OBSAH

Využití robotické stavebnice ve výuce na ZŠ ........................................................................................... 3 Jan Baťko Výzkum vlivu šifrovacích algoritmů na rozvoj algoritmického myšlení ve výuce programování .................................................................................................................................................... 17 Pavla Hanzalová Vývoj serious games a jejich využití jako nástroj přiblížení kulturního dědictví čr ve výuce historicky orientovaných předmětů na 1. stupni ZŠ .............................................................................. 32 Lenka Chadimová Informační systém tomáše bati a jeho uplatnění v informačním managementu organizací ...... 46 Jakub Chvátal Virtuálne laboratóriá vo vyučovaní stem predmetov ............................................................................ 64 Robert Janiga Strategie učení s tabletem ve výuce přírodopisu .................................................................................... 73 Lenka Benediktová Interakce reálného a virtuálního prostředí v experimentální výuce biologie ................................. 83 Veronika Havlíčková Vliv použití mobilního dotykového zařízení při procvičování učiva ............................................... 99 Libor Klubal Role ict v životě současných seniorů ....................................................................................................... 109 Klára Rybenská Experimentální ověření efektivity výuky anglického jazyka s využitím myenglishlab ........... 128 Danuše Vymetálková

3

VYUŽITÍ ROBOTICKÉ STAVEBNICE VE VÝUCE NA ZŠ

autor: Mgr. Jan Baťko, KVD FPE ZČU v Plzni

školitel: Ing. Petr Michalík, Ph.D., KVD FPE ZČU v Plzni

Abstrakt Robotická stavebnice je jedním z moderních prostředků, který udává nové možnosti ve výuce technicky orientovaných předmětů. Využívá se pro rozvoj žáků v různých oblastech napříč všemi stupni vzdělávání. Příspěvek představuje nově vznikající výzkum, jehož cílem je vývoj nové metodiky výuky, která umožní začlenění robotické stavebnice do výuky na základní škole s přihlédnutím k požadavkům českého vzdělávání a požadavkům a zkušenostem samotných učitelů. Východiska budeme nalézat také v dostupných metodických materiálech na českém i zahraničním trhu.

Abstract Robotic kit is one of the most modern means which gives new possibilities in the education of technically oriented subjects. It is used for the development of students in different fields across all the levels of education. This article presents a new research which aim is the development of a new methodology which enables the integration of robotic kit to the education at the primary school according to the requirements of the Czech education as well as the requirements and experiences of teachers themselves. The starting points will be found also in available methodical materials in the Czech and foreign market.

Klíčová slova robotická stavebnice; výuka; výzkum; konstrukční výzkum; metodické materiály

Key words robotic kit; education; research; design-based research; methodical materials

1 ÚVOD

V současné době se ve výuce na všech stupních škol prosazuje využití různých pomůcek podporujících výuku technických předmětů. Tyto nástroje tak přispívají k rozvoji žáků a studentů v různých oblastech technického vzdělávání. Jedním z moderních výukových prostředků jsou také robotické stavebnice. Na trhu jich můžeme zaregistrovat značné množství od různých výrobců. Jedny z nejpopulárnějších vyrábí společnost LEGO, která je kromě robotických stavebnic také autorem mnoha dětských stavebnic. Právě z principů spojování těchto, pro LEGO charakteristických prvků, robotické stavebnice vycházejí. Přinášejí ovšem přidanou hodnotu v podobě programovatelné řídící jednotky a řady vstupních a výstupních modulů, které umožňují sestavit robota či jiné konstrukčně propracované zařízení a oživit ho vlastnoručně vytvořeným programem.

V tomto příspěvku popíšeme návrh průběhu výzkumného šetření realizovaného v rámci vytváření disertační práce. Zaměříme se na volbu metody výzkumu, způsob sběru dat a práci s nimi. Popíšeme také cestu k navržení nové metodiky výuky s robotickou stavebnicí a její následné ověření ve výuce na základní škole, což je hlavním cílem nově vznikající práce. Tato metodika nejen že bude umožňovat začlenění robotické stavebnice do výuky na základní škole, ale bude také reflektovat požadavky českého vzdělávacího systému, samotných učitelů i žáků.

