivnosti
výuky, k vyšší motivovanosti studentů. Tato
snaha učitelů o zatraktivnění informatiky
a informatického přístupu k řešení problémů zde
byla dříve, než první osobní počítače.
Vzpomeňme například práci Seymoura Paperta
[12], která vedla již v roce 1967 k vývoji
programovacího jazyka Logo určeného dětem
jako nástroj pro rozvoj myšlení a výuku procesu
řešení problémů. Od té doby bylo o výuce
algoritmizace a rozvoji algoritmického myšlení
napsáno mnohé, mnoho učitelů neustále hledá
nové a netradiční postupy výuky, navrhuje nová
výuková či dokonce vývojová prostředí na míru
potřeb svých žáků a studentů.
Smyslem tohoto příspěvku je poukázat
na možnosti zatraktivnění výuky programování
v jazyce Java pomocí robotů sestavených
ze stavebnic Lego Mindstorms [8]. Příspěvek
stručně seznamuje s jednotlivými částmi robotů
Lego Mindstorms a přináší ucelený koncept
výuky základních programových struktur
s využitím senzorů Lego Mindstorms a jejich
vlastností.
Výsledky a závěry příspěvku jsou obecně
uplatnitelné ve výuce algoritmizace a základů
programování. Cílovou skupinou, pro kterou
je výuka připravována, jsou studenti oboru
Informační technologie ve vzdělávání, který
je vyučován na Pedagogické fakultě Ostravské
univerzity. Tito studenti jsou připravováni na
pozice koordinátorů a dalších IT specialistů pro
různé typy škol, od základních a středních škol až
k podnikovému vzdělávání a dalším formám
celoživotního učení se. Jedná se tudíž o studenty,
pro které programování není cílovou kompetencí.
Naopak – programování je pro tyto studenty
náročnou oblastí, jehož význam pro svou budoucí
profesi chápou jen velice obtížně. Hledání
vhodných
motivačních
prvků,
pestrost
a nápaditost výuky, její smysl a logická výstavba
jsou zde požadovány a odůvodněny více než
v jiných informaticky zaměřených oborech.
Předmět zaměřený na objektově orientované
programování v jazyce Java je zařazen
do studijního plánu navazující magisterského
studia. Pro většinu studentů představuje předmět
první setkání s jazykem Java. V předchozím
bakalářském studiu studenti absolvují předměty
zaměřené
na
algoritmizaci
a
základy
programování. Programovacími jazyky jsou
Object Pascal a různé implementace jazyka Logo
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
(Imagine, Scrach apod.), které studenti mohou
dále uplatnit při práci s dětmi ve školním
prostředí nebo zájmových koužcích.
2 Lego Mindstorms
Lego Mindstorms jsou robotické stavebnice
firmy Lego, které obsahují tzv. programovatelnou
kostku [9]. Roboti a další stavby seskládané
z těchto stavebnic jsou ovladatelné pomocí
příkazů zadávaných přímo prostřednictvím
kostky nebo pomocí programů vytvářených ve
speciálním programovém prostředí NXT-G
dodávaným společně se stavebnicí. Programové
ovládání robotů je jednoduché. V programovém
prostředí NXT-G se využívá programovací jazyk
sestávající z ikon (bloků), které se skládají za
sebe. Ikony mají volitelné parametry a ovlivňují
tak chování a vnímání robota.
Jak bylo naznačeno, centrální jednotkou
robota je programovatelná kostka. Pro pohyb
robota slouží motorky (tzv. servomotory), jež se
mohou zadanou rychlostí otáčet o určitý počet
stupňů vpřed nebo vzad a slouží obvykle jako
hnací síla robota pro pohon kol.
Pro vnímání vnějšího prostředí (překážek,
hluku, barvy apod.) může robot využít senzory,
které jsou jakýmisi smyslovými orgány robota.
Ultrazvukový senzor zjišťuje vzdálenost robota
od určité překážky. Indikace překážky před
robotem se provádí pomocí tlakového senzoru
reagujícího na zmáčknutí nebo tlak. Světelný
senzor indikuje barevnost aktuálně osvětlené
plochy. Zvukový senzor reaguje na výrazný
zvukový signál ve formě tlesknutí nebo hlasité
mluvy. Lze využít i další senzory podle zájmu
a úkolu, který chceme řešit.
Robotické stavebnice jsou velice oblíbené
zejména u žáků druhého stupně základní školy.
Svoji motivační úlohu neztrácí ani v pozdějším
věku a ukazuje se, že mohou být vhodným
prostředkem výuky i pro studenty vysokých škol.
To samozřejmě předpokládá zvýšení požadavků
na znalosti a dovednosti v práci s robotem a na
jeho ovládání. Starší žáci a studenti vítají řešení
složitějších úloh. K ovládání robotů sestavených
ze stavebnic Lego Mindstorms lze využít také
programovací jazyk Java ve vývojovém prostředí
Eclipse.
K tomu
je
potřeba
stáhnout
a nainstalovat LeJOS NXT software, který kromě
potřebného firmwaru pro robotickou kostku
obsahuje také potřené nástroje a knihovny pro
programování robota v jazyce Java ve vývojovém
prostředí NetBeans nebo Eclipse. Použití
klasického programovacího jazyka Java je
18
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
nejpokročilejší metodou programování stavebnic
Lego Mindstorms
a
umožňuje
využití
robotických stavebnic ve výuce algoritmizace
a programování i na vysokých školách [13].
O programovatelných
robotech
Lego
Mindstroms bylo mnoho napsáno, existuje
mnoho materiálů pro podporu výuky práce
s robotem a jeho programování. Za všechny
vzpomeňme projekt Robotické vzdělávání [6],
který podrobně mapuje práci s robotem
v prostředí NXT-G a RobotC. Každoročně se
pořádají soutěže v ovládání a programování
robotů [5] nebo lze najít příklady a náměty
na stavbu nejrůznějších konstrukcí a na jejich
programové řízení. Dostupné informace a portály
jsou však obvykle zaměřeny na jiná programová
prostředí než jazyk Java nebo jsou pro úvodní
seznámení se s programováním v tomto prostředí
poměrně složitá.
Přesto se jazyk Java pro programování robotů
Lego Mindstorms využívá, a to zejména na
technicky zaměřených vysokých školách.
V České republice se s touto variantou výuky
můžeme setkat například na Českém vysokém
učení technickém v Praze [5]. Robotické
stavebnice Lego Mindstorms jsou ve spojení
s jazykem Java využívány ve výuce i v zahraničí,
vzpomeňme například Bernskou univerzitu ve
Švýcarsku [1] nebo univerzity ve Velké Británii
[2] [4].
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
se tak přesouvá z pouhého předávání vědomostí
a z abstraktního uvažování na jednání a řešení
reálných problémů, kdy si studenti osvojují
znalosti a dovednosti aktivní tvorbou jako
jednotlivci nebo ve skupině [15].
Programovací jazyk Java nebyl navržen přímo
pro vzdělávání a jeho výuka není, již z důvodů
využívání objektů, jednoduchá [14]. Jeho velkou
výhodou proti klasickým jazykům používaným
pro výuku je motivace studentů a jejich počáteční
nadšení pro tento jazyk, které jednoznačně
vychází z obecné oblíbenosti Javy, její
nezávislosti na platformě a požadavků
pracovního trhu na informatické profese. Jazyk
Java je proto pro výuku i přes mnohá úskalí
využívaný a poměrně oblíbený.
Dále uvedeme postup výuky základů
programování
v jazyce
Java
s využitím
Lego Mindstorms. Nejprve rozebereme základní
algoritmické struktury (opakování a větvení)
a možné úkoly pro řešení ve vztahu
k jednotlivým prvkům robota Lego Mindstorms
(kostka, servomotory, senzory). Následně
navrhneme a popíšeme postup výuky.
3.1 Úkoly pro Lego Mindstorms
Základní činnosti, které může robot
Lego Mindstorms vykonat, jsou ujet dopředu
danou vzdálenost a otočit se o určitý počet stupňů
vlevo nebo vpravo. Robot tak může například
jezdit tam a zpět tak, že pojede dopředu a pak
se otočí do protisměru a tyto dvě činnosti bude
několikrát opakovat. Opakování činnosti pohybu
dopředu a točení o určitý úhel umožňuje robotovi
projet libovolný n-úhelník, například čtverec,
trojúhelník apod. Pokud je počet vrcholů
n-úhelníku dostatečně velký, robot projde dráhu
kruhu. Ve všech těchto případech robot danou
činnost zopakuje několikrát, přičemž je dán
pevný počet opakování.
Robot může jet dopředu nebo se otáčet také
bez udání vzdálenosti nebo počtu stupňů pro
otočení. V tom případě jede dopředu tak dlouho,
pokud například nenarazí na překážku, nezazní
zvukový signál nebo se nezmění barva podložky.
Pokud nastane některá z uvedených situací, robot
ukončí svůj pohyb. Zde není dán pevný počet
opakování činnosti robota, robot opakuje svoji
činnost tak dlouho, než dojde k splnění, resp.
nesplnění dané podmínky.
Situace, do nichž se robot dostává, lze řešit
také změnou v chování robota. V takových
případech robot situaci pouze vyhodnotí
a rozhoduje se pro další činnost. Větvení lze
3 Výuka programování v jazyce Java pomocí
Lego Mindstorms
Java je objektově orientovaný jazyk. Patří
k nejpopulárnějším a nejpoužívanějším jazykům
na světě. Jeho největší výhodou je snadná
přenositelnost a jednoduchost. Jeho výhodou pro
využití ve výuce je snadná dostupnost
a dodržování zásad a pravidel tzv. „slušného“
programování, jako jsou typová kontrola, členění
programu do podprogramů (metod), deklarace
proměnných apod.
Pro správnou tvorbu programů v jazyce Java
je nutné znát základní pravidla objektově
orientovaného programování. Když ovšem
pomineme objektovou strukturu vytvářených
programů, lze jazyk Java využít i k výuce
algoritmizace a základních programových
struktur, jako jsou opakování a větvení programů
apod. Pro zvýšení motivace k náročné výuce
základů programování a zlepšení provázaností
mezi znalostmi algoritmizace a programováním
lze vhodně využít právě robotů sestavených
ze stavebnic Lego Mindstorms. Orientace výuky
19
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
využít například, pokud se robot dostane do
blízkosti nějaké překážky a musí se před ní otočit
nebo pokud detekuje červenou nebo zelenou
barvu a musí se podle toho rozhodnout, zda má
zastavit nebo jet dále. Zajímavým příkladem
může být vytvoření parkovacího asistenta, tzn.
zaparkování robota na základě detekce překážky
vpředu, resp. vzadu.
Větvení činnosti robota může být složitější
(vícecestné), pokud robot reaguje na více úrovní
vzdálenosti, více barev nebo různou intenzitu
zvuku. Vícecestné větvení využijeme také při
detekci tlačítek na kostce (šipka doleva, doprava,
výběr a zrušení) a předefinování jejich funkcí.
Například šipky na kostce robota mohou sloužit
ke změně směru robota (jízdě dopředu nebo
dozadu) nebo k mírnému natočení robota vlevo
nebo vpravo.
Při snímání různých úrovní barev, zvuků,
vzdáleností apod. lze využít složitější datové
struktury, například pole kódů nebo názvů barev.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
s robotem předkládá tabulka 1. Výuka začíná
programovou strukturou pro opakování – cyklem
for. Je provázána se seznámením se se
servomotory, které zabezpečují pohyb robota
Lego Mindstorms (lekce 1). Pevný počet
opakování určený cyklem for je v dalších lekcích
nahrazen omezením počtu opakování pomocí
podmínky (cyklus while). Omezující podmínky
jsou z principu
robotů Lego Mindstorms
navázány na jednotlivé senzory. Opakovaný
pohyb robota je omezován nejprve pomocí
dotykového a zvukového senzoru (lekce 2 a 3).
Tabulka 1: Průběh výuky
Algoritmizace a
Lego Mindstorms
programování
Lekce 1: Cyklus for, servomotory
Opakování – pevný počet
Deklarace a vytvoření
opakování
objektu (robota)
Cyklus for
Servomotory – levý a pravý
Jízda vpřed, vzad, otočení
vlevo, vpravo, jízda po
oblouku
Lekce 2: Cyklus While, dotykový senzor
Opakování – ukončeno
Dotykový senzor
podmínkou na začátku
Cyklus While
Detekce zmáčknutí senzoru
Lekce 3: Cyklus Do-While, zvukový senzor
Opakování – ukončeno
Zvukový senzor
podmínkou na konci
Cyklus Do-While
Detekce zvukového signálu
Vytvoření zvukového
signálu
Lekce 4: Podmínka If, ultrazvukový senzor
Větvení
Ultrazvukový senzor
Podmíněný příkaz If
Detekce vzdálenosti
Reakce robota na danou
vzdálenost od překážky
Lekce 5: Příkaz Switch, tlačítka na kostce
Vícecestné větvení
Tlačítka na robotické kostce
Příkaz Switch
Detekce zmáčknutí tlačítka
Lekce 6: Pole, světelný senzor
Typ pole, deklarace,
Světelný senzor
inicializace
Detekce barev
zaznamenaných senzorem
3.2 Koncepce výuky základů programování
Výuka základů algoritmizace a programování
v jazyce Java s využitím Lego Mindstorms
předpokládá následující předchozí znalosti:
 základní znalosti a dovednosti v práci
v prostředí Eclipse – vytvoření projektu,
orientace v prostředí, vytvoření třídy,
spouštění programů apod.;
 znalost deklarace a inicializace proměnných;
 pochopení sekvenčního principu řazení
a vykonávání příkazů při programování;
 znalost základů objektově orientovaného
programování, tj. deklarace tříd, vytváření
objektů, atributy a metody tříd, konstruktor.
Uvedené znalosti nejsou nutnou podmínkou
zahájení výuky. S některými lze studenty
seznamovat průběžně (práce v prostředí Eclipce,
deklarace proměnných apod.), jiné lze
prezentovat jako fakta, jejichž význam bude
objasněn později (například deklarace a vytvoření
objektu, konstruktor apod.).
Nutnou podmínkou je instalace všech
potřebných programů, ovladačů a firmwaru
v robotické kostce a propojení robota s počítačem
přes USB kabel nebo pomocí Bluetooth.
Vlastní výuka je rozdělena do šesti tematicky
zaměřených okruhů. Každý z nich je zaměřen na
vybranou algoritmickou a programovou strukturu
(opakování, větvení) a také na vhodnou část
robota Lego Mindstorms (servomotor, senzor,
kostku apod.). Stručný návrh výuky v části
algoritmizace a programování a v části práce
Později se zaměřujeme na rozhodovací
činnosti robota a programovou strukturu větvení,
která je ve výuce primárně navázána
na ultrazvukový senzor (lekce 4). Praktické
příklady umožňují procvičení struktury větvení
rovněž
s pomocí
senzorů
probíraných
v předchozích etapách výuky. Pro strukturu
vícecestného větvení se nabízí detekce čtyř
tlačítek na robotické kostce (lekce 5).
Znalost deklarace a inicializace proměnných
základních datových typů je nutným požadavkem
pro výuku programování v Javě pomocí robotů
20
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Lego Mindstorms. Závěrečná lekce rozšiřuje tyto
znalosti o proměnné strukturovaného datového
typu pole, kterých je zde primárně využito
k detekci barev zaznamenaných světelným
senzorem (lekce 6).
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
lze definovat „zvědavého“ robota, který se při
detekci překážky k ní začne přibližovat stále
pomaleji, nebo robota „ignoranta“, který se ke
každé překážce v určité vzdálenosti otočí zády.
Podnětným úkolem je tvorba parkovacího
asistenta, tj. zvuková detekce blízké překážky
podle vzdálenosti.
Později lze řešit složitější úkoly, například
změna funkce tlačítek na robotické kostce a jejich
přeprogramování (lekce 5) nebo s využitím
světelného senzoru (lekce 6) detekce různých
barev na podložce, jízda po barevném vodícím
pruhu nebo naopak hledání cesty z labyrintu
barevně zvýrazněného na podložce.
Na závěr je dobré zařadit řešení rozsáhlejších
projektů využívajících všechny předchozí
znalosti. Pro tyto projekty je vhodně upravit také
okolní prostor – sestavit bludiště, překážkovou
dráhu nebo vhodné hřiště. V rámci projektu
se studenti snaží dostat robota z bludiště nebo
projít labyrintem. Robota lze naučit zaparkovat
na označené místo nebo vyjet z omezeného
prostoru.
V praktické výuce je výhodné, pokud
je stavebnic Lego Mindstorms k dispozici více
a studenti mohou být rozdělení do skupin,
v rámci nichž řeší problémy s robotem
samostatně. Skupiny mohou řešit různé úkoly
a vzájemně se pak obohacovat při prezentaci
svých výsledků nebo mohou soutěžit v hledání
nejoptimálnějšího řešení jednoho konkrétního
úkolu. Orientace na problémy a společné hledání
řešení povzbuzuje sociální procesy vedoucí
ke komunikaci a kooperaci [15]. Pokud není
možnost skupinové práce, lze ve třídě pracovat i
s jedním robotem a problémy řešit společně
s celou třídou.
3.3 Příklady k jednotlivým tématům
Ve výuce programování je důležité
vysvětlovat a aplikovat znalosti na reálných
a smysluplných příkladech, s nimiž se studenti
nejprve pouze seznamují a zkouší je a postupně
se pokouší o hledání vlastních řešení úkolů
s různou mírou obtížnosti. Předností robotických
stavebnic a jejich využití ve výuce programování
je to, že řešené příklady mohou zrcadlit reálné
situace, reálné opakované činnosti nebo reálné
rozhodovací procesy. Dále uvádíme příklady,
které lze ve výuce v rámci jednotlivých lekcí
řešit.
Cyklus for (lekce 1) lze procvičit na
příkladech jízdy robota po pravidelných útvarech,
jako jsou čtverec, trojúhelník, pentagram nebo
kruh. Při řešení těchto jednoduchých úkolů nutno
upozornit na nepřesnosti jízdy a otáčení robota
při pohybu po různých podkladech. Nepřesnosti
rostou s počtem opakování, procházka pro kruhu
se proto může snadno změnit v pohyb po spirále.
Dalšími vhodnými příklady je jízda střídavě
vpřed a vzad, případně s možností postupného
prodlužování cesty. Podobně lze s využitím
vnořených cyklů projít několik postupně
rostoucích trojúhelníků nebo čtverců. Pokud
máme více robotů, lze je postavit do vrcholů
n-úhelníků a nechat je procházet stejný n-úhelník
společně. Dobrodružstvím se může stát jízda pěti
robotů po pentagramu. Při nastavení vhodných
vzdáleností se roboti ve středu potkají a plynule
se minou (nesrazí se).
Podmíněné opakování (lekce 2 a 3) lze
procvičovat na úkolech využívajících různé
senzory. Robot může jet vpřed, dokud nenarazí
na překážku (dotykový senzor) nebo dokud
nezazní zvukový signál (zvukový senzor). Poté se
může otočit do jiného směru nebo zastavit. Tyto
činnosti může robot vykonávat i opakovaně,
v cyklu. Zajímavým úkolem je postupné
snižování rychlosti robota při setkávání
se s překážkou (pokaždé se musí od překážky
odrazit) až do jeho úplného zastavení. Jiným
příkladem pro využití podmíněných příkazů
může být změna směru robota při tlesknutí.
Podmíněné příkazy a ultrazvukový senzor
umožňují řešit úkoly na přesnější prostorové
vymezení pohybu robota (lekce 4). Programově
3.4 E-learningová podpora výuky
Pro podporu výuky programování v jazyce
Java byl vytvořen e-leanringový kurz v prostředí
Moodle [10]. Kurz je členěn do devíti kapitol.
V úvodu se studenti seznámí se stavebnicí
Lego Mindstorms, s jednotlivými díly a způsoby
skládání dílů. Pokusí se také o sestavení robota
buď podle návodu, nebo podle dle vlastní
fantazie. V této části kurzu nalezne zájemce také
informace o potřebných instalacích a úpravách
firmwaru v robotické kostce tak, aby bolo možné
robota řídit pomocí příkazů jazyka Java. Úvod
kurzu je věnován také stručnému popisu základů
objektově
orientovaného
programování
a deklaraci proměnných v jazyce Java. Tyto
21
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
znalosti, jak bylo naznačeno výše, jsou
předpokladem pro úspěšné absolvování kurzu.
Hlavní část kurzu je věnována základům
programovacího jazyka Java a také ovládání
robota pomocí programů v tomto jazyce. Průběh
výuky a rozdělení kapitol odpovídá tabulce 1.
V závěru kurzu se studenti seznámí s dalšími
možnostmi robotických stavebnic firmy Lego.
Tématem kapitoly je stavebnice Lego WeDo
a možnosti ovládání sestavených staveb pomocí
programového prostředí Scrach [9].
Kapitoly kurzu mají jednotnou strukturu.
V úvodu je motivační interaktivní prvek
prezentující učivo probírané v dané kapitole.
Následují cíle kapitoly, čas potřebný ke studiu
a klíčová slova. Výklad naleznou studenti ve
třech variantách:
 ve variantě elektronické on-line knihy
členěné do podkapitol;
 ve formě souboru PDF určeného pro tisk;
 ve formě animovaného tutoriálu, který učivo
stručně shrnuje a vhodně graficky
prezentuje.
Animované video tutoriály jsou hlavním
přínosem kurzu. Kromě stručného popisu
obsahují grafické prvky ilustrující základní
programové konstrukty jazyka Java. Pro tyto
účely byly pro jednotlivé programové struktury
navrženy jejích grafické reprezentace (viz
obrázek 1 – grafická reprezentace cyklu for).
Hlavička cyklu (rámeček nahoře) se v průběhu
animace mění a znázorňuje aktuální hodnotu
proměnné cyklu a zbývající počet opakování.
Tělo cyklu obsahuje jednotlivé příkazy ve formě
stručného
popisu
(přesné
příkazy
programovacího jazyka jsou uvedeny v textových
materiálech). Průběh výpočtu je v průběhu
animace znázorňován pomocí pohyblivého
ukazatele vlevo.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
(pohyb vpřed, otáčení, zvukový signál apod.)
znázorňována na videozáznamu.
Součástí e-learningového kurzu jsou také
korespondenční úkoly k jednotlivým kapitolám.
Tyto úkoly lze využít zejména jako námět pro
praktickou práci s robotem přímo v hodině.
Na závěr kurzu studenti absolvují závěrečný
test. Ten sestává z 20 otázek testujících teoretické
znalosti o senzorech robota a jejich využitelnosti
a také o základních programových strukturách,
jež jsou v rámci kurzu probírány.
Kurz je přístupný na internetové adrese
<http://kik.osu.cz/moodle/>
pod
názvem
Programování LEGO robotů.
3.5 Zkušenosti z praktické realizace výuky
Robota Lego Mindstroms využíváme
ve výuce již několik let, obvykle hlavně
v předmětech
zaměřených
na
didaktiku
informatiky. Jedná se pouze o úvodní seznámení
studentů s robotem zaměřené na předání
informací o možnostech jeho uplatnění ve výuce
na základních a středních školách. Používáme
robota standardně sestaveného, změnou sestavy
se zabýváme pouze okrajově. K ovládání robota
používáme příkazy zadávané přímo přes
robotickou kostku nebo přes jednoduché
programové prostředí NXT-G. Pracujeme
s jedním robotem, řešení drobných úkolů
hledáme společně. Pracujeme krok po kroku
podle metodiky vypracované pro žáky základních
škol [6]. Již tato práce studenty vždy zaujme
a podnítí k dalšímu přemýšlení a k hledání
uplatnění robotických stavebnic na školách, kde
působí, nebo v zájmových kroužcích.
Rostoucí zájem studentů dal podnět k tvorbě
e-learningového kurzu pro podporu výuky
programování v jazyce Java. Jazyk Java byl
vybrán zejména z důvodů poměrně vysoké
náročnosti předmětu zaměřeného na výuku
objektově orientovaného programování v Javě.
V rámci tohoto předmětu byl kurz také
implementován do výuky a prakticky ověřen.
Výuka základů programování v jazyce Java
s orientací
na
objektově
orientované
programování
je
určena
kombinovaným
studentům, kteří v semestru absolvují pouze tři
tutoriály. Robot byl využit ve výuce během
závěrečného tutoriálu určeného k opakování.
K dispozici byl pouze jeden robot, který byl
předem standardně sestaven podle návodu
a připraven k použití s firmwarem pro Javu.
Počítač, který komunikoval s robotem přes
Bluetooth, byl napojen na dataprojektor tak, aby
Obrázek 1: Průběhu výpočtu v cyklu for
Současně s animací průběhu výpočtu, která
probíhá v rámci grafického znázornění dané
programové struktury, je aktuální činnost robota
22
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
všichni studenti mohli sledovat programové
příkazy a práci robota.
Využití robota Lego Mindstorms během
tutoriálu si vyžádalo začít od úplného začátku,
od deklarací proměnných, definic tříd včetně
definice atributů a metod až k vytváření objektů.
V další fázi výuky byly procvičeny cykly
různých typů a jejich využití v reálném prostředí.
Postupné seznamování se s jednotlivými senzory
robota umožnilo zopakovat a procvičit
podmíněné příkazy a definice jednoduchých
i složitějších podmínek.
Implementace
robota
Lego Mindstorms
v kombinované výuce se ukázala jako velice
vhodná. Studenti ocenili, že výuka začala
opakováním, které však prezentovalo pro ně již
známé základní pojmy novým způsobem. Ocenili
také možnost zopakovat si a procvičit základní
programové struktury (opakování a větvení) na
příkladech blízkých reálným situacím, do nichž
se denně dostávají, například při cestě do práce
nebo do školy. V okamžiku byli schopni sami
vymýšlet a formulovat další úkoly a hledat jejich
řešení. Jeden ze studentů, učitel na střední škole,
se v průběhu krátké doby pokusil o zakoupení
robotických stavebnic a změny ve výuce
informatiky na své škole směrem k výuce
programování v Javě s využitím stavebnic
Lego Mindstorms.
V závětu tutoriálu se rozvinula debata
o důležitosti a rozšíření jazyka Java, a to zejména
s ohledem na pracovní trh. Studenti formulovali
dokonce potřebu rozšířené výuky jazyka Java,
nejlépe hned od začátku bakalářského studia.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
strukturou a celkovým konceptem výuky. Využití
stavebnic Lego Mindstorms je jednou z těchto
možností.
Jak již bylo uvedeno, mají roboti v jakémkoliv
vyučování schopnost zaujmout a motivovat
k práci a studiu. Výuka základů programování
s využitím robotů je proto pro studenty velice
vítanou formou, a to z několika důvodů:
 Lego Mindstorms byly navrženy speciálně
pro vzdělávání.
 Roboti jsou svoji stavbou blízcí člověku,
a proto s jejich pomocí lze řešit reálné
situace blízké každodenním situacím.
 Řešení lze snadno zkontrolovat podle
aktuálního chování robota.
 Části robota (kostka, servomotory, senzory)
jsou přímo „provázané“ s jednotlivými
algoritmickými strukturami (větvením,
opakováním apod.).
 S robotem vždy pracuje skupina studentů,
tj. výuka povzbuzuje sociální procesy.
Výuka programování v jazyce Java s využitím
Lego Mindstorms se ukazuje jako velice vhodná,
rozhodně představuje pro studenty příjemné
zpestření klasické vysokoškolské výuky, je pro
ně podnětná a motivující.
Výuka s využitím Lego Mindstorms má jistě
i svá úskalí. V praktické výuce jsme se setkali
zejména s těmito problémy:
 Výuka je finančně náročná. Stavebnice
Lego Mindstorms jsou poměrně drahé,
k ovládání robotů jsou potřeba počítače
s možností komunikace přes Bluetooth.
 Vybavení škol stavebnicemi neřeší možnost
domácí přípravy studentů. Studenti se pak
doma setkávají s jiným prostředím a úkoly
než ve škole.
 Skupinová práce povzbuzuje sociální
procesy, současně ale přináší i řadu
problémů – někteří studenti pouze přihlíží
nebo se o práci vůbec nezajímají, někdo se
cítí hendikepován apod.
Do budoucna počítáme s dalším využitím
Lego Mindstorms ve výuce, a to zejména
s využitím
e-learningového
kurzu,
který
podrobně popisuje základní struktury jazyka
Java. Prakticky zaměřená výuka se ukazuje
přínosná pro studenty, využití Lego Mindstorms
naznačeným způsobem v tutoriálu zaměřením na
opakování se prokázalo jako vhodné.
V budoucnu bude jistě nutné přehodnotit také
požadavek studentů na komplexní proměnu
struktury výuky algoritmizace a programování
celého studijního oboru a případnou změnu jeho
4 Závěr
Algoritmizace a programování patří mezi
nejnáročnější oblasti informatiky a jejich výuka
je proto velice obtížná. Velkým problémem
je zejména to, že výsledky a pokrok ve studiu
této oblasti se dostavují jen velice pomalu,
programování vyžaduje hodně času, zkoušení,
tvoření a zejména trpělivosti. To má za následek
pokles zájmů a motivace ke studiu tohoto odvětví
informatiky. Jeho význam je přesto velký.
Algoritmizace je jednou ze základních myšlenek
informatiky, která se prolíná všemi fázemi vývoje
softwaru a uplatní se při jakékoliv práci
s počítačem.
Motivací k výuce programování může být
výběr vhodného programovacího jazyka. V tomto
směru má jazyk Java výhodu; je nezávislý na
platformě a využíván a rozšířen do mnoha
oblastí. Zájem studentů lze zvýšit také vhodnou
23
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
zaměření na programování v jazyce Java již
od počátku bakalářského studia. Pro zachování
stávajícího stavu (viz úvod) mluví jednoznačně
všechny výhody programovacích jazyků (Pascal,
Python, Logo) navržených speciálně pro
vzdělávání – jejich promyšlená struktura,
promyšlený a ověřený způsob a metodika výuky,
schopnost podpořit tvorbou programů v těchto
jazycích
myšlení
(algoritmické
myšlení,
abstraktní uvažování a představivosti apod.).
Jazyk Java vzhledem k důvodům svého vzniku
a vzhledem k jeho primárnímu využití pro web
mnoho z těchto výhod postrádá. Pro jeho
zařazení
do
výuky
již
od
počátku
vysokoškolského vzdělávání mluví zejména jeho
rozšířenost a požadavky trhu práce.
Na závěr nutno podotknout, že v roce 2014
byla uvedena nová verze robotických stavebnic
označena EV3 (proti zde uváděné verzi NXT).
Do budoucna plánujeme inovaci studijních
materiálů a využití nové verze robotů
Lego Mindstorms ve výuce programování.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
[5] HLINOVSKÝ, M. RoboSoutěž. Praha,
ČVUT, 2013. c2010, [cit. 2014-01-21] URL:
<http://www.robosoutez.cz/>
[6] JAKEŠ, T. Robotické vzdělávání. Plzeň,
Západočeská
univerzita,
2012.
URL:
<https://lego.zcu.cz/web/>
[7] KRPEC, R., AMBROZKOVÁ, D.,
KOCICHOVÁ, D., NAGYOVÁ, I. Matematika,
informatika a robotika. Ostrava: Ostravská
univerzita, 2011. ISBN 978-80-7464-012-4.
[8]
Lego Mindstorms.
URL:
<http://www.lego.com/cs-cz/mindstorms/>
[9] LEGO Wedo and Scrach. URL:
<http://info.scratch.mit.edu/wedo>
[10] MAROSZ, Z. Programování LEGO robotů
– e-learningový kurz. Ostrava: Ostravská
univerzita,
2013.
URL:
<http://kik.osu.cz/moodle>
[11] NAGYOVÁ, I. Learning of Dynamic Data
Structures – Having Fun with Algorithms.
Constructionism 2010. Paris: The American
University of Paris, 2010. s. 74.
[12] PAPERT, S. Perevorot v soznanii : deti,
komp’jutery i plodotvornyje idei. Moskva:
Pedagogika, 1989. ISBN 5-7155-0004-4
[13] PELCOVÁ, K. Rozvoj algoritmického
myšlení pomocí Lego Mindstorms. Spomocník.
Praha: Metodický portál RVP, 2013. URL:
<http://spomocnik.rvp.cz/clanek/17073/ >
[14] SCHUBERT, S., SCHWILL, A. Didaktik
der Informatik. Heidelberg: Spektrum, 2004.
[15] VYGOTSKY L. S. Mind in society: the
development of higher psychological processes.
Cambridge: Harvard University Press, 1978.
6 Literatura
[1] ARNOLD, J. LEGO Robotics with Java.
Bern: Bern university, 2014. URL:
<http://www.legorobotik.ch/legoEnglish/>
[2] BARNES, D. J. Teaching Introductory Java
through
LEGO MINDSTORMS
Models.
SIGCSE’02. Covington, 2002.
[3] FUTSCHEK, G. Logo-like Learning of Basic
Concepts of Algorithms - Having Fun with
Algorithms.
EuroLogo
2007.
Bratislava:
Univerzita Komenského, 2007. s. 51.
[4] GANDY, E. A. a kol. The use of
Lego Mindstorms NXT Robots in the Teaching
of
Introductory
Java
Programming
to
Undergraduate Students. Innovation in Teaching
and Learning in Information and Computer
Sciences. 9(1) 2010. eISSN: 1473-7507. URL:
<http://journals.heacademy.ac.uk/doi/abs/10.111
20/ital.2010.09010002>
RNDr. Ingrid Nagyová, PhD.
Katedra informačních a komunikačních
technologií
Pedagogická fakulta OU
Mlýnská 5
701 03, Ostrava, ČR
Tel: +420 597 092 630
E-mail: [email protected]
24
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
TRAINING OF COMPUTER CONTROL BY USING GAME EEG HEADSET
IN PATIENTS WITH PARALYSIS OF LIMBS
Jan JÁRA
Abstract: The article describes the experience of using gaming headset Epoc EEG Headset for
practicing control of the computer through mind with patients with limited or no ability to control
limbs. This was done in partnership with patients Rehabilitation institute in Kladruby. Describes
a method patients' motivation, work progress and results achieved. In the first case study describes
a young man who was capable of minimal movement of the head. With G-sensor with high gain could
move almost across the screen with the mouse cursor, and using a limited ability to control the facial
expression muscles to control mouse buttons. In the second case study describes a patient pre
retirement age with limited ability to speak and unilateral paralysis of the limbs. With the motivation
and deploy the proposed procedure discovered in himself the ability paralyzed leg after all to control.
Key words: EEG, Epoc headset, mobility aids, rehabilitation, training, casuistry, motivation, mental mapping
control of limbs
NÁCVIK OVLÁDÁNÍ POČÍTAČE POMOCÍ HERNÍ EEG ČELENKY U PACIENTŮ S
OCHRNUTÍM KONČETIN
Resumé: Článek popisuje zkušenosti s využitím herní EEG čelenky Epoc Headset při nácviku
ovládání počítače myslí u pacientů s omezenou či nulovou schopností ovládání končetin. To probíhalo
ve spolupráci s pacienty Rehabilitačního ústavu v Kladrubech. Popisuje způsob motivace pacientů,
postup práce a dosažené výsledky. V první kazuistice popisuje mladíka, který byl schopný pouze
minimálního pohybu hlavou. Pomocí G-senzoru s vysokým zesílením dokázal pohybovat téměř
po celé obrazovce s kurzorem myši, a s využitím omezené schopnosti ovládání mimických svalů
ovládat tlačítka myši. V druhé kazuistice popisuje pacienta předdůchodového věku s omezenou
schopností mluvení a jednostranným ochrnutím končetin. Díky motivaci a nasazení navrženého
postupu objevil v sobě schopnost ochrnutou nohu přece jenom ovládat.
Klíčová slova: EEG, Epoc headset, kompenzační pomůcka, rehabilitace, nácvik, kazuistika, motivace,
mentální mapování ovládání údů
Dodaný SW ve spolupráci s HW dokáže
ovládat počítač několika způsoby:
1 Úvod
Epoc Headset je zařízení na ovládání her
pomocí EEG signálu. To nemusí sloužit pouze
k zábavě zdravých lidí, ale i může pomoci lidem
s různým druhem postižení. Dostupnost tohoto
zařízení oproti profesionálním EEG čepicím
s příslušným HW je několika řádově vyšší,
a příprava na vlastní seanci také. Proto se
ve světě snaží toto zařízení využít pro práci
pacienty s poškozenými nervovými drahami. [1].
Využití těchto možností bylo testováno
v Rehabilitačním ústavu v Kladrubech v roce
2011 u 11 vytipovaných pacientů.
Nácvik
probíhal u osob s částečným či úplným ochrnutím
horních i dolních končetin. Cílem testování bylo
ověřit možnosti použití tohoto zařízení jako
dostupnou kompenzační, či dokonce rehabilitační
pomůcku.
1.1 Gyroskop
Gyroskop pochopitelně nemá se snímáním
EEG nic společného. Převádí pohyb hlavy
na kurzor myši. Obdobnou funkci by zvládl
i chytrý mobilní telefon připevněný na čepici
posazené na hlavě. Vhodným zesílením se dá
dosáhnout pohyb po obrazovce i nepatrným
pohybem hlavy ±0,5 cm. Při tomto zesílení
se však ukázalo, že je velmi obtížné zacílit
kurzorem požadovaný objekt díky nepřesnosti
způsobené velkým zesílením. Gyroskop na podnět – pohyb hlavy reaguje okamžitě. Tento
způsob ovládání byl vždy použit pro pohyb
kurzoru na obrazovce.
25
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
podněty nahoru, dolu, doleva doprava, atp. žádné
posuvníky určující míru. Pro každý podnět je
potřeba vytvořit několik šestisekundových
záznamů. Ty jsou jako trénovací vzorky
zpracovány a uloženy, pro pozdější porovnání
v ostrém provozu. Nejprve je potřeba udělat
alespoň jeden vzorek, kdy člověk nemyslí vůbec
na nic. Už to samotné je pro někoho obtížná
disciplína… Trénovací aplikace levitující kostka
nabízí současné uplatnění 4 podnětů z 13.
Nejjednodušší je naučit se ovládat současně
jeden. Dva je obtížné, ale dá se zvládnout
natrénovat do čtvrt hodiny s úspěšností podle [1]
46,83 %. Nejlepší účastník měl scóre 75 %
a nejhorší 25 %. Zvládnout natrénovat tři povely
najednou vyžaduje značné úsilí a neustálé
přetrénování aplikace Cognitiv Suite. Na nacvičování čtyř povelů současně neměl zatím nikdo
trpělivost. Pokud se na nacvičování podíváme
pohledem výuky hry na hudební nástroj, pak
je jasné, že za jeden den či za čtvrt hodiny se na
housle také nikdo hrát nenaučí. Z pohledu regulační techniky toto ovládání pomocí myšlenek má
velké dopravní zpoždění Td. Od záměru provést
nějaký povel k jeho provedení na obrazovce
uplyne doba přibližně od 500 ms do 10 s,
a to s opakovaným vysíláním podnětu do doby
než se akce povede. Ruku na srdce: Hru
„neprováděli houslisti“, ale lidé, kteří párkrát
drželi housle v ruce. Předpokládám, že
pravidelným cvičením s EEG čelenkou s úsilím
1.2 Ovládání mimických svalů
V základu lze detekovat následující pohyby
mimických svalů:
- pohled vlevo/vpravo
- mrknutí
- mrknutí vlevo
- mrknutí vpravo
- zvednutí obočí
- vycenění zubů
- úsměv
Na tento pohyb je možné namapovat nějakou
událost. V našem případě se jako jednoznačný
a nesamovolný podnět ukázal stisk zubů.
Na druhém místě pak úsměv či povytažení obočí.
Mrknutí, mrknutí každým okem zvlášť
se ukázalo jako obtížně proveditelné. Pohled
vlevo či vpravo nemusí být vždy záměrný. Od
záměru provést nějaký mimický povel k odezvě
na počítači je sice minimální zpoždění, ale nijak
neruší ovládání. Problém se ukazuje spíš
s nutností individuální kalibrace, která může trvat
od minut až po desítky, a pacient na ní nemusí
mít vždy trpělivost. Navíc tato operace vyžaduje,
při neschopnosti pohybu rukou, asistenci druhé
osoby. Obě osoby musí nastavování rozumět,
a hledat vhodný kompromis. Což tedy klade
zvýšené nároky na asistenční osobu. Mimickému
podnětu je možné přiřadit klávesu, či tlačítko
myši. V podrobnějším nastavení se nastavuje
i práh citlivosti a časování. Tím se však
z původně spojité veličiny v rozsahu 0 – 1 stává
pomocí prahování vlastně neproporcionální regulace. Pokud by se tedy použil jiný interface, šlo
by tedy mírou úsměvu či zvednutí obočí
posunovat myš po obrazovce. Tato varianta zatím
nebyla testována. Při ovládání někdy počítač
“pálí” samovolně, někdy naopak nereaguje
na skutečný podnět. Vyhodnocování ochromí
silné mimické gesto, které saturuje ostatní funkce
– například svraštění čela.
1.2 Ovládání myšlenkou
Ovládání počítače přímo myšlenkami
je nejobtížnější disciplína. Nácvik s dodaným SW
probíhá pomocí levitující kostky. Uživatel si má
představit, že levitující kostka se pohybuje
nahoru, dolu, doleva, doprava, dozadu, dopředu,
otáčí se, mizí, atp. Na tyto podněty lze pak
obdobně jako na podněty z mimických svalů
navázat stisk kláves, či v přiložených aplikacích,
například listování albem fotek.
Kalibrace na rozdíl od podnětů z mimických
svalů je daleko obtížnější. Neexistují pro dané
jako se cvičí na housle, by se výsledky dostavily.
Obr 1: GUI pro trénování ovládání myšlenkami.
Zdálo by se, že pro účely ovládání počítače či
rehabilitace, je tato možnost k ničemu, ale přesto
se našlo pro i pro tento způsob využití.