K rozhodnutí vytvořit metodický postup jsme dospěli ve chvíli, kdy jsme provedli počáteční analýzu českého trhu, abychom zjistili, jak kvalitní metodickou podporu jsou různí výrobci robotických stavebnic schopni vyučujícím nabídnout. Je nutné přiznat, že se jednalo o částečně subjektivní sondu mapující pouze typy dostupných materiálů a jejich množství. Výrobci často nabízejí materiál, který popíše jejich konkrétní produkt a alespoň částečně seznámí uživatele s možnostmi jeho využití a programování. Pokud se zaměříme pouze na produkty společnosti

4

LEGO, je pravidlem, že spolu se základní sadou stavebnice je dodávána pouze příručka, která obsahuje návod na konstrukční sestavení základního modelu robota a krátké seznámení s ostatními díly a programovacím prostředím. Stejná příručka je dostupná také online v podobě pdf souboru. Více materiálů uživatel s pořízenou robotickou stavebnicí LEGO zdarma nezíská. Další metodické materiály k dispozici sice jsou, ale jedná se o poměrně nákladnou záležitost. Na internetu je možné získat mnohé návody či úlohy, které různí autoři publikují. Většinou se ale nejedná o přímo zpracovaný tematický celek. Hlavním problémem při využití na základní škole může být ne příliš vhodné tematické zaměření komerčních metodických materiálů, které není příliš dobře uplatnitelné v českém školském vzdělávacím systému. Pomůcka, která tyto požadavky reflektuje, tedy podle našeho šetření není k dispozici.

V oblasti využití robotické stavebnice ve výuce byla provedena řada výzkumů. V České republice se robotice na základní škole věnuje například doc. Hrbáček z brněnské Masarykovy univerzity [1] [2]. Na Slovensku testovaly výuku začátečníků s robotickou stavebnicí Martina Kabátová a Janka Pekárová [3]. Hussain, Lindh a Shukur [4] se věnovali výkonům žáků, kteří pracovali s robotickou stavebnicí v hodinách matematiky. Turner a Hill [5] naopak řešení problémů za pomoci robotické stavebnice. Mnohé výzkumy jsou také zaměřeny na výuku programování. Autorem jednoho z nich je Chetty [6]. Výzkumné týmy se tedy věnují mnoha oblastem využití robotické stavebnice. Neobjevili jsme ale pomůcku, která by reflektovala požadavky českého školství a učitelů, kteří robotickou stavebnici využívají.

Z toho důvodu je naším cílem vytvořit pomůcku, která bude cílit na využití v českém školství, reflektovat kurikulární dokumenty a poznatky a potřeby samotných učitelů, kteří již buďto robotickou stavebnici využívají nebo by se o to v budoucnu rádi pokusili.

2 CÍLE VÝZKUMU

Z povahy projektu vyplývá, že postup výzkumu bude vést k naplnění jediného hlavního cíle:

Vytvoření nové metodiky výuky, která umožní začlenění robotické stavebnice do výuky na základní škole.

Abychom k naplnění tohoto hlavního cíle mohli dospět, je nutné si stanovit několik dílčích cílů:

1. Analyzovat metodické materiály dostupné na českém i zahraničním trhu, prozkoumat jejich strukturu a pojetí výuky.

2. Nalézt v českých kurikulárních dokumentech možné oblasti pro začlenění robotické stavebnice do výuky na základní škole.

3. Navrhnout a v praxi ověřit novou metodiku výuky s robotickou stavebnicí s využitím vhodných úloh.

Pro každý z těchto dílčích cílů vyvstaly výzkumné otázky, na které je nutné nalézt odpovědi.

Ad. 1: Jakou strukturu mají české a zahraniční metodické materiály? Jaký přístup k výuce uplatňují? Preferují spíše výuku zaměřenou na řešení komplexních projektů či kratších úloh? Jsou dostupné i v českém jazyce nebo jsou k dispozici pouze cizojazyčné verze?

Ad. 2: Jaký potenciál má robotická stavebnice v českém vzdělávacím systému? V jakých předmětech a tematických celcích v rámci přírodovědných předmětů by bylo vhodné ji využít a v jakém rozsahu?

Ad. 3: Jaký typ úloh a jakého rozsahu v návrhu metodiky využít? Je vhodnější uplatňovat rozsáhlejší projekty nebo použít kratší úlohy zaměřené na řešení dílčích úkolů? Jakou zvolit cílovou skupinu pro ověření? Je navržená metodika efektivní?

5

3 VOLBA METODY VÝZKUMU

Prvním problémem návrhu našeho výzkumu bylo zodpovězení otázky, jakým způsobem k řešení přistupovat. Zaměřili jsme se na známé fakty. Výsledkem našeho snažení by měl být produkt, který budeme chtít otestovat v praxi. Zároveň víme, které aspekty budeme zohledňovat při jeho návrhu a jaká zjištění budeme chtít v průběhu návrhu získat. Bude potřeba navrženou metodiku nasadit do výuky, otestovat, vyhodnotit a následně vylepšit. Tento proces se bude opakovat pravděpodobně v několika cyklech. Proto jsme se rozhodli, že zvolíme metodu konstrukčního výzkumu, někdy také nazývaného výzkum vývojem (v originále design-based research).

3.1 Konstrukční výzkum (design-based research)

Konstrukční výzkum je typ výzkumu, který je často uplatňovaný v oblastech, kde je podstatou výzkumu řešení určitého nedostatku nebo problému, který je v současné době řešen pouze částečně. Slovo design se dle Trny dříve z angličtiny překládalo jako „desén“. Byla jím tedy myšlena spíše vnější úprava určitého produktu. V současnosti významově odpovídá spíše „projektu“ nebo „konstrukci“. Máme jím tedy na mysli funkci a vnitřní stavbu produktu. Díky tomu je design-based research v češtině nazýván konstrukční výzkum [7].

Pokud bychom měli definovat výzkumné cíle, které se snaží naplnit, musíme uvést hlavně cíle výzkumné a akční. Výzkumné cíle si kladou za úkol vytvářet konkrétní postupy a nástroje, snaží se rozvinout tvůrčí přístup k zvýšení efektivity výuky. Akční cíle jsou zaměřeny na konkrétní produkt snažící se zefektivnit proces vzdělávání. Svojí povahou se blíží vývojovému výzkumu [8].

Dle Trny mají cíle konstrukčního výzkumu dualistický charakter. Za prvé se totiž snaží o výzkumné řešení problematiky a budoucí rozvoj vzdělávání v přírodovědné oblasti. Za druhé poté zahrnují návrh a tvorbu konkrétních produktů, postupů a nástrojů vedoucích právě k rozvoji přírodovědného vzdělávání. Tyto dva cíle se navzájem doplňují a podmiňují [7].

3.1.1 Struktura konstrukčního výzkumu

Konstrukční výzkum je svojí strukturou poměrně odlišný od běžně využívaných metod výzkumu. Pokusíme se popsat jeho fáze tak, jak je definoval ve svém článku [7] Trna.

1. Analýza praktického problému

2. Návrh řešení spolu s teoretickým rámcem

3. Testování a hodnocení navrženého řešení v praxi

4. Popis, dokumentace a reflexe návrhu

Jedny z hlavních rysů konstrukčního výzkumu jsou cykličnost a provázanost jednotlivých fází. Dle potřeby je tedy možné kterýkoliv z dílčích kroků zopakovat, dokud nedojdeme k požadovanému nebo uspokojivému výsledku.

4 NÁVRH VÝZKUMU

V následující kapitole se zaměříme na konkrétní fáze budoucího realizovaného výzkumu v rámci disertační práce. Podrobně popíšeme naplnění jednotlivých fází konstrukčního výzkumu a data, která z jednotlivých fází vzejdou, včetně jejich způsobu zpracování a vyhodnocování.

6

4.1 Fáze výzkumu

4.1.1 Fáze 1 - Analýza praktického problému

Při analýze dostupnosti metodických materiálů jsme zjistili, že komerční materiály na trhu jsou vhodné spíše pro základní seznámení se stavebnicí, případně k realizaci úloh s robotickou stavebnicí, které ale není příliš možné využít v rámci českého vzdělávání. Uplatnění by pravděpodobně našly spíše v rámci volnočasových aktivit.

Část 1 - Analýza metodických materiálů

Prvním krokem vedoucím k vývoji nové metodiky bude průzkum stávajících metodických materiálů. Naším cílem bude zmapovat, jaké možnosti má uživatel, a nalézt cestu, kterou by se mohl vývoj nové metodiky ubírat.