Člověk obvykle snahu na ovládání údu, který
nevykazuje žádnou reakci, vzdá. Část populace
umí stříhat ušima či roztahovat chřípí. Pokud
to čtenář neumí, nechť si to zkusí natrénovat.
Zřejmě se dostane do podobného pocitu jako
ti, co se snaží pohybovat ochrnutou končetinou.
26
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Autorem objevená metoda by se dala nazvat
Mentálním mapováním ovládání údů a využívá
princip augmentované reality. Počáteční mentální
úsilí pohnout například ochrnutou nohou, se
namapuje jako pohyb levitující kostkou. Po jisté
době, kdy už pacient by podléhal skepsi, že mu to
s tou nohou nejde, levitující kostka přesto odskakuje. Toho nelze docílit jinak, než původní
snahou o pohyb končetiny. Pacient tedy vidí
reakci, když ne na noze, tak alespoň na počítači.
To samozřejmě podpoří jeho další úsilí.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
byl rád, že si mohl bez cizí dopomoci pracovat
na internetu. Práce se zařízením ho unavovala
pro obtížnost dlouhodobě sedět v polosedu. Jeho
elán a chuť pracovat se zařízením vytvářela dobré
výsledky i v ostatních typech ovládání tohoto
zařízení. Přesto, jakmile se mu začala po několika
měsících probouzet k pohybu ruka, napjal
veškeré úsilí k ovládání počítače rukou.
Lze se domnívat, že mimovolným procvičováním při ovládání počítače, se mu podařilo
zrehabilitovat více pohyb hlavou, a ovládání
mimických svalů. Nelze pochopitelně pominout
zásluhu odborné péče rehabilitačního ústavu.
A také možná dalšího provedeného experimentu.
Jelikož pacient byl dříve trumpetista a autor
tohoto článku je také, byl proveden následující
experiment. Byla mu nabídnuta asistovaná hra
na trubku. Na to se však rodiče dívali skepticky,
protože po tracheostomii nedokázal vyvinout tlak
a sešpulit rty. Díky autorově zkušenosti se žesťovými nástroji přinesl na příští schůzku nejen
trubku, ale i baskřídlovku a heligón ať se vyzkouší, co by pacient zvládl. Trubka (má malý
nátrubek - cca 2,5 cm, je potřeba vysoký tlak - asi
jako na nafouknutí balónku) - pacient nedokázal
vyloudit žádný tón. Baskřídlovka (nátrubek
o průměru cca 4 cm, tlak střední - asi jako když
chcete odfouknout piškot ze stolu) - podařilo se
několik tónů. Heligón - pochodová verze tuby
(nátrubek o průměru cca 6 cm, nízký tlak, ale
náročné na množství vzduchu - asi jako když
chcete odfouknout míček) - tón se nepodařil.
Jednak pro potřebné velké množství vzduchu,
a jednak protože rty v nátrubku nebyly schopny
vytvořit charakteristické bzučení. Baskřídlovka
měla úspěch.
1.4 Monitoring duševního stavu
Počítač snímá nezávisle tři duševní stavy:
vzrušení/zklidnění, zaujmutí/nezájem a meditace.
Jejich hodnoty kalibruje a zobrazuje ve dvou
grafech v krátkém a delším časovém průběhu.
V dodávané hře ovlivňuje snímání duševního
stavu barevnost pozadí.
2 Kvadruplegický pacient
Student přijatý na pedagogickou fakultu dostal
ve svých 21 letech klíšťovou encefalitidu.
Ta byla tak silná, že byl uveden do umělého
spánku. Z něho se po 3 měsících nemohl
probudit. Po probuzení byl kompletně ochrnutý
a v rehabilitačním ústavu se učil polykat, mluvit
a hýbat mimickými svaly. V podstatě se jeho stav
blížil tzv. syndromu uzamčení. O práci
s takovýmito pacienty s využitím EEG pojednává
[7].
Zdravotnickým
personálem
byl
posazen
do polosedu, byla mu nastavena čelenka
a přistaven notebook do jeho zorného pole.
Pomocí zařízení Epoc headset se pokoušel
pohybovat kurzorem myši. To šlo obtížně,
protože hlavou dokázal pohnout cca. ±0.5 cm
Přesto při maximálním zesílení dokázal přejet 3/4
prostoru obrazovky. Při takto velkém zesílení
je pochopitelně obtížné se do něčeho trefit, ale
postupně se to naučil. Tím jak se zařízením
dlouhodoběji pracoval, byl schopen více
pohybovat hlavou. Mohlo být proto sníženo
zesílení, a tím se lépe dařilo zacilovat. Přestože
měl částečně ochrnuté i mimické svalstvo
(prováděl rehabilitaci) ovládat počítač pomocí
mimického svalstva se mu dařilo. Dokonce lépe
než některým zdravým lidem, a to i přes to,
že jeho pohyb mimických svalů byl v některých
případech sotva znatelný. Stiskem zubů ovládal
levé tlačítko myši a úsměvem pravé. Psaní
na virtuální klávesnici bylo pro něj velice
obtížné, jedno slovo o 5 písmenech napsal
s opravením překlepů cca za minutu a půl. Přesto
Byla vidět radost v očích pacienta, že dokázal
vyloudit zvuk. On, který dokázal vytvořit svým
hlasem jen tiché zvuky. Vytvořil zvuky, které
byly slyšet přes zavřené dveře až na chodbu.
Z počátku zvládnul jen pár tónů a unavil se. Bylo
to náročné jak na plíce, tak na rty a na svaly
na krku. Rodiče, sourozenci i přítelkyně však
pravidelně baskřídlovku přikládali, a dokonce se
naučili ovládat i klapky a míru přítlaku na rty.
Díky hře na baskřídlovku, posiloval tedy plíce,
rty, krk ale i sebevědomí, že něco dokáže.
Baskřídlovka sice s didaktikou ICT nesouvisí, ale
dokresluje pokus o vícestrannou péči o pacienta
a tím bohužel nejednoznačné závěry, která metoda jakou měrou pomohla k rehabilitaci mimických svalů pacienta.
27
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
B: „Ano, ano.“ Než bude vše po technické
stránce připraveno - cca 2-3 minuty. Udržovat
s pacientem oční kontakt, něco mu vyprávět, říct
nějaký vtip, kterému se určitě zasměje. (je těžké
odhadnout)
A: Významně se rozhlídnout po místnost:
„Tak houbu tady nemáme tak použijeme tu flašku.
Já jí podržím takhle dvěma prsty za víčko, a dám
Vám jí před zdravou nohu a Vy mi jí vykopnete.“
B: pacient se zdráhá.
A: „No jen se nežinýrujte, aspoň uvidíte
doktora z univerzity, jak po pacientech uklízí
povalující se flašky!“ – to ho rozesmálo.
B: několikrát si s gustem kopnul, a bylo vidět,
jak ho to baví
A: „Tak a teď to zkusíme s tou druhou
nohou.“ Asistent mezitím spustí nahrávání
myšlenkových pochodů pro povel vzdálení se
kostky. Někdy kopne pacient i tou zdravou.
Takové nahrávky ruší. Využíváme pacientovo
nadšení a zaujetí z předchozí hry.
B: Pacient zkouší kopat, ale nejde to. Nadšení
postupně upadá.
B: „Nejde to.“ – již poněkud zkroušeně
A: „To nevadí, ale podívejte – kostka
odskakuje. A to, jak víte z dřívějška, neuděláte
jinak, než že se budete snažit na to myslet.”
Teprve teď si pacient všímá, že se děje i něco
na počítači. Ponechán si zápal a nadšení, viditelné emoce, aby pacientovi bylo žinantní zklamat
nadšeného doktora z univerzity, který kvůli němu
sbíral po zemi lahve.
B: „Kostka odskakuje, noha nic.“ – neartikulovaně naznačí pacient asi po 5 minutách experimentu
A: „Děláte to dobře, zkusíme počítač dát tak,
abyste viděl jak na kostku, tak na nohu a na tu
flašku co před ní držím.“ Úsměv na tváři, nadšení
si stále ponechat.
B: Po několika snaženích se noha pohnula,
sjela ze stupačky na vozíku. Flašku duchapřítomně nenápadně pouštím.
A: „Skvělé, vykopnul jste mi flašku tou
ochrnutou nohou.“ Emoce, emoce, emoce,
radost, oční kontakt.
B: „To jsem netušil, že dokážu.“ Neartikulovaně a s radostí.
A: „Tak a teď to musíme rychle ještě
několikrát zopakovat, abychom si to procvičili –
když už to teď umíte.“
B: „Ano, ano.“ nadšeně.
3 Hemiplegický pacient
Přibližně šedesátiletý starosta obce se v Rehabilitačním ústavu v Kladrubech zotavoval z mozkové příhody. Ochrnutý byl na pravou polovinu
těla, včetně obličeje a neartikulovaně mluvil.
Vážně pronesenému vtipu s běžnou větnou
melodií a výrazem v obličeji se ale smál. Tímto
jednoduchým testem si autor tohoto článku
ověřil, že pacient má dostatečné rozumové
schopnosti k pochopení toho, co se po něm bude
chtít. Přestože, měl zkušenosti s ovládáním
počítače spíš malé, a počítač by mohl ovládat
levou rukou, byl zahrnut do testování. (Mladí pacienti se zkušenostmi s počítačem, s možností
ovládat počítač pravou rukou to vzdali po prvním
sezení.) Pacient byl však trpělivý a se zájmem
spolupracoval. Jednotlivé testované disciplíny
zvládal obtížněji, postup mu musel být několikrát
vysvětlován. Nakonec se naučil myslí obstojně
ovládat i levitující kostku.
Motivace a vhodné navození atmosféry je
velice důležité. V následujícím odstavci se autor
článku pokusí rekonstruovat a okomentovat
rozhovor jak přibližně proběhl mezi ním
a pacientem. Rozhovor byl veden v klidu, rozvláčně, byl přítomen asistent (bakalant) zajišťující
technickou připravenost a zápis. Pacient seděl
na vozíku.
A: „Dobrý den pane Kozelko!“
B: Neartikulovaný pozdrav.
A: „Dneska je venku nádherně, houbařská
sezóna vrcholí.“ Přesun k oknu s pacientem,
kochání se výhledem.
A: „Taky houbaříte?“
B: „Ne.“
A: „Jsou lidi, který když jdou do po lese, si
s gustem kopnou do prašivek“. Při těch slovech
v zorném poli pacienta si s radostí si kopnout.
A: „... takhle krásně si do ní kopnout.“
Postavit si PET láhev s vodou a při slovech
kopnout do ní mírně kopnout až se odkutálí.
A: „Chcete to zkusit, - s tou vaší nohou?“ jakoby mimoděk proneseno.
B: „Ale já s ní přece nepohnu.“ - těžce
pronesená neartikulovaná odpověď
A: „To nevadí, ale můžeme to zkusit s pomocí
tý čelenky?“
B: „Ano, ano.“ Nadšená odpověď.
A: „Uděláme takový pokus: Pan Šram Vám
nasadí na hlavu čelenku a připraví počítač.
A Vy až budete chtít kopnout do prašivky, nastavíme to tak, aby v počítači odletěla kostka.“
Po té, co to uměl pacient na požádání s počítačem, bylo přistoupeno na nácvik výkopu bez
28
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
počítače. I to se dařilo. Pacient byl nadšený, autor
článku s asistentem pochopitelně také. Promyšlená herecká motivační etuda se vyplatila.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
zapojit do zábavy a ukázat se před ostatními.
Dokážou při tom věci, které běžně nedokáží.
Jejich pohyby za jejich běžnou hranici, při zábavě nejsou omezovány psychickým blokem typu.
“Teď jsem na rehabilitaci, a jestli se to nepodaří,
co si počnu”.
Při testování zařízení Epoc headset byla
zvolena strategie, kdy pacient má spíš pocit,
že prováděné testování je spíš zábava,
experiment, než nějaký postup, který by mu měl
pomoci. Osvědčilo se proto vymýšlet k nácviku
a k motivaci různé legendy a hrát různé herecké
etudy a do řeči vpašovávat průpovídky. Sběr
a vymýšlení nových kousků rozšiřuje repertoár,
ze kterého se pak dá vybírat u nového pacienta
popřípadě u nových postupů.
Příklad osvědčených motivů, které byly
rozehrány:
- Pacient: „Co to děláte?“ Asistent: „Vlhčím
elektrody. Musím dávat pozor, abych si to
nekápnul na šaty. To by mi do nich propálilo
hned díru.“ ... Následuje zděšení a následně
uvolnění.
- „Někdo se cpe, až se mu dělají boule za ušima. A právě na ty boule je třeba umístit tuto
referenční elektrodu.“ ...Pacient už si navždy
pamatuje, kam elektrodu umístit.
- „Houbařská sezóna vrcholí. Jsou lidé,
co chodí po lese a s gustem si kopnou do
prašivky. Pojďme si to zkusit kopnout s tou
ochrnutou nohou.“ ...Neodolatelná touha
po boření.
Po čase jsem ho potkal na chodbě a promluvil
s ním pár vět. Až v autě jsem si uvědomil,
že mluvil už normálně. O biofeedbacku se hovoří
jako o metodě, která pomáhá rehabilitovat
poškozený mozek [2]. Snad i náš experiment
s EEG čelenkou a biofeedbackem pomohl zmiňovanému pacientovi.
4 Diskuze a závěry
Naskýtá se otázka, jestli tento článek souvisí
s didaktikou informatiky, či jestli provedený
výzkum je pedagogický výzkum zaměřený
na vzdělávací oblasti ICT. Domnívám se, že ano.
Práce nezkoumá EEG signály, ani rehabilitační postupy. Práce hledá postupy jak naučit
postižené pacienty využívat ICT. Ukazuje se,
že vlastnictví příslušného ICT nedeterminuje
úspěch, ale je potřeba hledat metody jak pacienty
aktivizovat. Dále je potřeba hledat vhodné filtry,
u
koho
zařízení
nasadit.
Zjišťováním
spolehlivosti čelenky emotiv Epoc podle
vybraných scénářů se zabývá [1].
Pro pilotní projekt testování byli vybíráni
pacienti s paraplegií, hemiparézou, triplegií
a kvadruplegií způsobené buď poškozením páteře
či mozku. Důležité bylo, aby měli předchozí
zkušenosti s ovládáním počítače, dále pak
dostatečné rozumové schopnosti k pochopení
ovládání a využití počítače.
Závěrem je potřeba říci, že myš je myš. Pokud
má pacient alespoň zbytkové schopnosti ovládat
myš, jeho úsilí se napíná sem, byť by ji, či
trackball ovládal krkolomněji. Vynalézavost pacientů lze podpořit i výjevem, kdy pacient se
ztrátou hybností prstů, měl mezi prsty propletenou vidličku a na konci vidličky - cigaretu.
Pro pacienty tohoto typu se ukázal experiment
ovládat počítač drobným pohybem hlavy a myšlenkou jako zajímavé zpestření pobytu v ústavu.
V dalších lekcích pak neměli zájem pokračovat.
Získání pacientovi důvěry a motivace je velmi
důležité pro dotažení experimentu do konce.
Pacienti v Rehabilitačním ústavu v Kladrubech
mají pracovní týden vyplněn procedurami téměř
ve stejném časovém vytížení jako zdraví pracující. Přímý přístup k nácviku nemusí být vždy
nejlepší. Při slovech nácvik, rehabilitace, může
vzniknout u pacienta psychický blok. Jak uvádí
pan ředitel Ing. Josef Hendrych, MBA, pořádají
v Rehabilitačním ústavu taneční večírek. Byť
jsou klienti s různými stupni postižení, snaží se
Testování v Rehabilitačním ústavu v Kladrubech ukázalo, že EPOC headset, tedy herní EEG
čelenka může pomoci pacientům jako kompenzační, nebo rehabilitační pomůcka. V dalším
výzkumu by bylo dobré hledat a rozvíjet
didaktické metody, jak naučit pacienty s čelenkou
pracovat a rehabilitovat. Dále pak vyvinout
věrohodnější augmentovanou realitu, kdy průhledem skrz displej počítače a potažmo kameru,
pacient s končetinou pohybuje, i když v reálu se
to zatím nedaří. Příjemné na provedených
výzkumech je to, že pomohly nejen výzkumníkovi, ale hlavně testovanému.
5 Literatura
[1] LANG, Matt. Investigating the Emotiv EPOC
for cognitive control in limited training time. In:
Investigating the Emotiv EPOC for cognitive
control in limited training time [online].
UNIVERSITY OF CANTERBURY, 2012 [cit.
2013-11-19]. URL: <http://www.cosc.canterbury
29
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
.ac.nz/research/reports/HonsReps/2012/hons_120
1.pdf>.
[2] NORDQVIST, Joseph. What is Biofeedback
Therapy?. MNT [online]. 10.9.2013 [cit. 201311-19]. URL: <http://www.medicalnewstoday.
com/articles/265802.php>.
[3] The Emotiv EPOC: Meeting the Future Head
On. Smart Device Central [online]. [cit. 2013-1119]. Dostupné z: http://www.smartdevicecentral
.com/slideshow/The+Emotiv+EPOC+Meeting+th
e+Future+Head+On/248749_248750.aspx
[4] Modernizace infrastruktury RÚ Kladruby zvýšení kvality a efektivity léčebné rehabilitační
péče. <i>Rehabilitační ústav Kladruby</i>
[online]. 2010 [cit. 2014-01-30]. Dostupné z:
http://www.rehabilitace.cz/czech/index.php?page
=modernizace-infrastruktury
[5] SAM B. FOK, RAPHAEL SCHWARTZ,
CHARLES D. HOLMES. ESE 498 - An EEGbased
Brain
Computer
Interface
for
Rehabilitation and Restoration of Hand Control
following Stroke Using Ipsilateral Cortical
Physiology. In:
[online]. [cit. 2014-02-09].
Dostupné z: http://ese.wustl.edu/ContentFiles/
Research/UndergraduateResearch/CompletedProj
ects/WebPages/sp11/SamRaphaelChuck/Senior%
20Design%20Paper.pdf
[6] Emotiv Wiki [online]. 2014. vyd.
[cit.
2014-10-01].
Dostupné
z:
https://sites.google.com/a/emotiv.com/wiki/home
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
[7] HONIGSBAUM, Mark. Could this $300
headset transform the lives of 'locked-in'
patients?. Could this $300 headset transform the
lives of 'locked-in' patients? [online]. 2014 [cit.
2014-10-01]. Dostupné z: http://www.thegu
ardian.com/technology/2014/jul/11/kickstarterheadset-locked-in-syndrome-communication
[8] The Hong Kong Polytechnic University.
(2013, May 15). Novel brain training device to
reconnect brain and paralyzed limb after
stroke. ScienceDaily. 2014 [cit. 2014-10-01].
Dostupné
z:
www.sciencedaily.
com/releases/2013/05/130515124841.htm
[9] Radiological Society of North America.
(2013, December 2). Novel rehabilitation device
improves motor skills after stroke. ScienceDaily.
2014
[cit.
2014-10-01].
Dostupné
z:
www.sciencedaily.com/releases/2013/12/131202
082646.htm
Ing. Jan Jára, Ph.D.
Katedra informatiky
Jihočeská univerzita, Pedagogická fakulta,
Jeronýmova 10, 370 15 České Budějovice
Tel: 724 258 702
email: [email protected]
WWW pracoviště: wvc.pf.jcu.cz
30
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
CAN WE USE ORIGAMI FOLDING AS AN EFFECTIVE INSTRUMENT FOR
DEVELOPING ALGORITHMIC THINKING OF BLIND PUPILS?
Ľudmila Jašková
Abstract: Paper deals about our experience with developing algorithmic thinking of blind secondary
school pupils through the folding orgiami. We define informatics concepts which are possible to build
this way. We put emphasis on finding appropriate instructions understandable for the blind, to be used
for mediation procedure for folding origami. We suggest the suitable orgiami for the blind. Suitability
is judged by whether it is possible only on the basis of tactile perception to understand their shape and
purpose and whether they can be put together without visual control. At the end we give
methodological recommendations for teachers who plan to use the method of folding origami in their
informatics lessons with blind and also sighted pupils.
Key words: algorithmic thinking, blind, origami.
MOŽNO POUŽIŤ METÓDU SKLADANIA ORIGAMI AKO EFEKTÍVNY NÁSTROJ NA
ROZVOJ ALGORITMICKÉHO MYSLENIA NEVIDIACICH ŽIAKOV?
Resumé: V článku popisujeme naše skúsenosti s rozvojom algoritmického myslenia nevidiacich
žiakov druhého stupňa ZŠ metódou skladania origami. Najprv uvádzame informatické koncepty, ktoré
sa dajú metódou skladania origami u detí budovať. Dôraz kladieme na hľadanie vhodných inštrukcií
zrozumiteľných pre nevidiacich, ktoré je potrebné použiť na sprostredkovanie postupu pri skladaní
origami. Zamýšľame sa nad tým, ktoré orgiami sú vhodné pre nevidiacich. Vhodnosť posudzujeme
podľa toho, či je možné len na základe hmatového vnímania pochopiť ich tvar a účel a či je možné ich
poskladať bez zrakovej kontroly. V závere uvádzame metodické odporúčania pre učiteľov, ktorí
plánujú metódu skladania orgiami použiť na hodine informatiky s nevidiacimi, ale aj vidiacimi žiakmi.
Kľúčové slová: algoritmické myslenie, nevidiaci, origami.
1 Úvod
Od septembra 2011 vyučujeme informatiku na
základnej škole pre deti s poruchami zraku.
Súčasťou informatiky je aj rozvoj algoritmického
myslenia a programátorských zručností [20]. Už
v ŠVP pre prvý stupeň základnej školy [19] ako
súčasť
obsahového
štandardu
predmetu
informatická výchova nájdeme “skladanie
podľa
návodov
(stavebnice,
hlavolamy,
origami)”. Metódu skladania origami by mal teda
učiteľ informatiky vedieť vhodne využiť na
svojom predmete. Ide o činnosť, ktorú je možné
vykonávať bez počítačov a dokážu ju vykonávať
žiaci ľubovoľného veku a schopností.
V škole pre deti s poruchami zraku
je rôznorodé zoskupenie žiakov – nevidiaci žiaci,
slabozrakí žiaci, vidiace deti s poruchami učenia,
prípadne s inými dysfunkciami, kvôli ktorým sa
vzdelávajú v menších kolektívoch s možnosťou
individuálneho prístupu.
Pokiaľ je to možné, všetky tri typy žiakov
používajú na informatike rovnaký softvér, ale
pracujú s ním rôznym spôsobom. Nevidiaci žiaci
však nemôžu niektoré aktivity s počítačom
vykonávať tak ako vidiaci (napríklad práca
s grafikou, s videom). V tomto smere sa cítia byť
diskriminovaní, pretože vidiaci žiaci práve tieto
aktivity najviac obľubujú a radi sa chvália
výsledkami svojej tvorivej činnosti pred
spolužiakmi. Oceňujeme preto také typy aktivít,
ktoré sú vhodné pre všetkých žiakov. Medzi ne
patrí pravdepodobne aj skladanie origami.
Pokúsili sme sa preskúmať, či dokážu skladať
origami aj úplne nevidiace deti. Použitú
výskumnú metódu popisujeme v nasledujúcej
kapitole. V tretej časti sa zamýšľame nad tým,
Obr 1: Žiaci skladajú origami
31
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
aké informatické kompetencie môžeme metódou
skladania origami rozvíjať. V štvrtej uvádzame
prehľad informácií týkajúcich sa skladania
origami nevidiacimi, ktoré sme našli v literatúre
a na webe. V piatej časti popisujeme vzdelávací
scenár, ktorý sme vytvorili a použili s našimi
nevidiacimi žiakmi. V šiestej sa podelíme o naše
skúsenosti s využitím tohto scenára so sledovanou skupinou žiakov. V závere zhrnieme
najdôležitejšie výsledky a prediskutujeme námety
na využitie metódy skladania origami
s nevidiacimi aj bežnými žiakmi.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
sme realizovali v každej iterácii s inou skupinou
žiakov. Každá iterácia pozostávala z niekoľkých
krokov: overovanie vzdelávacieho scenára
na vyučovacej hodine, analýza a vyhodnotenie
dát, modifikácia vzdelávacieho scenára.
V prvej iterácii tvorili našu výskumnú skupinu
štyri nevidiace žiačky piateho a šiesteho ročníka
(10 až 12 rokov). Dve z nich boli nevidiace
od narodenia a jedna náhle stratila zrak ako
šesťročná. V skupine bola jedna piatačka a tri
šiestačky. Všetky štyri dievčatá mali informatiku
prvýkrát v piatom ročníku. Počas prvého stupňa
ZŠ predmet informatická výchova neabsolvovali
a nemali žiadne skúsenosti so skladaním origami.
Podobne aj s počítačom začali pracovať
až v piatom ročníku. Význam slova origami však
poznali.
V druhej iterácii sme scenár realizovali
so skupinou troch nevidiacich žiakov (1 chlapec,
2 dievčatá). Jedna žiačka bola nevidiaca od
narodenia, jedna bola so zvyškami zraku a jeden
žiak stratil zrak v priebehu života. Dvaja žiaci
boli v piatom ročníku a počas celého prvého
stupňa mali predmet informatická výchova. Jedna
žiačka bola v šiestom ročníku a tá mala
informatiku prvýkrát v piatom ročníku
S každou skupinou sme náš vzdelávací scenár
overovali počas dvoch na seba nadväzujúcich
vyučovacích hodín.
2 Použité výskumné metódy
Našim cieľom bolo nájsť odpovede
na nasledujúce otázky.
1. Sú orgiami vhodné na rozvoj algoritmického
myslenia detí?
2. Dokážu origami úspešne skladať nevidiaci?
3. Aké orgiami použiť s nevidiacimi, aby boli
dostatočne motivujúce?
4. Aké orgiami použiť s nevidiacimi, aby boli
tvary výsledných predmetov pre nich
dostatočne zrozumiteľné?
5. Aké inštrukcie treba použiť pri inštruovaní
nevidiacich žiakov počas skladania?
6. Dokážu nevidiaci žiaci dostatočne presne
vykonávať inštrukcie?
7. Dokážu nevidiaci žiaci hmatom dostatočne
vnímať potrebné zhyby a hrany papiera?
Odpovede na prvé dve otázky sme hľadali
okrem
iného
aj
v dostupnej literatúre.
Komentovaný prehľad uvádzame v nasledujúcich
dvoch kapitolách.
Okrem štúdia literatúry sme použili metódu
výskumu vývojom. Jedná sa o intervenčnú
výskumnú stratégiu, ktorá si kladie za cieľ
skúmať a vyvíjať zároveň [5]. Vyvíjali sme
metodický materiál slúžiaci na rozvoj
algoritmických kompetencií pomocou metódy
skladania origami, ktorý sme overili v rámci
vyučovania. Následne sme analyzovali naše
pozorovania
a na
základe
zistení
sme
sformulovali odporúčania na modifikáciu
metodiky a teóriu o tom, nakoľko je skladanie
orgiami vhodné pre rozvoj algoritmického
myslenia.
Ako výskumnú metódu na zber dát sme
použili zúčastnené pozorovanie. Učiteľ bol
zároveň pozorovateľom. Po odučenej hodine si
urobil podrobné poznámky a tie potom analyzoval.
Náš vzdelávací scenár, ktorý popisujeme
v časti 5, prešiel dvomi iteráciami. Overovanie
3 Origami a informatické kompetencie
Metódu skladania origami je možné v procese
vzdelávania použiť v rámci rôznych predmetov.
Napríklad v rámci pracovného vyučovania
možno pomocou skladania origami rozvíjať
motorické zručnosti. V rámci výtvarnej výchovy
sa môže rozvíjať umelecká tvorivosť. Okrem
toho má táto činnosť terapeutické a relaxačné
účinky. Na biológii si žiaci môžu vytvoriť
papierové zvieratká a zopakovať pri tom ich
charakteristické vlastnosti. V rámci matematiky
sa pomocou skladania origami rozvíjajú
vedomosti o geometrických tvaroch, symetrii,
rozvíja sa priestorová predstavivosť a presnosť.
32
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
bolo zreteľne vidieť pohyby rúk skladajúcej
osoby.
Ak žiaci vytvárajú návody uvedených typov,
okrem rozvoja algoritmického myslenia si
precvičujú aj zručnosti potrebné pre prácu
s textovým alebo grafickým editorom, prípadne
programom určeným na spracovanie videa.
Dobrou motiváciou je, ak starší žiaci vytvárajú
návod pre mladších.
V dostupnej literatúre sme našli príklady
využitia origami na rozvoj programátorských
zručností. Napríklad Gabika Lovászová používa
origami ako motiváciu pre deti, ktoré sa učia
programovať v prostredí Imagine. “Deti kreslia
pomocou korytnačky obrázky inšpirované
papierovými skladačkami” [7].
Orgiami používa na rozvoj programátorských
zručností aj Jeanine Meyer. Podľa nej
„Vytváranie návodov pre skladanie origami je
vynikajúcou príležitosťou na použitie Flash MX
a jeho skriptovacieho jazyka ActionScript.
Autorka používa tento prístup vo svojom
úvodnom kurze programovania na obchodnej
akadémii SUNY, v rámci ktorého sa zameriava
na programovanie hier“ [8].
Problematike skladania origami sa venuje
viacero výskumníkov. Sú vedecké práce
zaoberajúce sa tvorbou formálneho jazyka pre
zápis postupu skladania, napr. [18]. Takýto jazyk
môže potom interpretovať počítač alebo dokonca
robot.
Napríklad Devin Balkcom, študent doktorandského štúdia robotiky na Carnegie Mellon
Univerzite, v rámci svojej dizertačnej práce
vytvoril prvého robota na skladanie origami [1].
Obr 2: Obrázkový návod na skladanie origami
žeriava (originál je na
www.cvczh.edu.sk/cvc/projekty/origami)
V rámci informatiky sa dôraz kladie na popis
presného postupu, ktorý treba dodržať pri
skladaní origami, čo prispieva k rozvoju
algoritmického myslenia. Žiaci môžu vytvárať
návody na skladanie alebo vykonávať činnosť
podľa
hotového
návodu.
Toto
vedie
k pochopeniu pojmov inštrukcia, postupnosť
inštrukcií. Dôležité je zvoliť vhodný spôsob
na zápis postupu. V dostupnej literatúre a na
webe sa najčastejšie používajú nasledujúce štyri
typy návodov na skladanie orgiami, ktoré
považujeme za vhodné pre žiakov základnej
školy.
- Textové návody. Postup je popísaný
pomocou textu (obr. 4). Spravidla bývajú
jednotlivé kroky uvedené v číslovanom
zozname. Autori sa snažia o stručnosť, ale aj
dostatočnú názornosť.
- Obrázkové diagramy. Ide o postupnosť
jednoduchých obrázkov ilustrujúcich stav
skladačky v danom kroku (obr. 2). Často sa
používajú šípky znázorňujúce smer v akom
treba zohnúť papier. Obrázky niekedy
bývajú doplnené aj stručnými inštrukciami
vo forme textu.
- Animované návody. Jednotlivé kroky sú
znázornené
pohyblivými
kreslenými
obrázkami, ktoré znázorňujú požadované
úkony s papierom.
- Video s nahovoreným slovným komentárom. Pomocou kamery sa nasníma
osoba, ktorá skladá origami a zároveň
slovne komentuje, čo robí. Dôležité je, aby
Obr 3: Balkcomov origami-robot [1]
Jazyk vhodný pre skladacieho robota však
považujeme za príliš komplikovaný a preto
nevhodný pre žiakov základnej školy. Hru
na skladacieho robota však možno použiť ako
motiváciu pre vzdelávacie aktivity s týmito
žiakmi.
33
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
vytvorené prostredníctvom prísunu rovnakých
podnetov. Predstavy o budovách, technických
strojoch (ako napríklad žeriav), autách, príp.
niektorých živočíchoch, rastlinách a podobne,
môžu byť u nevidiacich žiakov výrazne odlišné
ako u intaktných“ [3]. Je preto vhodné vytvárať
objekty, ktoré nevidiaci dobre poznajú
z každodenného života a vytvorili si o nich
predstavy na základe hmatového vnímania
buď samotného predmetu alebo jeho obrázka
v taktilnej podobe.
Z hľadiska hmatového vnímania taktilných
obrázkov si však treba uvedomiť, že „hmatové
vnímanie neabstrahuje trojrozmerný priestor na
dvojrozmerný obrys, spojenie hmatovej predstavy
predmetu a jeho dvojrozmerného obrysu je pre
nevidiaceho náročnejšie“ [22].
Hmatové vnímanie označujú odborníci za
„menej celistvé, ktoré sprostredkúva menšiu
kvantitu získavaných podnetov v komparácii so
zrakovým vnímaním“ [14]. Podľa [15] „je proces
hmatového vnímania sukcesívny, poznávanie
prebieha postupne, od častí k celku“. Tento
spôsob vnímania Řezníčková [15] označuje
za časovo náročnejší a namáhavejší, pričom
vyžaduje aktívnejšie zapojenie pozornosti,
pamäte a myslenia.
V predchádzajúcej časti sme spomenuli štyri
typy návodov na skladanie origami. Ktoré z nich
sú vhodné aj pre nevidiacich?
Textové návody by mohli byť vhodné pre
nevidiacich, ak sú napísané tak, aby im
dostatočne rozumeli. Takéto návody nájdeme
napríklad na stránkach Jiřího Mojžíška [9], ktorý
je sám nevidiaci a venuje sa skladaniu origami.
Takýto návod nájdeme aj na stránkach
spoločnosti WebAIM, ktorá sa venuje tvorbe
prístupných webových stránok [23] alebo
na stránkach British Origami Society [2].
4 Origami a nevidiaci
V odbornej a vedeckej literatúre sme nenašli
žiadne informácie o využití origami v procese
vzdelávania nevidiacich. Na webovej stránke
Tyfloservisu v Hradci Králové nájdeme upútavku
na Kurz hmatového vnímania pre ľudí
so zrakovým postihnutím [21]. Základnou
použitou metódou je skladanie origami. Začína sa
hmatovou rozcvičkou, počas ktorej nevidiaci
spoznávajú geometrické tvary. Potom účastníci
pracujú s papiermi v tvare štvorca. Pracovníci
Tyfloservisu sú presvedčení, že „táto činnosť
môže nevidiacim pomôcť, aby ľahšie porozumeli
slovnému popisu, keď ich niekto navádza – či už
je to profesionál alebo niekto, koho stretnú na
ulici“. Samotní nevidiaci účastníci kurzu
sú presvedčení, že im skladanie orgiami pomáha
pri orientácii na dvojrozmernej pracovnej ploche.
V argentínskej provincii Salta nájdeme knižnicu so špeciálnou miestnosťou vyhradenou pre
nevidiacich. V tejto miestnosti si nevidiaci môžu
čítať alebo skladať origami. K dispozícii
je asistentka, ktorá im vysvetľuje postup
skladania tak, že každý krok najprv urobí
so svojim papierom a nechá ich ohmatať
výsledok kroku. Oni potom tento krok vykonajú
so svojim papierom [12].
Uvedené
dva
príklady
dokumentujú,
že skladanie origami sa používa ako vhodná
aktivita pre nevidiacich. Rozvíja ich priestorovú
predstavivosť, jemnú motoriku a manuálnu
zručnosť a domnievame sa, že aj algoritmické
myslenie. Ako sme uviedli v úvode článku,
vykonávanie návodov na skladanie origami je
súčasťou obsahového štandardu ŠVP pre prvý
stupeň ZŠ. Z hľadiska nevidiacich detí je však
vhodné zaradiť túto činnosť aj v rámci
vyučovania informatiky na druhom stupni. Podľa
[13] „sa ukázalo, že po verbálnej stránke niet
rozdielov medzi vidiacimi a nevidiacimi, ale
performačné úlohy riešia nevidiaci vo vyššom
veku v porovnaní s vidiacimi. Napríklad úlohu
reprodukcie štvorca a obdĺžnika pomocou
paličiek riešia nevidiaci až vo veku okolo 8-12
roku, kým vidiaci už okolo 4-6 roku“.
Pri voľbe origami skladačky je dôležité, aby
výsledný objekt zodpovedal predstavám nevidiacich, ktoré majú o tomto objekte. Vytvorená
skladačka je totiž modelom nejakého reálneho
objektu. Z hľadiska nevidiacich si treba
uvedomiť, že „predstavivosť u žiakov s ťažkým
zrakovým postihnutím má svoje špecifické
odlišnosti oproti intaktným. Najčastejšie sa jedná
o také rozdiely v predstavách, ktoré neboli
Čepice
Základem je obdélník nastojato, výška aspoň o 5 cm větší než šířka.
1. Dělíme výšku, ohýbáme dolů.
2.Dělíme šířku, ohýbáme doleva.
3. Dělíme pravý horní roh, dvojitý papír, ohýbáme zleva a shora.
4. Obrátíme podle svislé osy.
5. Dělíme levý horní roh,dvojitý papír, ohýbáme zprava a shora.
6. Otevřeme jako knihu zprava.
...
Obr 4: Časť textového návodu pre nevidiacich na
skladanie čiapky (originál je v [9])
Obrázkové návody nie sú vhodné pre
nevidiacich. Je však možné vytvoriť ich taktilnú
verziu. Táto by však bola ťažko zrozumiteľná bez
slovného komentára. Treba si totiž uvedomiť, že
„hapticky je možné vnímať iba predmety, ktoré sú
34
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
hmatateľné – obsahujú rohy, okraje, čiary,
rozdielne plochy v podobe vyvýšených tvarov.
Všetky tieto faktory vytvárajú vzhľad obrázka.
Okrem toho je vnímanie obrázka hmatom iné
ako keď sa vníma zrakom. Vidiaci človek vidí
celý obrázok a jeho detaily naraz a dokáže urobiť
mentálny skok k porozumeniu významu obrázka.
Vnímanie obrázka hmatom je iné. Najprv sa
poznávajú detaily, kúsok po kúsku a časť po časti
a pochopenie obrázka nastane až po preskúmaní
celého obrázka. Avšak, aby nastalo úplné
pochopenie taktilného obrázka osobou, ktorá
nemá skúsenosti s takýmito obrázkami, je
potrebné vedieť čo obrázok reprezentuje. Preto je
veľmi dôležité povedať dieťaťu, čo je na obrázku
a porozprávať mu o všetkých objektoch na
obrázku – kde sú umiestnené na ploche“ [17].
Animované návody alebo návody vo forme
videa sú pre vidiacich pravdepodobne najzrozumiteľnejšie. Pre nevidiacich sú nepoužiteľné. Ich alternatívou môže byť postup, ktorý
používajú v argentínskej provincii Salta (uviedli
sme ho na začiatku tejto časti článku). Teda
inštruktor skladá orgiami so svojim papierom
a po každom kroku nechá nevidiaceho ohmatať,
čo má byť výsledkom daného kroku. Tento
postup je pre nevidiacich začiatočníkov
pravdepodobne najvhodnejší. Ľahko sa použije,
ak sa každému nevidiacemu môže venovať jedna
asistujúca osoba. Ak je však pre skupinu
nevidiacich k dispozícii iba jeden asistent,
výsledok každého kroku si postupne musí
ohmatať každý nevidiaci, čím sa činnosť
niekoľkonásobne predĺži.
Z uvedeného vyplýva, že nevidiaci začiatočník zákonite potrebuje na skladanie dlhší čas
ako vidiaci. Vidiaci človek môže napodobňovať
pri skladaní pohyby rúk inej skladajúcej osoby,
na ktorú sa paralelne pozerá. Tiež môže zrakom
skontrolovať, či postupoval pri skladaní správne.
Nevidiaci musí tieto činnosti vykonávať za sebou
a len hmatom. Používa ruky aj na hmatové
preskúmanie toho, čo má robiť a aj na vykonanie
kroku a následne na hmatovú kontrolu správnosti
vykonaného kroku.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Tieto objekty sme si zvolili z nasledujúcich
dôvodov.
- Považujeme ich za dostatočne jednoduché.
- Podľa tvaru sa dá hmatom ľahko zistiť o aký
objekt sa jedná.
- Ide o objekty, ktoré majú praktické využitie,
prípadne sa dajú použiť ako darček, čo
zvyšuje motiváciu žiakov.
Teraz bližšie popíšeme metodický postup.
Najprv sa žiakov opýtame, čo znamená slovo
origami. Predpokladáme, že všetci vedia, že sa
jedná o papierové skladačky. Tiež sa opýtame, či
už skladali origami. Povieme im, že sa zahráme
na robotov, ktorí podľa presných inštrukcií
vyrábajú z papiera užitočné a pekné predmety,
napríklad čiapku, loďku a podobne. Ďalej
sa opýtame, prečo sa tejto činnosti budeme
venovať na hodine informatiky. Sledujeme tým,
aby si uvedomili, že pri skladaní musí robot
dodržiavať presný postup a jednotlivé kroky musí
mať zrozumiteľne popísané.
Najprv budeme skladať origami čiapku.
Začneme tým, že žiaci preskúmajú hmatom hotovú čiapku, aby vedeli, čo idú skladať. Pre lepšie
pochopenie účelu výsledného objektu, si ju žiaci
môžu dať na hlavu,.
Obr 5: Origami čiapka
Pri skladaní postupujeme podľa návodu
uvedeného na obrázku 9. Dodržiavame pritom
nasledujúce pravidlá.
- Na začiatku každého kroku musia mať žiaci
správne otočený papier.
- Pri každom kroku najprv slovne vysvetlíme,
čo treba urobiť a necháme žiakov ohmatať,
čo má byť výsledkom.
- Snažíme sa, aby žiaci zvládli inštrukcie
vykonať samostatne.
- Ak je to potrebné, usmerníme slovne alebo
dotykom pohyby ich rúk.
Ak sa žiakom podarí poskladať čiapku, budú
pravdepodobne schopní poskladať aj loďku,
pretože pri jej skladaní je prvých šesť krokov
zhodných s postupom skladania čiapky.
Skladanie loďky opäť začneme tým, že žiaci
preskúmajú hmatom hotovú loďku. Vysvetlíme
si, čo to je a povieme si, že takáto loďka dokáže
plávať na vode. Predpokladáme, že zvedavosť
a túžba preveriť toto tvrdenie bude pre žiakov
dobrou motiváciou.
5 Vzdelávací scenár
V tejto časti popíšeme našu metodiku, ktorú
sme pripravili v rámci vyučovania témy
Vykonávanie činnosti podľa návodu. Našim
cieľom bolo, aby žiaci pochopili pojmy
inštrukcia
a
postupnosť
inštrukcií
prostredníctvom skladania známych origami
skladačiek - loďka, čiapka, srdiečko a pohárik.
35
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Pri skladaní loďky postupujeme podľa návodu
uvedeného na obrázku 10, pričom prvých šesť
krokov je identických ako pri skladaní čiapky.
Pri skladaní loďky si teda žiaci zopakujú postup
potrebný na skladanie čiapky. Dodržiavame
rovnaké pravidlá ako pri skladaní čiapky.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
ťažko nahmatať. Museli si papier prevrátiť.
Postupovali sme tak, že pravý horný vrchol zohla
vyučujúca a ľavý mali zohnúť žiaci samostatne.
Ani to však nedokázali všetci urobiť dostatočne
presne, okrem jedného. Nemali na to dostatočne
vycvičený hmat. Napriek tomu sa žiakom
skladanie čiapky páčilo a tešili sa, že doma si
skúsia poskladať novú čiapku z veľkého kusa
novinového papiera.
Obr 6: Origami loďka
Pri skladaní orgiami srdiečka využijeme, že sa
blíži nejaký sviatok, v ktorý sa zvykne niekoho
obdarovať (napríklad Valentín, Deň matiek
a podobne). Žiaci tak budú silne motivovaní
vytvoriť srdiečko, ktoré darujú niekomu, koho
majú radi.
Obr 9: Postup pri skladaní čiapky
Pri skladaní loďky bol postup od kroku 7
(obrázok 10) veľmi náročný pre učiteľa,
z hľadiska inštruovania žiakov a rovnako aj žiaci
mali problémy jednotlivé inštrukcie presne
vykonať. Učiteľ musel každú inštrukciu čiastočne
vykonať namiesto nich. Najúčinnejšou metódou
bolo uchopiť žiakom ruky a pohybovať nimi
požadovaným spôsobom. Najťažší bol krok 11,
pretože žiaci nedokázali manipulovať iba
s vrchnou vrstvou papiera.
Obr 7: Origami srdiečko
Žiaci opäť preskúmajú hotové srdiečko
hmatom. Predpokladáme, že sa bude zhodovať
s ich predstavou, ktorú majú o tvare srdca.
Najprv môžu srdce skladať z bieleho papiera, aby
si nacvičili postup skladania. Keď ho ovládajú,
poskladajú srdiečko z červeného papiera, ktoré
niekomu darujú. Skladáme podľa návodu
uvedeného na obrázku 11, pričom dodržiavame
pravidlá uvedené vyššie.
Origami pohárik považujeme za jednoducho
vytvoriteľný a užitočný zároveň. Iné v porovnaní
s predchádzajúcimi skladačkami je, že sa používa
papier v tvare štvorca a nie obdĺžnika.
Je potrebné, aby žiaci vedeli z papiera formátu
A4 vytvoriť papier tvaru štvorca, prípadne je
vhodné mať vopred pripravený papier
požadovaného tvaru. Pri skladaní postupujeme
podľa návodu uvedeného na obrázku 12.
.
Obr 10: Postup dokončenia loďky
Pri skladaní srdiečka sa krok 2 (obrázok 11)
podobal kroku 2 z postupu na skladanie čiapky
(obrázok 9). Hoci sa žiaci s týmto krokom už
stretli, opäť mali problémy, pretože os, ktorú
mali nahmatať nebola vypuklá. Museli opäť
papier prevrátiť. Podobne to bolo aj v kroku 3.
Pri krokoch 6 a 7 musel učiteľ pohybovať rukami
žiakov potrebným spôsobom, aby pochopili, čo
treba urobiť. Tiež sa osvedčila metóda – pravú
stranu zloží učiteľ a ľavú žiaci.
Obr 8: Origami pohárik
6 Skúsenosti z vyučovacích hodín
Počas overovania vzdelávacieho scenára sme
zistili nasledujúce skutočnosti.
Pri skladaní čiapky bol najťažšie
vykonateľný krok 2 (obrázok 9), pretože žiakom
robilo problémy zohnúť horné vrcholy obdĺžnika
presne ku osi strán. Táto os totiž nebola zložená
tak, aby bola vypuklá, ale bola zohnutá smerom
k podložke. Nevidiacim žiakom sa preto dala len
36
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
- Jedna žiačka sa natoľko nadchla pre
skladanie origami, že si doma poskladala
všetky skladačky ešte raz. Iná žiačka
sa snažila vykonať jednotlivé kroky
čo najrýchlejšie, aby mala výsledný predmet
čo najskôr hotový. Bolo to však na úkor
presnosti a výsledok nebol pekný. Žiačky
sa vďaka tomu naučili, že presnosť
a precíznosť je pri práci robota veľmi
dôležitá.
- Mnohé problémy pri skladaní (krok 3 pri
čiapke a srdiečku) nastali z toho dôvodu, že
sme nedali pozor, aby zhyby, ktoré bolo
treba nahmatať, boli vyčnievajúce, a nie
smerom ku podložke.
Z hľadiska rozvoja algoritmického myslenia
žiaci pochopili, že inštrukcie musia byť
zrozumiteľné a presné a tiež aj dôsledne
vykonané. Pochopili tiež, že dôležité je aj
správne poradie krokov a to sme chceli
dosiahnuť.
Na základe našich zistení sformulujeme
odporúčania pre ďalšiu intervenciu.
Je potrebné, aby si žiaci najprv osvojili
základnú terminológiu a základné slovné povely.
Bez tejto fázy je slovné inštruovanie ťažko
pochopiteľné.
- Začiatočníci musia začať s jednoduchšími
skladačkami – iba zohýbať papier na
polovicu cez stredy strán alebo po
uhlopriečke, prípadne rohy ku stredovej osi.
Po tejto úvodnej fáze môžu žiaci skladať
čiapku a pohárik, pretože sú relatívne rýchlo
hotové a žiačky si dokážu zapamätať celý
postup. Skladanie loďky a srdiečka je
vhodné pre pokročilejších žiakov.
- Pri inštruovaní sa nám najviac osvedčila
metóda uvedená na konci predchádzajúcej
kapitoly – skladať súčasne so žiakmi
a výsledok každého kroku im nechať
ohmatať.
- Odporúčame postup viackrát zopakovať.
Ideálne je, ak žiaci hotový objekt opatrne
rozložia a poskladajú ho znova. Podľa
našich skúseností väčšina žiakov zvládne
samostatne vykonať postup až pri treťom
skladaní.
Nenásilnou formou môžeme zaviesť aj
koncept podmienený príkaz.
- Ak žiaci nemôžu nahmatať požadovaný
zlom papiera, musia si prevrátiť papier („Ak
nedokážeš nahmatať zlom papiera, prevráť
ho“).
Obr 11: Postup pri skladaní srdiečka
Pri skladaní pohárika sa používal papier
tvaru štvorca. My sme však mali k dispozícii
papier tvaru obdĺžnika veľkosti A4. Žiaci, ktorí
neboli nevidiaci od narodenia, teoreticky ovládali
postup ako z papiera tvaru obdĺžnika vytvoriť
papier tvaru štvorca, ale prakticky to nedokázali
realizovať samostatne. Musel im pomôcť učiteľ.
Obr 12: Postup pri skladaní pohárika
Žiaci nemali potrebný cit pre odtrhnutie
prevyšujúcej časti papiera. Pre začiatočníkov
je lepšie, ak má učiteľ papier v tvare štvorca pre
každého
žiaka
už
vopred
pripravený.
Najnáročnejším krokom bol krok 3 – zloženie
spodného vrcholu ku protiľahlej strane. Žiaci
nevedeli kam presne treba vrchol priložiť. Opäť
jeden vrchol (pravý) zohol učiteľ a druhý vrchol
(ľavý) už žiaci dokázali zohnúť samostatne.
V kroku 5 niektorí žiaci intuitívne prišli na to, čo
treba urobiť. Nakoniec sa žiaci veľmi tešili
z hotového pohárika.
Počas našich hodín sme zistili nasledujúce
skutočnosti.
- Zvolené
skladačky
boli
dostatočne
motivujúce a tvary výsledných predmetov
boli
dostatočne
zrozumiteľné
pre
nevidiacich.
- Skladanie origami sa žiakom páčilo, aj keď
robili chyby – nepresne skladali papier. Bolo
vidieť, že nemajú prsty na takúto činnosť
dostatočne vycvičené. Nemali so skladaním
papiera vôbec žiadne skúsenosti a ani
potrebný cit v rukách.
37
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
- Ak sa žiakom nepodarí poskladať
požadovaný objekt, musia sa vrátiť
o niekoľko krokov naspäť alebo na začiatok
(„Ak tvoja skladačka nemá požadovaný tvar,
vráť sa na krok ...“)
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
skladacieho robota, ktorý nič nevidí, ale iba
vykonáva inštrukcie.
7 Záver
Po preštudovaní uvedených zdrojov a na
základe získaných skúseností môžeme konštatovať, že metóda skladania origami je vhodná pre
budovanie niektorých informatických konceptov
u nevidiacich žiakov, akými sú inštrukcia,
postupnosť inštrukcií, návod. Treba si však
vyhradiť dostatočné množstvo vyučovacích
hodín. Spočiatku treba žiakov naučiť základné
úkony potrebné pri práci s papierom a vysvetliť
základné slovné inštrukcie.
Obr 15: Skladanie orgiami so zaviazanými očami
(originál je na www.youtube.com)
Inou aktivitou by mohlo byť vytváranie
obrázkového návodu zoraďovaním hotových
obrázkov do správneho poradia. Po vytvorení
návodu by žiaci podľa neho poskladali
skladačku, čím by aj overili jeho správnosť.
Obr 13: Osem rovnakých častí vytvorí hviezdu
Obr 16: Príklad úlohy vyžadujúcej správne
zoradenie obrázkov v návode
Zaujímavou činnosťou so staršími žiakmi by
mohla byť tvorba rôznych typov návodov –
textový, obrázkový, animovaný, video –
a diskutovanie o tom, ktorý návod je najviac
zrozumiteľný a prečo. Môžeme sa tiež s deťmi
pokúsiť vymyslieť vhodné inštrukcie pre origami
robota (stručné, jasné, úplné).
Obr 14: Výsledná hviezda [10]
Sme toho názoru, že začať skladať origami až
na druhom stupni ZŠ je neskoro. Tejto činnosti
by sa mali nevidiaci žiaci venovať v každom
ročníku základnej školy už aj na prvom stupni
ZŠ, aby sa cvičila ich manuálna zručnosť a jemná
motorika. Tiež by sa postupne oboznamovali aj
s potrebnou terminológiou. Vo vyšších ročníkoch
by neboli limitovaní vlastnou nešikovnosťou
a mohli by sa viac sústrediť na pojmy súvisiace
s geometrickými tvarmi a algoritmami. Zručnejší
žiaci by dokázali poskladať aj komplikovanejšie
objekty pozostávajúce z viacerých menších častí.
Z hľadiska informatických konceptov by sa takto
dal zaviesť aj pojem cyklus (obr. 13. a 14.).
Veríme, že aktivity, ktoré sme uviedli, ocenia
nielen učitelia nevidiacich žiakov, ale aj učitelia
v bežných školách. Aj pre vidiace deti by mohla
byť zaujímavá aktivita skladanie origami naslepo
so zaviazanými očami, len na základe slovných
inštrukcií. Takýmto spôsobom by sa tiež hrali na
8 Literatúra
[1] BALKCOM, D. J. et al.: Robotic origami
folding. In International Journal of Robotics
Research 27(5):613-627 (2008) (online). [cit.
2013-11-25]. URL : <http://www.cs.dartmouth.
edu/~devin/papers/djb-ijrr2008.pdf>
[2]
British
Origami
Society.
URL:
<http://www.britishorigami.info/practical/diagra
ms/phone.php> [cit. 2013-11-25].
[3] JAKABČIC, I. – POŽÁR, L. Všeobecná
patopsychológia. Patopsychológia mentálne
postihnutých. Bratislava: IRIS, 1996. 194 s.
ISBN 80-88778-11-5.
[4] Japonské origami pomáhá nevidomým
(online). URL: <http://www.alfabet.cz/index.php/
informacni-servis-pro-rodice/32-anopress-it/182japonske-origami-pomahaji-nevidomym>
[cit.
2013-11-25].
38
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
[5] KALAŠ I. et al. Premeny školy v digitálnom
veku, SPN - Mladé letá, Bratislava, 2013. ISBN:
9788010024094
[6] LAVOIE, Ch. Origami Computational Model
(online). [cit. 2013-11-25]. URL : <http://cgm.
cs.mcgill.ca/~athens/cs507/Projects/2002/Christi
anLavoie/>
[7] LOVÁSZOVÁ, G. Origami, matematika
a programovanie. In: Huraj, L. Didinfo 2003.
UMB Banská Bystrica. ISBN 80-8055-786-1.
(2003), s.64-67.
[8] MEYER, J. Using Making Directions for
Origami as an Example in Teaching Programming, Talk given at Conference on Origami
for Education and Therapy (COET) 2004, New
York City, June 29, 2004 (online). [cit. 2013-1125]. URL : <http://faculty.purchase.edu/jeanine.
meyer/origami/>
[9] MOJŽÍŠEK, J. Návody ke skládankám z
papíru bez užití obrázků (online). [cit. 2013-1125]. URL: <http://mojzisek.braillnet.cz/origami/>
[10] Origami club. URL: <http://en.origamiclub.com/> [cit. 2013-11-25].
[11] Origami, aneb jak rozvíjet svůj hmat?,
Tyfloservis Hradec Králové (online). [cit. 201306-03]. URL : <http://www.tyfloservis.cz/aktuali
ty.php>
[12] Photo Essay: Folding Origami With the
Blind, (online). [cit. 2010-02-18]. URL :
<http://thefutureisred.typepad.com/onedayatatim
e/2010/02/photo-essay-folding-origami-with-theblind.html>
[13] POŽÁR, L. Patopsychológia - psychológia
jedincov
s rôznym
druhom
postihnutia.
Bratislava : MABAG, 2003. ISBN 80-89113-07-9
[14] REGEC, V. Praktické využitie informačných
a komunikačných technológií u žiakov so
zrakovým postihnutím. Dizertačná práca, Pedagogická fakulta Univerzity Palackého, Olomouc
2010
[15] ŘEZNÍČKOVÁ, M. Zrakovo postihnuté
dieťa In Koluchová, J. et. al. Přehled
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
patopsychologie dítěte II. Praha. Státní
pedagogické nakladatelství. 1989. s 40–64.
[16]
Scottish
Sensory
Centre.
URL:
<www.ssc.education.ed.ac.uk> [cit. 2010-11-11].
[17] SKÖLD, B. C. Picture books accessible to
blind and visually impaired children. In World
Library And Information Congress: 73rd Ifla
General Conference And Council, 19-23 August
2007, Durban, South Africa, (online). [cit. 201311-25]. URL :<http://www.ifla.org/IV/ifla73>
[18] SMITH, J. S. An Origami Instruction
Language, British Origami Society. 1975.
(online). [cit. 2013-11-25]. URL : <http://www.
nickrobinson.info/clients/smithy/oil/oil.php>
[19] Štátny vzdelávací program. Informatická
výchova, (online). [cit. 2013-11-25]. URL :
<http://www.statpedu.sk/files/documents/svp/
1stzs/isced1/vzdelavacie_oblasti/informaticka_
vychova_isced1.pdf>
[20] Štátny vzdelávací program. Informatika,
(online). [cit. 2013-11-25]. URL : http://www.
statpedu.sk/files/documents/svp/2stzs/isced2/vzd
elavacie_oblasti/informatika_isced2.pdf>
[21] Tyfloservis. URL: <http://www.tyfloservis.
cz/aktuality.php> [cit. 2013-11-25].
[22] VÍTKOVÁ, M. Speciální pedagogika v
raném a předškolním věku se zřetelem na rozvoj
výtvarných aktivit. Brno: Masarykova univerzita
v Brně, 1993.
[23] Web Accessibility in Mind. URL:
http://webaim.org/articles/cognitive/activity [cit.
2013-11-25].
RNDr. Ľudmila Jašková, Ph.D.
Katedra základov a vyučovania informatiky
Fakulta matematiky, fyziky a informatikyUK
Mlynská dolina
842 43, Bratislava, SR
Tel: +421 2 602 95 306
E-mail: [email protected]
Www pracoviště: www.edi.fmph.uniba.sk
39
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
ELEKTRONIC EDUCATIONAL MATERIALS OF PROFESSIONAL
SUBJECTS IN THE CONTEXT OF INFORMATION AND
COMMUNICATION COMPETENCIES
Marek ELŠÍK - Mária VARGOVÁ
Abstract: The article deals with the creation, placement and use of electronic learning materials for
vocational subjects in secondary education degree courses. Creating electronic materials that are
placed on the website of the school pupils in particular facilitate the domestic preparation, allowing the
materials to work independently and to anywhere from anywhere, as it is accessible to the network.
They are one of the tools of active learning and the acquisition of IT skills.
Key words: competencies, elektronic educational materials, pupil, information and communication
technologies.
ELEKTRONICKÉ VZDELÁVACIE MATERIÁLY ODBORNÝCH PREDMETOV
V KONTEXTE INFORMAČNÝCH A KOMUNIKAČNÝCH KOMPETENCIÍ
Resumé: Príspevok sa zaoberá problematikou vytvárania, umiestňovania a používania elektronických
vzdelávacích materiálov odborných predmetov v rámci študijných odborov stredoškolského
vzdelávania. Vytvorené elektronické materiály, ktoré sú umiestnené na webovej stránke školy,
uľahčujú žiakom najmä domácu prípravu, umožňujú s materiálmi pracovať samostatne a to kdekoľvek
a odkiaľkoľvek, pokiaľ je prístupná internetová sieť. Sú jedným z nástrojom aktívneho učenia sa
a osvojovania si informačných kompetencií.
Klíčová slova: kompetencie, elektronické vzdelávacie materiály, žiak, informačné a komunikačné
technológie.
žiakov. Dnes, v dobe prudkej internetizácie
spoločnosti sa internet a prostriedky IKT stávajú
súčasťou takmer každej domácnosti. To
poskytuje lepší a zároveň aj jednoduchší prístup
k elektronickým vzdelávacím materiálom.
1 Úvod
Aplikovanie informačno – komunikačných
technológií (IKT) do procesu edukácie prináša zo
sebou zefektívnenie, skvalitnenie a modernizáciu
možností a spôsobov ich využívania v rámci
ľubovoľného vyučovacieho predmetu. Príprava
a tvorba vzdelávacích materiálov v elektronickej
forme je v súčasnosti skôr dominanciou
vysokých škôl a univerzít. Avšak rovnako
dôležité je, aby elektronické vzdelávacie
materiály mali k dispozícii aj žiaci stredných
škôl, predovšetkým stredných odborných škôl. Je
faktom, že s nástupom reformy školstva v rokoch
2008/2009
sa
každoročne
stretávame
s nedostatkom učebníc. Rovnako je faktom,
že väčšina učebníc je určená pre žiakov
základných škôl a gymnázií, teda ide
predovšetkým o všeobecno - vzdelávacie
učebnice, pričom odborné učebnice dlhodobo
chýbajú. Sme toho názoru, že by bolo potrebné
zamerať sa na tvorbu elektronických študijných
materiálov, ktoré sú výraznou pomôckou pre
žiakov. A to nielen v čase vyučovania, ale aj
v čase mimo vyučovania, teda v čase samoštúdia
2 IKT kompetencie vo vzdelávaní
V súčasnosti sa dostáva výrazne do popredia
otázka vzdelania, vzdelávania, gramotnosti
človeka v kontexte jeho prípravy na život,
aktívneho a úspešného spoločenského uplatnenia,
kvalitného profesijného, či osobného života.
Preto je nevyhnutné poznať odpoveď na otázku:
čo je aktuálnym obsahom gramotnosti človeka,
a ktoré vedomosti, zručnosti a schopnosti by
mal mať gramotný človek v súčasnej dobe.
V dnešných podmienkach a nárokoch na človeka,
v dobe rozvoja informačnej spoločnosti a IKT je
kľúčovou kompetenciou moderného človeka
kompetencia informačná. V rámci informačnej
kompetencie rozlišujeme gramotnosť:
 „informačnú,
 počítačovú,
40
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie

digitálnu gramotnosť“ (Šušol
Hrdináková – Rankov, 2005).
–
3 E - materiály vytvorené a používané
učiteľmi odborných predmetov na SOŠ
elektrotechnickej v Trnave
Požiadavku vytvoriť elektronický vzdelávací
obsah iniciovala predmetová komisia odborných
predmetov informatických, matematiky a fyziky
na Strednej odbornej škole elektrotechnickej
v Trnave.
Skupina
učiteľov
odborných
predmetov
intenzívne
začala
pracovať
na elektronických vzdelávacích materiáloch pre
denných študentov, pre študentov študujúcich
podľa individuálneho vzdelávacieho plánu (IVP)
a študentov externej formy štúdia. Prvoradou
úlohou
e-vzdelávacieho
materiálu
je
zrozumiteľnosť, teda napísaný tak, aby
akceptoval vedomostnú úroveň žiakov, pre
ktorých je určený. Rovnako dôležitý je nielen
metodický postup jeho tvorby, ale aj
interaktívnosť vzdelávacieho materiálu, aby sa
mohol stať vhodným motivačným a didaktickým
prostriedkom pre samoštúdium. E–vzdelávacie
materiály sú určené najmä žiakom študujúcich
odbor 3447 K grafik digitálnych médií, 2682 K
mechanik počítačových sietí alebo pre žiakov
iných foriem štúdia (externá, IVP), prípadne
príbuzné odbory. V súčasnosti sú e–vzdelávacie
materiály umiestnené na webstránke školy a sú
spracované a vytvorené pre 1. a 2. ročník oboch
odborov. Učiteľský tím intenzívne pracuje na
študijných textoch tak, aby v blízkej budúcnosti
doplnil aj ostatné ročníky, čím výrazne pomôže
žiakom pri ich príprave na budúce povolanie. E–
vzdelávacie materiály sú voľne prístupné aj
širokej
verejnosti
na
URL
adrese:
http://www.sosetrnava.edu.sk/teachers/ipb/2013/index.html
(Obr. 1)
Obr. 1: Ukážka úvodnej webstránky
Po načítaní úvodnej stránky sa vzdelávajúci
subjekt môže rozhodnúť, ktorý predmet a tému si
„Informačná
gramotnosť
je
schopnosť
jednotlivcov používať informačné zdroje pri
práci, riešení problémov a to tak, že sa naučia
využívať širokú škálu techník a informačných
nástrojov, ako i primárne zdroje“ (Dombrovská
–Landová - Tichá, 2004).
Počítačová gramotnosť je schopnosť pracovať
s najčastejšie
využívaným
programovým
vybavením, schopnosť používať internet pri
komunikácii, k vyhľadávaniu a spracovaniu
informácií, schopnosť efektívneho využitia
služieb a možností, ktoré moderná technológia
ponúka.
Digitálna gramotnosť podľa Hrma a Tureka
(2003) „je súbor vedomostí, zručností a postojov
obsahovo zameraných na využívanie technológií
informačnej spoločnosti na prácu, voľný čas
a komunikáciu“.
Nadpriemernými informačno – komunikačnými
kompetenciami by mali dnes, v 21. storočí,
disponovať aj učitelia. Nestačí totiž, ak pedagóg
používa iba bežné kancelárske balíky, ale je
rovnako nevyhnutné, aby bol schopný pracovať
s multimédiami a rôznymi špecializovanými
programami. Pedagóg musí byť schopný nájsť,
zhromažďovať a triediť informácie z internetu.
Implementácia
IKT do
vyučovania
je
podmienená okrem iného aj zmenou učebných
osnov predmetov a teda aj obsahu vyučovania.
Moderné IKT nemenia totiž iba spôsob ako učiť,
ale tiež obsah, ktorý treba učiť. Elektronické
vzdelávacie materiály patria k nevyhnutným
a najdôležitejším nástrojom implementácie IKT
do edukačného procesu. Prvoradým cieľom evzdelávania je inovovať formu prezentovania
učiva prostredníctvom moderných technológií.
Celý proces integrácie IKT do vyučovania kladie
vysoké nároky na učiteľa, pretože sa od neho
vyžaduje, aby:
 „optimálnym
spôsobom
využíval
moderné IKT a to tak, aby dosahoval
vytýčené vzdelávacie ciele predmetu,
 primeraným
spôsobom
rozvíjal
informačnú gramotnosť žiakov,
 naučil žiakov pracovať samostatne
a efektívne s prostriedkami IKT,
 neustále upozorňoval na vzťah IKT –
človek, človek – IKT,
 rozvíjal dôveru žiakov v používaní IKT
prostredníctvom častého precvičovania“
(Paris, 2004).
41
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
potrebuje osvojiť, precvičiť. Klikne na zvolený
výber a zobrazia sa mu jednotlivé okruhy v rámci
daného ročníka (Obr. 2).
Obr. 2: Po kliknutí na položku Flash
potrebný a dôležitý z hľadiska uplatnenia
absolventa stredných škôl na trhu práce“
(Vargová, 2010).
Ak vyučujúci využije e–vzdelávacie materiály na
vyučovacej hodine, podporí tým u žiakov záujem
o predmet
a preberanú
látku,
zatraktívni
edukačný proces.
Ďalšou úlohou, ktorá čaká učiteľský tím, učiteľov
na SOŠ elektrotechnickej v Trnave, je aplikovať
systém LMS Moodle, ktorý by výrazne podporil
praktickú realizáciu on - line vzdelávacích
modulov, kurzov a zároveň by umožnil aj
on-line overenie vedomostí.
4 Záver
Informačné a komunikačné kompetencie sú
neoddeliteľnou a neodmysliteľnou súčasťou
moderného a kvalitného učiteľa. Učiteľa
schopného vytvárať elektronické vzdelávacie
materiály. Uvedené ukážky e–vzdelávacích
materiálov z odborných predmetov pre žiakov
SOŠ elektrotechnická Trnava, sú vhodným
a kvalitným študijným materiálom nielen na
štúdium počas vyučovania, ale aj na vzdelávanie
sa v čase mimo vyučovania, pomôžu žiakom pri
príprave na testy a praktické cvičenia. Majú svoje
výhody. K e–vzdelávacích materiálov má žiak
prístup kedykoľvek, kdekoľvek a odkiaľkoľvek.
Materiály zatraktívňujú edukáciu a svojou
interaktivitou umožňujú zásah do e- materiálu
(zastavenie, pretočenie videa a pod.).
Ak sa rozhodne, že si zo zvolených okruhov
potrebuje osvojiť poznatky a zručnosti z tvorby
grafických symbolov vo Flashi, jednoducho
klikne na danú položku a zobrazí sa mu
multimediálne video s komplexným postupom
tvorby (Obr. 3).
5 Literatúra
1. DOMBROVSKÁ, M., LANDOVÁ, H.,
TICHÁ, L. 2004. Informační gramotnost –
teorie a praxe v ČR [online]. In Národní
knihovna: knihovnická revue, roč. 15, 2004,
č.1, s. 7-18 [cit. 2013-08-12]. Dostupné na
internete:
<http://full.nkp.cz/nkkr/NKKR0401/0401007.
html>.
2. HRMO, R. – TUREK, I. 2003. Kľúčové
kompetencie I. Bratislava: STU. 2003. 179 s.
ISBN 80-227-1881-5.
3. KUČERKA, D. - HRMO, R. 2012. Rozvoj
informačnej kompetencie prostredníctvom elearningu. Trendy vo vzdělávání. Informační
technologie a technické vzdelávání. UP
Olomouc, ČR, 20. - 21. června 2012, s. 640650. ISBN 978-80-86768-36-6.
4. PARIS, P.G. E-learning: A study on
Secondary Students Attitudes towards Online
Obr. 3: ukážka tvorby grafického symbolu voltmetra
Záujemcovia o vzdelávanie takouto formou majú
k dispozícii nielen teoretické elektronické
vzdelávacie materiály, ale rovnako majú
k dispozícii aj multimediálne video, kde sa
prakticky môžu naučiť vytvárať rôzne grafické
symboly, prvky, animácie a pod. Vytvorené
elektronické vzdelávacie materiály umiestnené
na webstránke školy sú jednou z možností
zvyšovania kvality vzdelávania žiakov na SOŠ.
Je predpoklad, že zaradením IKT a inovačných
foriem vzdelávania do vzdelávacieho procesu sa
príprava mladých ľudí skvalitní. „Tento proces je
42
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
doc. PaedDr. Mária Vargová, PhD.
Katedra techniky a informačných technológií
Pedagogická fakulta UKF
Dražovská cesta 4
949 74 Nitra
E-mail: [email protected]
Www pracoviska: www.ktit.pf.ukf.sk
Web Assisted Learning. International
Education Journal, 2004, vol. 5, s. 98 – 112.
5. ŠUŠOL, J. – HRDINÁKOVÁ, Ľ. RANKOV,
P.
2005.
Informačné
a komunikačné technológie vo vzdelávaní.1.
vydanie. Bratislava 2005. 152 s. ISBN 8088982-97-9.
6. VARGOVÁ, M. Technické vzdelávanie a trh
práce. Nitra: PF UKF, 2010. 124 s. ISBN 97880-8094-829-0.
PaedDr. Marek Elšík
Stredná odborná škola elektrotechnická
Sibírska 1
917 01 Trnava
E-mail: [email protected]
Www pracoviska: www.sose-trnava.edu.sk
43
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Teoretická studie
PROJECT DIGITAL EDCATION IN SLOVAKIA
Vladimír KORMANEC
Abstract: The article deals with actual homochronous digital of education in Slovakia. It discusses
process of digitalization so far and reveals particular phases of project. The article retains the main
parts of project as purpose of project, its usage in practice and the asset for recent education and
teachers.
Key words: project digital of education, the digital educational object, teacher,pupil
PROJEKT DIGITÁLNE VZDELÁVANIE NA SLOVENSKU
Resumé: Článok sa zaoberá aktuálne prebiehajúcim projektom Modernizácia vzdelávacieho procesu
na Slovensku. Pojednáva o doterajšom priebehu modernizácie a odhaľuje jednotlivé etapy projektu.
Článok zachytáva hlavné zložky projektu ako účel projektu, jeho praktickú využiteľnosť a prínos pre
súčasné vzdelávanie
Kľúčové slová: projekt digitálne vzdelávanie, digitálny vzdelávací objekt, učiteľ, žiak
1 Introduction
You deserve better holiday, we will give you a
special prize for your knowledges, join the
project today, even these tempting slogans have
caught our attention when we opened website
www.digitálnevzdelávanie.sk. We are talking
about national project The Modern Education –
The Digital Education for Educational Subjects.
We must mention that this project is connected
with project Millenium (4), that aim was the
change of traditional (memorazing) education
to modern creative education and with project
Infoage (5), that inovated hardware infrastructure
of slovak schools. The entire process
of digitization of education in Slovakia is reflects
on the figure 1.
project
Milleniu
m
project
Infoage
project
2 Project project digital of education
The implementor of the project is The Institute of
information and prognosis of educational system,
that provides printed and electronic content
to support education, running of central
applications for the educational field via Data
centrum of primary, secondary, high schools and
universities and also activities concerned with
popularisation of educational system with the
view to field of study in technical and scientifical
scope. The project will last for three years and
minimum of 543 560 pupils and 52 100 teachers
from 2 657 slovak primary, secondary and high
school except Bratislava region will be involved.
The aim of the project is development of digital
educational objects that all teachers can join.
About
800
teachers
will
cooperate
on development of minimum 12 800 digital
educational objects. Teachers who will be
involved in creation of digital educational objects
will be priced by 10 € per hour. Primary they will
develope digital educational materials on the
topics of State educational programme that are
not sufficiently done in printed or electronic
educational background. All ideas of digital
educational
objects
will
be
judged
by
professional
committee
because
of
consonancy
with
State
educational
programme. The part of national project will be
byuing of 543 560 licences for mimimum 30 000
digital objects and mimimum 30 kinds
of
notebooks for 11 educational subjects
Modern
educatio
n
Figure 1: Process of digitization Education in Slovakia
44
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
(according to ISCED dividing) that are defined in
national project. The first digital educational
objects prepared by teachers can be applied in
real teaching process in september 2013. National
project will be cofinancig by EU through
European social fund. The amount of nonrecurring financial contribution is 26 980 236,00
€. The management and administrative support
are run by professionals and 45 employees that
work full time, 2 employees that work part-time
and
1 employee that works quarter time. The part of
the team of national project are also professionals
from State pedagogical institute, National
institute of certified measuring of education and
State institute of professional education that are
part of professional committee. The part
of national project is also operating programme
Education that priority is modern education
of sciental society. With its content and value
it fullfills the demands that are required by
informative society. The operating programme
leads to education of modern juvenils that is able
by its flexibility and competetiveness be of use in
informative age. The main device of development
of
informative
and
sciental
society
is modernizing of content of informative
education and inovation of informative
knowledges of pupils, teachers and increase of
the level of slovak primary, secondary and high
school system. The main reason of modernizing
is competetiveness of Slovakia with leader
countries of EU and wholelife inovation
of knowledges of people.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
educational objective
assumptions
DEO
topic
interactivity
Figure 2: Analyze of digital education object.
4 The development of Digital educational
object
The content of DEO accrues from real, practical
experiences of teachers who work at real slovak
schools. The aim is to transform practicly proved
methods and schemes that are common to pupils
and have positive effects into digital and
graphical qualitative form. In this form they will
be available to all schools, teachers and pupils.
Components of public database of DEO are
reflected on the figure 3.
schools
teachers
pupils
public
database of
DEO
3 The Digital Educational Object
The Digital Educational Object (DEO) is digital
selfsufficietn and repetetive object with clear
educational purpose that consists of didactic
valuable content. Its aim is to support didactic
activities. The next atribute of DEO is the
element of coherency it means the ability of its
arrangement into wider context. All DEO are
uniqly identified because of it are placed in
database with theid description in the form of
metadata. The description contains:
•
educational aim of DEO,
•
educational qualification (list of skills
that pupil must know before displaying of DEO),
•
topic (classification of file of DEO
according to State educational programme),
•
interactivity (interactive model of DEO).
Descriptions of DEO are reflected on the figure
2.
Figure 3: Public database of DEO.
5 The methodology of the development of
Digital Educational Object
State educational programme contents many
qualitative non-digitalized topics. The ambitios
teachers have the opportunity to cooperate
on their digital form by processing the subject
of choosed topic. The subjects are judged by
professional committee that will choose only the
best ones. The implementator of the project
Institute of information and prognosis
of educational system will consequently make
a contract with teachers as authors of the best
45
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
themes and they will as employees construct the
final script of DEO in cooperation with
proffesionals. From these backgrounds graphics
and animators will create DEO by software tools.
Each DEO created within this scheme will
be protected by copyright.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
partners, more than 1 200 conference text books,
more than 3 800 technic norms, more than 1 000
electronic books and 300 educational courses.
IEEE contains more than 3 mil. documents.
Every
month
about
25 000 of new documents are added. Collection
is available via platform IEEE Xplore® Digital
Library (2). Technic parameters of DEO fulfil
international standards.
6 The database of Digital of Educational
Object
Complete database of DEO is placed in data
centre of Ministry of education od Slovakia.
Database of DEO is available to teachers
and pupils via mentioned portal or through the
project The Planet of knowledges if the user has
an access to data centre. All offered themes for
individual approved levels and subjects are
connected with State educational programme.
Project does not content themes that are
digitalized or themes that are part of different
project related to digitazing of teaching content.
8 The Meaning of digital education overhung
borders of national project
Mentioned national project will have important
influence and contribution in many spheres of
education. From the means of European social
fund this project developes nowadays education
for sciental society. One of the main
contributions of national project is long term
support and increase of professionality of pupils
at primary, secondary and high schools
in educational subjects that might markedly
influence their future career.
Quality support that is provided by employees of
national project to teachers leads to their
cooperation to analyse the topics that are primary
for permanent development of digital content. By
increasing of practical skills of teachers in
development of local content of DEO will lead to
interaction not only between State educational
programme and teaching synopses but with
vision of teachers about lesson structure, too.
Targeted preparation of teachers to use
of didactic tools – digitalized materials and
updated videos allows their nonviolent and
natural implementation to teaching process.
Practical results and experiences resulting from
integration of digital education can make
a pressure to long term qualitative increase and
level of provided digital content even after the
end of project. By the influence of baldness
of project can by integrated to next projects and
activities participating on development and
modernisation of educational process in Slovakia.
7 The structure and quality of Digital
Educational Object
The develpment of DEO includes using
of minimum 7 000 videos, minimum 3 000
interactive objects, the large amount of photos
and ilustrations, digital units will content nonrewrite text. Each developed DEO is subject
to multistep classification. Then it will be
discussed wheter it is in consonacne with State
educational programme that means if it fulfils
atributes of educational object. Criterias
of classification of DEO are identical with
classification of text books. Metadata DEO are
compatible with international reference e-learing
model SCORM. SCORM (Shareable Content
Object Reference Model) is collection
of standards and specification for web oriented
education. It defines development, delivery and
communication between content on the side
of client and host system – web server where
is implemented system LMS (1). Compatibility
of datas is guaranteed by standards of digital
libraries IEEE. Digital library IEEE/IET
Electronic Library is the most comprehensive
fulltext collection of articles from magazines and
conference text books from the scope
of informative and communicative technologies,
electrotechnique and electronics in the world.
It serves articles from more than 160
mostquotated titles of scientific and professional
magazines of collegium IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineers) and its
9 The first experiences of teachers
We have the opportunity to watch several
teachers during registration to project and during
their first steps concerned with development of
DEO. Teachers were after successful registration
asked to create and send their ideas. Larger
amount of ideas was in short time classified and
lots of them were approved by professional
committee as suitable for production. Interesting
was that some ideas were not classified.
46
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
We believe that it is because of their difficulty
and it takes more time to classify them. Teachers
consider cooperation as efficient but some
of them would like to have better communication
with management of project for its slowness and
flexible feedback. Next they would like
to discuss details of inadequacies of DEO for
their possible correction and later next
publication or usage in this project.
10 Conclusion
The vision of work „at home“ for some teachers
will be very interesting opportunity how to make
money during summer holiday. It can
be interesting to see the use of digital materials
at schools and we think that in the future the
change in perception of digital education, too.
We believe that the results of project will create
important chapter in digital education at our
schools.
11 Resources
[1]http://www.kirp.chtf.stuba.sk/moodle/pluginfil
e.php/33326/mod_resource/content/15/moodle22
se32.html [cit. 2012-05-07].
[2]http://nispez.cvtisr.sk/userfiles/file/Aktivita%2
01.1/manualy_EIZ/IEEE_final.pdf [cit. 2012-0707].
[3]http://www.digitalnevzdelavanie.sk/
[cit.
2012-07-09].
[4]http://www.noveskolstvo.sk/upload/pdf/MILE
NIUM.pdf [cit. 2012-07-11].
[5]http://www.infovek.sk/ [cit. 2012-07-11].
Ing. Vladimír Kormanec
Katedra informačných a komunikačných
technológií
Mlýnská 5,
701 03 Ostrava, 1, ČR
Tel: +420
E-mail:[email protected]
47
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
PIGMENT PROFILE OF OLIVE OILS DETERMINED BY SCHOOL
MEASUREMENT SYSTEM LABQUEST AND SPECTROMETER
Jana BRANIŠA, Zita JENISOVÁ, Klaudia JOMOVÁ
Abstract: Coloration of foods is a significant and important attribute for both producers
and consumers, respectively. The following paper present using combination of digital technologies
during practical laboratory exercises at secondary school alternatively at university. We decided
to work with computer and Vernier LabQuest – standalone interface used to collect sensor data with
its build-in graphing and analysis application. The school experiment is focused on introducing the
chemistry of everyday life into chemistry education. Pigment spectra were measured by Vernier
school measuring system with attached spectrophotometer. Obtained spectra of olive oil samples
confirmed that oils contained mainly the following pigments: pheophytin a, pheophytin b, chlorophyll
a, chlorophyll b, β-carotene and lutein. The focus was also put on thermal pigment degradation
and acidity changes of olive oils commonly present during the food processing. The experiments were
designed to enhance the research and academic value of school experiment.
Key words: LabQuest, spectrometer, olive oil, pigments.
Abstrakt: Dôležitým vizuálnym atribútom pri sledovaní kvality produktu pre spotrebiteľov i výrobcov
je farba potravín. Predkladaný príspevok predstavuje experiment zameraný na chémiu bežného života
a je realizovaný s implementáciou digitálnych technológií, konkrétne školského meracieho systému
Vernier s pripojením interface spektrofotometer. Experiment je adresovaný pre študentov
prírodovedných predmetov stredných, resp. vysokých škôl. Cieľom je zvyšovanie prírodovednej
a matematickej kľúčovej kompetencie, formou čítania a interpretovania grafických výstupov, pre
vzorky olivových olejov obsahujúcich pigmenty, napr.: chlorofyl a, chlorofyl b, β-karotén a luteín
a iné. Kvalitatívne merania sú realizované na vzorkách olejov, ktoré boli vystavené tepelnej
degradácii a zmene pH. Návrh je realizovaný tak, aby sa zabezpečil rozvoj vyššie úrovne porozumenia
a prírodovedného myslenia u študentov.
Kľúčové slová: LabQuest, spektrometer, olivový olej, pigment.
ability to effectively and critically evaluate and
create information using range of digital
technologies is one of the crucial abilities. Every
new educational technology is related to changes
in the field of curriculum. Schools have to
continuously update their educational materials
to keep up with accelerating technological
developments. Strategies for the implementation
1 INTRODUCTION
Current society is full of turbulent changes. We
have converted from the industrial to the
information society. The creation and
manipulation with information is very important
economic activity. Working with information is
closely connected with using new technologies
especially ICT. Nowadays digital literacy as
48
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
of ICT have to be closely connected with
educational innovations.
Digitalization is the process of converting
information to digital format. It makes
information easier to preserve access and share
(online or offline). Mentioned process will
change the face of education.
In chemistry education the implementation
of digital technologies we can divide into some
main areas.
The first area is using computer graphics (f. e.
animation which explaining chemical reaction –
synthesis, decomposition, single displacement,
double displacement, combustion etc.). The
second area is represented by molecular
modelling which encompasses all theoretical
methods used to model molecules. The last areas
is using of real or visual chemical experiment.
Using computer as a part of experimental
activities we could create useful combination of
data colleting, analysing, simulations and dataprocessing programs.
One of the main objectives in the field
of preparation of future chemistry teachers
is to implement
digital
technology
into
educational process within the first years
of undergraduate
study
and
carry
on
continuously in the graduate level of university
study. Using digital technologies is integral part
of curriculum (educational program) for future
chemistry teachers at Constantine the
Philosopher University in Nitra – Department of
Chemistry.
Using computer-assisted science laboratories
(Microcomputer based laboratory) has more than
ten years of tradition in Slovak schools. At
school in Slovakia there is more than ten years
tradition of using computer-assisted science
laboratories (Microcomputer based laboratories).
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Using
mentioned
technologies
supports
cognitive development, active exploration and
also developing key competences for lifelong
learning which are necessary for personal
fulfilment and development, social inclusion,
active citizenship and employment (especially
mathematic competence and basic competences
in science and technology, digital competence).
Mentioned laboratories strengthen analyzing and
provide more opportunities for discussion
of obtained data encourage the creation
of logical connections to different situations and
develop natural science literacy [1].
Experiments in the computer lab are built
on the premise that the teacher plays a key role
in introducing a new information and
communication technologies into the classroom.
Brestenská´s research [2] showed that practicing
teachers haven´t felt prepared to work with the
computer and usually have compared their skills
with the skills of their students. Therefore,
a number of quantitative experiments using
a school computer assisted science laboratories
have been included to the preparation of future
chemistry teachers within the subject
“Technology and methodology of educational
experiments in chemistry” as a part of the
chemistry of everyday life.
We prepared the special experimental
procedures in order to possibility use modern
technologies and new teaching strategies at the
school classes. The main target was except
development of basic competences in science
and technology, digital competences also
strengthen mathematic competence – using and
reading graphs which visually represent the
relationship of data. During experiment
realisation it is necessary to implement modern
educational strategies f.e. inquiry and experience
49
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
teaching methods or in some case project
education.
1.1 Measuring system LabQuest – Vernier
LabQuest is a standalone and computer interface
for Vernier sensors. The newest model contain
also touch screen to collect graph, and analyse
data in classroom, laboratory or in the field,
which could be very interesting for students.
It is possible to use it as a separate device
to collect data and to process them or it can be
used as a computer interface unit with the ability
to connect more than 70 sensors and other
equipments (including thermometer, pH sensor,
colorimeter, ethanol sensor, polarimeter, UVVIS spectrophotometer, stopwatch, scientific
calculator, microphone and periodic table with
detailed description of elements).
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
We proposed and realised chemical experiment
using LabQuest interface focused on everyday
life. We decided to use spectrometer which is
not one of the favourite sensors.
1.2 Experimental Task Using Computer
Measuring Systems with Spectrometer
It is very important to create and strengthen
connections between chemistry education and
everyday life. One of the main targets of modern
education is to increase its efficiency. It is not
possible without implementation modern digital
technologies which are inseparable part of our
lives. Computer and properly choosing
experiment could make activities in laboratory
simpler for students. Using spectrometer sensor
students could make out chemical compounds
according to shape of graph.
Good nutrition is strongly liked to education.
This is reason why we decided to choose olive
oil as target of our research activities. The
positive effects of virgin olive oil re well-known
not only among scientists studying it but also
among laymen. A collocation “olive oil” can be
frequently found in mass media as well
as in scientific publications. It is mentioned
mainly in connection with health and healthy
diet. There are people who are truly convinced
of its health-beneficial properties but some still
hesitate. Nutrition experts advise virgin olive oil
consumption because of its positive effects on
human health (f.e prevention of atherosclerosis
and other heart diseases, reduce breast cancer
risk and protect against Alzheimer disease.)
Fig 1: Interface LabQuest
(Source: www.vernier.com)
Data export into the computer is provided by
software Logger Pro. In here the analysis,
correction and calculations connected with
charts, tables or their excerpts are available. It
makes collecting data easier. The interface is
very simple and it makes learning intuitive by
making science visual
Using mentioned interface with computers could
help students to develop mathematical
competences and basic competences in science
and technology f. e. using tables and graphs,
developing techniques and other manipulative
skills.
1.3
Characteristic of olive oils
Virgin olive oil, an excellent natural food,
is obtained from olive fruit (Olea europaea L.)
by mechanical
or
physical
procedures
(such as milling, beating, centrifugation, and
50
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
decantation). Its composition varies widely,
depending on fruit variety, degree of fruit
ripeness, environmental conditions, growing
region, and techniques of processing and storage
[3]. These factors influence oil colour, which
is one of the basic quality characteristics of
virgin olive oil. Olive oil colour is solely due to
the solubilisation of pigments present in the
original fruit. The product is best defined
by a green-yellowish colour, although the green
hue may vary depending on the variety and the
predominant state of ripeness of the mixture
of fruits used [4, 5].
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Fig 2: Chemical structures of pigments
(Source:
www.sci.sdsu.edu/class/bio202/TFrey/ChemRe
v.Images/ChlorophyllCarotenoids.gif)
1.4.1 Detection of olive oil pigments by
spectrophotometer
Until relatively recently, this quality attribute
was
evaluated
by
visual
comparison
with standard solutions, using an adaptation
of the methods developed for oilseeds [8].
Currently, colorimeters are being introduced
to automate this process [9]. Chlorophyll a has
2 main absorption maxima located at 430 and
664 nm. In the case of pheophytin a, the 1st
absorption maximum is located at a shorter wave
length (407 nm), and the intensity of the 2nd one
is reduced, although it is located at a similar
wave length (666 nm). The major carotenoids in
olive oils have their absorption maxima located
at positions of 424, 448, and 476 in the case
of lutein and 454 and 480 nm in the case of the
carotene [10].
2 Laboratory Methods and Data
We used 10 mm cuvette for the measurement.
The dilution of sample was not necessary for
obtaining suitable results. The oil types used
(producers mentioned below) were extra virgin
olive oils (6) and one sample was labeled light
olive oil.
2.1 Procedure
a)
Prepare a blank by filling an empty
cuvette ¾ full with distilled water.
b)
Place the blank cuvette in the
spectrometer and calibrate it.
1.4
Pigments in olive oils
The chlorophylls and carotenoids presence
greatly influences the olive oils colour [6],
which is a very important sensory parameter
evaluated by consumers. Chlorophyll pigments
are responsible for the greenish hues of virgin
olive oil. Among chlorophylls, pheophytin a, is
found in considerable amounts in olive oils. The
major “yellow” pigments of virgin olive oils are
lutein and β-carotene [7].
51
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
c)
Obtain another cuvette and fill the
cuvette ¾ full with the olive oil and place it in
the spectrometer. Before inserting a cuvette into
the spectrophotometer, wipe it clean and dry
with a kimwipe, and make sure that the solution
is free of bubbles. Do not touch the clear sides
of the cuvette (Fig 3).
Fig 3: Samples of olive oil in cuvette
Carefully pour each oil sample into a clean 10
mm cuvette and observe for air bubbles or other
anomalies. Make sure the cuvette sides have
been cleanly and place it into the spectrometer.
Start the measurement and after a few seconds
you will see full spectrum graph of the olive oil
witch will be showing wavelengths of high and
low absorbance.
Prepare ceramic crucibles and pour the olive oil
samples into them. Heat the oven to 200 °C and
heat ceramic crucibles with the oil samples
for 20 minutes. When crucibles are sufficiently
cooled down, measure the spectrum of oils.
Mix olive oil with an acid (vinegar, balsamic,
lemon juice) in a ratio of 3:1. Allow 20 minutes
to react and filter by suction the separated
aqueous layer with a vacuum pipette. Measure
the corresponding spectra afterwards.
52
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
3 Results
Complete list of used olive oils, countries of origin and bottle types for storage are summarized in Tab
1.
Tab 1: Samples of olive oils
Oil Typ
Country of Origin Colour of Bottle
1
100% Extra virgin olive oil
Spain
Transparent glass bottle
2
100% Extra virgin olive oil
Spain
Green glass bottle
3
100% Extra virgin olive oil
Croatia
Dark Green glass bottle
4
100% Light olive oil
Spain
Transparent PET bottle
5
99% Extra virgin olive oil with 1% Italy
Transparent glass bottle
lemon
6
100% Extra virgin olive oil
Spain
Green glass bottle
7
100% Extra virgin olive oil
Spain
Green glass bottle
Sample 1
Sample 2
Sample 3
Sample 4
Sample 5
Sample 6
53
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Sample 7
Fig 4: Visible spectra absorption (380 - 780 nm) of olive oils
UV–VIS spectra were recorded in the range of
wave length 380–780 nm. In pictures above (Fig 4)
of obtained spectral curves 7 regions of maximum
absorption can be seen: 410 to 420 nm, 450 to 455
nm, 480 to 485 nm, 530 to 535 nm, 560 to 565 nm,
610 to 615 nm, and 660 to 673 nm. For clarity, the
absorbance maxima were divided into three groups
according to wave length (Tab 2).
Tab 2: Absorbance maxima of olive oils according to wavelength
1
2
3
4
5
6
7
Purple- Blue
416, 456, 482
416, 454, 482
416, 454, 484
392
416, 454, 484
414, 454, 484
416, 454, 484
Maximum wavelengh
(nm)
Green- Yellow
538*, 612*
536*, 612*
536*, 612*
565*
536*, 612*
536*, 612*
Orange-Red
672
672
672
650*
672
672
672
*
peak with low intensity
After the conclusion of the second part of the
experiment, in which olive oils were heated, it was
possible to determine visually, that there was a loss
of pigment in samples of olive oils, because the
typical yellow-green to greenish-gold coloration
disappeared.
Fig 5: Samples of olive oil before heating
(200 0C)
Fig 6: Samples of olive oil after heating
54
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Sample 1 (before heating)
Sample 1 (after heating)
Fig 7: Absorption visible spectra (380- 780 nm) of sample No.1olive oil.
Tab 3: Absorbance maxima of sample No.1 olive oil before and after heating
Samples No.1
t – 25 0C
t – 200 0C
Purple- Blue
416, 456, 482
410
Maximum wavelength (nm)
Green- Yellow
Orange-Red
538*, 612*
672
535*, 609*
670
*
peak with low intensity
From the measurement results (Tab 3), it is clear
that, e.g.: chlorophyll a and chlorophyll b are
mostly transformed into pheophytin by the
substitution of magnesium ions in the porphin ring
by hydrogen ions. Mentioned transformation of
chlorophyll leads to a change from green colour oil
to olive-yellow colour, which can be perceived
by consumers as a quality loss.
After mixing of olive oil with balsamic vinegar
respective spectra for all oil samples were measured
again. There were no significant changes visible
in spectral profiles in this case.
Sample 7 (before adding acid)
Sample 7 (after adding acid)
Fig 8: Absorption visible spectra (380- 780 nm) of sample No.7olive oil.
55
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
schools (Theme: Chemistry in everyday life:
Pigments: Lipids, etc.). It is necessary to use
computers for experiments and inquiry during
process of education future science teachers.
3 Discussion
It can be concluded that main components
in used olive oils samples were: pheophytin
a, pheophytin b, chlorophyll a, chlorophyll b, βcarotene and lutein. It is evident that all of
samples except for sample 3 had their absorption
maxima in conformity with values mentioned
above. It can be predicted that the sample
contained oil produced from olives of poor
quality or it was made from cheap oils colored by
additional pigments. The event simulation (use of
olive oil for frying) led to the formation of a large
number of degradation products. The process of
degradation of pigments is not simple, but
proceeds in several elementary and competitive
steps, which result in configuration structural
changes (isomerization of reaction) and
subsequent degradation to colorless products.
After mixing olive oil with balsamic vinegar, no
change in the spectrum of any sample oil has
been observed. However, in case of Sample No.
5, which besides olive oil contained 1% of lemon
juice, it is clearly visible from the measured
spectrum that absorbance in the range of the
chlorophyll pigments (660- 680 nm) is much
lower than in other oil samples. From the analysis
of obtained data it is evident that a longer
exposure to acids (balsamic vinegar, lemon juice)
has impact on the concentration of pigments and
may cause their degradation, as can be seen in the
aforementioned Sample No. 5.
5 References
[1]
ZELENICKÝ, Ľ. – VALOVIČOVÁ, Ľ. –
JENISOVÁ, Z. – ŠTUBŇA M. Počítačom
podporované experimenty. Nitra: FPV (2011),
p.150. ISBN 978-80-8094-906-8
[2]
BRESTENSKÁ, B. and NAGY, T.
Implementácia IKT do vyučovania chémie na ZŠ
a SŠ. Bratislava: ŠPÚ (2001), p. 123. ISBN 80223-1943-0
[3]
BARRANCO, D. – FERNÁNDEZESCOLAR, R. – RALLO, L. El Cultivo del
Olivo. Junta de Andalucía, Consejería de
Agricultura y Pesca and Ediciones Mundiprensa,
Madrid, Barcelona, México(1996).
[4]
MÍNGUEZ-MOSQUERA, M.I et al.
Pigments Present in Virgin Olive Oil. Journal of
the American Oil Chemists' Society. 67 (1990)
192–196.
[5]
MÍNGUEZ-MOSQUERA, M.I. et al.
Color–Pigment Correlation in Virgin Olive Oil.
Journal of the American Oil Chemists' Society.
69 (1991) 332–336.
[6]
MOYANO, M.J. – HEREDIA, F.J. –
MELENDEZ-MARTINEZ, A.J. The Color of
Olive Oils: The Pigments and Their Likely
Health Benefits and Visual and Instrumental
Methods of Analysis. Comprehensive. Reviews in
Food Science and Food Safety. Volume 9, Issue
3 (2010) 278-291.
[7]
GIUFFRIDA, D. – SALVO, F. –
SALVO, A. – PERA, L. – DUGO, G. Pigments
composition in monovarietal virgin olive oils
from various sicilian olive varieties. Food
Chemistry, 101 (2007) 833–837.
[8]
GUTIERREZ, G. – QUIJANO, R. –
GUTIERREZ-ROSALES, F. Rapid Method to
Define and Classify the Color of Virgin Olive
Oil, Grasas Aceites 37 (1986) 282–284.
[9]
WAN, P.J. – HURLEY, T.W. – GUY,
J.D. – BERNER, D.L. Comparison of Visual and
Automated Colorimeters—An International
Collaborative Study, Journal of the American Oil
Chemists' Society.75 (1997) 731–738.
[10]
MOYANO, M.J. – HEREDIA, F.J. –
MELENDEZ-MARTINEZ, A.J. The Color of
Olive Oils: The Pigments and Their Likely
Health Benefits and Visual and Instrumental
Methods of Analysis. Comprehensive Reviews in
4 Conclusion
UV-VIS spectroscopy is a valuable method for
pigment detection present pigments in food,
drinks, etc…
We would like to present that it is possible
to realize mentioned experiment at school
laboratory using simple digital technologies. By
exploratory experimentation the students are
driven to the fact that chemistry is an important
part of everyday life. This fact leads to the
assumption that presented experiments have
a high motivational value. We realized
experiment with future chemistry teachers. We
could state that it was interesting for them. They
worked intently and their results were correct.
Concurrently we realized informal interview
focused on using LabQuest interface. All our
students were very enthusiastic and propose other
experiments for measurements (pigments in tree
letters in autumn, pigments in food, etc.)
Mentioned experiments it is possible to realize at
laboratory works on 3th grade at secondary
56
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Food Science and Food Safety. Volume 9, Issue
3 (2010) 278-291.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Trieda Andreja Hlinku 1
949 74 Nitra, SR
Tel: + 421-37-6408659
E-mail: [email protected]
Www pracoviště: www.kch.fpv.ukf.sk
Mgr. Jana Braniša, PhD.
Katedra chémie
Fakulta prírodných vied UKF
57
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
LEARNING STYLES ACCORDING TO VARK CLASSIFICATION AND
THEIR POSSIBLE USES IN TERTIARY EDUCATION CARRIED OUT IN
THE FORM OF E-LEARNING
Milan KLEMENT; Jiří DOSTÁL
Abstract: Learning styles are important determinants of the use the electronic learning materials in
education. These materials consist of many structural elements, of which some respect individual
learning styles more and some less. In the realized research, the question has been solved of whether
the particular components of electronic teaching materials are the same for different groups of students
with respect to their individuality, which can be manifested by preferred learning styles. The course
and some of the partial results of the realized research, focused on the use of learning styles
in education realized in the form of e-learning, are presented in this study.
Key words: learning styles; electronic learning materials, structural elements; multimediality,
interactivity, factor analysis, cluster analysis
STYLY UČENÍ DLE KLASIFIKACE VARK A MOŽNOSTI JEJICH VYUŽITÍ VE
VYSOKOŠKOLSKÉM VZDĚLÁVÁNÍ REALIZOVANÉM FORMOU E-LEARNINGU
Resumé: Styly učení jsou determinantem využívání elektronických výukových materiálů
ve vzdělávání. Tyto materiály se skládají z mnoha strukturálních prvků, lze předpokládat, že některé
prvky více a některé méně odpovídají individuálním stylům učení. V rámci realizovaného
výzkumného šetření byla řešena otázka, zda jednotlivé prvky elektronických výukových materiálů pro
e-learning jsou stejně potřebné pro různé skupiny studentů při respektování jejich individuality, která
se projevuje preferovaným stylem učení dle klasifikace VARK. Průběh a některé dílčí výsledky
realizovaného výzkumného šetření přestavuje předložená studie.
Klíčová slova: styly učení, klasifikace VARK, e-learning, elektronická studijní opora, strukturální
prvky, multimedialita, interaktivita, faktorová analýza, shluková analýza
1 Úvod
„Styly učení jsou definovány jako postupy při
učení, které jedinec v určitém období svého
vývoje preferuje“ (Mareš, 1998). I když uvedená
definice zní velmi jednoduše, setkáme se
v odborné literatuře s mnoha typy vymezení
tohoto pojmu (learning style, cognitive style,
cognitev learning style), což L. Curryová
výstižně označila „jako zmatek v definicích“
(Curry, 1990). Jelikož by prezentace souvislostí
mezi pojmy kognitivní styl, kognitivní styl učení
a styl učení přesáhl rozsah této studie,
odkazujeme na zevrubné pojednání o této
problematice, které uvádí J. Mareš (Mareš,
1998). Většina autorů se shoduje, že základ
jednotlivých stylů učení je s největší
pravděpodobnosti vrozený, ale během života se
záměrně i bezděčně mění vlivem nových
zkušeností. Styly učení mají tedy charakter
metastrategie, která seskupuje svébytné učební
strategie, učební taktiky a učební operace.
Monitoruje je, vyhodnocuje, orientuje určitým
směrem. Reguluje je s ohledem na podmínky
učení, vlastní průběh učení, dosahované výsledky
učení a s ohledem na sociální kontext učení.
Styly učení vedou jedince k učebním výsledkům
určitého typu, ale znesnadňují dosažení výsledků
jiných. Člověk si své styly učení zpravidla
neuvědomuje, systematicky je neanalyzuje,
promyšleně je nezlepšuje (Mitchell, 1994).
Svému nositeli se styly učení jeví jako postupy
samozřejmé, běžné, navyklé, jemu vyhovující, v
některých případech je chápe jako postupy pro
něj optimální (Sak, Mareš, 2007).
Styl učení je charakterizován vrstvenou,
„cibulovitou“ strukturou, kterou dle L. Curryové
(Curry, 1990) tvoří osobnostní deskriptory,
tendence ke zpracování informací a sociální
vlivy. Americký autor J. C. Marshall (Marshall,
1987) pak tuto strukturu zpřesňuje a popisuje
nejhlubší vrstvu jako nejstabilnější, nejméně
58
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
ovlivnitelnou, střední vrstvu považuje za
ovlivnitelnou
dlouhodobým
a
cíleným
působením, a svrchní vrstvu za málo stabilní,
relativně
snadno
ovlivnitelnou
učebním
prostředím (Mareš, 1998). Výsledná kombinace
těchto vrstev určuje žákovy preference způsobů
učení (Šimonová et al., 2010). Vývojové hledisko
je dále ovlivňováno vrozenými faktory, zvláště
neuropsychickými mechanismy. Např. R.
Dunnová (Dunn, 2003) studovala preference
hemisfér a zjistila, že žáci s dominantní levou
hemisférou upřednostňují tradiční učební
prostředí, vizuální učení a strukturované obsahy,
zatímco žáci s dominantní pravou hemisférou se
raději učí ve skupině, se zvukovou kulisou
(hudba), v neformálním prostředí, s netradičním
nábytkem, dávají přednost taktilnímu učení a
experimentovaní před učením auditivním,
vizuálním, přesně strukturovaným (Šimonová et
al., 2010). H. Gardner (Gardner, 1984) představil
dodnes diskutovanou teorii mnohočetných
inteligencí. V ní vymezil sedm různých druhů
inteligence, které by měly mnohem lépe
obsáhnout rozmanitost lidských schopností.
V roce 1993 došel ve svých výzkumech k závěru,
že studující bez rozdílu věku využívá rozdílné
postupy při řešení určitých typů úkolů (Gardner,
1995). Vyšel tedy z předpokladu, že jedinec na
základě svých schopností (jejich intenzity
a způsobu fungování) reaguje odlišně na různé
typy obsahů, popř. i ostatní jedince.
Jak uvádí I. Šimonová „definice stylu učeni
vycházející z jeho samotné podstaty, tj. odlišného,
a přece správného pohledu na problém, vedly ke
vzniku mnoha pojetí stylů učení. I když jednotlivé
modely vykazují některé shodné přístupy, byly
vyvíjeny na různých vědeckých pracovištích, bez
vzájemné spolupráce autorů a jsou popsány
odlišnou terminologií“. F. Coffield (Coffield et
al., 2004) vybral podle kritéria důležitosti,
rozšířenosti a vlivu na ostatní 71 stylů, z nichž
sestavil následující skupiny (Šimonová et al.,
2010):
• Model R. a K. Dunnových, který považuje
styl poznávání a učení za stálý a velmi obtížně
měnitelný, protože způsob poznáváni a učení
se je dán geneticky (Dunn, 2003).
• Pojetí Witkina, Ridinga a Cheemaové, která
vycházejí z teorie, že styly jsou obecné zvyky,
trvalá, stabilní základna, ze které vychází
chovaní jedince, a jako takové nepodléhají
výchovně-vzdělávacím vlivům, nedochází k
jejich změnám (Riding, Cheema, 1991).
• Model Briggsové a Myersové (Myers, Briggs,
1985), který vychází z Jungova pojetí
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
osobnosti, kdy styl učení je chápán jako
součást relativně stálého typu osobnosti, a je
pozorovatelný z vnějšího prostředí (Coffield,
F. et al., 2004).
• V pojetí Kolba (Kolb, 1984), Honeyho
a Mumforda (Honey, Mumford, 2002),
Feldera a Silvermana (Felder, Silverman,
1998) není styl učení považován za stálý,
neměnný rys osobnosti, ale je definován jako
preference určitého způsobu učení, která se
aktuálně mírně mění podle konkrétní situace.
• Modely Paska (Pask, 1976) a Vermunta
(Vermunt, 1996) využívají strategie (přístupy)
jako opak stylů, ve kterých zohledňují
předchozí zkušenosti a kontextuální vlivy.
Strategie jsou založeny na vnímání úkolů
a způsobech jejich řešení.
K určení konkrétního stylu učení se nejčastěji
používá dotazníková metoda, a to v kombinaci
různých dotazníků (Turek, 2004). Jak
z uvedeného přehledu modelů a pojetí vyplývá, je
v současnosti také k dispozici celá řada
dotazníkových metod zjišťujících styly učení,
jejichž autory jsou představitele výše zmíněných
pojetí, ale i další odborníci, např. Biggs,
Schmeck, Makarov, Orlov, Entwistle, Gregorc aj.
Vyčerpávající popis a charakteristiku nejčastěji
využívaných dotazníků pro diagnostiku stylu
učení uvádějí publikace J. Mareše (Mareš, 1998)
a I. Šimonové (Šimonová, 2010).
Zajímavým přístupem k diagnostikování stylu
učení dle smyslových preferencí (Fleming, Mills,
1992) představuje klasifikace VARK (akronym
slov Visual, Aural, Read/Write, Kinesthetic).
Autorem této klasifikace a souvisejícího
dotazníku je N. Fleming (Fleming, 1995). Tato
klasifikace stylů učení je charakteristická tím, že
bere do úvahy to, které smysly percepce student
při učení preferuje.
• V znamená VISUAL, tedy vizuálně
neverbální. Student s touto preferencí se
nejraději a nejlépe učí, pokud je učivo
v obrazové podobě jako obrázky, grafy,
schéma, diagramy, mapy, fotografie.
• A znamená AURAL, tedy sluchový styl učení.
Student s tímto stylem učení tedy raději
poslouchají a hovoří, než by četli či psali.
• Písmeno R znamená READ/WRITE, česky
tedy vizuálně verbální styl učení. Studenti s
touto preferencí se nejlépe a nejraději učí
čtením učebních textů.
• K znamená KINESTETIC tedy pohybový
učební styl. Studenti s touto preferencí
učebního stylu se nejlépe a nejraději učí,
pokud mohou s učivem něco dělat či s ním
59
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
manipulovat. Jde tedy o takové studenty, kteří
chtějí manipulovat, a to i vnitřně, myšlenkově,
s objekty i symboly.
Dotazník VARK N. Fleminga obsahuje 13
otázek, které vycházejí z běžných životních
situací, neboť je tato klasifikace určena
především pro autodetekci preferovaného stylu
učení u dospívajících či dospělých osob – typicky
studentů
vysokých
škol,
či
účastníků
celoživotního vzdělávání (Fleming, 1995). Každá
otázka obsahuje 3 nebo 4 nabízené odpovědi
a respondent vybere tu odpověď, která nejlépe
vystihuje jeho reakci na danou situaci. Dotázaný
může vybrat i více možností za předpokladu, že
víc odpovědí vystihují jeho reakce. S touto
klasifikací stylu učení jsme se poprvé setkali
v publikaci I. Turka (Turek, 2004) a již tehdy nás
velmi zaujala. S postupem času jsme zjistili,
že této problematice je věnována samostatná
webová stránka, dostupná volně na adrese:
http://www.vark-learn.com, kde je možné nalézt
různé jazykové mutace dotazníků, klíčů
k vyhodnocení a ostatních podkladů nutných
k použití této metody diagnostiky tohoto stylu
učení.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
vzdělávacího Webu adaptujícího se senzorickým
stylům učení je velmi blízká výše popsané
klasifikaci učebních stylů VARK, která byla
uplatněna při vytváření samostatných výukových
Webů, ze kterých si mohl student vybrat ten,
který nejvíce odpovídal jeho preferovanému stylu
učení. Pro úplnost je třeba uvést, že J. Mareš ve
svém pojednání popsal mimo uvedené Weby
adaptující se senzorickým stylům učení i Weby
adaptující se sociálním a kognitivním stylům
učení (Mareš, 2004). Dva zbývající typy
výukových Webů nejsou, s ohledem na obsah
dalšího sdělení, z našeho pohledu důležité
a případné zájemce odkazujeme na uvedený
primární zdroj. Důležitým aspektem je ale
skutečnost, že uvedení autoři ve všech typech
výukových Webů doporučovali v maximální míře
využívat nového fenoménu té doby – multimédií.
V této souvislosti se tak do popředí zájmu
pedagogů dostávaly moderní, na digitálních
technologiích postavené elektronické studijní
materiály, využívající multimédia (Sokolowsky,
Šedivá, 2002). „Multimédia jsou počítačem
integrovaná časově závislá nebo časově nezávislá
média, která mohou být interaktivně, to znamená
individuálně a selektivně vyvolávána či
zpracovávána“ (T. Svatoš, in Průcha, 2009). Dle
N. a J. Chapmana (Chapman, Chapman 2001) je
možné odvodit jednotlivé složky elektronických
studijních materiálů, které „jsou zprostředkovány
náročnějšími technickými sestavami, v nichž má
hlavní slovo výpočetní technika – ona jediná je
schopna převést informace z různých zdrojů do
společného prostředí procesem nazývaným
digitalizace“ (Chapman, Chapman, 2001).
Multimediální studijní materiály jsou tedy
„novým“ typem vzdělávacího materiálu, který
obsahuje několik základních složek umožňujících
plné využití možností digitálních technologií
v edukačním
procesu.
Základní
složky
Multimediálního studijního materiálu tvoří (1)
hypertext; (2) grafika obrázků; (3) zvuk; (4)
video; (5) animace (Chapman, Chapman, 2004) a
je ji možné definovat jako: „jednu z nových
vzdělávacích technologií, která pro splnění
edukačních záměrů využívá souběžného působení
pedagogických informací z různých mediálních
zdrojů, jež jsou záměrně a účelně sjednoceny
(obvykle do elektronické podoby) a učícímu
člověku interaktivně nabídnuty ke smyslovému
vnímání a duševnímu zpracování“ (T. Svatoš, in
Průcha, 2009).
Elektronické vzdělávání (zkráceně označované
jako e-learning), těchto skutečností v plné míře
využilo a postupem času se stalo hojně
2 Možnosti využití stylů učení v elektronickém
vzdělávání
Příkladem využití aplikace teorie stylů učení
do
elektronického vzdělávání je systém
výukových Webů, které v roce 2004 představil J.
Mareš (Mareš, 2004). Návrh tohoto systému
vycházel především z článku autorů Rosse
a Schulze (Ross, Schulz, 1999), kteří navrhovali
přizpůsobit výukový Web (předchůdce dnešního
e-learningu) různým stylům učení. V rámci Webu
adaptujícímu se senzorickým stylům tak Mareš
rozlišuje a zdůrazňuje hlavně vizuální Web (tj.
Web, který podporuje vizuální styl učení), který
přirozeně nabízel nejvíce vizuálních materiálů
(statických textů, obrázků, grafů, animaci,
videonahrávek aj.). Auditivní Web (tj. Web, který
podporuje auditivní styl učení) měl nabízet
především zvukové nahrávky textů či přednášek,
hudbu, či diskuze realizované hlasovým
přenosem. Jelikož studenti s kinestetickým
(haptickým) stylem učení preferují aktivní práci,
praktické příklady, hledání řešení použitelných
v praxi, měl kinestetický Web poskytovat
především možnost provádět virtuální nebo
vzdálené experimenty, řešit úlohy na principu
skládačky apod. I když původní článek vznikl
v roce 1999 a jeho výše uvedená aplikace v roce
2004, byl jím vytyčen směr, kterým je možné se
ubírat i v současnosti. Je také patrné, že koncepce
60
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
využívaným způsobem výuky a to zejména
v distančním vzdělávání. Pojem e-learning,
případně i jeho kvalita, je ale často rozporuplně
vnímán a definován (Eger, 2004). Hlavní
příčinou je odlišná terminologie, která je do
značené míry ovlivněna jazykovými vlivy
a růzností použitých přístupů i technologií.
V transatlantickém prostoru se pro aktivity
spojené s podporou výuky pomocí ICT
(e-support) se používá namísto pojmu e-learning
(Lowenthal, Wilson, 2009) relativně ustálených
pojmů Computer-Based Training (CBT),
Internet-Based Training (IBT) nebo Web-Based
Training (WBT) (Zounek, 2009). V evropském
prostoru existuje konsenzus o použití jednotného
pojmu e-learning, který je dle informačního elearningového
portálu
pro
Evropu
Elearningeuropa.info chápán jako „aplikace
nových multimediálních technologií a Internetu
do vzdělávání za účelem zvýšení jeho kvality
posílením přístupu ke zdrojům, službám,
k výměně informací a ke spolupráci“ (Šimonová,
2010).
E-learning v tomto pojetí zahrnuje nejen řadu
nástrojů, které slouží pro prezentaci, transfer
vzdělávacího obsahu a řízení studia, ale také celé
spektrum komunikačních kanálů. Využití
nástrojů umožňuje Learning Management System
(LMS), který je nezbytným předpokladem pro
skutečně efektivní proces vzdělávání s využitím
e-learningu. LMS tedy reprezentuje virtuální
„učební“ prostředí, ve kterém se nacházejí
multimediální studijní materiály, zkušební testy,
studijní instrukce, cvičební plány nebo diskusní
fóra (Mauthe, Thomas, 2004). Základními
nástroji realizace e-learningového vzdělávání
jsou tak mimo LMS také vhodně strukturované
a didakticky uzpůsobené vzdělávací materiály,
zkráceně označované jako studijní opory nebo
také jako elektronické studijní opory (srov.
Paulsen, 2003; Šedá, 2010; Kopecký, 2006).
Elektronické
studijní
opory,
využívané
v distančním vzdělávání realizovaném formou elearningu mají svá specifika, neboť jsou určeny
pro formu studia, která je charakteristická
především vyšší mírou samostatnosti (Bates,
Poole, 2003).
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
umožnila snadnou orientaci v učivu především
využitím hypertextového uspořádání textu
a využitím širokého spektra multimediálních
prvků stimulujících co nejvíce složek studentova
vnímání. Elektronická studijní opora by tedy
neměla obsahovat pouze nečleněný text, ale
i prvky, které upozorňují na důležité pojmy
v něm. Text elektronické studijní opory by měl
studujícího průběžně motivovat a udržet jeho
pozornost
obrázky,
ale
i
začleněnými
videosekvencemi, zvukovými záznamy apod.
Skládá se tedy z hypertextu a dalších prvků, jako
jsou například bloky s poznámkami, definicemi
a příklady, které se vkládají přímo do hypertextu
(jsou zvýrazněny ikonami či margináliemi),
a z multimediálních prvků, jež je nutné předem
připravit ve formě souborů či webových
destinací. Multimediální prvky se zpravidla
ukládají jako objekty do lokálního úložiště
a následně se vkládají do vlastního textu
elektronického studijního materiálu (Šedá, 2010).
Charakteristickým
rysem
takto
strukturovaných elektronických studijních opor
určených pro e-learning je fakt, že jejich
struktura je rozšířena o různé multimediální
a interaktivní prvky (animace, multimediální
záznamy, dynamické simulace, zvukové záznamy
apod.). Právě v tomto rozšíření o dynamické
interaktivní prvky a multimediální rozšíření
vidíme hlavní rozdíl elektronických studijních
opor určených pro studium formou e-learningu
oproti tištěným studijním oporám, určených pro
jinou formu distančního vzdělávání. Jejich
strukturu vymezil například K. Kopecký
(Kopecký, 2006) do tří samostatných skupin
strukturálních prvků:
• statické prvky,
• dynamické prvky,
• evaluační a verifikační aparát.
Elektronická studijní opora určená pro
distanční vzdělávání formou e-learningu v tomto
pojetí představuje funkční spojení textu
a multimédií pro dosažení efektivní podpory
studia (Kopecký, 2006). Výše uvedené vymezení
struktury elektronické studijní opory ale vychází
především
z charakteru
jednotlivých
strukturálních prvků, kdy je kladen důraz na
jejich statický (text, statická obrazová informace
apod.) či dynamický (video, animace, simulace
apod.) charakter a nejsou brány v potaz některé
důležité individuální potřeby studenta, které se
mohou souviset i se stylem učení. Mimo využití
stylů v elektronickém učení jsme v nám
dostupných zdrojích nenarazili na typologii
strukturálních prvků elektronických studijních
3 Elektronické studijní opory využívané v elearningu a jejich struktura
Elektronickou studijní
oporu můžeme
charakterizovat
jako
plně
elektronický,
hypertextový, interaktivní materiál, vytvořený pro
realizaci
distančního
vzdělávání
formou
e-learningu. Je sestavena tak, aby studentům
61
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
opor, která zohledňuje styly učení studentů,
například dle klasifikace VARK, a která by byla
podložena výsledky validního výzkumného
šetření.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
které
získáme
ortogonální
transformací
výchozího řešení (násobením matice faktorových
zátěží zpravidla ortogonální maticí), mají stejnou
schopnost reprodukovat výchozí kovarianční
(nebo korelační) matici (Hebák, Hustopecký,
1988). Tuto transformaci nazýváme rotací
faktorů,
jejímž
cílem
je
získat
co
nejpřesvědčivější vysvětlení jednotlivých faktorů,
což bylo nutným předpokladem pro potvrzení či
vyvrácení
stanoveného
výzkumného
předpokladu.
Kromě neparametrických testů pro závislé
výběry, které jsou určeny pro ordinální proměnné
a při nichž je nutno zadávat podobnost
proměnných, které chceme zjišťovat, existují
metody zaměřené na shlukování. Protože
je současně zjišťována rozdílnost skupin
proměnných, jsou v současné literatuře (zejména
v souvislosti s termínem „data mining“)
označovány tyto úlohy jako segmentace
(Řezanková, 2010). Proto další výzkumnou
metodou, která byla použita při stanovení
typologie strukturálních prvků elektronických
studijních materiálů na základě stylu učení dle
klasifikace VARK, byla shluková analýza
(Pecáková, 2008). Shluková analýza patří mezi
metody zabývající se zkoumáním podobnosti
vícerozměrných objektů (objektů, u nichž je
změřeno větší množství proměnných) a jejich
roztříděním do skupin (shluků). Uplatňuje
se zejména tam, kde objekty projevují přirozenou
tendenci
se
seskupovat
(vznikla
jako
taxonomická metoda), ale její použití je možné
i v dalších oblastech (Meloun, Militký, 2006).
Základní přístup shlukové analýzy je tedy takový,
že každý objekt je jednoznačně zařazen
do jednoho shluku. Přitom reálné objekty mohou
být různého charakteru: shlukovat lze živé
organismy, stejně jako textové dokumenty nebo
webové stránky (Řezanková, Húsek, Snášel,
2007).
Jako výchozí prostředek pro získání dat
potřebných pro realizaci výzkumného šetření byl
použit dotazník. Výzkumný dotazník, který byl
pro tyto potřeby vytvořen, obsahoval dvě části.
První část dotazníku obsahovala 13 otázek a byla
zaměřena na zjištění preferovaného stylu učení
studenty pomocí standardizované metody VARK.
Druhou část dotazníku tvořilo 26 otázek, kdy
studenti mohli pomocí hodnotící škály vyjádřit
svou preferenci pro jednotlivé strukturální prvky
elektronického studijního materiálu. Námi
konstruovaný dotazník tedy operoval se dvěma
typy dotazníkových otázek. Prvním typem byly
otázky alternativní (multiple choice), které byly
4 Záměr, použité metody a popis vzorku
realizovaného výzkumného šetření
Elektronické studijní opory určené pro
distanční
vzdělávání
formou e-learningu
se skládají z prvků, které jsou zpravidla děleny na
skupinu statických a dynamických. V rámci
realizovaného výzkumného šetření jsme se
zabývali otázkou, zda jsou všechny tyto prvky
stejně potřebné pro různé skupiny studentů, tak,
aby co nejlépe respektovaly jejich individualitu,
která se projevuje například preferovaným stylem
učení dle výše prezentované klasifikace VARK.
Na základě těchto skutečností jsme se rozhodli
stanovit výzkumný předpoklad a ověřit jej za
pomoci shlukové a faktorové analýzy. Byl tedy
stanoven výzkumný předpoklad: rozptyl výsledků
v hodnocení jednotlivých strukturálních prvků
elektronických studijních opor je možné vysvětlit
pomocí faktorů, které jsou ovlivněny
preferovaným stylem učení dle klasifikace
VARK. Stanovení výzkumného předpokladu
postačuje pro prokázání platnosti navržené
typologie strukturálních prvků elektronických
studijních materiálů na základě preference stylu
učení, neboť se jedná o vhodnou substituci
výzkumné hypotézy. Navíc použité metody
shlukové a faktorové analýzy často neumožňují
sestavení „klasické“ výzkumné hypotézy, neboť
neumožňují zkoumat závislost pouze na dvou
množinách proměnných. Výzkumný předpoklad
jsme dokazovali pomocí multivariačních
(vícerozměrných) statistických metod, shlukové
a faktorové analýzy, a to v souladu s vytyčeným
záměrem výzkumného šetření.
Jako základní výzkumná metoda, nutná pro
patřičné prokázání stanovaného výzkumného
předpokladu, byla použita faktorová analýza
(McDonald, 1991), což je statistická metoda
používaná k vydělení důležitých kombinací
faktorů s vysokým stupněm korelace z velké
množiny dat. Faktorová analýza tedy umožňuje
najít latentní (nepřímo pozorované) příčiny
variability dat. Díky nalezeným latentním
proměnným (faktorům) lze redukovat počet
proměnných při zachování maxima informací,
a je také možné nalézt souvislosti mezi
pozorovanými proměnnými a odvozenými
faktory. Samostatným problémem faktorové
analýzy je tzv. rotace faktorů (StatSoft, 2001).
Lze totiž ukázat, že všechny faktorové zátěže,
62
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
podobně. Druhou skutečností je, že zastoupení
mužů
i
žen
v jednotlivých
skupinách
dle preferovaného stylu učení je stejné
a odpovídá celkovému poměru mužů a žen ve
vzorku s jednou výjimkou. Touto výjimkou je
opět kinestetický styl učení, kde je zastoupení
mužů vyšší než u zbývajících tří stylů učení.
Výše uvedených skutečností bylo možné
využít při analýze získaného výzkumného
vzorku, přičemž jej bylo možné rozdělit do
skupin podle podobnosti hodnocení jednotlivých
strukturálních prvků elektronických studijních
materiálů využívaných v e-learningu a to
v souvislosti s preferovaným stylem učení
studenta dle klasifikace VARK, jak je popsáno
v dalším textu předložené studie.
5 Popis průběhu a výsledků realizovaného
výzkumného šetření
Zvolenou metodou byla provedena prvotní
analýza získaných dat, a to na základě použití
statistické metody shlukové analýzy (Pošík,
2008). Tuto metodu je možné použít tam, kde se
má množina objektů rozdělit na několik relativně
stejnorodých skupin, aby se například usnadnila
další analýza. Tyto skupiny se nazývají shluky
a jejich počet je buď předem dán, nebo je jeho
určení součástí úlohy. Statistické postupy, které
jsou pro tento účel vypracovány, se zařazují do
tzv. shlukové analýzy (cluster analysis).
Shluková analýza je vysoce empirická, proto
různé metody shlukování mohou vést k různým
shlukům, popřípadě k různým počtům shluků.
Celkem
KINESTETIC
READ/WRITE
AURAL
VISUAL
Preferovaný
styl učení dle
klasifikace
VARK
použity pro zjišťování učebních stylů z hlediska
smyslových preferencí a to plně v souladu
s metodou VARK. Druhým typem otázek byly
polynomické stupnicové (Horák, Chráska, 1983).
Pomocí nich respondenti posuzovali důležitost
jednotlivých strukturálních prvků elektronických
studijních materiálů podle předem stanované
škály. Tato hodnotící škála obsahovala 5 stupňů,
kde číslo 1 znamenalo, že prvek není pro
respondenta vůbec důležitý a naopak číslo 5
znamenalo, že tento prvek je pro respondenta
velmi důležitý a plně vyhovuje jeho preferenci
s ohledem na styl učení.
Výzkumný vzorek tvořilo celkem 354
studentů Pedagogické fakulty Univerzity
Palackého v Olomouci, kteří absolvovali výuku v
rámci prezenčních i kombinovaných forem
studia, prostřednictvím LMS za využití
elektronických studijních materiálů určených pro
distanční vzdělávání a e-learning. Vybraný
výzkumný vzorek odpovídal celkové struktuře
studentů realizujících celé studium či část studia
distanční formou, neboť popsané šetření bylo
zakomponováno do běžné výuky. Strukturu
výzkumného vzorku uvádí následující tabulka
číslo 1.
preference
stylu
39
45
90
180
354
preference
stylu v %
11,00%
12,70%
25,40%
50,80%
100%
z toho ženy
33
37
74
102
246
z
toho
muži
6
8
16
78
108
z toho ženy
v%
84,60%
82,20%
82,20%
56,70%
69,50%
z
toho
muži v %
15,40%
17,80%
17,80%
43,30%
30,50%
průměrný
věk
19,8
20,1
20,3
24,8
21,25
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
5.1 Výsledky prvotní shlukové analýzy
V této části výzkumu bylo cílem rozdělit sadu
strukturálních prvků elektronických studijních
materiálů využívaných pro vzdělávání formou elearningu, které reprezentovaly hodnocení
charakteristických skupin respondentů z pohledu
jejich preferovaného stylu učení dle klasifikace
VARK. Tímto způsobem se strukturální prvky
elektronických studijních materiálů rozčlenily do
skupin, které vykazovaly podobný rozptyl
hodnot. Jednoduše řečeno, pokud se vyskytovalo
několik strukturálních prvků, které respondenti,
s ohledem na preferovaný styl učení, hodnotili
velmi podobně, tak tyto prvky vytvořily shluk.
Celá situace je patrná z uvedeného grafu číslo1.
Tabulka 1 - Struktura výzkumného vzorku
Rozložení jednotlivých skupin respondentů
podle preference stylu učení za využití
klasifikace VARK je samo o sobě překvapivé. I
když není cílem této studie podrobně analyzovat
jednotlivé skupiny respondentů, je nutné
upozornit na několik zajímavých skutečností.
První skutečností je, že nejvíce preferovaným
stylem je kinestetický čili pohybový styl učení,
který preferuje více než 43 % studentů. Ostatní tři
styly učení, jsou pak zastoupeny více méně
63
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
2
4,193476
15,2826
10,46598
37,71531
3
4,037126
12,8351
14,50311
50,55041
4
3,566294
10,02421
18,0694
60,57461
Tabulka 2 - Faktorová analýza hodnocení
jednotlivých strukturálních prvků; Vlastní čísla a
faktory objasněná procenta rozptylu
Na základě provedené faktorové analýzy bylo
možné konstatovat: výzkumný předpoklad, že
rozptyl výsledků v hodnocení jednotlivých
strukturálních prvků elektronických studijních
opor je možné vysvětlit pomocí faktorů, které
jsou ovlivněny preferovaným stylem učení dle
klasifikace VARK bylo možné s přijatelnou
mírou rizika přijmout a považovat jej za
prokázaný.
Graf 1- Shluková analýza hodnocení
strukturálních prvků elektronických studijních
materialů dle preferovaného stylu učení
5.3 Interpretace dosažených výsledků
Výše uvedené výsledky výzkumného šetření
ukazují, že studenti s ohledem na jejich
preferovaný styl učení dle klasifikace VARK vidí
či rozlišují čtyři skupiny strukturálních prvků
elektronických studijních materiálů využívaných
ve vzdělávání formou e-learningu, které hodnotí
podobně. První skupinu jsme pracovně nazvali,
a to na základě charakteristik strukturálních
prvků, které obsahuje a které studenti vnímali
jako podobné, jako skupinu prvků pro zajištění
navigace ve studiu. Druhou skupinu tvoří
dynamické prvky zajišťující multimedialitu
obsahu s výrazným akcentem na interaktivitu
obsahu, tady možnosti manipulace s ním. Třetí
skupinu tvoří prvky zajišťující interaktivitu ve
vzdělávání, tedy pro zprostředkování přímé i
nepřímé komunikace. Poslední čtvrtou skupinu
tvoří statické prvky zajišťující zprostředkování
obsahu. Celou situaci ukazuje níže uvedený graf
číslo 2.
Dle třásňového grafu1, je možné konstatovat,
že zkoumané strukturální prvky elektronických
studijních materiálů využívaných v e-learningu,
vykazují výraznou tendenci rozdělovat se do 4
samostatných shluků, které jsou ovlivněny
preferovaným stylem učení dle klasifikace
VARK. Tuto skutečnost je možné pozorovat na
úrovni vzdálenosti spojení pohybující se okolo
hodnoty 30 (označena v obrázku modrou
vodorovnou čárou).
5.2 Ověření stanoveného výzkumného
předpokladu
Dále byla provedena faktorová analýza.
Vzhledem k tomu, že tato metoda je matematicky
značně náročná, byl pro vlastní zpracování použit
statistický modul Statistica 7.0 (procedura
Faktorová analýza) (Blahuš, 1985). Vlastní
faktorová analýza byla provedena s těmito
parametry (Blahuš, 1988): Hlavní komponenty
rotace – Varimax normalizovaný, za účelem
prokázání či odmítnutí stanoveného výzkumného
předpokladu. Následující tabulka číslo 2 uvádí,
kolik procent rozptylu objasňují jednotlivé
extrahované faktory, které představují skupiny
strukturálních prvků elektronických studijních
materiálů rozdělených dle preferovaného stylu
učení dle klasifikace VARK. Celkem bylo těmito
4 faktory objasněno 60,57 % rozptylu.
Kumulativní
vlastní číslo
Kumulativní
% roztylu
6,272504
% celkového
rozptylu
1
Vlastní číslo
Faktor
Vlastní čísla (Spearmanovy korelace); Počet proměnných –
26
Extrakce: Hlavní komponenty; Rotace: Varimax normalizovaný
22,43271
6,2725
22,43271
Graf 2 - Nově vymezená typologie strukturálních
prvků elektronických studijních opor
64
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Toto rozdělení je použito i v níže uvedeném
grafu číslo 3, který znázorňuje, jak vysoko
hodnotí jednotlivé skupiny studentů rozdělené
podle preferovaného stylu učení dle klasifikace
VARK (v grafu jsou znázorněny různými
barvami), jednotlivé skupiny strukturálních prvků
dle námi vytvořené typologie.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
U poslední skupiny strukturálních prvků
zajišťujících navigaci ve studiu jsme v zásadě
pozitivně hodnotili, že dle zjištěných výsledků
nejsou tyto prvky u vysokoškolských studentů
výrazně preferované, neboť se zřejmě dovedou
v textu i rozložení studia zorientovat samostatně.
Je to důležité při studiu nestrukturalizovaných
textů, například vědeckých publikací, a pro
vysokoškolské studium důležité.
5 Závěr
Na základě uvedených výsledků realizovaného
výzkumného šetření je možné vymezit novou
typologii strukturálních prvků elektronických
studijních materiálů využívaných v distančním
vzdělávání realizovaným formou e-learningu.
Tato typologie, zohledňuje jeden z důležitých
přístupů ke klasifikaci stylů učení dle preference
smyslového vnímání. Z tohoto pohledu je tedy
možné strukturální prvky těchto materiálů
rozdělit do čtyř samostatných skupin:
• skupinu prvků pro zajištění navigace ve
studiu,
• skupinu prvků zajišťující multimedialitu
obsahu,
• skupinu prvků zajišťujících interaktivitu ve
vzdělávání,
• skupinu
statických
prvků
zajišťující
zprostředkování obsahu.
V současnosti objevují i názory, jako např.
Lewis a Orton (Sak, Mareš, 2007), které označují
různé styly za mýtus, jenž je třeba zbavit
falešného pozlátka, a kladou větší důraz na pojem
„strategie učení“ (Mareš, 1998). S tímto názorem
se
neztotožňujeme,
neboť
styly
učení
považujeme za významnou determinantu
efektivního vzdělávání. Respektováním stylů
učení v plně elektronickém způsobu vzdělávání,
jaké dnes představuje e-learning, je možná nová
kvalita umožňující hodnotnou prezentaci obsahu,
adekvátní interakci a také komfort pro studující
doposud nevídaný. Toto spojení je třeba
soustavně studovat a hledat nové přístupy, které
by umožnily danou oblast dále rozvinout
a formulovat principy umožňující hlubší interakci
studenta s výukovým obsahem. To informační
a komunikační technologie na soudobé úrovni
zabezpečují již dobře, pokud ovšem uplatnění
pedagogických hledisek je cílevědomé.
Graf 2 - Hodnocení skupin strukturálních prvků
elektronických studijních materiálů dle
preferovaného stylu učení dle klasifikace VARK
Je vidět, že všechny skupiny studentů, bez
rozdílu preference stylu učení, vysoce hodnotí
statické prvky pro zajištění zprostředkování
obsahu, kam patří například., shrnutí kapitoly,
důležitá pasáž textu, pojmy k zapamatování apod.
Snaha o dobrou prezentaci obsahu je tak
z pohledu studentů vnímána jako nejdůležitější.
Podobná situace, mimo pořadí, je i u skupiny
strukturálních prvků zajišťující interaktivitu ve
smyslu zprostředkování komunikace. Studenti
tedy vnímají, a to bez rozdílu v preferenci
učebního stylu, komunikaci jako druhý
nejdůležitější prvek.
Významné rozdíly je ale možné vidět
u skupiny dynamických prvků zajišťujících
multimedialitu obsahu s výrazným akcentem na
možnost manipulace s obsahem, kde je výrazný
rozdíl v hodnocení u skupiny studentů
preferujících pohybový či kinestetický styl učení,
což se ale dalo čekat, neboť mají v povaze
experimentovat a manipulovat s učivem. Co je
ale neočekávané, je to, Neočekávané je,
že u skupiny studentů preferujících vizuálně
verbální styl učení je to naopak. I když je tato
skupina studentů charakteristická tím, že se
nejraději učí čtením a pozorováním, což
multimédia dobře umožňují, vadí jim zřejmě
nutnost manipulace s obsahem a preferují
multimediální prvky bez interaktivní složky.
Podobná situace je také u skupiny studentů
preferující sluchový styl učení, kteří zřejmě také
zjevnou činnost tolik nepreferují.
6 Literatura
[1] BATES, A., POOLE, G. (2003). Effective
Teaching with Technology in Higher Education.
1. vyd., San Francisco: Jossey-Bass/John Wiley,
2003. 305 s.
65
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
[2] BLAHUŠ, P. Faktorová analýza a její
zobecnění. 1. vyd., Praha, 1985. 451 s.
[3] BLAHUŠ, P. K metodologii použití
statistických metod v psychologii. 1. vyd., Praha,
1988. 214 s.
[4] BRIGGS-MYERS, I., BRIGGS, K. C. MyersBriggs Type Indicator (MBTI). 1. vyd., Palo Alto,
CA: Consulting Psychologists Press, 1985. 154 s.
[5] COFFIELD, F. et al. Learning styles and
pedagogy in post-16 learning. A systematic and
critical review. Newcatle University report on
learning styles [online]. Newcatle, 2004 [cit.
2013-04-21].
Dostupné
z
WWW:
<http://www.Isda.org.uk/files/PDF/1543.pdf>.
[6] CURRY, L. One critique of the research on
learning styles. Studies in Educational
Leadership. 1990, 48, 2, s. 50-56.
[7] DUNN, R. The Dunn and Dunn learning style
model and research. 3. vyd., New York: St
John´s University, 2003. 214 s.
[8] EGER, L. Evaluace e-learningu se zaměřením
na pedagogickou stránku. Studie in E-learning případová studie z projektu Comenius. Plzeň:
ZČÚ Plzeň, 2004. 74 s. ISBN 80-7043-265-9.
[9] FELDER, F. M., SILVERMAN, L. K.
Learning/Teaching
styles
in
engineering
education. Studies in Journal of engineering
education. 1998, 78, 8. s. 674-681.
[10] FLEMING, N. D. I'm different; not dumb.
Modes of presentation (VARK) in the tertiary
classroom. Studies in Zelmer, A., (Ed.) Research
and Development in Higher Education,
Proceedings of the 1995 Annual Conference of
the Higher Education and Research Development
Society of Australasia, HERDSA. 1995, 18. s.
308 – 313.
[11] FLEMING, N. D., MILLS, C. Not Another
Inventory, Rather a Catalyst for Reflection.
Studies in Improve the Academy. 1992, 11, 1. s.
137-155.
[12] GARDNER, H. Heteroglossia: A Global
Perspective. Studies in Interdisciplinary Journal
of Theory of Postpedagogical Studies. 1984, 12,
2. s. 34-45.
[13] GARDNER, H. How Are Kids Smart:
Multiple Intelligences in the Classroom. 1. vyd.,
National Professional Resources, Gloucester:
MA, 1995. 89 s.
[14] HEBÁK, P., HUSTOPECKÝ, J. Statistická
analýza vícerozměrných dat. Praha: SNTL, 1988.
158 s.
[15] HONEY, P., MUMFORD, A. Using your
learning styles. 1. vyd., Maidenhead: Peter
Honey Publications, 2002. 325 s.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
[16] HORÁK, F., CHRÁSKA, M. Metodologie
pedagogiky. 1. vyd., Olomouc: Vydavatelství
Univerzity Palackého, 1983. 147 s.
[17] CHAPMAN, N., CHAPMAN, J. Digital
Multimedia. 1. vyd., Boston: Addison-Wesley,
2001. 143 s.
[18] CHAPMAN, N., CHAPMAN, J. Digital
Multimedia 3. vyd., Mississauga: John Wiley &
Sons, 2004. 232 s.
[19] KOLB, A. D. Experiential learning:
experience as the source of learning and
development. 1. vyd., Englewood Cliffs, New
Jersey: Prentice Hall, 1984. 169 s.
[20] KOPECKÝ, K. E-learning (nejen) pro
pedagogy. 1. vyd., Olomouc: Hanex, 2006. 121 s.
ISBN 80-85783-50-9.
[21] LOWENTHAL, P. R., WILSON, B. A
description and typology of the online learning
landscape. Studies in M. Simonson (Ed.), 32nd
Annual proceedings: Selected research and
development papers presented at the annual
convention of the Association for Educational
Communications and Technology [online].
Washington D. C.: Association for Educational
Communications and Technology, 2009. [cit.
2013-3-14]. Dostupné z WWW:
<http://www.patricklowenthal.com/publications/
AECT2009TypologyOnlineLearning.pdf>.
[22] MAREŠ, J. (1998) Styly učení žáků a
studentů. 1. vyd., Praha: Portál. ISBN 80-7178246-7.
[23] MAREŠ, J. E-learning a individualní styly
učení. Studie in Československá psychologie.
2004 ,48, 3, s. 247-262.
[24] MARSHALL J. C. (1987) Examination of a
Learning Style Topology. Studies in Research in
Higher Education. New York: Springer. 1987,
26, 4, s. 417-429.
[25] MAUTHE, A., THOMAS, P. Professional
Content Management Systems: Handling Digital
Media Asset. 2. vyd., New York: John Wiley &
Sons, 2004. 157 s.
[26] McDONALD, R., P. Faktorová analýza a
příbuzné metody v psychologii. 1. vyd., Praha:
Academia, 1991, 256 s. ISBN 80-200-0081-X.
[27] MELOUN, M., MILITKÝ, J. Kompendium
statistického zpracování dat: metody a řešené
úlohy. 2. přepracované a rozšířené vyd., Praha:
Academia, 2006. 982 s. ISBN: 80-200-1396-2.
[28] MITCHELL, D. P. (1994) Learning style: a
critical analysis of the concept and its
assessment. 2. vyd., London: Kogan Page, 1994.
225 s.
66
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
systém, 2010. [cit. 2013-4-1]. Dostupné z
WWW:
<http://isis.vse.cz/dok_server/slozka.pl?id=51;do
wnload=81>.
[41] ŠIMONOVÁ, I. et al. Styly učení v
aplikacích eLearningu. 1. vyd., Hradec Králové:
M&V, 2010. 116 s. ISBN 978-80-86771-44-1.
[42] TUREK, I. Inovácie v didaktike. 2. vyd.,
Bratislava: Metodicko-pedagogické centrum,
2005. 360 s. ISBN 80-8052-230-8.
[43] VERMUNT, J. D. Metacognitive, cognitive
and affective aspects of learning styles and
strategies: a phenomenographic analysis. Studie s
in Higher education. 1996, 31, 1, s. 25-50.
[44] ZOUNEK, J. E-learning – jedna z podob
učení v moderní společnosti. 1. vyd., Brno:
Masarykova univerzita, 2009. 161 s. ISBN 97880-210-5123-2.
[29] PASK, G. Styles and strategies of learning.
Studies in British journal of educational
psychology. 1976, 46, 1, s. 128-148.
[30] PAULSEN, M. F. Online Education and
Learning Management Systems - Global
Elearning in a Scandinavian Perspective (1th.
ed.). 1. vyd., Oslo: NKI Forlaget, 2007. 71 s.
[31] PECÁKOVÁ, I. Statistika v terénních
průzkumech. 1. vyd., Praha: Professional
Publishing, 2008. 231 s. ISBN 978-80-86946-740.
[32] POŠÍK, P. Jak na data mining v programu
STATISTICA Data Miner. 1. vyd., Praha:
StatSoft, 2008. 78 s. ISBN 978-80-903630-6-9.
[33] PRŮCHA, J. Pedagogická encyklopedie. 1.
vyd., Praha: Portál, 2009. 936 s. ISBN 978-807367-546-2.
[34] RIDING, R. J., CHEEMA, I. Cognitive
styles - an overview and integration. Studies in
Educational psychology. 199, 11, 3-4, s. 193-215.
Ross, J. L., & Schulz, R. A. Using the World
Wide Web to Accommodate Diverse Learning
Styles. Studies in College Teaching. 1999, 47, 4,
s. 120-128.
[35] ŘEZANKOVÁ, H. Analýza dat z
dotazníkových šetření. 2. vyd., Praha:
Professional Publishing, 2010. 217 s. ISBN: 97880-7431-019-5.
[36] ŘEZANKOVÁ, H., HÚSEK, D., SNÁŠEL,
V. Shluková analýza dat. 1. vyd., Praha:
Professional Publishing, 2007, 196 s. 978-8086946-26-9.
[37] SAK, P., MAREŠ, J. et al. Člověk a vzdělání
v informační společnosti. 1. vyd., Praha: Portál,
2007. 290 s. ISBN 978-80-7367-230-0.
[38] SOKOLOWSKY, P.,
ŠEDIVÁ, Z.
Multimédia - současnost budoucnosti. 1. vyd.,
Praha: Grada, 1994. 118 s.
[39] STATSOFT Statistica 6.0 ve vašem městě:
sborník k cyklu prezentací nové generace
programů. Praha: StatSoft, 2001. ISBN 80-2387593-0.
[40] ŠEDÁ, J. Elearning – tvorba studijních opor
[online]. VŠE Praha: Integrovaný informační
doc. PhDr. Milan Klement, Ph.D.
Katedra technické a informační výchovy
Pedagogická fakulta UP
Žižkovo nám. č. 5
771 40 Olomouc, ČR
Tel: +420 585 635 811
E-mail: [email protected]
Www pracoviště: www.kteiv.upol.cz
PaedDr. PhDr. Jiří Dostál, Ph.D.
Katedra technické a informační výchovy
Pedagogická fakulta UP
Žižkovo nám. č. 5
771 40 Olomouc, ČR
Tel: +420 585 635 813
E-mail: [email protected]
Www pracoviště: www.kteiv.upol.cz
67
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
ASSESSMENT TOOLS DISSEMINATION OF METHODOLOGICAL
SUPPORT FOR THE TEACHER OF TECHNICAL SUBJECTS IN SLOVAK
AND CZECH REPUBLIC
Gabriel BÁNESZ; Danka LUKÁČOVÁ
Abstract: Following an academic initiative to assure quality in teaching technology and to technology
related other subjects, it was decided at the Department of Technology and Information Technologies
at the Faculty of Education of Constantine the Philosopher in Nitra to provide in-service teachers
teaching these school subjects, whether as qualified or unqualified, a methodological help and support
aimed at development of the technology education at primary and secondary schools (the second level
of primary schools and eight-year grammar schools). A tool of this support and assisting to teaching
the school subject technology has become the above-described web locality EduTech Portal
(http://etp2.pf.ukf.sk/). On the basis of the cooperation between the Department of Technology and
Information Technologies at the Faculty of Education, Constantine the Philosopher University
in Nitra, and the Department of Technical Education and Information Technology at the Faculty
of Education, Palacký University in Olomouc, the locality has been reconstructed and adapted also for
the needs of the teachers in the Czech Republic
Key words: teaching technology; quality of education; methodological support; teaching materials;
internet portal; web locality EduTech Portal; verification of the effectiveness.
ZHODNOTENIE DISSEMINÁCIE NÁSTROJOV METODICKEJ PODPORY PRE
UČITEĽOV TECHNICKÝCH PREDMETOV V SLOVENSKEJ a ČESKEJ REPUBLIKE
Resumé: V rámci akademickej iniciatívy sledujúcej zabezpečovanie kvality vyučovania predmetu
technika ako aj ďalších s technickou výchovou súvisiacich predmetov Katedra techniky
a informačných technológií Pedagogickej fakulty Univerzity Konštantína Filozofa v Nitre sa rozhodla
poskytovať metodickú pomoc a podporu kvalifikovaným aj nekvalifikovaným učiteľom
zabezpečujúcim výučbu uvedených predmetov na základných školách a osemročných gymnáziách.
Prostriedkom poskytovania tejto pomoci sa stala novo vytvorená opísaná webová lokalita EduTech
Portal (http://etp2.pf.ukf.sk/). Na základe spolupráce medzi Katedrou techniky a informačných
technológií Pedagogickej fakulty Konštantína Filozofa v Nitre a Katedrou technickej a informačnej
výchovy Pedagogickej fakulty Univerzity Palackého v Olomouci novo zriadená lokalita bola
reštrukturalizovaná a adaptovaná aj pre potreby učiteľov v Českej republike.
Kľúčové slová: technické vzdelávanie, kvalita vzdelávania metodická pomoc, metodické materiály
a učebné pomôcky, webová lokalita EduTech Portal, vyhodnotenie výsledkov.
získavania metodickej podpory pre učiteľov
v praxi, vychádzajúc z identifikácie ich potrieb.
Projekt riešil medzinárodný výskumný tým,
zastúpený rovnomerne z oboch partnerských
strán v nasledovnom zložení:

Za slovenskú stranu: doc.
PaedDr. Gabriel Bánesz, PhD., doc. PaedDr.
Danka Lukáčová, PhD., prof. PaedDr. Alena
Hašková, PhD., Mgr. Juraj Sitáš, PhD.

Za českú stranu: doc. Ing.
Čestmír Serafín, Dr. Ing-Paed. Mgr. Martin
Havelka, PhD., PaedDr. Jiří Dostál, PhD., Mgr.
Jan Kubrický, PhD.
1 Úvod
Projekt Disseminácia nástrojov metodickej
podpory pre učiteľov technických predmetov bol
zameraný na adaptovanie webovej lokality
EduTech Portal na cieľovú skupinu učiteľov
predmetov technického zamerania v Českej
a aj Slovenskej republike. Uvedená lokalita bola
počas riešenia projektu uvedená do ostrej
prevádzky v oboch štátoch v januári 2013 za
účelom poskytovania metodickej podpory
učiteľom technického zamerania pôsobiacich na
základných, stredných školách a osemročných
gymnáziách. Projekt riešil analogické možnosti
68
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Výskum a teda celý projekt prebiehal
v nasledovných etapách, ktoré zodpovedali
stanoveným cieľom pre celú dobrú riešenia:
1. Technické
zabezpečenie
prevádzky
webovej lokality v ČR.
2. Overenie organizačnej štruktúry systému
komunikácie v digitálnom informačnom
systéme v Českej republike.
3. Komparácia cieľov, obsahu a používaných
metód pre predmety technika/technická
výchova.
4. Sprístupnenie webovej lokality pre
používateľov na školách v Českej
republike.
5. Zber výskumných údajov prostredníctvom
portálu. (Projekt APVV, 2011)
Všetky stanovené ciele projektu boli splnené,
pričom v záverečnej fáze riešenia projektu
riešitelia použili pre zistenie spätnej väzby od
registrovaných používateľov webovej lokality
dotazník. Prostredníctvom tohto dotazníka
zisťovali, ako vnímajú registrovaní používatelia
nový prostriedok pre ich prípravu na vyučovanie.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
od „Áno veľmi“ až po „Nie“ či „Neviem
sa vyjadriť“.
Webová lokalita ponúka vo svojom obsahu
rôzne metodické materiály a elektronické učebné
pomôcky pre používateľov. Z tohto dôvodu mali
respondenti vybrať z ponúkaného zoznamu tie,
ktoré by využili vo vyučovaní.
Štruktúra webovej lokality je vyhotovená
a dostupná v dvoch jazykových mutáciách
a obsahoch. Šiesta položka dotazníka preto
zisťovala, či sa respondenti oboznámili s obsahmi
určenými pre používateľov v Slovenskej
republike. V prípade, že respondent na túto
položku odpovedal „áno“, tak následne siedma
položka
zisťovala,
či
mali
problémy
so slovenským jazykom.
Webová lokalita je prístupná v oboch
krajinách od januára 2013. Preto ôsma položka
bola zameraná na spôsob, resp. informačný zdroj,
z ktorého sa respondenti dozvedeli o jej
existencii.
Deviata položka zisťovala problémy súvisiace
s prihlásením sa na webovú lokalitu.
Desiata otázka zisťovala, či bola webová
lokalita EduTech Portal inšpiráciou pre
vyhľadávanie podobných lokalít určených pre
podporu práce učiteľa.
V jedenástej položke mohli respondenti
vyjadriť svoj názor, aké zmeny by privítali na
uvedenej webovej lokalite.
Dotazník bol odoslaný 86 respondentom,
pričom úplne vyplnených sa vrátilo 84. Z tohto
celkového počtu bolo 29 žien a 55 mužov. Išlo
hlavne o študentov učiteľstva
technickej
výchovy - 76 respondentov a 19 učiteľov z praxe.
Získané výsledky z dotazníka boli spracované
vo forme tabuliek a grafov, pričom na ich
kvantitatívne vyhodnotenie bola použitá popisná
štatistika.
2 Výskumné metódy použité na zisťovanie
stavu využívania EduTech Portalu
Ako hlavný výskumný nástroj bol použitý
dotazník. Pri jeho zostavovaní sa vychádzalo zo
skúseností slovenských riešiteľov spoločného
projektu. Dotazník obsahoval 11 položiek, ktoré
boli zamerané na nasledovné skutočnosti. Prvou
položkou sme zisťovali, aké materiály
respondenti preferujú pri príprave na výučbu
predmetu s technickým zameraním. Položka
ponúkala tri informačné zdroje, pričom vo štvrtej
možnosti „iné“ mohli vyjadriť vlastné zdroje,
ktoré používajú pri svojej príprave.
Druhá položka sa zameriavala na konkrétne
edukačné webové lokality, ktoré môžu
respondenti poznať a používať v predmete
technika. Svoje odpovede mohli vyjadriť v dvoch
možnostiach. Prvá nepoznám žiadne a v druhej
„iné“ mohli dopísať konkrétne názvy takýchto
lokalít.
Tretia položka sa už konkrétne venovala
spoločnej webovej lokalite EduTech Portal
z pohľadu jej prehľadnosti a možnosti navigácie.
Z päťčlennej navrhnutej škály mohli vybrať
od označenia 1 (prehľadná) až po možnosť 5
(neprehľadná).
Nasledujúca položka bola zameraná na
zistenie názorov, či webová lokalita EduTech
Portal môže pomôcť učiteľovi v príprave
na vyučovanie. Odpovede boli zoradené v škále
3 Výsledky z dotazníkového prieskumu
Prvou položkou bolo zisťované, aké materiály
preferujú respondenti pri príprave na výučbu
predmetu
technika
(praktické
činnosti).
Respondenti
mohli
vybrať
z viacerých
ponúkaných možností (graf 1).
Najviac respondentov preferuje pre svoju
prípravu na vyučovanie prostredie internetu, 78
opýtaných, 43, využíva knihy a učebnice, 14
časopisy. Piati uviedli aj iné možnosti. Išlo
hlavne o vysokoškolské skriptá a konzultácie
s odborníkom.
69
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
1% 0%
100
80
60
1
78
39%
2
23%
3
43
40
4
37%
14
20
5
5
0
Knihy
časopisy
web
Graf 3 Názory respondentov na prehľadnosť
lokality
23 % respondentov webovú lokalitu
zhodnotilo ako prehľadnú s hodnotením 1, 37 %
s hodnotením 2 a 39 % s hodnotením 3. Môžeme
konštatovať, že prehľadnosť stránky bola
hodnotená skôr pozitívne. Nik z respondentov
nehodnotil v škále 4 a 5.
Nasledujúca
položka
sa
zameriavala
na zistenie priameho využitia webovej lokality vo
vyučovacom procese. Respondenti mali vyjadriť
svoj postoj odpoveďou na otázku: „Myslíte si, že
by Vám obsah webovej lokality EduTech Portal
mohol pomôcť v príprave na vyučovanie?“
iné
Graf 1 Informačné zdroje pre prípravu na
vyučovanie
Z uvedeného
vyplýva,
že
„internet“
je v súčasnosti najväčším zdrojom informácií pre
učiteľov, ktorí ho využívajú na prípravu
na vyučovanie.
Druhá položka bola zameraná na edukačné
webové lokality využiteľné v predmete technika.
Respondenti mali uviesť, či takéto poznajú
a využívajú.
neodpovedalo
5%
56%
0%
39%
nepozná
žiadne
7%
12% 15%
iné
áno veľmi
skôr áno
Graf 2 Preferované edukačné webové lokality
Päť percent respondentov na túto položku
neodpovedalo, takmer 40 % nepozná žiadne
a 56 % zvolilo možnosť iné, pričom najčastejšie
uvádzali nasledovné: wikipédia, Google, stránky
veskole.cz a pod. Z uvedených odpovedí
v možnosti iné, je zaujímavá tá skutočnosť,
že za „Edukačné webové lokality“ respondenti
považujú aj internetové prehliadače a samotnú
Wikipédiu. V prípade posledne menovanej
a nesporne
zaujímavej
lokalite,
je
ale
spochybniteľná
objektivita
poskytovaných
informácií. Jej obsah je síce možno použiť na
prípravu, no len v prípade dôkladnej osobnej
a kritickej analýze jej obsahu. V každom prípade
ale ju nemôžeme považovať za výsostne lokalitu
určenú na edukačné účely.
Treťou položkou výskumníci zisťovali, ako
vnímajú registrovaní používatelia prehľadnosť
navrhnutej webovej lokality. Svoj názor mohli
vyjadriť pomocou päť stupňovej škály od
prehľadnej označenej číslom 1 po neprehľadnú
označenej číslom 5.
66%
skôr nie
Graf 4 Hodnotenie EduTech Portalu
z hľadiska
jeho
využitia
pri
príprave
na vyučovanie
Ako je z uvedeného zrejmé, tak respondenti
by dokázali využiť obsah webovej lokality pri
svojej príprave na vyučovanie (81 % odpovedí
áno veľmi a skôr áno). Obsah a zameranie
lokality by nevyužilo 19 %. Položka ešte
obsahovala možnosť „neviem sa vyjadriť“, ktorú
nezvolil nikto.
Webová lokalita obsahuje rôzne metodické
materiály a učebné pomôcky pre využitie v
technicky orientovaných predmetoch. V piatej
položke mali respondenti uviesť, ktoré z nich by
vedeli využiť vo svojej praxi. Respondenti mohli
vybrať viacero z ponúkaných materiálov.
70
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
40
30
20
10
0
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
0%
áno veľmi
7%
33
12
25
25
30
19
16%
38%
1
skôr áno
skôr nie
39%
0%
Graf 5 Využite jednotlivých materiálov z
lokality
Ako je z uvedeného grafu zrejmé, tak najviac
žiadané sú učebné pomôcky v elektronickej
forme. Ide hlavne o prezentácie k jednotlivým
tematickým celkom. Rovnako 33 respondentov
prejavilo záujem o zverejnené videá. 25
respondentov malo záujem o pracovné listy
a obrázky z lokality. Devätnásti by vedeli využiť
testy na preverovanie vedomostí v jednotlivých
tematických celkoch. Dvanásť respondentov
malo záujem o metodické poznámky. Jeden
respondent nemal záujem o žiadne z uvedených
materiálov.
Šiesta a siedma položka boli zamerané na
možné jazykové bariéry v slovenskej a českej
mutácii webovej lokality. V šiestej položke bolo
zisťované, či si respondenti prezreli aj slovenskú
časť webovej lokality. Pokiaľ odpovedali v
šiestej položke áno, tak v siedmej sa mali
vyjadriť, či mali problémy porozumieť obsahu
webovej lokality v slovenskom jazyku.
Graf 7 Odpovede respondentov na siedmu
položku
Nik s respondentov sa nevyjadril v tom
zmysle, že vôbec nerozumel obsahu a len 16 %
opýtaných
uviedlo,
že
isté
problémy
s pochopením obsahu slovenskej verzie malo.
77 % opýtaných nemalo problémy s jazykom.
Ôsma
položka
zisťovala
spôsob,
ako
sa respondenti dozvedeli o existencii webovej
lokality.
0% 7%
0% 4%
60%
Vyhľadávač
Google,
Zoznam a pod.
Odkazom na
inej web
lokalite
89%
Dostal som
ponuku na
registráciu
Graf 8 Odpovede respondentov
na ôsmu
položku dotazníka
Takmer 89 % respondentov dostalo tip
na webovú lokalitu od učiteľa, priateľa
a známeho a len 11 % získalo informáciu
o existencii EduTech Portalu cez internet.
Nikto z opýtaných neuviedol internetové
vyhľadávače a odkazy z iných lokalít.
Deviata položka zisťovala, či mali respondenti
nejaké technické problémy pri registrácii.
áno
40%
nie
nie
Graf 6 Odpovede respondentov na šiestu
položku
Z grafu vyplýva, že 60 % respondentov
nemalo problém s obsahom v Slovenskom
jazyku. Títo respondenti následne odpovedali aj
na položku 7 nasledovne.
4%
nie
96%
áno
Graf 9 Problémy respondentov s registráciou
96 % nemalo žiadne problém pri registrácii
a 4 % uvádzali problémy s neskoršie doručenými
e-mailami, ktoré potvrdzovali registráciu
používateľa.
71
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Desiata položka kládla otázku: „Inšpirovala
Vás práca s webovou lokalitou EduTech Portal k
vyhľadávaniu ďalších webových lokalít?“
28%
41%
31%
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
potreba doplniť obsah materiálov pre spätnú
väzbu, hlavne o testy preverujúce poznatky
žiakov.
4. Navrhnutá webová lokalita je jedinečná
v tom, že poskytuje bezplatne registráciu
a rovnako aj možnosť ju využívať priamo vo
vyučovacom procese. Ide najmä o demonštračné
videá, ktoré sú upravené na ich využitie vo
vyučovaní. Na internete prakticky neexistuje
lokalita, ktorá by sa priamo špecializovala na
technické vzdelávanie na základných školách
a zároveň
bola
garantovaná
odborníkmi
z didaktiky technických predmetov.
5. Prevádzka webovej lokality bola
pozitívne hodnotená a vyzdvihnutá aj v správe
Slovakia VET in Europe – Country report. (2012,
s. 41) DEDEFOP. Priebežné výsledky z riešenia
projektu boli publikované v odbornom časopise
Asociace inovačního podnikání České republiky
v príspevku: Diseminace nástrojů metodické
podpory učitelů technických předmetů. (Serafín,
et all, 2012)
Využíval som
už iné
podobné
webové
lokality
Graf 10 Odpovede na desiatu položku
dotazníka
41 % respondentov webová lokalita EduTech
Portal inšpirovala na vyhľadávanie podobných
lokalít, 31 % využívalo podobné lokality už
minulosti
a 28
%
opýtaných
lokalita
neinšpirovala.
V poslednej jedenástej položke mohli vyjadriť
respondenti
svoje
návrhy,
pripomienky
k webovej lokalite EduTech Portal. Z uvedených
odpovedí môžeme uviesť, že najviac žiadané boli
novšie a ďalšie metodické materiály, ktoré by sa
dali využiť priamo vo vyučovacom procese.
Rovnako sa vyskytli pripomienky ku grafike
webovej lokality.
5 Záver
Výsledky dotazníkového šetrenia potvrdili
opodstatnenosť disseminácie metodickej podpory
učiteľov technických predmetov. Výsledky
preukázali záujem o využívanie webovej lokality
EduTech Portal ako v Slovenskej a aj v Českej
republike. Rovnako aj výsledky projektu
zahrnuté v tomto príspevku naznačili ďalšie
možnosti spolupráce pracovísk pripravujúcich
budúcich učiteľov technických predmetov.
Potenciál pre spoluprácu vidíme najmä
vo výmene študentov učiteľstva technických
predmetov a rovnako aj v komparácii nových
prístupov k technickému vzdelávania v oboch
krajinách.
4 Diskusia
Z výsledkov uvedeného dotazníka môžeme
zhrnúť nasledovné závery:
1. Webová lokalita EduTech Portal
v rozšírenej verzii pre používateľov v Českej
republike sa ukázala ako potrebná pre podporu
technického vzdelávania na základných školách.
Jej rozšírenie umožnila aj obsahová príbuznosť
predmetov technika v Slovenskej republike
a praktické
činnosti
v Českej
republike.
Obsahová náplň bola zabezpečená z oboch strán
a ich využitie sa ukázalo ako opodstatnené pre
učiteľov v oboch štátoch.(Serafín, 2012)
2. Dostupnosť webovej lokality, jej správa
a prihlasovanie sa javí ako bezproblémové.
Na webovú lokalitu sa postupne registrujú
používatelia z oboch krajín. V budúcnosti by
bolo potrebné viac spropagovať jej prevádzku na
ostatných školách na všetkých stupňoch.
3. Obsahová náplň lokality je v súčasnosti
zabezpečená hlavne formou elektronických
pomôcok. Sme toho názoru, že by bolo vhodné
skvalitniť a doplniť metodické poznámky
k predmetným učebným pomôckam. Záujem
práve o túto skupinu pomôcok sa ukazuje ako
jeden z najmenších, pričom ide o dôležitú oblasť
pre
prípravu
učiteľa
na
vyučovanie.
Z dotazníkového šetrenia sa ďalej ukazuje
6 Literatúra
[1]
EUROPEAN
COMISSION,
Expert
Group on Improving the Education Teachers and
Trainers. Changes in Teacher and Trainer
Competences. Synthesis Report. [online].
TNTEE, 1998. [cit. 2002-01-11]. Available:
http://tntee.umu.se/bulletin_board/the_announce
ments/expert_group_a/annex2.pdf
[2]BIRDEN, H - PAGE S.: “Teaching by
videoconference: a commentary on best practice
for rural education in health professions.”
In Rural and Remoty Health. Online (2005).
Available: http://rrh.deakin.edu.au
[3] KROPÁČ, Jiří., Zbyněk KUBÍČEK, Miroslav
CHRÁSKA, a Martin HAVELKA. Didaktika
72
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
technických předmětů: vybrané kapitoly.
Olomouc, Univerzita Palackého, 2004. 223 s.
ISBN 80-244-0848-1.
[4] Projekt APVV č. SK-CZ-0042-11
Disseminácia nástrojov metodickej podpory pre
učiteľov
technických
predmetov.
2011
Zodpovedný riešiteľ Gabriel Bánesz
[5] VANTUCH, J. – JELINKOVA, D.: Slovakia
VET in Europe – Country Report. REFERNET,
CEDEFOP Slovakia, 2012. (online). [cit. 201406-13].
Dostupné
z:
http://www.cedefop.europa.eu/EN/Informationservices/vet-in-europe-country-reports.aspx
[6] SERAFÍN, Č. – PROCHÁZKOVÁ, I.: Školní
vzdělávací program (ŠVP) jako inspirační zdroj
inovace
výuky
předmětů
všeobecného
technického
charakteru.
In.
Technické
vzdelávanie
ako
súčasť
všeobecného
vzdelávania. Banská Bystrica: UMB, 2009. ISBN
978-80-8083-878-2 s. 440 – 444
[7] SERAFÍN, Č. - DOSTÁL, J. - HAVELKA,
M. - KUBRICKÝ, J.: Nástroj metodické podpory
učitelů obecne technických předmetů. In. Trendy
ve vdělávání 2012. s. 269 – 274 ISSN 1805-8949
[8] SERAFÍN, Č. - DOSTÁL, J. - HAVELKA,
M. - KUBRICKÝ, J. – BÁNESZ, G. LUKÁČOVÁ, D. - HAŠKOVÁ, A. - SITÁŠ, J.:
Diseminace nástrojů metodické podpory učitelů
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
technických
předmetů:
česko
slovenská
spolupráce, projekt 7AMB12SK106, 2012. In:
Inovační podnikání & transfer technologií:
odborný časopis Asociace inovačního podnikání
České republiky: příloha ip&tt 4/2012 - transfer
technologií. - ISSN 1210-4612, Roč. 2012, č. 4
(2012), s. 6-7.
doc. PaedDr. Gabriel Bánesz, PhD.
Katedra techniky a informačných technológií
Pedagogická fakulta UKF v Nitre
Dražovská 4
949 74 Nitra, SR
Tel: +421 37 6408 342
E-mail: [email protected]
Www pracoviska: www.ktit.pf.ukf.sk
doc. PaedDr. Danka Lukáčová, PhD.
Katedra techniky a informačných technológií
Pedagogická fakulta UKF v Nitre
Dražovská 4
949 74 Nitra, SR
Tel: +421 37 6408 342
E-mail: [email protected]
Www pracoviska: www.ktit.pf.ukf.sk
73
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
DEVELOPMENT OF INFORMATION LITERACY USING SELECTED
EDITORS AND MATHML LANGUAGE IN EDUCATING PERSONS WITH
VISUAL IMPAIRMENT
Vojtech REGEC
Abstract: The aim of the paper is to present the specifics of utilization of the BlindMoose editor,
Lambda editor and MathML language in the context of developing information literacy when
educating integrated pupils with visual impairment at secondary schools in the Czech Republic.
Within our research, on the sample of employees from eleven special education centres for visually
impaired persons, we have monitored their level of awareness of the editors and MathML language.
We found out that the problem in practice consists in unsatisfactory general knowledge regarding
these editors as well as insufficient practical experience in their utilization in education process among
the staff of special education centres working with visually impaired clients as well as among the
secondary school teachers. At the same time, we have examined whether in addition to mathematics
and technical subjects, the rate of information literacy also determines broader aspects of socialization
of the persons with visual impairment.
Key words: BlindMoose editor, Lambda editor, information literacy, MathML language, education,
visual impairment.
ROZVOJ INFORMAČNEJ GRAMOTNOSTI VYUŽITÍM VYBRANÝCH EDITOROV A
JAZYKA MATHML VO VZDELÁVANÍ ZRAKOVO POSTIHNUTÝCH
Resumé: Cieľom príspevku je prezentovať špecifiká využitia editora BlindMoose, editora Lambda
a jazyka MathML v kontexte rozvoja informačnej gramotnosti vo vzdelávaní integrovaných žiakov so
zrakovým postihnutých na stredných školách v Českej republike. V rámci realizovaného výskumu sme
na vzorke pracovníkov z jedenástich špeciálnopedagogických centier pre zrakovo postihnutých
sledovali, aká je ich informovanosť o editoroch a jazyku MathML. Zistili sme, že problémom praxe sú
neuspokojivé znalosti pracovníkoch špeciálnopedagogických centier pre zrakovo postihnutých
a učiteľov zo stredných škôl o celkovom prehľade týchto editorov ako aj nedostatočné praktické
skúsenosti v oblasti ich využitia vo vzdelávaní. Taktiež sme zisťovali, či miera informačnej
gramotnosti determinuje okrem vyučovania matematiky a technických predmetov aj širšie aspekty
socializácie zrakovo postihnutých.
Klíčová slova: editor BlindMoose, editor Lambda, informačná gramotnosť, jazyk MathML,
vzdelávanie, zrakové postihnutie.
v súčasnosti nie je prístup k informáciám
u vidiacich a nevidiacich rovnocenný. Obzvlášť
sa tento jav ukazuje pri technických
informáciách, kde bežne používané technológie
na transformáciu textu do digitálnej formy nie sú
vždy
automaticky
schopné
sprístupniť
informácie,
ktoré
obsahujú
množstvo
špecifických symbolov a formátov.
Z aspektu podpory a rozvoja informačnej
gramotnosti u zrakovo postihnutých je kľúčové
sledovať vhodnosť a koncept nastavených
prostriedkov vo vzdelávaní. Úroveň informačnej
gramotnosti jednotlivca so zrakovým postihnutím
1 Úvod
Prístup jednotlivcov so zrakovým postihnutím
k informáciám v edukačnom procese bol
v minulosti
výrazne
obmedzený.
Rozvoj
informačných technológií v súčasnosti významne
ovplyvňuje
celý
proces
sprístupňovania
informácií a tiež otvára nové možnosti
transformácie dát do prístupnej formy.
V mnohých
prípadoch
odstránil
tradičné
prekážky, avšak v celej rade ďalších vytvoril
prekážky nové. (Mendelová, Lecký, 2008)
Napriek dynamickému rozvoju informačných
technológií aj naďalej platí tvrdenie, že ešte aj
74
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
v oblasti zapisovania matematických a iných
technických výrazov je determinovaná spôsobom
využitia ICT v podmienkach vzdelávania.
Glozar a kol. (2007) poukazujú na niekoľko
možností, ako prostredníctvom špeciálnych
nástrojov môžeme tvorbu matematických zápisov
realizovať v elektronickej forme. Medzi
najpoužívanejšie nástroje patrí predovšetkým
editor Lambda, InftyEditor ako aj systém
Duxbury
Braille
Translator.
K ďalším
možnostiam zápisu matematiky patrí tiež využitie
programovej nadstavby (rozšírení, doplnkov)
v rámci už vytvorených programov. K takýmto
možnostiam patrí napríklad editor Blindmoose
a Math Type pre platformu Microsoft Office
Word, odt2braille (platforma OpenOffice Writer)
ako aj jazyk MathML spracovávaný v rámci
platformy DAISY (MathML-in-DAISY).
Limitom viacerých nástrojov zo zahraničia
v porovnaní napríklad s českým editorom
Blindmoose je skutočnosť, že nemajú
implementovanú českú Braillovskú normu.
Naopak, ich obrovskou výhodou je lepšia
možnosť konverzie dát, vyššia podpora pri práci
s matematickými výrazmi, väčšia podpora
matematických
symbolov
a
ďalšie.
V nasledujúcich podkapitolách budeme venovať
pozornosť dvom vybraným matematickým
editorom, ktoré v Českej republike patria v praxi
medzi najčastejšie používané. Okrem týchto
editorov budú uvedené základné aspekty jazyka
MathML a hlavné zistenia z oblasti informačnej
gramotnosti
pracovníkov
školských
poradenských centier pre zrakovo postihnutých
o možnostiach využitia špeciálnych nástrojov
k zápisu matematických výrazov.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
s tvrdením Šimeka (2008), ktorý uvádza,
že použitie editora BlindMoose nie je ani
v prostredí základných a stredných škôl vždy
plne uspokojivé, pretože nároky na softvér
k plnohodnotnej práci s matematickými zápismi
v elektronickej forme môžu byť v niektorých
prípadoch oveľa vyššie.
Obr 1: Zobrazenie novej položky „Blind Moose“
v hlavnej ponuke (menu) textového editora MS
Word 2003
3 Editor Lambda
Pojem Lambda predstavuje matematický
editor, ktorý má v sebe implementovaný lineárny
Lambda kód, a tým umožňuje nevidiacim čítanie,
úpravu a tvorbu matematických výrazov. Spôsob
zápisu bol vyvinutý v rámci projektu s názvom
Linear Access to Mathematics for Braille Device
and Audio Synthesis. Horňanský (2009) uvádza,
že Lambda kód je konvertovateľný na vstupe aj
na výstupe do MathML, a teda je nepriamo
konvertovateľný aj so zápisom LaTeX,
čo nevidiacim v súčasnosti umožňuje prístup
k väčšine technických dokumentov. Lambda kód
je štruktúrovaný kompaktným spôsobom, ktorý
vidiacemu aj nevidiacemu používateľovi editora
Lambda umožňuje jednoducho pracovať
s výrazmi
v
ňom
vytvorenými
(resp.
upravovanými) aj v spolupráci s Braillovským
displejom.
Nad značkovacím jazykom MathML funguje
samotný editor (obrázok 2), ktorý dokument
v kóde Lambda zobrazuje vo vybranej
osembodovej norme. Vďaka tomuto riešeniu sa
podarilo
prekonať
najväčší
nedostatok
existujúcich notácií, resp. ich vzájomnú
nekompatibilitu. (Šimek, 2008)
2 Editor BlindMoose
Editor BlindMoose (v súčasnosti vo verzii 2 BlindMoose 2) bol vytvorený na Masarykovej
univerzite v spolupráci so strediskom Teiresiás
v roku 2004. Pôvodne tento nástroj vychádza
z dvoch bakalárskych prác, ktorých autormi sú
Jan Boček a Martin Endl. (Glozar a kol., 2007)
BlindMoose umožnil ako prvý v Českej
republike štandardný zápis matematiky podľa
českej národnej šesťbodovej normy z roku 1996.
Tento nástroj funguje ako sada makier v rámci
textového editora Microsoft Office Word.
Výhodou týchto makier, je možnosť vytvárať a
editovať základné matematické texty nevidiacim
aj vidiacim používateľom. Nevýhodou editora je
absencia automatickej konverzie z externého
formátu, ako je TeX alebo MathML. (Glozar
a kol. 2007) Z uvedeného dôvodu súhlasíme
Obr 2: Znázornenie štruktúry systému Lambda
(upravné podľa Hegr, Peňáz, Sklenák In Šimek,
2008)
Podľa Jaškovej (2008, s. 93) je program
Lambda „výbornou pomôckou pre nevidiacich
študentov študujúcich integrovane. Bežní učitelia
matematiky majú problémy pri vysvetľovaní
75
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
učiva pre nevidiacich, pretože Braillovský
matematický zápis, ktorý používajú nevidiaci, je
úplne iný ako ten, ktorý používajú vidiaci. Práve
program Lambda ponúka vyhovujúce riešenie pre
nevidiacich žiakov, aj pre vidiacich učiteľov
a žiakov“.
Editor Lambda umožňuje automatiky
rozlišovať jednotlivé bloky matematického
vzorca a poskytuje prostriedky, ktoré umožňuje
používateľom postupné rozkrývanie alebo
skrývanie. Práve prostredníctvom funkcie
rozkrývania a skrývania vybraných častí
matematického
zápisu
môžu
nevidiaci
porozumieť vnútornú štruktúru vzorca oveľa
rýchlejšie a samotná úprava vzorca je presnejšia.
Medzi ďalšie funkcie editora Lambda patrí
napríklad schopnosť rozšíriť aktuálny výber na
celý logický blok, automatické doplňovanie
značiek ako prevencia v tvorbe chýb pri písaní
výrazov, funkcia kopírovania posledného riadku
s eliminovaním prebytočných medzier ai. Editor
tiež obsahuje zabudovaný kalkulátor ako aj
prostredie pre prácu s maticami (Šimek, 2008).
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Obr 4: Zobrazenie matematického vzorca vo
webovom prehliadači
Na obrázku 5 uvádzame k vyššie uvedenému
príkladu jeho zdrojový kód.
Obr 5: Zobrazenie stavby (syntax) zdrojového
kódu v MathML (pre zlomok na obrázku 4)
Obr 3: Hlavné okno s rozpísaným príkladom
v lineárnom
Lambda
kóde
a
podokno
zobrazujúce príklad v štandardnom vizuálnom
tvare (Horňanský, 2009, s. 46)
Súhlasíme s tvrdením Šimeka (2009), ktorý
v tejto súvislosti hovorí, že výsledný kód je
rozsiahly a jeho priame editovanie je príliš
náročné. Ako ďalej citovaný autor (tamtiež)
výstižne uvádza, najvhodnejším riešením
sa ukazuje využívať MathML ako vnútorný kód,
nad ktorým bude fungovať ako nadstavba editor
(napríklad Lambda), ktorý nevidiacemu obsah
dokumentu
interpretuje,
podobne
ako
už existujúce nástroje, ktoré zdrojový kód
MathML prevádzajú do vizuálnej podoby.
4 Jazyk MathML
Jazyk MathML (Mathematical Markup
Language) predstavuje ďalší spôsob ako možno
v lineárnej forme zapisovať elektronicky
matematické výrazy. Spôsob zápisu a syntax
MathML je založený na jazyku XML (EXtensible
Markup Language) a oficiálne schválený
konzorciom W3 (Horňanský, 2009).
MathML bol špeciálne vytvorený pre potreby
zápisu matematických notácií a následnej
prezentácie na webových stránkach ako aj
v ďalších typoch elektronických dokumentoch.
V roku 2014 bola v druhom vydaní publikovaná
jeho tretia verzia. Špecifikácia MathML 3.0 je
dostupná na adrese http://www.w3.org/TR/
MathML3/.
Príklad znázornenia jednoduchého zlomku
v MathML vo webovom prehliadači Mozilla
Firefox uvádzame na nasledujúcom obrázku 4.
5 Východiská výskumu
Cieľom výskumu bolo zistiť, aká je
informačná gramotnosť pracovníkov školských
poradenských centier pre zrakovo postihnutých
o možnostiach editorov a jazyka MathML
k zápisu matematických výrazov. Pracovníci
školských poradenských centier majú kľúčový
význam
v oblasti
vzdelávania
žiakov
so zrakovým postihnutím v inkluzívnych
podmienkach,
pretože
poskytujú
školám
informačné,
diagnostické,
metodické
a poradenské služby.
76
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
V rámci výskumu sme oslovili celý základný
súbor (14 špeciálne pedagogických centier pre
zrakovo postihnutých) v Českej republike,
pričom so zapojením do výskumu súhlasili
poradenskí pracovníci z 11-tich centier. Zber dát
prebiehal formou interview a bol realizovaný
v roku 2010.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
zápisu, napríklad pri ďalšom štúdiu,
aj zbytočné redukovanie učebnej látky.
5 Výsledky výskumu
V oblasti využitia moderných technológií pri
sprístupňovaní matematických zápisov a ich
linearizácie v elektronickej forme sme zisťovali,
aké informácie poskytujú školám pracovníci
školských poradenských centier. Väčšina
pracovníkov (73%) uviedla, že nepozná žiadne
špeciálne programy (napr. editor Lambda a pod.)
ako aj jazyk MathML k tomuto účelu.
Neuspokojivé boli aj znalosti poradenských
pracovníkov
o možnostiach
využitia
osembodového zápisu, a to aj napriek tomu, že
všetci oslovení pracovníci mali prehľad
o šesťbodovej norme. Na základe týchto zistení
tak môžeme konštatovať, že poradenskí
pracovníci v praxi prehliadajú nové možnosti,
ako efektívne zapisovať v elektronickej forme
matematické
zápisy
a tým
nepriaznivo
determinujú rozvoj informačnej gramotnosti
žiakov so zrakovým postihnutím.
Zo získaných výsledkov vyplýva, že špeciálny
matematický editor vhodný na lineárny zápis
matematických, prípadne iných technických
výrazov poznali celkovo iba traja respondenti
(27%), pričom iba jeden poradenský pracovník
(10%) má s jeho využitím praktické skúsenosti.
K týmto zisteniam citujeme alarmujúcu výpoveď
jedného respondenta, ktorý poukazoval na prístup
učiteľa matematiky pri vyučovaní nevidiaceho
študenta v inkluzívnych podmienkach.
„Středoškolští učitelé jaksi u integrovaných
nevidomých žáků se nechtějí učit tady tyhle ty
věci jako editor Lambda a podobně. Většinou se
to pak obchází jakousi modifikací učiva. Takže
ten zrakově postižený se učí jenom to, co sám
jakoby zvládl a do těch těžších věcí se nepouští.“
Viacero
pracovníkov
nám
hovorilo
aj o negatívnom dopade nedostatočných znalostí
u učiteľov o možnostiach zápisu matematiky
u nevidiacich študentov (obrázok 6). Zmienený
negatívny dopad sa napríklad premietal
do vytvárania vlastného spôsobu zápisu
matematických, či iných technických výrazov,
ktorý vznikol na základe dohody medzi učiteľom
a žiakom so zrakovým postihnutím. Obrovským
nedostatkom
uvedeného
postupu
je
nekompatibilita týchto individuálnych druhov
ako
Obr 6: Miera súhlasu pracovníkov školských
poradenských centier s negatívnym vplyvom na
informačnú gramotnosť u žiaka so zrakovým
postihnutím z dôvodu nedostatočných znalostí
a praktických skúseností učiteľov o možnostiach
využívania matematických editoroch
Kvalita vyučovania matematiky a technických
predmetov determinuje v rôznej intenzite
aj
ďalšie
aspekty
socializácie.
Podľa
respondentov sa najčastejšie jedná o nerovný
prístup ku vzdelaniu (82%) a osvojovaniu
si
limitovaných
kompetencií
v práci
s matematickými výrazmi. Pozornosť je tiež
potrebné venovať aj vplyvu na výber vysokej
školy a voľby povolania. Jednotlivé zistenia
ilustrujeme na nasledujúcom obrázku 7.
Obr 7: Vplyv kvality vyučovania matematiky
na vybrané oblasti
V rámci výskumu sme sa v súvislosti
so zistenými nedostatočnými znalosťami učiteľov
o možnostiach využitia matematických zápisov
v elektronickej forme zisťovali aj pravdepodobné
príčiny, ktoré vplývajú na úroveň týchto znalostí.
Pracovníci školských poradenských centier
najčastejšie poukazovali na nedostatočnú
pregraduálnu prípravu učiteľov v inkluzívnom
prostredí (63%), nedostatočnú metodickú
podporu poradenských pracovísk (46%) ako aj na
nedostatočný prístup a časové možnosti učiteľov
ku ich ďalšiemu vzdelávaniu (27%).
77
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
[4] MENDELOVÁ, E.; LECKÝ, P. Prístupné
študijné zdroje pre nevidiacich študentov. In:
Niektoré technologické inovácie v špeciálnej
pedagogike. Levoča: Matej Hrebenda Slovak
Library for the Blind in Levoča. Ročník 38. Číslo
7. 2008. s. 54-65. ISSN 1335-6100.
[5] PEŇÁZ, P. Gramotnost nevidomých
a perspektivy hmatového kódování informací. In
Jesenský, J. Edukace a rehabilitace zrakově
postižených na prahu nového milénia. 2002. s
256-268. Hradec Králové: Gaudeamus, ISBN 807041-041-8.
[6] REGEC, V. Praktické využitie informačných
a komunikačných technológií u žiakov so
zrakovým postihnutím. Olomouc: Univerzita
Palackého v Olomouci, 2010. 244 s. [Dizertačná
práca. ]
[7] REGEC, V. E-Exclusion and E-Inclusion of
Students with Visual Impairment at Secondary
Schools and Universities in the Slovak Republic.
In INTED2014 Proceedings. Valencia: 8th
International Technology, Education and
Development Conference. 2014. s. 2632-2636.
ISBN: 978-84-616-8412-0.
[8] ŠIMEK, R. Matematika pro nevidomé.
Počítačová podpora výuky a návrh české
osmibodové normy. 2008. 79 s. Brno:
Masarykova Univerzita.
5 Záver
Na základe výsledkov prezentovaného
výskumu
môžeme
konštatovať,
že v integrovanom vzdelávaní je problematika
informačnej gramotnosti žiakov so zrakovým
postihnutím aktuálnym problémom praxe.
Dôležité je poukázať na rozpor medzi teóriou
a praxou
v oblasti
možností
prístupu
k informáciám v rámci elektronickej formy
lineárneho zápisu matematiky prostredníctvom
špeciálnych nástrojov. Školskí poradenskí
pracovníci ako aj učitelia na stredných školách
nemajú dostatočné znalosti o týchto editoroch,
vrátane jazyka MathML, a častokrát tak
pristupujú k menej efektívnym technikám
vyučovania. Na podobný problém v oblasti
edukácie dlhodobo poukazuje aj Peňáz (2002),
keď hovorí o vypúšťaní učebnej látky, ktorá sa
viaže na zrak a vychádza práve z nesprávne
interpretovanej
špeciálnopedagogickej
tézy
o individuálnom prístupe.
Odborné metodické vedenie školských
pracovníkov (učiteľ, asistent pedagóga, špeciálny
pedagóg) je tak nevyhnutným predpokladom
k zvyšovaniu informačnej gramotnosti študentov
so zrakovým
postihnutím
v inkluzívnych
podmienkach v oblasti vyučovania matematiky
ako aj iných technicky orientovaných predmetov.
PhDr. Vojtech Regec, Ph.D.
Ústav speciálněpedagogických studií
Pedagogická fakulta UP
Žižkovo nám. č. 5
771 40, Olomouc, ČR
Tel: 00 420 585 635 323
E-mail: [email protected]
Www pracoviště: www.uss.upol.cz
6 Literatura
[1] GLOZAR, J. ET AL. Přístupnost e-learningu
pro studenty s postižením. 2007. 15 s. Brno:
Středisko pro pomoc studentům se specifickými
nároky Masarykova univerzita.
[2]
HORŇANSKÝ,
M.
Sprístupňovanie
matematiky
nevidiacim
na
Slovensku
prostredníctvom editora Lambda. 2009. 86 s.
Bratislava: Univerzita Komenského.
[3] JAŠKOVÁ, Ľ. Digitálne technológie vo
vzdelávaní zrakovo postihnutých. 2008. 158 s.
Bratislava: Univerzita Komenského.
78
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
DEVELOPMENT OF KEY COMPETENCIES OF PUPILS TECHNICAL
VOCATIONAL EDUCATION
Jana JUHÁSOVÁ
Abstract: The aim of this paper is to point out the possibility of the development of key competencies
in the teaching of technical vocational education. By development of key competencies we contribute
to lifelong learning, the process of constant change and the amount of the further development in our
society.
Key words: key competencies, students, teaching method
Abstratkt: Cieľom príspevku je poukázať na možnosti rozvoja kľúčových kompetencií vo vyučovaní
technických
odborov vzdelávania. Dôležité je poukázať na výber vhodných aktivizujúcich metód vo výučbe a tým
aj zlepšiť vývoj jednotlivých kompetencií. Príspevok poukazuje na to, aké aktivizujúce metódy sme
zvolili vo výskumnej časti dizertačnej práce a zároveň uvádzame výsledky práce. Rozvojom
kľúčových kompetencií prispievame k celoživotnému vzdelávaniu, k procesu stálych zmien
a množstvu ďalšieho rozvoja nás v spoločnosti.
Kľúčová slova: kľúčové kompetencie, študenti, vyučovací metódy
leads to mental and psychosomatic diseases
and also profound changes in social life. There
was also a significant personality change,
thereby gets to the loss of personal status. One
of the motives behind the development of his
personality is developing key competences,
such as the example. Self -learning, to give the
unemployed a new impetus to independent and
responsible learning. This leads him to
independence is the ability to give people
guidance and lead them to the next step to
getting a job. Key competences represent
further education, to which, however, each of
us come independent work and initiative. What
we are interested in a greater amount of core
competencies, the more it pushes us to develop
their own personalities. Lead us to lifelong
learning and the process of constant change
and the amount of the further development of
our society. This can reduce the already
existing unemployment and adapt to the
requirements of a potential employer. Receive
useful skills that can be used to find new jobs.
The process of self-learning and selfeducation will is up to each of us, we cannot
rely on the fact that somebody poured
knowledge in the head, but rather their own
learning process has to be on his own
responsibility and every one of us. Based on
self-learning is also contributing to adapt to
1 Introduction
Recently, the center of attention is the issue
of educational science core competencies,
which is related to increase the effectiveness of
teaching. Caught the essence of the wisdom of
the old Latin (Seneca the Younger) "Non
scholae, sed vitae discimus" - "Not for school
but for life we learn". For the first time in our
educational programs emerging requirements
for pupils' learning outcomes, which are not
based on the specifics of individual subjects,
but the concern is more universal knowledge,
abilities, skills and attitudes which normally
need in their lives and are useful in many life
and work situations. These are identified as
core competencies. (Milenium 2001)
Work in our lives in the scale of values
occupies a prominent place. Is an important
factor to ensure the material life and is also a
source of social contacts with a number of
interviews, meeting people, of establishing
friendships.
By Siergrist, if a person loses his job
involuntarily, it is associated with far-reaching
consequences: the person feels like a single
isolated from society. Unemployment has great
social and political impact. Resigned
frustration and subsequent job loss is large and
operates various forms of the immediate
surroundings. With long-term unemployment
79
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
situations rapidly changing framework
conditions encountered in everyday life. It is
up to us how they can adapt as they can handle
and making them not considered obstacles.
A more thorough analysis of the issue in the
available literature study showed that it is not
possible within the scope of this work to carry
out in-depth analysis of each individual key
competencies individual separately. An
important part is, if we focus on their overall
development in the learning process. The
ability to sell is&quot; one of the fundamental
skills in characterizing his personality when
applying for a job on which candidate apparent
ability to communicate effectively. (Albert)
Didactic test was designed to detect and
verify the knowledge acquired by us designed
teaching methods in the experimental and
comparison of knowledge achieved by pupils
in the control group. Didactic test consisted of
questions directed to the use of knowledge and
then proposing solutions to the situation.
Questions were directed to find out how
students can use knowledge of typical and
problematic situations.
3. Questionnaire method
It is designed for mass production of data,
for subsequent statistical processing. Thus we
capture the views of pupils and their attitudes
to learning, to working methods, their interests,
satisfaction with the proposed method of
teaching us. We have used an open and closed
question. Questionnaires were used to evaluate
statistical hypotheses.
4. Statistical methods for processing data
obtained
a) Statistical Descriptions: a statistical
description of the results of research,
reducing the large amount of collected
data into clear and understandable form,
tabulation and graphical display of results
of research
b) Statistical inference: finding degree of
generalization of research findings, testing
(verification) hypotheses
The statistical hypothesis is a statement
about the probability distribution of one or
number of random variables. When deciding
on the validity of the hypothesis can be put
differently stringent criteria for this research
are adopting a significance level of 0.05, so the
probability of error of 5 %. Statements, which
are based on 95 % statistical confidence, we
call significant it is statistically significant.
F-test
F-test is a test that is used to test the
statistical hypotheses. In practical terms, we
can conclude that its use is linked with the
term "dispersion (variation)" F-test - test the
correlation of two variances In this test, if it is
not rejected the null hypothesis (H0), ie
variances of the two files are identical, then
continue testing the conformance tests of the
two middle values of independent sets in
a homogeneous variance (t-test) When this test
is rejected the null hypothesis (H0) and accept
the alternative hypothesis (H1), ie variances of
the two sets are not identical, then continue
2 Methods of research
In our experiment we used 4 research
methods:
1. Pedagogical experiment
The aim of the teaching experiment was to
evaluate
the
impact
of
education
using methods for activating students'
knowledge. The experiment was conducted
under natural conditions Secondary Technical
School in the subject of the Transport Road
transport. The survey sample was selected
based on availability. Experimental elements
represented activating methods used in
teaching thematic units Technical - economic
indicators,
monitoring
and
evaluation
operations of road transport social legislation
on drivers' work. To time - thematic program
we have implemented the following methods:
Brainstorming, Case Studies, Project teaching
Problem teaching, and Didactic game.
Experimental teaching took place in the range
of 13 weeks and 39 lessons for each group. 16
teaching hours were devoted to thematic units:
Technical - economic indicators. 10 lessons
were devoted to thematic units: Monitoring
and evaluating the operation of road transport
and 12 lessons were dedicated thematic units:
Social legislation for drivers' work. 1 lesson
focused on repeat all thematic units before
output achievement test.
For the purpose of the experiment, we
created a control and experimental group. In
the experiment in the experimental group (EG)
we implemented using activating teaching
methods in the control group (CG), we carried
out without the use of activating methods.
2. Didactic tests
80
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
testing the conformance tests of mean values
of two independent sets in non-homogeneous
variance (t-test).
Chi-square test goodness of fit
Pearson's Chi-square test of goodness of fit
statistical test of the null hypothesis, which
argues that the frequency in each category is
equal to the expected (theoretical) frequency.
If the P-value is less than the chosen
significance level (traditionally 5% = 0.05), the
null hypothesis is rejected. This means that the
difference between the frequency detected in
the sample and the expected frequency is too
great for it to be merely the result of random
selection, that is statistically significant.
If the P - value is equal to or greater than
the chosen significance level, the null
hypothesis can not be rejected. This means that
the difference between the frequency detected
in the sample and the expected multiplicity
may be due to random sampling, that is not
statistically significant. (Chraska)
Cochrane- Cox test
Cochrane Q test is used in a number of
samples of a binary dependent variable. Tests
whether dependent samples are statistically
significantly different diameters binary
variable (ie shares, percentages). Cochrane Q
test is essentially an alternative to one-way
analysis of variance for repeated measurements
of the binary dependent variable. The test can
be used to test changes in the holdings at
different time points in the same sample. Q test
is typically used to compare the complexity of
the questions of the questionnaire, which can
be answered either right or wrong.
experimental group and the results of students
in the control group is significant difference
H2: Between the responses of students
output didactic questionnaire concerning the
difficulty of mastering the subject in the
experimental group and the responses
of students in the control group is significant
difference
H3: Between the responses of students
output didactic questionnaire concerning the
evaluation of teaching syllabus Road transport
in the experimental group and the responses of
students in the control group is significant
difference H4: By using methods of activating
the output responses of students didactic
questionnaire concerning attitudes to improve
the instruction of road transport in the
experimental group and the responses
of students in the control group is significant
difference
4 Research objective
Main objective: Compare didactic force
development of key competencies by
introducing activating methods with traditional
teaching. To fulfill the main objectives have
been formulated following intermediate
targets:
1) Find out what teaching methods are most
suitable for the development of key
competencies. Implement the teaching
of subjects appropriate methods to increase the
effectiveness of teaching
2) Identify the level of student satisfaction
with teaching and realized its subsequent
evaluation
3) Find the didactic effectiveness
of activating methods to develop core
competencies and compare it with the effect of
traditional didactic teaching.
4) Statistical analysis and evaluation
of results
5) Propose recommendations for further
enhancement of teaching subjects where
students can develop core competencies
in other subjects
3 Research hypotheses
Basic hypothesis: H: The proposed
experimental system of teaching Vocational
Course Road transport, focused on the
development of key competences by
introducing
activating
methods,
our
experiment will be more effective than
traditional instruction. Efficiency in this case,
we will understand better the results achieved
in achievement test and significantly positive
pupil attitudes expressed in the questionnaire.
For a successful verification of the hypotheses
were verified experimentally following
working hypothesis: H1: Among the output
achievement test results of students in the
5 Methods for developing competence
in teaching
Selection of appropriate methods is the
efficiency of the teaching process essential.
Generally there are two methods of teaching:
81
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
1) a method, the essence of which is the
transfer of finished knowledge
2) the method by which students acquire
new knowledge and acquire various skills of
their active involvement. (Orbanova)
Factors that influence teachers in choosing
instructional methods include the following:
• teaching content
• learning objectives
• own teaching style
Teaching Methods:
brainstorming
case studies
project learning
problem teaching
didactic game
Teaching methods constitute the learning
process is very important element. By using
these pupils conveys relevant curriculum
content.
Contemporary modern times require that
within the teaching process used not only
conventional teaching methods such as lecture
and reading, as well as non-traditional
methods, which can mobilize students to work
independently when seeking appropriate
solutions to problems. We also support the
development of logical, analytical and creative
thinking.
Driving, loading and transport capacity
Teacher explains the basic concepts of the
curriculum pupils interpretative form, explains
the meaning and use of indicators in the
business of freight and passenger traffic, which
makes use of examples, illustrations. Will use
the help and students will expect the feedback.
It is used the form storytelling, demonstrations
solving tasks where students will interact. The
teacher divides students into 5-6 member
teams. The number of students has to be equal
in each group as well as knowledge. The role
of a teacher during the didactic games will
generally monitor compliance with the rules
and possibly guided by the course of the game.
The evaluation will consist in getting the best
result.
The teacher prepares cards. Half of them
give different terms relating to the technicaleconomic indicators (driving, loading and
transport capacity), on the other half writes the
corresponding definition of a unit in which
they are expressed. Divide the students into
groups. Each group has its own set of cards.
After the game, each student based on their
cards verifies the knowledge of other students
in the group while they control each other.
6 Results of research
The main objective of the research was to
compare the effectiveness of didactic
development of key competencies by
introducing activating and traditional teaching
methods. To fulfill the main goal, we have
formulated the milestones where our task was
to seek the views of students and teachers to
use appropriate teaching methods preferring to
work independently and mutual development
of core competencies in the subject of Road
transport. Based on the sub-targets we have set
the main hypothesis and the resulting working
hypothesis.
These we statistically evaluated
and the results confirmed that the introduction
of activating methods in teaching learning is
more effective than traditional teaching.
Efficiency in this case, we understand better
the results achieved in a significant
achievement test positive student’s attitudes
expressed in the questionnaire. Designed an
experimental system of teaching vocational
syllabus Road transport was more effective
than traditional teaching even confirmed after
Design of experiment
Monitoring and evaluation of road
transport operation
Teacher divides students into threemember groups. Groups should be equivalent
to the number of students as well as
knowledge. The role of a teacher during the
didactic games will generally monitor
compliance with the rules and possibly guided
by the course of the game. The evaluation will
consist in scoring when getting the best grades.
Teacher assigns a task:
Record of vehicle operation write out data:
Name of the driver:
date of performance:
fuel:
place of loading:
place of discharge:
initial state tachograph:
fulltime tachograph:
No. Record of vehicle operation:
registration number of such vehicles:
type of motor vehicle
82
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
statistical processing of the results of
hypotheses.
Table No.1 Verification of hypothesis
Hypothesis Verification and evaluation of
hypothesis
H1
H2
H3
for the application of activating
teaching methods
6. monitor
students
during
class
performance in a role that teacher
enters. This is especially useful for
work involving practical work, which
can be physical observation
Result
Fisher- Snedecor F-test
F= 2,7599
Confirmed
F Crit = 1,921=>F> F crit = Thus, the
scattering
is a statistically significant difference
The contribution of teaching experience
1.making teaching materials used in the
experimental study at the school website 2.the
possibility of using the proposed teaching not
only the subject of road transport, but also in
other subjects 3.research confirmed that
achieved efficiency measured knowledge and
attitudes while teaching the subject to be
improved by introducing activating methods in
teaching
Personas chi-square, ² = 15.81
Resulting value of the test criteria ² Confirmed
= 15.81 compared
with the critical value ² KR =
9.4877
which applies ² > ² KR
Personas chi-square, ² = 35.81, ² Confirmed
KR = 9.4877
which applies ² > ² KR
7 Recommendation for pedagogies and
pedagogical practice
Recommendation for pedagogies:
1.carry out further research to develop key
competences
2.oriented teaching in all subjects on the
development of key competencies
3.suggest learning with the application
activating methods for each subject and placed
on the website where the information is not
accessible only to teachers but also for parents
of students
4.optimize courses based on the requirements
of the labor market
5.organize education staff in the application of
activating methods in teaching
6.support new research projects in Slovakia,
which will help develop key competences of
pupils
Recommendations for teaching practice
1. improved material support teaching in
secondary schools so as to be able to
use activating methods in teaching
2. enable pupils to frequent Working in
groups, solve problem tasks and be able
to self-assessment lesson
3. wherever possible to apply more
practical than theoretical teaching
4. more
often
involved
in
the
organization of student teaching hours
through presentations or to give him the
opportunity to judge another classmate
5. propose published on the website of the
school discussion forum where teachers
will share experiences and suggestions
8 Conclusion
The aim of the thesis was to compare the
effectiveness of didactic development of key
competencies by introducing activating and
traditional teaching methods. The results of
empirical research aimed at developing key
competencies of students in technical fields of
education confirmed that the experimental
group students demonstrated not only
improved knowledge and attitudes to teaching
the subject, but the final interview, we found
that the methods applied teaching would like to
welcome in other subjects. We have set the
main hypothesis according to which we
prepared the initial questionnaire. The
selection of the sample consisted of Secondary
School 4th grade students of transport and we
taught the subject specialist road transport.
Before the teaching we needed to check pupil’s
knowledge and consequently pupils divided
into experimental and control groups. This
division was preceded by the results of the
entrance achievement test. According to the
prescribed curriculum and teaching methods
prepared by us, we carried out in the
experimental group teaching itself. At each
lesson in the experimental group, we used at
least one activating methods. In contrast, in the
control group are taught in the traditional way.
The results of the opinions, attitudes exit
questionnaire mastering the curriculum was
easier for them and more interesting. Based on
the research results we can confirm the
effectiveness of the instruction, which was
83
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
confirmed by better results pupil. Pupil’s
progress is reflected in the development of its
core competencies, which results in targeted
training for their progressive development.
With this work we want to highlight the
importance of using activating methods in
teaching that contribute to the development of
key competences of pupils and teachers at the
same
time.
Solution,
results
and
recommendations were presented at national
and international conferences.We hope that the
presented results contribute to deeper insights
into research problems, create space for an
informed debate and will open up a new
perspective on improving the development of
core competencies in teaching.
[2] BELZ, H., SIEGRIST, M. Klíčové
kompetence a jejích rozvíjení. Praha : Portál,
2001. s. 376. ISBN 80-7178-479-6.
[3] CHRÁSKA, M.: Metody pedagogického
výzkumu. Praha: Grada Publishing a.s., 2007.
265 s. ISBN 978-80-247–1369-4
[4] ORBÁNOVÁ, D.: Didaktika podnikovej
ekonomiky. Bratislava: Ekonóm, 2005
[5] MILÉNIUM: Národný program výchovy a
vzdelávania
v Slovenskej
republike
na
najbližších 15 až 20 rokov. MŠ Bratislava:
IRIS, 2002. ISBN 80-89018-36-X.Education
Policy Analysis: Edition. Paris: OECD, 2001.
Ing. Jana Juhásová,
lectured: doc. PaedDr. Danka Lukáčová,
PhD
Katedra technickej a informačnej
technológie
Pedagogická fakulta UKF Nitra
Dražovská cesta 4, Nitra
E-mail: [email protected]
References:
[1] ALBERT, A. 2002. Rozvoj kvality v škole.
Bratislava : Metodicko-pedagogické centrum,
2002. ISBN 80-8052-166-2.
84
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
THE INFLUENCE OF GEOINFORMATION SYSTEMS USING ON THE
GEOGRAPHY PERCEPTION
Milan KUBIATKO; Kateřina MRÁZKOVÁ
Abstract: The using of geoinformation systems (GIS) in the geography teaching is becoming
important aspect of the educational process, which support motivation, imagination and also success
of pupils and students. The investigation was realized at the lower secondary school pupils and the
main aim was to find out the influence of the GIS using in the geography lessons on the geography
perception. As the other factors, which were analyzed, were gender and grade of study. The sample
size was created by 348 pupils, 96 of them used GIS in the geography lesson and 252 not. As the
statistical methods were used the determination of Cronbach’s alpha coefficient for the reliability
purpose and analysis of variance for the determination of the influence of selected factors on the
geography perception
Key words: geoinformation systems, geography, lower secondary school pupils
VLIV POUŽÍVANÍ GEOINFORMAČNÍCH SYSTÉMŮ NA VNÍMÁNÍ ZEMĚPISU
Resumé: Využívaní geoinformačných systémů (GIS) ve vyučování zeměpisu se stává důležitým
aspektem vzdělávání, který podporuje motivaci, představivost a v neposlední řadě i úspěšnost žáků
a studentů. Výzkumné šetření bylo realizováno u žáků druhého stupně základních škol
a mělo za cíl zjistit vliv používání GIS v hodinách zeměpisu na vnímání zeměpisu jako vyučovacího
předmětu. Jako další faktory, které vstupovaly do analýz, jsou gender a ročník studia. Celkově se
zúčastnilo výzkumného šetření 348 žáků, přičemž u 96 z nich se v hodinách zeměpisu používaly GIS
a u 252 ne. Ze statistických metod bylo použito Cronbachovo alfa pro stanovení reliability a analýza
rozptylu na zjištění vlivu vybraných faktorů na vnímání zeměpisu.
Klíčová slova: geoinformační systémy, zeměpis, žáci druhého stupně základních škol
uvést, že postoje respondentů k zeměpisu se
pohybují od negativních přes neutrální
k pozitivním [1, 2, 3]. Jak zlepšit postoje žáků
k vyučovacím předmětům, nejenom k zeměpisu,
se zaobíralo a zaobírá značné množství
odborníků v dané oblasti. Jednou z možností, jak
udělat zeměpis pro žáky přitažlivější a tím
i zajímavější, nabízejí (GIS). Definic týkajících
se GIS je značné množství. Jedna z mnohých,
která nejlépe vystihuje jeho pojímání, je
od Chrismana (1999) [4], který definuje GIS jako
dynamický software, jehož hlavní oblastí využití
ve školství je tvorba map, především
tematických, jejich správa a jednoduchá
aktualizace. Zároveň umožňuje každému, kdo
v jeho prostředí dovede pracovat, provádět
analýzy a vyhledávat informace z mapy,
uložené v prostorových datech a databázích, které
jsou základem pro tvorbu těchto map. Důvodů,
proč zařadit GIS do výuky zeměpisu je, podobně
jako definic, taky mnoho. Wiegand (2003) [5]
vyzdvihuje zařazení geografických informačních
1 Úvod
Prezentovaná problematika patří do oblasti
informačních a komunikačních technologií (ICT).
Proto je na úvod nutné alespoň ve stručné podobě
uvést obecné aspekty využití ICT ve výuce. ICT
se dají využít ve všech fázích vyučovacího
procesu, jako je motivace, zpřístupňování nového
učiva nebo při opakování, v každém předmětu.
ICT mají v rámci edukačního procesu mnoho
výhod, jako je například zvýšení motivace
či prezentace informací, které není možné
zpřístupnit jiným způsobem žákům a studentům.
Právě jednou z možností, jak mohou ICT zvýšit
efektivitu vyučovacího procesu a mít pozitivní
vliv na motivaci, úspěšnost a vnímání studentů,
je aplikace geografických informačních systémů
(dále GIS). V našem případě je zájem mířen na
to, zdali GIS dokáží změnit vnímání zeměpisu
pozitivním směrem.
Zkoumání zájmu žáků o předmět zeměpis nepatří
mezi častá výzkumná šetření, jak v domácím, tak
i zahraničním prostředí. Souhrnně je možné
85
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
systémů do výuky na základních a středních
školách především proto, že nabízí žákům
a studentům větší interaktivitu v porovnání
s klasickými atlasy a pomáhají jim pochopit, jak
číst, analyzovat a interpretovat mapu. Při práci s
GIS mají studenti větší kontrolu nad tím, jak
bude vypadat výsledná mapa, určují její formu,
vybírají symboly a barvy. Mohou také určit, které
vrstvy budou v mapě viditelné a které ne. GIS už
ze své podstaty napomáhá osvojit si dovednosti
čtení
a
analyzování
mapy,
usnadňuje
interpretování mapy a zároveň podporuje rozvoj
prostorového myšlení. Bednarzová a van der
Schee (2006) [6] uvádějí tři hlavní důvody, proč
učitelé používají GIS: (1) GIS podporují
vyučování a učení se zeměpisu (geografii); (2)
GIS jsou pomůckou k řešení geografických úloh
na různé úrovni; (3) GIS jsou nevyhnutelným
nástrojem pro svět v 21. století. Na druhou stranu
existuje i řada překážek, které jsou pro učitele
závažné a kvůli kterým GIS nebo jakékoli jiné
geoinformační technologie nezařazují. Podle
Demirciho (2008) [7] existují tři hlavní příčiny,
proč je tak málo aktivních uživatelů
geoinformačních technologií: (1) učitelé neví, jak
GIS používat; (2) nejsou si jisti, jak GIS zařadit
do výuky a pociťují nedostatek kurikulárních
materiálů; (3) nemají k dispozici prostředky na
zakoupení a vybavení počítačů potřebným
softwarem. Vlivem GIS na úroveň osvojení
kartografických dovedností se zabývá řada
výzkumů publikovaných od 2. poloviny 90. let
20. století. Geografické informační systémy totiž
skrývají velký potenciál pro budoucnost
geografie i zeměpisu jako vyučovacího předmětu
na základních a středních školách. Jak dodávají
van der Schee a Favier (2008) [8] GIS a ostatní
geoinformační technologie nám umožňují
objevovat svět lehčeji, rychleji a hlouběji.
Na GIS se není možné dívat jen jako na software
typický pro vyučovací předmět zeměpis.
Neoddělitelnou součástí GIS jsou kromě
zeměpisu i kartografie, geodezie, matematika
a informatika. Žádný z uvedených vědních oborů
není možné vyčlenit, a také by nebylo vhodné
dávat větší prostor některému z nich. Kdyby
k tomu přece jen došlo, komplexnost GIS ztrácí
na významu. Mylnou představou se stává
předpona „geo“, která vyvolává zdání zařazení
GIS k předmětu zeměpis. Uvedenou předponou
je však vyjádřeno zpracovávání údajů, které jsou
určitým způsobem vázané na geografickou
polohu zkoumaného objektu. Proto údaje získané
prostřednictvím GIS jsou využívány celou škálou
předmětů, nejenom zeměpisem. Využití GIS
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
v předmětu informatika je možné vidět ve sběru
a zpracování získaných dat, tyto činnosti souvisí
primárně s uvedeným předmětem a ne se
zeměpisem [9, 10]. Právě práci s informacemi
rozšiřuje u studentů schopnost správně pracovat
s počítačem, student poznává význam sběru,
třídění, ukládání a vzájemného propojování
informací. GIS by měl pomoci studentům
pochopit vzájemné souvislosti ve světě, což vede
k úspěšnému zařazení do informační společnosti
[11].
Dále jsou stručně nastíněna výzkumná šetření,
která se zabývají zkoumání postojů k zeměpisu
a to jak je ovlivňuje používání GIS. Například
Artvinli (2009) [12] zjistil, že učitelé sice jsou
otevřeni tomu, používat GIS ve vyučování
zeměpisu, ale nemají dostatek vědomostí
o používání uvedených zařízení, proto očekávají,
že vládní instituce zabezpečí dostatek školení
o používání GIS ve vyučování zeměpisu.
Podobně se názorem učitelů na implementaci
GIS zaobírají i Singh, Kleeman a Van Bergen
(2012) [13] a stejně jako v předešlé studii, tak
uvedení autoři uvádějí, že učitelé nemají problém
s akceptací GIS a jejich používaní ve vyučování
geografie.
Největší
problém
je
však
s nedostatkem školení, které by učitelé chtěli
navštěvovat, aby dokázali používat GIS na
úrovni, která je očekávaná. Yazici a Demirkaya
(2011) [14] zkoumali vztah mezi používáním
GIS a úspěšností u vysokoškolských studentů
geografie. Pomocí korelačního koeficientu byl
zjištěn pozitivní vztah mezi úspěšností
a používáním GIS při vyučování. Podobný
problém řešili ve své studii i Baker a White
(2003) [15], když se prostřednictvím kváziexperimentálního designu snažili zjistit, zdali
používání GIS má vliv na úspěšnost, a taky i na
postoje. Do úvahy nebyl brán jenom zeměpis, ale
všechny přírodovědně zaměřené předměty.
Autoři uvádějí pozitivní vliv GIS na postoje
a úspěšnost. O pozitivním vlivu GIS na motivaci
se učit se zmiňuje ve své studii West (2003) [16].
Kromě výše uvedeného má dle autora GIS ještě
i vliv na lepší prostorové uvažování u žáků. O
působení GIS na vědomosti a rozvoj
kartografických dovedností pojednává i studie od
Shina (2006) [17]. Autor na základě výsledků
výzkumného šetření uvádí, že GIS pomáhá
žákům při orientaci v mapách a taky, že při
používání GIS zůstanou geografické vědomosti
delší čas v paměti žáků.
Jak je zřejmé ze stručného přehledu literatury,
která se týká vzájemného vlivu GIS a názoru na
vyučovací předmět zeměpis, jsou přímo takto
86
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
zaměřené výzkumné práce relativně vzácné.
Studie se převážně týkají toho, jako učitelé
hodnotí aplikaci GIS ve vyučování, případně co
jim (učitelům) chybí při práci s GIS. Potom
existují studie, kde jsou vzorkem studenti, či žáci
a tam se autoři zaměřují na vliv GIS na úspěšnost
studentů, či žáků v geografii. Dalším jevem,
kterého si je možné všimnout, je, že téměř
všechny práce jsou ze zahraničního prostředí,
proto naše studie může alespoň částečně vyplnit
mezeru v této výzkumné oblasti.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
položky, kde kromě otázky, zdali žáci používají
na hodinách zeměpisu GIS nebo ne, byly otázky
týkající se pohlaví respondentů a navštěvovaného
ročníku.
3.3 Administrace výzkumného nástroje
Výzkumný nástroj byl administrován mezi žáky
za asistence jednoho z výzkumníků. Ve třídě byla
přítomná i učitelka. Žáci byli obeznámeni s cíli
výzkumu a ubezpečeni o anonymitě výzkumného
šetření. Vyplňování dotazníků nepřesáhlo 15
minut a všechny dotazníky byly zařazeny do
analýz.
3.4. Analýza dat
Po obdržení dotazníků byly odpovědi respondentů převedeny do číselné podoby. Při škálovaných
položkách v pozitivním významu bylo použito
kódování: zcela nesouhlasím – 1; spíše
nesouhlasím – 2; nevím – 3; spíše souhlasím – 4;
zcela souhlasím – 5. Při položkách v negativním
významu
bylo
kódování
obrácené.
Po překódovaní položek byla určena spolehlivost
výzkumného
nástroje
prostřednictvím
Cronbachovo alfa (α = 0.87), které indikuje
vysokou spolehlivost výzkumného nástroje.
Pro stanovení konstruktové validity výzkumného
nástroje byla použita explorativní faktorová
analýza, která rozdělila dotazník do třech
dimenzí. Protože se faktorová analýza primárně
týká zeměpisu, její další výsledky považujeme za
nedůležité s ohledem na charakter časopisu. Pro
splnění cílů a zodpovězení výzkumných otázek
byly použity metody deskriptivní (průměr)
a induktivní statistiky (analýza rozptylu).
2 Cíle a výzkumné otázky
Hlavním cílem bylo zjistit, zdali se odlišují
názory na zeměpis s ohledem na to, jestli jsou při
vyučování zeměpisu používány geoinformační
systémy nebo ne. Hlavní cíl doplňovaly dílčí cíle,
které zjišťovaly, zdali jsou rozdíly v názorech na
zeměpis s ohledem na gender a ročník studia, za
současného vlivu používání nebo nepoužívaní
geoinformačních systémů.
Na základě výše zmíněného hlavního cíle
a dílčích cílů byly formulovány následující
výzkumné otázky:
1. Jaké jsou názory žáků na zeměpis
s ohledem na to, zdali jsou využívány v hodinách
zeměpisu geoinformační systémy nebo ne?
2. Existuje rozdíl v názorech na zeměpis mezi
chlapci a dívkami za současného vlivu používání
nebo nepoužívaní geoinformačních systémů?
3. Má na názory na zeměpis vliv ročník studia
za současného vlivu používání nebo nepoužívaní
geoinformačních systémů?
4 Výsledky
Celkově je možné říct, že postoje žáků
k zeměpisu jsou relativně pozitivní (x = 3.55). Při
zjišťování vlivu používání GIS na postoje
k zeměpisu nebyl zjištěn významný rozdíl mezi
žáky, kteří GIS používali na hodinách zeměpisu
a mezi těmi, kteří neměli možnost ho používat (F
= 0.48; p = 0.49). Jak je možné vidět na grafu 1,
sice rozdíl nebyl významný, tak žáci, kteří
používali GIS, vnímali zeměpis pozitivněji (x =
3.59) než žáci, kteří neměli možnost používat
GIS (x = 3.53).
3 Metodika
3.1 Respondenti
Počet respondentů, kteří se zúčastnili výzkumu,
byl 348, z toho počet žáků, kteří používali ve
vyučování zeměpisu geoinformační systémy, byl
96, zbytek tvořili žáci, kteří se s geoinformačními
technologiemi nesetkali (n = 252). Počet dívek
byl o málo vyšší (n = 186) než počet chlapců.
Nejvíce bylo žáků z 8. ročníku (n = 107), potom
následovali žáci z 9. ročníku (n = 95), počet žáků
ze sedmého ročníku byl 88 a nejmenší zastoupení
měli nejmladší žáci (n = 58). Průměrný věk
respondentů 13.78 let.
3.2 Výzkumný nástroj
Jako výzkumný nástroj sloužil dotazník, který
obsahoval 23 škalovaných položek Likertova
typu s 5 body na škále (zcela nesouhlasím ….
zcela souhlasím) s prostřední neutrální možností.
Položky byly zaměřené na zjišťování postojů
žáků
k vyučovacímu
předmětu
zeměpis.
Výzkumný nástroj dále obsahoval demografické
Graf 1 Postoj k zeměpisu s ohledem na používaní
GIS v hodinách zeměpisu
87
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Graf 3 Postoje k zeměpisu s ohledem na ročník
za současného vlivu používaní GIS
Při zjišťování rozdílů mezi chlapci a dívkami
v postojích k zeměpisu za současného vlivu
používání GIS byl zjištěn významný rozdíl (F =
4.61; p < 0.05). Jak je zobrazeno v grafu 2,
dívky, které nepoužívaly GIS, vnímaly zeměpis
pozitivněji (x = 3.57) v porovnání s dívkami,
které GIS používaly (x = 3.46). U chlapců byla
situace odlišná, ti co nepoužívali GIS v hodinách
zeměpisu, měli k tomuto předmětu měně
pozitivní postoje (x = 3.49), jako chlapci, kteří se
s GIS aktivně setkávali v hodinách zeměpisu (x =
3.73).
Tabulka 1 Průměrné skóre s ohledem na ročník
za současného vlivu používaní GIS
ročník
používání GIS
skóre
Graf 2 Postoje k zeměpisu s ohledem na gender
za současného vlivu používaní GIS
6
ne
3.52
6
ano
3.62
7
ne
3.67
7
ano
3.64
8
ne
3.62
8
ano
3.48
9
ne
3.35
9
ano
3.69
5 Diskuze a závěr
Cílem studie bylo zjistit, zdali používání GIS ve
vyučování zeměpisu má vliv na postoje žáků
základních škol k uvedenému předmětu. Jako
výzkumný nástroj byl použit dotazník
s položkami Likertova typu. Postoje k zeměpisu
byly relativně pozitivní, a to i když se
porovnávaly postoje k uvedenému předmětu
u skupiny respondentů, kteří používali GIS
v hodinách zeměpisu i u těch, kteří ho
nepoužívali. Respondenti, kteří používali GIS,
vnímali zeměpis o málo pozitivněji, než druhá
skupina respondentů. Vychází to z toho, že GIS,
jak je uvedeno v mnohých literárních zdrojích,
působí motivačně na žáky a také může zlepšit
vnímání předmětů [16, 18].
Zkoumáním dalších dvou proměnných (gender
a navštěvovaný ročník) byly zjištěny zajímavé
výsledky. U chlapců dle očekávání vzrostl zájem
o předmět zeměpis, pokud byly aplikovány do
vyučovacího procesu GIS. U děvčat naopak došlo
k poklesu zájmů o uvedený předmět, když byly
do vyučovacího procesu zakomponovány GIS.
Důvodů, proč tomu tak je, je vícero. Jednou
Při zjišťování rozdílů v postojích k zeměpisu,
s ohledem na navštěvovaný ročník za současného
vlivu používaní GIS, nebyl zjištěn významný
rozdíl (F = 1.31; p = 0.27). Jak je zřejmé z grafu
3, výsledky nebyly konzistentní. U žáků 7-ho a 8ho ročníku došlo k tomu, že postoje se staly méně
pozitivní, když byl používaný GIS. U žáků 6-ho
a 9-ho ročníku byl trend opačný. Při používání
GIS se postoje stávaly pozitivnějšími.
Nejvýraznější rozdíl ve skóre byl pozorován
u nejstarších respondentů. Pro lepší přehled je
skóre uvedeno v tabulce 1.
88
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
z klasických příčin je větší zájem o technické
věci u chlapců v porovnání s dívkami. Tento fakt
je často zmiňován v mnoha výzkumných studiích
[19], tedy že dívky ve většině případů nemají
rády technické věci v porovnání s chlapci. S tím
může souviset i fakt, že v případě aplikace GIS
do výuky zeměpisu jejich zájem o tenhle předmět
buď zůstává stejný, nebo klesá. Na rozdíl od
chlapců, kde dochází k zvýšenému zájmu o daný
předmět. Pravděpodobně chlapci neberou GIS
jako nutnost, ale jako obohacení hodiny, které
jim umožňuje lépe pochopit daný předmět
a slouží i jako nástroj, který jim daný předmět
více přibližuje, lépe mu chápou a taky je pro ně
zajímavější.
Další možností, proč zájem
o zeměpis při aplikaci GIS výrazně stoupá
u chlapců v porovnání s dívkami, nabízí studie od
autorů Subrahmanyam a Greenfield (1994) [20],
kteří hovoří, že software založený
na prostorovém vnímání, což je v našem případě
GIS, má pozitivnější vliv na chlapce, na dívky
o mnoho menší. Možná je to jeden z faktorů, proč
chlapci vnímají zeměpis při aplikaci GIS
pozitivněji v porovnání s dívkami.
Při zjišťování rozdílů na základě navštěvovaného
ročníku vznikly nekonzistentní výsledky. Jestliže
u nejmladších a nejstarších žáků má GIS
pozitivní efekt na vnímání zeměpisu, tak u žáků
sedmého a osmého ročníku má negativní vliv
na vnímání daného předmětu. Jak je vidět, není
možné aplikovat tvrzení, že nejstarší žáci
většinou vnímají předmět nejméně pozitivně [3].
GIS pravděpodobně působí na nejmladší žáky
z důvodu, že jeho aplikace možná ještě není na
profesionální úrovni. Nejmladší žáci využívají
ve většině případů GIS jako zábavu, což může
způsobovat jejich zvýšený zájem o předmět.
U starších ročníků dochází již pravděpodobně
k aplikaci GIS na takové úrovni, jak
je vyžadováno, proto se to nemusí vždy shodovat
s představami žáků. Ti to berou jako úkol navíc,
proto může docházet k poklesu zájmu o předmět.
Uvedená studie se snažila alespoň částečně
vyplnit chybějící mezeru ve výzkumné oblasti
týkající se GIS a to, zdali jeho aplikace
do vyučovacího procesu má pozitivní vliv. Nabízí
se mnoho výzkumných možností, existuje značné
množství výzkumných nástrojů zaměřených na
vnímání GIS, které po jejich přeložení do češtiny
mohou být použity ve výzkumu. Také je možné
přidat další proměnné, které mohou ukázat jaký
má GIS vliv na vzdělávání. Jak již naznačuje
studie, GIS má velký potenciál a při jeho správné
aplikaci je možné zvýšit zájem o předmět. Proto
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
je to jedna z cest, jak zlepšit vnímání předmětů
a taky efektivitu vzdělávání.
6 Literatura
[1] BROOK, D. L. Students’ attitudes towards
geography. Journal of Social Studies Research.
1977, Volume 1, No. 2, pp. 60–69. ISSN 0885985X
[2] MCTEER, J. H. High school students’
attitudes toward geography. Journal of
Geography. 1979, Volume 78, No. 2, pp. 55–56.
ISSN 0022-1341
[3] KUBIATKO, M., K. MRAZKOVA a T.
JANKO. Czech student attitudes towards
geography. Journal of Geography. 2012, Volume
111, No. 2, pp. 67-75. ISSN 0022-1341
[4] CHRISMAN, N. R. What does GIS mean?
Transactions in GIS. 1999, Volume 3, No. 2, pp.
175-186. ISSN 1361-1682
[5]
WIEGAND,
P.
School
students'
understanding of chloropleth maps: Evidence
from collaborative, mapmaking using GIS.
Journal of Geography. 2003, Volume 102, No. 6,
pp. 234–242. ISSN 0022-1341
[6] BEDNARZ, S. W. a J. VAN DER SCHEE.
Europe and the United States: the implementation
of geographic information systems in secondary
education in two contexts. Technology, Pedagogy
and Education. 2006, Volume 10, No. 2, pp.
191–205. ISSN 1475-939X
[7] DEMIRCI, A. Evaluating the implementation
and effectiveness of GIS-Based application in
secondary school geography lessons. American
Journal of Applied Sciences. 2008, Volume 5,
No. 3, pp. 169–178. ISSN 1546-9239
[8] VAN DER SCHEE, J. a T. FAVIER. Beyond
the map. Thinking through geography using maps
viewers. 2008 In Paper presented at the Herodot
Conference, Liverpool.
[9] SUDOLSKÁ, M. Geografické informačné
systémy. In. 2. celoštátna konferencia INFOVEK
2001. 2001, online http://www.infovek.sk/archiv
webu/konferencia/2001/zbornik/sudolska.html
[10] HORBAJ, P. Základné informácie o GIS a
GPS a niektoré možnosti ich využívania (2). AT
& P Journal. 2005, ročník 12, číslo 8, 5s
(online). ISSN 1336-5010
[11] SUDOLSKÁ, M. Úloha geografických
infromačných systémov vo výchove študentov
stredných a základných škôl. In Zborník
príspevkov GIS 2005. Zvolen: Technická
Univerzita vo Zvolene, 2006, s. 152–160. ISBN
80-228-1581-0
[12] ARTVINLI, E. Approaches of geography
teachers to geographical information systems
89
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
(GIS). Balikesir University Journal of Social
Sciences Institute. 2009, Volume 12, No. 22, pp.
40-57. ISSN 1301-5265
[13] SINGH, S. S. B., G. KLEEMAN a P. VAN
BERGEN. Opportunities to implement GIS in
teaching and learning geography: A survey
among smart schools in Sabah, Malaysia.
Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2012,
Volume 69, No. 1, pp. 884-889. ISSN 1877-0428
[14] YAZICI, H. a H. DEMIRKAYA.
Undergraduate
geography
studentsattitudes
toward GIS. World Applied Sciences Journal.
2011, Volume 12, No. 11, pp. 2061-2067. ISSN
1818-4952
[15] BAKER, T. R. a S. H. WHITE. The effects
of G.I.S. on students' attitudes, self-efficacy, and
achievement in middle school science
classrooms. Journal of Geography. 2003,
Volume 102, No. 6, pp. 243-254. ISSN 00221341
[16] WEST, B. A. Student attitudes and the
impact of GIS on thinking skills and motivation.
Journal of Geography. 2003, Volume 102, No. 6,
pp. 267-274. ISSN 0022-1341
[17] SHIN, E. Using geographic information
system (GIS) to improve fourth graders'
geographic content knowledge and map skills.
Journal of Geography. 2006, Volume 105, No. 3,
pp. 109-120. ISSN 0022-1341
[18] BEDNARZ, S. W. Geographic information
systems: a tool to support geography and
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
environmental education? GeoJournal, 2004,
Volume 60, No. 2, pp. 191-199. ISSN 0343-2521
[19] AZUBUIKE, O. C. Influential factors
affecting the attitude of students towards
vocational/technical subjects in secondary
schools in southeastern Nigeria. Journal of
Educational and Social Research. 2011, Volume
1, No. 2, pp. 49-56. ISSN 2240-0524
[20] SUBRAHMANYAM, K. a P. M.
GREENFIELD. Effect of video game practice on
spatial skills in girls and boys. Journal of Applied
Developmental Psychology. 1994, Volume 15,
No. 1, pp.13-32. ISSN 0193-3973
PaedDr. Milan Kubiatko, PhD.
Institut výzkumu školy a zdraví
Pedagogická fakulta MU
Poříčí 31a
603 00 Brno, ČR
Tel: +420 549 49 4885
E-mail: [email protected]
Www pracoviště: katedry.ped.muni.cz/ivsz
90
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
DETECTION OF CHEATING IN ONLINE CONTESTS
Václav ŠIMANDL
Abstract: This paper deals with the detection of contestants’ unfair behaviour in online contests. We
discuss the possibilities of detecting cheating using automated data processing. We defined some
indicators referring to abnormalities in the contestants’ work. We created software which reveals the
presence of these indicators in the work of any particular contestant in the Bebras contest. We inputted
the last year’s data into it. The software generated a list of contestants who may have cheated during
the contest. We compared this list with the list of contestants who were disqualified by the school coordinators. We then contacted selected school co-ordinators in order to check whether they share our
suspicion that some pupils had cheated during the contest.
Key words: Pupils‘ cheating, detection of cheating, data mining, Bebras contest
ODHALOVÁNÍ PODVÁDĚNÍ V ONLINE SOUTĚŽÍCH
Resumé: Příspěvek se zabývá problematikou odhalování nežádoucího jednání soutěžících v rámci
online soutěží. Diskutujeme zde možnosti, jak odhalovat podvádění soutěžících pomocí
automatizovaného zpracování dat, která vznikají během soutěžení. Definovali jsme několik jevů, které
mohou poukazovat na abnormality ve snažení soutěžících. Vytvořili jsme software pro zjišťování
přítomnosti těchto jevů u jednotlivých soutěžících v soutěži Bobřík informatiky a naplnili jej daty
loňského ročníku soutěže. Pro ověření našeho přístupu jsme seznam soutěžících, u kterých jsme měli
podezření na podvádění, porovnali se seznamem soutěžících, kteří byli ze soutěže vyřazeni školními
koordinátory soutěže. Kontaktovali jsme vybrané školní koordinátory soutěže s cílem zjistit, zda
u konkrétních žáků školy sdílí naše podezření na podvádění.
Klíčová slova: Podvádění žáků, zjištění podvádění, dolování dat, Bobřík informatiky
Způsobů podvádění ve škole existuje poměrně
velké množství, přičemž většinu z nich lze
označit jako žákovské podvádění. Mareš tento
druh podvádění dále rozděluje na podvádění
tradiční a elektronické [2]. Mezi tradiční formy
podvádění patří napovídání, opisování, zjišťování
obsahu písemných zkoušek dopředu tak, aby se
na ně jedinci mohli lépe připravit, prozrazování
obsahu písemných zkoušek dalším třídám
a studijním
skupinám
a
„zastupování“
prospěchově slabších studentů při ústním
či písemném zkoušení studenty schopnějšími [1].
Dále je možné do této formy zařadit například
plagiátorství, opakované využití jedné seminární
práce
v různých
předmětech
a úpravu
naměřených dat podle požadovaného výsledku
[2].
Mezi formy elektronického podvádění je
řazeno nedovolené používání mobilních telefonů
[1], použití elektronického taháku [2], vytvoření
kopie obrazovky nebo pořízení fotografie
písemného testu pomocí mobilního telefonu a její
předání dalším žákům [2, 3], spolupráce několika
studentů prostřednictvím emailu nebo diskuzních
1 Podvádění jako problém českého školství
Přetrvávajícím problémem komplikujícím
hodnocení znalostí a dovedností žáků ve školním
prostředí je podvádění žáků, přičemž s tímto
jevem se setkávají i organizátoři online soutěží.
Podvádění ve škole je takové jednání žáka, které
porušuje stanovená školní pravidla, přináší mu
nezasloužené výhody oproti spolužákům
a snižuje spolehlivost a přesnost pedagogických
závěrů, které lze z jeho výkonů vyvozovat [1].
Jak uvádí Mareš [2], aktuální společenské klima
podvádění ve škole přehlíží nebo toleruje. Podle
něho tak vzniká obecné mínění, že podvádění je
vlastně běžné, zatímco nepodvádět je cosi
výjimečného. Mareš se také domnívá, že podvod
je pro řadu lidí podvodem, pouze když je odhalen
a jeho tvůrce identifikován a je-li podvodný čin
jednoznačně a prokazatelně doložen a tvůrci
podvodu je nezpochybnitelně prokázán úmysl
podvádět.
2 Formy podvádění a způsoby jeho odhalování
Formy podvádění
91
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
skupin [3], vypracování elektronického testu
jinou osobou nebo s nedovolenou pomocí jiné
osoby [3], vypracování písemné práce dopředu,
její nakopírování do školního počítače a následné
vydávání za práci vytvořenou ve škole [2]
a plagiátorství [1]. Rowe upozorňuje na
specifický typ podvádění při elektronickém
testování, kterým je vícenásobné vyplnění
a odeslání testu v případě, že s předchozím
výkonem není žák spokojen [3]. Poměrně
nebezpečné jsou metody založené na prolomení
ochrany počítačového systému s cílem získat
přístup k datům pro žáka nepřístupným [3].
Problematická může být při podvádění role
učitele, kdy učitel může podvádění nejen
tolerovat, ale i sám iniciovat. Učitelova aktivní
účast při podvádění může mít podobu učitelova
napovídání, které se objevuje zejména při snaze
porovnat mezi sebou jednotlivé třídy nebo školy
[4]. Učitel tehdy nerespektuje požadavek
jednotného zadávání otázek, učebních úloh
a určitým způsobem napovídá žákům správný
postup, přičemž se řídí obavou, že za případné
nedostatky ponese zodpovědnost jen on, bez
ohledu na složení třídy, zvláštnosti žáků, kvalitu
osnov a učebnic [4].
V rámci online soutěží, ve kterých dochází ke
srovnání výkonů žáků z různých škol,
lze předpokládat oba výše uvedené jevy –
podvádění žáků i nežádoucí pomoc učitele. Jak
uvádí Vaníček, větším problémem než podvádění
jednotlivých žáků jsou situace, kdy svým žákům
v soutěži nedovoleně napomáhá sama škola, nebo
jejich podvádění alespoň kryje s cílem dosáhnout
celostátního úspěchu [5]. Tuto druhou situaci
dokumentuje ve slovenském prostředí Gujberová
příkladem, kdy oslovení žáci zdůvodnili zvolení
určité odpovědi v online soutěži tím, že jim
to poradila učitelka [6]. Ačkoliv by bylo možné
se domnívat, že podvádění žáků v soutěžích je ve
velké míře rozšířeno po celém světě, diskuze na
loňském mezinárodním workshopu soutěže
Bebras ukazuje, že s podváděním žáků mají ze
všech 30 pořádajících zemí problémy především
Česká republika a Slovensko [7]. Tento stav
zřejmě vystihuje i názor Hausnera, že pojmy jako
čestnost, přímost a smysl pro fair play jaksi
vymizely z našich škol [8].
Odhalování podvádění
Odhalování podvádění je důležitou činností,
která má kromě mravního rozměru i významnou
diagnostickou funkci. Navrací totiž přesnost do
hodnocení žákovských výkonů, jehož objektivita
byla podváděním narušena [4].
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Během času bylo vypracováno mnoho
postupů, jak odhalovat případné podvádění žáků
ve škole. Podle Mareše je nejdostupnější
metodou pro odhalování tradičního podvádění
pozorování [2]. Již před započetím písemného
zkoušení je možné pozorovat, zda nechybí kopie
testů, někteří studenti nesedí v učebně jinde než
obvykle a zda na lavicích nebo na tabuli nejsou
nově nějaké nápisy [2]. Během zkoušení si může
učitel všimnout, že žák má na lavici nebo v jejím
okolí věci, které tam nepatří, má na sobě věci,
které obvykle nenosí, vyměňuje si s jiným žákem
určité materiály, nahlíží do spolužákova textu,
zjevně nepracuje naplno a na cosi čeká nebo že
dokončil práci v neobvykle krátké době [2]. Při
opravě písemné práce může zjistit, že žák napsal
práci výrazně lépe, než byly jeho dosavadní
výkony, že písemné práce dvou nebo více žáků
jsou nápadně shodné a vyskytují se zde i stejné
chyby nebo že znění práce se nápadně shoduje
s textem v učebnici [2].
Pro odhalování elektronického podvádění je
podle našeho názoru možné použít obdobné
metody. Během zkoušení na počítačích je možné
si všímat, zda žák nemá spuštěné programy, které
k práci standardně nepotřebuje. Při práci v online
prostředí může učitel kontrolovat, zda žáci
nemají v internetovém prohlížeči otevřeno více
záložek a v některých z nich nejsou zobrazeny
nepovolené stránky (včetně rozhraní emailové
schránky, chatovacích aplikací nebo Facebooku).
Toto pozorování žáků při práci může být
ulehčeno pomocí vhodného monitorovacího
software, který zobrazuje náhledy obrazovek
jednotlivých počítačů v učebně.
Odhalování
elektronického
podvádění
v písemných pracích, zejména plagiátorství, je
podle Mareše možné dvěma způsoby. První
způsob si všímá zvláštností jednotlivých
složek odevzdané práce – autora, obsahu textu,
stylu textu, slovní zásoby, bibliografie
a formálních znaků textu. Toto zkoumání provádí
sám učitel, přičemž může například zjistit, že text
neodpovídá věku, znalostem, zkušenostem
a obvyklému způsobu vyjadřování daného
studenta, že je styl práce nekonzistentní nebo že
formátování textu není jednotné [2]. Druhý
způsob si všímá odevzdané práce jako celku,
přičemž kontrola je realizována pomocí
vhodných softwarových nástrojů. Je zkoumáno,
zda jde o originální práci studenta nebo jde
o kompilaci textů z necitovaných zdrojů [2].
Jak uvádí Cizek, pro odhalování podvádění
v didaktických testech je možné použít také
statistické zjišťování, které je založeno na hledání
92
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
neobvykle podobných odpovědí [9]. Souhrn
statistických metod, které se věnují odhalování
podvádění žáků, ve své práci poskytuje Bliss
[10]. Popisované metody se zaměřují na
odhalování kopírování odpovědí mezi žáky,
znalosti znění otázek před započetím testu
a snahy zapamatovat si přesné znění otázek.
Uvedené metody jsou založeny na vzájemném
porovnávání odpovědí žáků, kteří skládali test
v určitý čas na určitém místě, hledání odchylky
výkonu žáka od jeho očekávaného výkonu,
identifikaci žáků s velmi krátkým časem
vyplňování testu nebo odhalení žáků, kteří při
testu nereflektovali
očekávanou časovou
náročnost jednotlivých otázek. Jak však uvádí
Rowe, počet správných odpovědí žáka v testu
a (ne)stálost jeho známek mezi několika testy
nejsou spolehlivým ukazatelem podvádění [3].
Při zkoumání podvádění žáků je třeba
pamatovat také na názor Hansona, že žádná
statistická metoda zkoumání podvádění nemůže
poskytnout nezvratné důkazy, že k podvádění
skutečně došlo [11].
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Na základě tohoto uspořádání soutěže jsme
určili sadu rizikových jevů, které mohou
ukazovat na podvádění žáků v takové soutěži.
Každému jevu jsme přiřadili písmenné označení,
na které se budeme v dalším textu odkazovat.
V závorce vysvětlujeme, proč je vhodné daný jev
zkoumat:
- S: Žáci, kteří soutěžili současně, odpovídali
zcela shodně, ať jejich odpovědi byly
správné či nikoliv (je pravděpodobné, že
žáci spolupracovali nebo si napovídali).
- R: Žák pracoval velice rychle a je zároveň
úspěšným
řešitelem
soutěže
(je
pravděpodobné, že žák soutěžil opakovaně
nebo znal znění otázek od spolužáků, kteří
soutěžili dříve).
- M: Žák pracoval samostatně nebo ve velmi
malé skupince (je možné, že žák soutěžil
mimo výuku či ve skupince, která nebyla
řádně dozorována).
- P: Žák vykázal velkou časovou prodlevu
mezi registrací a spuštěním testu (je možné,
že žák nejprve spolupracoval s kamarádem
a teprve poté spustil svůj test, aby získal
více času).
- K: Žáci školy pracovali v průměru
neobvykle rychle oproti průměru celé
věkové kategorie a přitom byli úspěšní (je
možné, že značná část žáků spolupracovala).
- L: Žáci školy dosáhli v jedné věkové
kategorii významně lepších výsledků než
jejich spolužáci v jiných kategoriích (je
možné, že značná část žáků v dané věkové
kategorii spolupracovala).
- Z: V průběhu soutěžení se na škole výrazně
zvyšovala úspěšnost žáků v dané věkové
kategorii (je možné, že si žáci sdělovali
znění otázek mezi třídami).
Tyto rizikové jevy (dále je budeme označovat
jako indikátory) jsme rozdělili do dvou
základních skupin – na indikátory individuální
a hromadné. Jako individuální indikátory
označujeme jevy, které ukazují na abnormalitu
přímo u konkrétního soutěžícího (tj. první čtyři
uvedené indikátory); jako hromadné indikátory
označujeme jevy, které ukazují na abnormalitu
v celé skupině soutěžících (tj. poslední tři
uvedené indikátory).
Ačkoliv je možné většinu výše uvedených
indikátorů využít pro odhalení podvádění u všech
účastníků soutěže, zajímavou skupinou, na níž je
možné ověřit použité metody, je skupina
úspěšných řešitelů. Domníváme se, že u nich je
případné podvádění závažnější než u ostatních
soutěžících, protože nese riziko získání výhod
3 Postupy odhalování podvádění v online
soutěžích
Pro organizátory online soutěží je většina
metod, založených na pozorování žáků před
soutěží a během soutěže, jen těžko použitelná,
využít je lze pouze na úrovni pověřených
zástupců z jednotlivých škol. Záleží pak jen
na důslednosti každého takového zástupce, jak
bude reagovat v případě zjištěného porušení
pravidel soutěže. Je tak potřeba se zaměřit na
metody založené na dolování dat, které čerpají
potřebné informace ze strukturovaných dat
generovaných při soutěži. Díky nim lze zjistit
významnou odchylku ve výkonu některých žáků
nebo skupin žákům oproti ostatním soutěžícím.
Metody odhalování podvádění, které jsou
uvedeny výše, jsme se rozhodli zpřesnit a rozšířit
tak, aby byly použitelné v online soutěžích. Pro
potřeby stanovení jevů, které lze při online
soutěžení zkoumat, jsme definovali následující
modelové uspořádání soutěže:
- V soutěži existuje více věkových kategorií.
- Žáci soutěží online pod dozorem učitele.
- Různé skupiny soutěžících soutěží v různý
čas.
- Není třeba hromadná registrace žáků před
soutěží.
- V každé věkové kategorii jsou vyhlašováni
tzv. úspěšní řešitelé, tedy soutěžící, kteří
dosáhli určeného minimálního počtu bodů.
Zkoumané rizikové jevy
93
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
z významného výsledku, jako je zohlednění při
přijímacím řízení či ministerský program
Excelence, který přináší školám finance na
základě úspěšnosti jejich žáků v předmětových
soutěžích.
Míra
pravděpodobnosti
podvádění
soutěžících
Míra pravděpodobnosti podvádění je číselně
vyjádřený souběh výskytu různých jevů,
detekovaných při dolování dat jednotlivých
soutěžících a popsaných výše uvedenými
indikátory.
Každý indikátor nese určitý stupeň
pravděpodobnosti, že opravdu došlo k podvodu.
Jednotlivé indikátory pak mají různou důležitost
při stanovení pravděpodobnosti podvádění. Proto
jsme indikátorům přiřadili rozdílnou váhu:
každému individuálnímu indikátoru jsme přiřadili
váhu 1 a každému hromadnému indikátoru váhu
0,3. Čím vyšší je vypočítaný součet vah
u soutěžícího, tím je vyšší pravděpodobnost,
že se daný soutěžící v rámci soutěže dopustil
podvádění.
Úspěšné řešitele pak můžeme rozdělit do tří
skupin podle součtu vah indikátorů, které se jej
týkají:
- Úspěšní řešitelé, u nichž považujeme
za téměř vyloučené, že se dopustili
podvádění. Součet vah indikátorů u těchto
soutěžících je menší než 1.
- Úspěšní řešitelé, u nichž nepovažujeme
za pravděpodobné, že se dopustili
podvádění. Součet vah indikátorů u těchto
soutěžících je roven 1.
- Úspěšní řešitelé, u nichž považujeme
za možné až pravděpodobné, že se dopustili
podvádění. Součet vah indikátorů u těchto
soutěžících je větší než 1.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
testu se u jednotlivých kategorií mírně liší),
se skládá z 12 nebo 15 úloh, nejčastěji
uzavřených výběrových otázek s jednou správnou
odpovědí a úloh interaktivních. Otázky v testu
jsou soutěžícím vygenerovány v náhodném
pořadí, přičemž i pořadí odpovědí je u každé
otázky náhodné.
Testové otázky jsou bodovány podle
obtížnosti, za správně zodpovězenou těžší otázku
získá soutěžící více bodů než za zodpovězení
lehké otázky, ovšem za nesprávnou odpověď se
body odečítají. Soutěžící má možnost na otázku
neodpovědět, pak nezískává ani neztrácí žádné
body [12]. Úspěšným řešitelem je soutěžící, který
získal více než polovinu maximálního počtu bodů
po odečtení vstupní bodové dotace [12].
Pro průběh soutěže je důležitá role tzv.
školního koordinátora soutěže, který se stará
o registraci školy do soutěže a průběh soutěže na
škole [12]. Registrace jednotlivých žáků před
soutěží není nutná, žáci se registrují sami těsně
před spuštěním testu, kdy musí mimo jiné zadat
tajný kód školy [13], který jim sdělil školní
koordinátor. Po skončení soutěžního dne by měl
školní koordinátor soutěže zkontrolovat seznam
soutěžících za svou školu, potvrdit správnost
seznamu a případně vyřadit neplatné soutěžící
(žáky nedodržující pravidla soutěže, soutěžící
v nižší věkové kategorii, vyplňující test
opakovaně, případně kolegy z řad učitelského
sboru a podobně) [13].
Data vzniklá činností soutěžících jsou
ukládána do databáze, která tvoří základ celé
soutěžní aplikace. Mezi ukládaná data patří
údaje, jež je každý účastník povinen uvést při
registraci: jméno, pohlaví, třída a označení školy,
které je určeno na základě zadaného kódu školy.
Do databáze se také ukládá čas registrace
účastníka, čas spuštění testu a čas ukončení testu.
V databázi jsou dále uchovávány odpovědi
soutěžícího na jednotlivé otázky, přičemž je
uloženo vždy číslo soutěžícího, číslo otázky,
označení zvolené odpovědi a čas zvolení této
odpovědi. Jestliže soutěžící změní odpověď na
některou otázku, nevytvoří se v databázi další
záznam, ale vyhledá se příslušný záznam
obsahující jeho předchozí odpověď a ten se
aktualizuje. Po ukončení testu jsou odpovědi
soutěžícího vyhodnoceny a je vypočítán jeho
celkový bodový zisk, který je zaznamenán. Do
databáze se též promítají informace o tom, zda
byl
daný
soutěžící
vyřazen
školním
koordinátorem soutěže.
4 Případová studie: podvádění v soutěži
Bobřík informatiky
Možnosti odhalování podvádění žáků v online
soutěžích jsme se rozhodli ověřit na příkladu
národního kola soutěže Bobřík informatiky.
V této pasáži stručně nastíníme, jak je soutěž
organizována a data soutěžících zaznamenána,
protože to má význam pro pochopení
implementace metod zjišťování podvádění.
Tato soutěž probíhá jako jednorázový online
test, který je organizován přímo na školách
v počítačových učebnách [12]. Soutěžit je možno
v celkem pěti věkových kategoriích, přičemž
každé kategorii je vyhrazen jeden soutěžní den
[13]. Test, na jehož vyplnění mají soutěžící
obvykle 40 minut (maximální čas vyplňování
94
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
ad K: Identifikace soutěžících probíhala ve
dvou krocích. Nejprve jsme vypočítali průměrný
čas soutěžení úspěšných řešitelů dané školy
v kategorii a porovnali jej s průměrným časem
všech úspěšných řešitelů v této kategorii. Jestliže
byl průměrný čas úspěšných řešitelů školy
nejméně o pět minut kratší než průměrný čas
všech úspěšných řešitelů, poznamenali jsme
si číslo školy a název kategorie. Ve druhém
kroku jsme vytvořili seznam všech úspěšných
řešitelů z této školy a kategorie.
ad L: Identifikace soutěžících probíhala opět
ve dvou krocích. Nejprve jsme pro každou
kategorii, v níž žáci školy soutěžili, vypočítali
průměrný bodový zisk všech soutěžících
a posléze jsme vyhledali nejvyšší z těchto
průměrů. Jestliže byl tento bodový průměr
nejméně o 25 bodů vyšší než bodové průměry
v ostatních kategoriích, poznamenali jsme si číslo
školy a název kategorie. Ve druhém kroku jsme
vytvořili seznam všech úspěšných řešitelů z dané
školy a kategorie.
ad Z: Zaměřili jsme se na školy, z nichž
v kategorii soutěžilo alespoň 12 soutěžících.
Soutěžící této skupiny jsme vzestupně seřadili
podle času začátku soutěžení a skupinu posléze
rozdělili na dvě poloviny. První polovina skupiny
byla kontrolní a druhou polovinu jsme dále
rozdělili na třetiny (tj. šestiny původní skupiny),
čímž vznikly tři prověřované skupiny. Pro
kontrolní skupinu i pro každou z prověřovaných
skupin jsme vypočítali bodový průměr zde
zařazených soutěžících. Pokud byl bodový
průměr některé z prověřovaných skupin alespoň
o 30 % vyšší než bodový průměr kontrolní
skupiny, zaznamenali jsme úspěšné řešitele
z prověřované skupiny pro další zpracování.
5 Implementace metod hledání indikátorů
v soutěži Bobřík informatiky
Ačkoliv by bylo možno zkoumat jednotlivé
indikátory v rámci soutěže Bobřík informatiky
jen za pomoci vhodných SQL dotazů do
databáze, v níž jsou uložena data soutěže,
vytvořili jsme specializovaný software, který
umožňuje efektivnější a pohodlnější obsluhu.
Tato aplikace umožňuje na základě spolupráce
s databází soutěže tvořit sestavy soutěžících,
u nichž se vyskytují uvedené indikátory. Část
procesu zpracování dat se odehrává mimo
vytvořenou aplikaci v tabulkovém editoru,
přičemž pro export i import dat používáme CSV
soubory. Pro každý z výše uvedených indikátorů
jsme vypracovali jednu metodu hledání
úspěšných řešitelů soutěže, u nichž se daný
indikátor vyskytuje.
ad S: Základem metody bylo systematické
prohledávání množiny všech úspěšných řešitelů
soutěže školy v kategorii a zjišťování, které
dvojice soutěžících měly zcela stejné odpovědi
na všechny otázky. U těchto dvojic jsme dále
ověřovali, zda soutěžili současně (časový
rozestup začátku vyplňování nejvýše 5 minut
nebo rozestup konce soutěžení nejvýše 10 minut).
Pokud ano, zaznamenali jsme oba soutěžící
pro další zpracování.
ad R: Identifikace soutěžících probíhala
dvěma způsoby. Kromě celkového času soutěžení
(tj. doby mezi spuštěním testu a jeho ukončením)
jsme sledovali ještě „čistý“ čas soutěžení, což je
doba mezi spuštěním testu a zodpovězením
poslední otázky (ačkoliv časová prodleva mezi
zodpovězením poslední otázky a ukončením
testu byla obvykle velmi krátká, u některých
soutěžících činila až tři čtvrtiny celkového času
soutěžení). V případě celkového i „čistého“ času
soutěžení jsme hledali úspěšné řešitele, jejichž
čas soutěžení byl nejméně o pět minut kratší, než
byl časový průměr úspěšných řešitelů dané
kategorie.
ad M: Základem metody byla systematická
kontrola všech soutěžících školy v kategorii.
Zajímali nás soutěžící, u kterých jsme zjistili, že
v časovém intervalu 10 minut před začátkem
soutěžení až 10 minut po něm začali soutěžit
nejvýše 3 další soutěžící z dané školy. Jestliže
nalezení soutěžící byli zároveň úspěšnými řešiteli
soutěže, zaznamenali jsme je pro další
zpracování.
ad P: Zaměřili jsme se na úspěšné řešitele
soutěže, u nichž časová prodleva mezi registrací
a spuštěním testu byla delší než 10 minut. Tyto
soutěžící jsme zaznamenali pro další zpracování.
6 Pilotní výzkum a zjištěné výsledky
Výše uvedené postupy odhalování podvádění
jsme aplikovali na soutěžící v 6. ročníku soutěže
Bobřík informatiky, který se konal v listopadu
2013. Tohoto ročníku se zúčastnilo celkem 34454
soutěžících z 373 škol, přičemž 8501 soutěžících
se stalo úspěšnými řešiteli soutěže. 341
úspěšných řešitelů však bylo vyřazeno
koordinátory soutěže, řádných úspěšných řešitelů
tedy bylo 8160.
Podle
námi
vypracované
metodiky
vylučujeme podvádění u 6349 (tj. 78 %) řádných
úspěšných řešitelů, za nepravděpodobné jej
považujeme u 1262 (tj. 15 %) řádných úspěšných
řešitelů a za možné až pravděpodobné jej
považujeme u 549 (tj. 7 %) řádných úspěšných
řešitelů. Podrobné výsledky uvádíme v tabulce 1.
95
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Taktéž jsme se zaměřili na úspěšné řešitele,
kteří byli vyřazeni školními koordinátory. Pro
ověření naší metodiky jsme zjišťovali, zda jsme
daného vyřazeného úspěšného řešitele označili
jako podvádějícího. Podvádění jsme určili jako
možné až pravděpodobné u 149 (tj. 43 %)
vyřazených
úspěšných
řešitelů,
jako
nepravděpodobné u 68 (tj. 21 %) vyřazených
úspěšných řešitelů a jako téměř vyloučené u 124
(tj. 36 %) vyřazených úspěšných řešitelů.
Podrobné výsledky jsou uvedené v tabulce 1.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
zařadili školy, za něž soutěžil žák s vysokým
součtem vah indikátorů (2,3 a více).
Školní koordinátoři vesměs podvádění svých
žáků odmítali, dva z nich nicméně přislíbili
prošetření celé situace. Ačkoliv jsme dobré
výsledky žáků nezpochybňovali, koordinátoři nás
poměrně často upozorňovali na úspěchy žáka
v jiných soutěžích a žákův zájem o informatiku.
Krátký čas soutěžení některých žáků vysvětlovali
jejich nadáním pro informatiku a případně
dobrou přípravou na soutěž. Samostatné
soutěžení žáka bylo podle jejich slov obvykle
způsobeno tím, že z celé třídy soutěžilo pouze
několik nadaných žáků, zatímco ostatní žáci
dostali jiné úkoly. Několik školních koordinátorů
pak přiznalo, že sdělili kód školy žákovi, který
byl v době konání soutěže doma z důvodu
nemoci. Žádný školní koordinátor nám však
nedokázal uspokojivě objasnit situaci, kdy
někteří žáci měli zcela shodné odpovědi na
všechny otázky.
Možné příčiny vyřazování řešitelů školními
koordinátory
U vyřazených úspěšných řešitelů, u nichž
jsme podvádění označili za téměř vyloučené,
jsme se pokusili odhadnout, z jakého důvodu
došlo k jejich vyřazení školními koordinátory.
Podrobným zkoumáním seznamu soutěžících
jsme zjistili, že ze 124 takových řešitelů:
- 17 soutěžících byli učitelé,
- 14 soutěžících zadalo nesmyslné jméno
nebo přezdívku (tito soutěžící mohli být také
učitelé, žáci spadající do jiné kategorie
a podobně),
- 5 osob soutěžilo ve více kategoriích,
- 55 soutěžících bylo školními koordinátory
vyřazeno hromadně, kdy byla vyřazena celá
směna, třída či kategorie (z databáze soutěže
však není patrné, zda byly tyto skupiny
soutěžících koordinátorem cíleně vyřazeny,
nebo zda byly z nějakého důvodu pouze
nepotvrzeny
–
např.
koordinátor
na potvrzení soutěžících zapomněl),
- u zbylých 33 osob jsme nebyli schopni
pravděpodobný důvod vyřazení nalézt.
Případy, kdy soutěží učitel nebo žák uvede
nesmyslné jméno, nelze podle našeho názoru
automatizovaně
odhalit.
Stejně
tak
je
problematické odhalování vícenásobného startu
jednoho soutěžícího, pokud například pozmění
své jméno a třídu. Věříme však, že odhalování
právě těchto situací by měl zvládat školní
koordinátor soutěže.
Počet úspěšných řešitelů
Řádných Vyřazených
Celkem
0
5412
92
5504
0,3
903
19
922
0,6
34
13
47
0,9
0
0
0
1
1262
68
1330
1,3
349
37
386
1,6
60
12
72
1,9
0
0
0
2
85
45
130
2,3
45
45
90
2,6
8
8
16
2,9
0
0
0
3
1
0
1
3,3
1
1
2
3,6
0
1
1
Tabulka 1: Počty úspěšných řešitelů podle
součtu vah
Součet
vah
7 Diskuze výsledků pilotního výzkumu
Ověření na školách
Abychom zjistili, zda námi vytvořený postup
neoznačuje jako podvádějící žáky, kteří
se podvádění nedopustili, oslovili jsme 13
školních koordinátorů soutěže s dotazem, zda si
během soutěžení vyjmenovaných žáků nevšimli
něčeho neobvyklého. Do emailu jsme vždy
vložili seznam několika vytipovaných řádných
úspěšných řešitelů z dané školy, u nichž jsme
označili podvádění za možné až pravděpodobné,
a u každého žáka jsme zdůvodnili, proč si u něj
nejsme jisti dodržováním pravidel. Dotazovali
jsme se na soutěžící z kategorií Kadet, Junior
nebo Senior (8. ročník základní školy a výše).
Školy, které jsme oslovili, jsme vybírali podle
počtu úspěšných řešitelů, které náš systém
označil jako možná až pravděpodobně
podvádějící, a také jsme do tohoto výběru
96
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
žáky, kteří pracují velice rychle, avšak tuto
rychlost soutěžení maskují tím, že odloží
ukončení testu, ačkoliv již na jeho řešení
nepracují.
Metody založené na hledání abnormalit v celé
skupině soutěžících s sebou přinášejí riziko, že
vytipovaná skupina je odlišná od skupiny
referenční přirozeně a zjištěné odchylky se zde
vyskytují, aniž došlo k podvádění. Tyto metody
jsou nevhodné zejména pro kontrolu škol, ve
kterých není jednotný postup při výběru
soutěžících. Pokud například v jedné kategorii
soutěží celé třídy a ve druhé kategorii pouze
vybraní žáci, je pravděpodobné, že průměrný
bodový zisk soutěžících ve druhé kategorii bude
výrazně vyšší než v kategorii první. Analogicky,
jestliže bude v určité kategorii na škole během
dne soutěžit několik tříd a po výuce budou v této
kategorii soutěžit vybraní žáci ze zbylých tříd, je
opět pravděpodobné, že skupina těchto
vybraných žáků bude mít výrazně vyšší
průměrný bodový zisk než třídy soutěžící na
počátku dne. I přes zmíněná negativa se
domníváme, že tyto metody lze použít jako
podpůrné postupy umožňující komplexnější
pohled na určitou skupinu soutěžících než
metody
zkoumající
každého
soutěžícího
jednotlivě.
8 Diskuze vhodnosti použitých indikátorů
a metod
Ačkoliv metody, které jsme použili během
zkoumání, byly z hlediska implementace dobře
realizovatelné, považujeme za důležité diskutovat
jejich přínos k odhalování podvádění.
Metoda hledání dvojic soutěžících, kteří měli
zcela stejné odpovědi na všechny otázky
(indikátor S), se ukázala být přínosná a během
podrobnějšího zkoumání jsme navíc zjistili,
že vytipované dvojice mají v mnohých případech
i podobné pořadí odpovědí na soutěžní otázky
(ačkoliv jsou otázky soutěžícím generovány
v náhodném pořadí). To nás utvrzuje v názoru, že
tato metoda je velmi vhodná pro hledání
podvádění žáků. Zároveň se domníváme, že by
bylo možno ji ještě rozšířit o hledání dvojic, které
zodpovídaly testové otázky ve stejném nebo
velice podobném pořadí.
Metoda hledání soutěžících, kteří pracovali
samostatně (indikátor M), se ukázala být
nevhodná pro kontrolu těch škol, za které soutěží
pouze několik vybraných žáků v celé kategorii.
Tito soutěžící byli metodou označeni za
potencionálně podvádějící, ačkoliv ve skutečnosti
pracovali pod řádným dozorem učitele. Metoda
nicméně odhalila praxi některých škol, které
žákům, ze zdravotních důvodů se neúčastnícím
výuky, zasílají soutěžní kód školy, aby mohli
soutěžit z domova. Tento postup pravidla soutěže
Bobřík informatiky sice nevylučují, ale žák by
měl být posléze vyřazen školním koordinátorem
soutěže, protože nesoutěžil pod dozorem
vyučujícího.
Metoda hledání soutěžících, kteří vykázali
velkou časovou prodlevu mezi registrací
a samotným startem soutěže (indikátor P), se
ukázala být nepříliš vhodná. Je totiž založena na
odhalování chyby podvádějícího soutěžícího,
který se registruje, ale nespustí již samotný test,
čímž na sebe upoutá pozornost. S tím souvisí
fakt, že s její pomocí se nám podařilo oproti
ostatním metodám identifikovat pouze velice
málo soutěžících.
Metoda založená na odhalování tzv. rychlých
soutěžících (indikátor R) je podle našeho názoru
přínosná, avšak její podobu pro použití
v budoucnu bude nutné modifikovat. Především
bude potřeba upravit výpočet mezního času, který
tvoří předěl mezi normálním a abnormálně
krátkým soutěžním časem, přičemž se nabízí
například výpočet pomocí směrodatné odchylky
času soutěžení úspěšných řešitelů v dané soutěžní
kategorii. Za vhodnou považujeme také kontrolu
čistého času soutěžení, která pomáhá odhalit
9 Závěr
Podvádění
žáků
v online
soutěžích
je aktuálním problémem, kterému musí
organizátoři těchto soutěží čelit. Navrhli jsme
sadu
indikátorů,
jež
mohou
ukazovat
na podvádění soutěžících, a metody umožňující
sledování těchto indikátorů u soutěžících.
Vytvořili jsme softwarové řešení, které umožňuje
sledovat vybrané indikátory v rámci online
soutěže, a toto řešení jsme otestovali
na soutěžících loňského ročníku soutěže Bobřík
informatiky.
Výsledky
jsme
ověřovali
u vybraných školních koordinátorů, kde bylo
podvádění indikováno významně, s dotazem, zda
sdílí
naše
podezření
na
podvádění
u vytipovaných žáků. Odpovědi škol vyzněly
vesměs v tom smyslu, že se daní žáci podvádění
nedopustili. Některé z oslovených škol navíc
reagovaly podrážděně.
I přes nepříliš pozitivní ohlas ze strany
školních koordinátorů se domníváme, že námi
popisovaný přístup je možnou cestou, jak získat
vhled do problematiky podvádění v online
soutěžích a jak nalézt strategie pro eliminaci
tohoto jevu.
97
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Význam zjišťování podvádění při online
testech má jistě uplatnění i v maturitních testech
nebo při zvažování zapojení online soutěží do
ministerského programu Excelence.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
[9] CIZEK, G. J. Detecting and Preventing
Classroom Cheating. Thousand Oaks: Corwin
Press, 2003. 167 s. ISBN 0-7619-4655-1.
[10] BLISS, T. J. Statistical Methods to Detect
Cheating on Tests: A Review of the Literature
[online]. 2012 [cit. 2013-12-06]. Dostupné z:
http://www.ncbex.org/assets/media_files/
Research/2012Bliss.pdf
[11] HANSON, B. A., D. J. HARRIS a R. L.
BRENNAN. A comparison of several statistical
methods for examining allegations of copying
[online]. 1987 [cit. 2013-11-25]. Dostupné z:
http://www.act.org/research/researchers/reports/
pdf/ACT_RR87-15.pdf
[12] VANÍČEK, J. Rozvoj informatických
kompetencí žáků pomocí soutěže: kauza Bobřík
informatiky [online]. In: Sborník konference
Počítač ve škole. Nové Město na Moravě:
Gymnázium
Vincence
Makovského,
7.–9. 4. 2009 [cit. 2013-11-13]. Dostupné z:
http://www.pocitacveskole.cz/system/files/
uzivatel/9/clanky/vanicek_pdf_43005.pdf
[13] TOMCSÁNYI, P. a J. VANÍČEK.
Implementation of informatics contest Bebras in
Czechia and Slovakia. In: Information and
communication technology in education.
Proceedings. Ostrava: Ostravská univerzita,
2009. s. 214–218. ISBN 80-7368-459-4.
10 Literatura
[1]
PRŮCHA,
J.,
E.
WALTEROVÁ
a J. MAREŠ. Pedagogický slovník. 6. rozšířené
a aktualizované vyd. Praha: Portál, 2009. 395 s.
ISBN 978-807-3676-476.
[2] MAREŠ, J.. Tradiční a netradiční podvádění
ve škole. Pedagogika. 2005, roč. 55, č. 4, s. 310–
335. ISSN 0031-3815.
[3] ROWE, N. C. Cheating in Online Student
Assessment: Beyond Plagiarism. In: Distance
Learning Administration. 2004, roč. 7, č. 2.
Dostupné z: http://www.westga.edu/~distance/
ojdla/summer72/rowe72.html
[4] MAREŠ, J. a J. KŘIVOHLAVÝ.
Komunikace ve škole. Brno: Masarykova
univerzita, 1995. 210 s. ISBN 80-210-1070-3.
[5] VANÍČEK, J. Potenciální a skutečný dopad
informatické soutěže do změn kurikula ICT
v České republice. In: DidInfo 2012 [CD-ROM].
Banská Bystrica: Univerzita Mateja Bela, Fakulta
prírodných vied v Banskej Bystrici, 2012.
s. 15–24. ISBN 978-80-557-0342-8.
[6] GUJBEROVÁ, M. Názory učiteľov na
kategóriu Bobríci súťaže iBobor. In: DidInfo
2013. Banská Bystrica: Univerzita Mateja Bela,
Fakulta prírodných vied v Banskej Bystrici,
2013, s. 82–87. ISBN 978-80-557-0527-9.
[7] VANÍČEK, J. Ústní sdělení dne 4. 11. 2013.
[8] HAUSNER, M. Počítače. Strašák? Modla?
Pomůcka? In: Rodina a škola. 2002, č. 6,
s. 12–13.
Mgr. Václav Šimandl
Katedra informatiky
Pedagogická fakulta, Jihočeská univerzita
Jeronýmova 10
371 15 České Budějovice, ČR
Tel: +420 387 773 078
E-mail: [email protected]
Www pracoviště: wvc.pf.jcu.cz/ki/
98
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Výzkumný článek
COMPUTER SIMULATION AS AN EXAMPLE OF THE USE OF MODERN
EDUCATIONAL AIDS IN TECHNICAL EDUCATION
Dorota JĘDRASIK
Abstract: Virtual reality it one from most quickly improved computing having the show for the task
of the world we live in the form of computer programs. Thanks to technological new solutions
simulation programs more and more in reality are copying reality of phenomena. This method consists
in giving appropriate incentives stimulating, being aimed possibly to all senses into the way as most
faithful copying the reality of the happening occurrence. A computer simulation has both positive and
negative teaching advantages. However, as one of few methods, at present is being regarded most
universal and useful in didactics.
Key words: computer simulation, computer assisting in didactics
SYMULACJA KOMPUTEROWA JAKO PRZYKŁAD WYKORZYSTANIA
NOWOCZESNYCH ŚRODKÓW DYDAKTYCZNYCH W KSZTAŁCENIU TECHNICZNYM
Streszczenie: Rzeczywistość wirtualna to jedna z najszybciej udoskonalanych technik komputerowych
mających za zadanie przedstawienie otaczającej nas rzeczywistości w postaci programów
komputerowych. Dzięki nowym rozwiązaniom technologicznym programy symulacyjne coraz
bardziej realnie odwzorowują rzeczywistość zjawisk. Metoda ta polega na podawaniu możliwie
wszystkim zmysłom odpowiednich bodźców stymulujących, mających na celu w sposób jak
najwierniejszy odwzorowanie realności zachodzącego zjawiska. Symulacja komputerowa posiada
zarówno pozytywne jak i negatywne walory dydaktyczne. Jednak, jako jedna z nielicznych metod, jest
obecnie uznawana za najbardziej uniwersalną i przydatną w dydaktyce.
Słowa kluczowe: symulacja komputerowa, komputerowe wspomaganie w dydaktyce
1 Wstęp
Rozwój techniki we wszelkich dziedzinach
nauki i kultury na świecie, oparty szczególnie na
rozwoju informatyki, wymaga wykształcenia
nowego pokolenia, które spełniłoby oczekiwania
wymagającego rynku pracy. Stwierdzenie, że
„człowiek uczy się całe życie” nie jest też obce
dla tych wszystkich, którzy już pracują i
zmuszeni są uzupełniać swoje kwalifikacje
odpowiednio do nowych zadań. Stąd zachodzi
potrzeba ciągłej edukacji opartej na najnowszych
zdobyczach techniki umożliwiającej głębszą
analizę materiału i jego przyswojenia [13,10].
Wprowadzenie
nowoczesnych
środków
dydaktycznych podczas pracy w szkole zwiększa
zainteresowanie młodych ludzi zdobywaniem
wiedzy, chęci do aktywnego uczestnictwa w
zespole, w klasie i w domu, przy pracy i zabawie.
Celem pracy jest przekazanie czytelnikowi
uzyskanych wniosków w wyniku wieloletniej
obserwacji oraz praktyki dydaktycznej na
poziomie szkoły średniej o profilu technicznym
[9].
Realizacja zajęć informatycznych w szkole
wymaga niezwykle starannie dobranych pomocy
naukowych w postaci infrastruktury technicznej
w
pracowni
oraz
oprogramowania
dydaktycznego. Klasa jest zbiorem uczniów
o indywidualnych cechach osobowości, które
mają
istotny
wpływ
na
indywidualne
predyspozycje ucznia w zaangażowaniu się w
proces dydaktyczny [22]. Niestety, obecna forma
kształcenia w szkole jest formą organizacji
procesu kształcenia odbiegającą w sposób istotny
od szeroko popularyzowanej idei kształcenia
uwzględniającego
indywidualność
ucznia.
System klasowy, niestety narzuca pewną
standaryzację nauczania opartą na założeniu,
iż każdy z uczniów posiada podobne
predyspozycje
w
sferze
poznawczej
i intelektualnej. Jest to błąd z punktu
pedagogicznego w odniesieniu do systemu
kształcenia, ponieważ jak doskonale wiemy
każdy z uczniów charakteryzuje się pewną
odmiennością wyrażaną w indywidualnym
podejściu do nauki [19]. Z drugiej strony, praca
grupowa daje duże szanse uczniom mniej
2 Cel i zakres pracy
99
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
uzdolnionym, którzy pracując w grupie
doświadczają wsparcia w nauce oraz uczestniczą
w sytuacjach problemowych w grupie. Problem
efektywności nauczania jest na tyle obszerny, iż
wykracza znacząco poza obszar niniejszych
rozważań pracy. Odsyłam czytelnika do licznych
publikacji [12,16,20]. Ponieważ jako pedagog
funkcjonujący zawodowo w realiach dzisiejszej
szkoły, dbając o poziom kształcenia w obszarze
własnych zainteresowań, postanowiłam dokonać
głębszej analizy problemu i na podstawie
własnych efektów badań przeprowadziłam
badania naukowe, oparte wprawdzie na
podstawach metodologii pedagogicznej jednak,
których wyniki są na tyle istotne iż warto o nich
wspomnieć.
Tabela 1 Dydaktyczne i wychowawcze efekty
modelu symulacji [źródło: BRUCE J.,
CALHOUN E., HOPKINS D. 1999]
4 Cel i zakres badań
Badania nad efektywnością nauczania
prowadzone są w oparciu o metodologię badań
pedagogicznych. Metodologia ta prowadzi do
weryfikacji postawionych hipotez. Które
są odpowiedzią na problem badawczy. Celem
moich badań jest ocena stosowanych narzędzi
dydaktycznych, metod nauczania oraz techniki
przekazu wiedzy podczas zajęć. Główny
problem, jaki postawiłam sobie za cel poznania
to uzyskani odpowiedzi na następujące pytanie:
czy stosowane przeze mnie pomoce naukowe
i wprowadzone innowacje podczas zajęć mają
istotny
wpływ
na
poziom
kształcenia
przejawiający się wzrostem efektywności
nauczania
w
poszczególnych
klasach?
Odpowiedź na dany problem może być dokonany
poprzez weryfikację założeń głównej tezy, która
brzmi: Nowoczesne pomoce naukowe oparte na
programach symulacyjnych mają istotny wpływ
na wzrost efektywności nauczania w wybranych
klasach. W tym momencie należy wspomnieć,
iż celem pracy każdego nauczyciela powinna być
dbałość o jakość kształcenia. Przejawia się ona w
końcowych wynikach semestralnych, ale
w szerszym znaczeniu jest przejawem dbałości
o poziom intelektualny absolwentów szkoły oraz
co z tym jest ściśle związane, z szansą na sukces
w przyszłej pracy zawodowej. Oczywiście
przeprowadzone przeze
nie badania mają
charakter terytorialny, ograniczony do uczniów
klas w których uczę, stąd uzyskane wnioski są
obarczone są błędem jednak w odniesieniu do
moich potrzeb nie są błędem na tyle istotnym aby
je pominąć. Problem miejsca i roli symulacji
w edukacji technicznej zostanie zbadany
w kontekście wartości zmiennych jakościowych
i zmiennych ilościowych oraz relacji między
zmiennymi, co pozwoli uchwycić preferencje
wybranych środków przekazu medialnego.
3 Efektywność dydaktyczna programów
symulacyjnych w procesie kształcenia
Ma ona za zadanie stworzenie pewnego
modelu, którym będzie można tak sterować, aby
w
efekcie
końcowym
dokonać
oceny
poprawnego działania tworzonego systemu.
Symulacja komputerowa jest efektem finalnym
połączenia modelu fizycznego i matematycznego.
Po wprowadzeniu danych odnośnie obiektu
i zapisaniu obliczeń w programie symulacyjnym
możemy dokonać wizualizacji, na której nam
zależy. Najbardziej przydatne są techniki
symulacyjne przy wykorzystaniu technik
złożonych, gdzie analityczne wyznaczanie
rozwiązania jest zbyt pracochłonne [18,21].
Największą zaletą symulacji komputerowej jest
możliwość obserwowania przyszłości. Jest ona
bardzo istotna, ponieważ symulację taką możemy
przetestować bez angażowania wszelkich
zasobów. Możemy sterować czasem trwania
symulacji, mamy możliwość prześledzenia
całego zdarzenia krok po kroku a dzięki
wizualizacji skomplikowane systemy stają się
łatwiejsze odbiorze [23,14].
Zdolność
samodzielnego
uczenia się
Opanowanie
wiadomości i
umiejętności
Zaufanie do
własnych procesów
poznawczych
5 Przebieg badań
Badania dotyczyły klas technikum o profilu
techniczno-informatycznym. W ramach zajęć
uczniowie
posługiwali
się
programami
wspomagającymi proces poznawczy w postaci
różnorodnych programów multimedialnych oraz
symulacyjnych. Ze względu na obszerność
poruszanych treści kształcenia, programy
dobierane były na podstawie ich przydatności
EFEKTY DYDAKTYCZNE
MODEL SYMULACJI
EFEKTY WYCHOWAWCZE
Wykorzystanie
informacji
zwrotnych
Niezależność w roli
ucznia
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Wrażliwość na
związki
przyczynowoskutkowe
100
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
zjawiska. Dały one jednak wyraźne wskazówki
do oceny prowadzanych innowacji podczas
kolejnych zajęć, są przesłanką motywującą do
dalszych prac oraz wspaniałym podsumowaniem
dla nauczyciela dotyczących jego efektywności
dydaktycznej (wyk.1).
Liczba uzyskanych odpowiedzi
według ich kategorii
dydaktycznej oraz możliwości technicznych w
pracowni laboratoryjnej [11]. Ze względu na
rozbudowaną formę niektórych programów np.:
ELI - laboratorium, zajęcia prowadzone były
w grupach a więc wykorzystałam sytuację
problemową opartą na współpracy wszystkich
członków grupy. Efekty prac zostały ocenione
i na ich podstawie dokonane zaliczenie
przedmiotu. W ujęciu tematyki pracy,
najistotniejsze wydają się uzyskane efekty pracy
i badań, dlatego też pominięty zostanie opis
całego etapu badań (analizy szczegółowej zajęć
dydaktycznych) a jedynie skupię się na efekcie
końcowym. Badania prowadzone były w ciągu
całego roku szkolnego a więc od 3.09.2012 do
15.06.2013. Liczba uczniów objętych badaniami
ograniczona była liczebnością klas trzecich
i czwartych, łącznie objęto 98 osób. Ze względu
na małą liczebność populacji, zrezygnowano
z organizacji badań w formie
grup
porównawczych a przeprowadzone badania
miały charakter pilotażowy dla przyszłych
bardziej rozbudowanych badań naukowych, które
można zweryfikować statystycznie.
Z hipotezy głównej wynikają następujące
hipotezy szczegółowe:
H1: Nowoczesne środki dydaktyczne
wspomagane komputerowo w postaci programów
symulacyjnych w sposób istotny wpływają
na zakres wiedzy uczniów w porównaniu
z środkami dotychczas stosowanymi.
H2: Nowoczesne środki dydaktyczne
wspomagane komputerowo w postaci programów
symulacyjnych w porównaniu z dotychczas
stosowanymi środkami w istotny sposób
wpływają na poziom zrozumienia wiedzy.
H3: Nowoczesne środki dydaktyczne
wspomagane komputerowo w postaci programów
symulacyjnych w porównaniu z dotychczas
stosowanymi środkami w istotny sposób
wpływają na trwałość wiedzy.
W badaniach przyjęto techniki standaryzowane:
kwestionariusz ankiety, wywiad, obserwacja.
Podstawę do weryfikacji przyjętych hipotez
stanowił kwestionariusz ankiety oraz testy
sprawdzające wiedzę z danego przedmiotu.
Pytania
zawierają
kryterium
oceny:
(zdecydowanie tak, raczej tak, nie, nie mam
zdania).
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
63
70
60
50
40
42
41
29
30
26
21
13
20
0
8
4
10
25
12
4
Liczba
odpowiedzi H1
Liczba
odpowiedzi H2
Liczba
odpowiedzi H3
zdecydowanie tak
29
13
41
raczej tak
42
63
26
nie
21
8
4
nie mama zdania
4
12
25
Wyniki uzyskane na podstawie uzyskanych odpowiedzi w ankiecie
Wykres 1 Wyniki przeprowadzonych badań
pilotażowych
7 Podsumowanie
Badania pilotażowe potwierdziły zakładane
hipotezy, jednak analiza problemu musi być
przeprowadzona w odniesieniu do badań
jakościowych. Liczba odpowiedzi na podstawie
kwestionariusza ankiety ukazała problem
w postaci ilościowej a nie jakościowej. W tym
przypadku warto również dokonać szczegółowej
analizy
odpowiedzi
na
podstawie
kwestionariusza wywiadu oraz obserwacji,
albowiem te dane wydają się w aspekcie praktyki
dydaktycznej najistotniejsze. Obserwacja jest
metodą trudno mierzalną jednak niezwykle
istotną i wartościową. Nie wszystkie programy
symulacyjne były trafnie dobrane, największe
problemy dotyczyły niedostatecznej znajomości
technicznego języka angielskiego albowiem
najczęściej w takim języku oferowane było menu
aplikacji. Również programy zbyt obszerne,
wykorzystujące zbyt zaawansowane obliczenia
matematyczne sprawiały uczniom trudność,
spowalniały czas pracy oraz wprowadzały ogólny
chaos. Dlatego też, zaistniała potrzeba
wspomożenia pracy na zajęciach poprzez formę
e-learningu a raczej b-learningu [15,17]. Dzięki
materiałom dydaktycznym oraz możliwości
pobrania aplikacji w wersji freeware online,
uczniowie kontynuowali naukę w domu. Badania
są nadal prowadzone a ostateczne wyniki zostaną
poddane metodom statystycznym.
6 Analiza wyników badań
Analiza uzyskanych wyników potwierdziła
słuszność założonych hipotez szczegółowych,
pomimo iż uzyskane zostały w formie ogólnej,
bez uwzględnienia
szczegółowej analizy
101
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
8 Literatura
[1] BRUCE J., CALHOUN E., HOPKINS D.:
Przykłady modeli uczenia się i nauczania. 1999,
Warszawa - WSiP.
[2] FURMANEK,
M.
Społeczne
aspekty
oddziaływań technologii informacyjnych. 2003,
Toruń.
[3] GOBAN-KLAS, T. SIENKIEWICZ, P.
Społeczeństwo informacyjne. Szanse, zagrożenia,
wyzwania. 1999, Kraków - Wydawnictwo
Fundacji Postępu Telekomunikacji.
[4] JUSZCZYK, S. Człowiek w świecie
elektronicznych mediów-szanse i zagrożenia.
2000, Katowice - Wydawnictwo Uniwersytetu
Śląskiego.
[5] JUSZCZYK, S. Kształcenie na odległość
elementem powszechnej edukacji medialnej w
społeczeństwie
informacyjnym.
Edukacja
medialna w społeczeństwie informacyjnym.
2003, Toruń - Wydawnictwo Adam Marszałek.
[6] KĘDZIERSKA, B. Nauczyciel wobec
technologii
informacyjno-komunikacyjnych.
Edukacja
medialna
w
społeczeństwie
informacyjnym. 2003, Toruń - Wydawnictwo
Adam Marszałek.
[7] ŁASIŃSKI, G. Strategia prezentacji w
procesie efektywnego komunikowania się. 1998,
II Międzynarodowa Konferencja Media a
edukacja. Poznań.
[8] ŁASIŃSKI, G. Współczesne techniki
informacyjne i ich wpływ na sposób prezentacji.
Media w kulturze, nauce i oświacie. 1996,
Tarnów.
[9] PRAUZNER, T. Applications of multimedia
devices as teaching aids. Annales UMCS
Informatica. 2010, Wydawnictwo Maria CurieSkłodowska University in Lublin 2010, s. 167175. DOI: 10.2478/v10065-012-0004-4, ISSN
1732-1360
[10] PRAUZNER, T. Bezpieczeństwo kulturowe
a globalizm. Edukacja XXI wieku. Jakość wobec
wyzwań i zagrożeń XXI wieku. 2010, Poznań Wydawnictwo Wyższej Szkoły Bezpieczeństwa,
str. 340-344. ISBN 978-83-61304-21-0
[11] PRAUZNER, T. Blended learning : nowa
metoda nauczania. Prace Naukowe Akademii im.
Jana Długosza w Częstochowie. Edukacja
Techniczna
i
Informatyczna.
2010,
Wydawnictwo Akademii im. Jana Długosza w
Częstochowie, s.109-114. ISSN 1897-4058,
ISBN 978-83-7455-298
[12] PRAUZNER, T. Information Technology in
Contemporary
Education
–
Individuals’
Researche. American Journal of Educational
Research. 2013, Vol. 1, No. 10, 430-435, ISSN
102
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
(Print): 2327-6126, ISSN (Online): 2327-6150
online http://www.sciepub.com
[13] PRAUZNER, T. LifeLong Learning –
edukacja przez całe życie. Prace Naukowe AJD,
Edukacja Techniczna i Informatyczna. 2011,
Częstochowa - Wydawnictwo Akademii im. Jana
Długosza w Częstochowie, s.163-170. ISSN
1897-4058
[14] PRAUZNER, T. Praktyczne wykorzystanie
symulacji dźwięku w kształceniu technicznym
studentów. Edukacja – Technika – Informatyka.
2013, Rzeszów - Wydawnictwo Oświatowe
FOSHE, s. 314-319. ISBN 978-83-7586-043-6
ISSN 2080-9069
[15] PRAUZNER, T. Prawo a bezprawie w
Internecie. Prace Naukowe AJD, Edukacja
Techniczna i Informatyczna. 2009, Częstochowa
- Wydawnictwo Akademii im. Jana Długosza w
Częstochowie, ISSN 1897-4058
[16] PRAUZNER, T. Technologia informacyjna
– wybrane problemy społeczne. Edukacja –
Technika – Informatyka. 2012, Rzeszów Wydawnictwo FOSZE, s.39-45. ISBN 978-837586-043-6, ISSN 2080-9069
[17] PRAUZNER,
T.
Tworzenie
treści
dydaktycznych w kształceniu e-learningowym w
aspekcie prawnym. EduAkcja. Magazyn edukacji
elektronicznej.
2013,
str.
38–43,
http://www.eduakcja.eu/ ISSN 2081-870X
[18] PRAUZNER,
T.
Zakłócenia
elektromagnetyczne
w
elektronicznych
systemach
alarmowych.
Przegląd
Elektrotechniczny. 2012, s. 205-208.
ISSN
0033-2097
[19] PRAUZNER, T. Zastosowanie komputera w
edukacji
–
problemy
psychologiczne.
Wychowanie Techniczne w Szkole. 2004, s.1416. Warszawa - Agencja Wydawnicza BIS
Bolesław Stefaniak. ISSN 0867-3985.
[20] PRAUZNER, T. Mapa myśli – nowoczesna
technika zapisu i zarządzania informacją. Prace
Naukowe AJD, Edukacja Techniczna i
Informatyczna.
2008,
Częstochowa
Wydawnictwo Akademii im. Jana Długosza w
Częstochowie, s. 225-230. ISSN 1897-4058
[21] PRAUZNER, T. Systemy monitoringu w
inteligentnym budynku. Prace Naukowe AJD,
Edukacja Techniczna i Informatyczna. 2012,
Częstochowa - Wydawnictwo Akademii im.
Jana Długosza w Częstochowie, str. 113-124,
ISSN 1897-4058, ISBN 978-83-7455-298-1
[22] PRAUZNER, T. Wpływ nowoczesnych
mass mediów na osobowość człowieka. Edukacja
– Technika – Informatyka. 2010, Rzeszów -
Journal of Technology and Information Education
Časopis pro technickou a informační výchovu
Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, s.46-51.
ISBN 978-83-7586-043-6 ISSN 2080-9069
[23] PRAUZNER, T. Zastosowanie programów
symulacyjnych w nauczaniu przedmiotów
technicznych. Prace Naukowe AJD, Edukacja
Techniczna i Informatyczna. 2006, Częstochowa
- Wydawnictwo Akademii im. Jana Długosza w
Częstochowie, s.121-128. ISSN 1897-4058,
ISBN 978-83-7455-298-1
[24] SIEMIENIECKA-GOGOLIN, D. Media a
twórczość. Edukacja medialna w społeczeństwie
informacyjnym. 2003, Toruń - Wydawnictwo
Adam Marszałek, s. 76.
[25] SIEMIENIECKI, B., LEWANDWOSKI, W.
Internet w szkole. 1998, Toruń - Wydawnictwo
Adam Marszałek.
[26] SIEMIŃSKA, A. Współczesne formy
multimedialnego
przekazu
informacji
wykorzystywane w edukacji niestacjonarnej.
2/2014, Volume 6, Issue 2
ISSN 1803-537X
Edukacja
medialna
w
społeczeństwie
informacyjnym. 2003, Toruń - Wydawnictwo
Adam Marszałek.
[27] STRYKOWSKI, W. Pedagogika i edukacja
medialna w społeczeństwie informacyjnym.
Edukacja
medialna
w
społeczeństwie
informacyjnym. 2003, Toruń - Wydawnictwo
Adam Marszałek.
mgr inż. Dorota Jędrasik
Techniczne Zakłady Naukowe w Częstochowie
Adres kontakowy:
Dorota Jędrasik
Wąsosz 140a
42-274 Konopiska
E-mail: [email protected]
Tel. 604497965
103
I
SSN1803537X
www.
j
t
i
e.
upol
.
c
z
Download

Celé vydání - obsah - JTIE - Univerzita Palackého v Olomouci