Aby metodické materiály byly zařazeny do analýzy, musí splňovat následující kritéria:

1. Cílit na využití robotické stavebnice LEGO Mindstorms.

2. Použitelné se základní sadou stavebnice bez nutnosti nákupu dalších rozšíření a modulů.

3. Použitelné ve výuce na základní škole.

4. Cílit na komplexní rozvoj v oblasti algoritmizace a řešení problémů.

U srovnání vybraných metodických materiálů budeme následně porovnávat tato sledovaná kritéria:

1. Rozsah cílové skupiny

Je metodický materiál využitelný na širším stupni vzdělávání nebo cílí na užší skupinu žáků?

2. Způsob využití stavebnice

Je metodický materiál vytvořen pro využití stavebnice jako celku nebo cílí na využití konkrétních vybraných modulů?

3. Tematické zaměření

Je metodický materiál specificky tematicky zaměřen nebo cílí obecně na komplexní rozvoj žáků v různých oblastech?

4. Typ úloh

Využili tvůrci při návrhu metodického materiálu spíše větší množství kratších úloh nebo se zaměřili spíše na rozsáhlejší projekty?

5. Časová náročnost

Jaká je celková časová náročnost metodiky?

6. Jazyková dostupnost

V jakých jazykových verzích je metodický materiál dostupný? Je dostupný v českém jazyce?

7. Cena

Jaká je cena této metodiky?

Na trhu je sice několik komerčních metodických produktů, ale jejich cena je poměrně vysoká. Dalším problémem může být pro mnohé učitele dostupnost pouze anglické verze těchto materiálů. Kromě ceny a dostupných jazykových verzí nás bude dále zajímat tematické zaměření materiálů. Předpokládáme, že většina bude cílena na konkrétní produkt. Pokusíme se

7

ale také zjistit, zda existují některé materiály, které mají obecnou platnost, a pokud ano, jak jsou koncipovány.

Analyzovat ovšem nechceme pouze materiály dostupné na českém trhu. Pokusíme se získat i metodiky využívané v zahraničí. Zajímá nás, jaké jsou jejich charakteristické rysy a zda jsou mezi nimi podstatné odlišnosti. Otázkou také je, zda jsou zaměřeny na využití robotické stavebnice nebo cílí na konkrétní rozvoj cílové skupiny, která bude stavebnici využívat (např. algoritmické myšlení nebo základy programování).

V porovnání českých a zahraničních materiálů bychom se chtěli zaměřit hlavně na jejich strukturu. V zásadě se dnes využívají dva základní přístupy k výuce robotického programování. První z nich využívá rozsáhlejší a časově náročnější projekty, které jsou mnohdy určitým způsobem tematicky zaměřené (např. objevování vesmíru, tvorba strojů a konstrukcí atd.). V našem případě u nich může být podstatný problém s možností využití v českém vzdělávání. Druhý přístup využívá naopak sérii krátkých úloh, v nichž je žák hodnocen průběžně a získává tak okamžitou odezvu na to, zda postupuje správně. Zajímá nás tedy, který z těchto přístupů je v komerčních materiálech využíván častěji. V návaznosti na tato zjištění nás také bude zajímat, jaký typ úloh tvůrci použili a jak jsou časově náročné. Důležitým zjištěním bude u úloh také poměr času potřebného pro vytváření konstrukce a času věnovaného samotnému programování.

Získaná data

Výstupem této části bude statistické zpracování výsledků analýzy všech získaných metodických materiálů. Pro jednotlivá sledovaná kritéria bude sestavena hodnotící škála, na základě které budou materiály bodovány. Cílem bude sestavení co největšího počtu objektivně hodnotitelných kritérií. Ze zjištěných výsledků budou poté vyvozeny závěry, které napomohou k navržení hrubé struktury metodiky a k volbě přístupu k problematice a typu úloh.

Část 2 - Analýza kurikulárních dokumentů

V návaznosti na analýzu metodických materiálů se zaměříme také na české kurikulární dokumenty pro základní vzdělávání. Cílem této analýzy bude nalezení všech potenciálních oblastí, ve kterých by bylo možné využít robotickou stavebnici ve výuce předmětů informatika a technická výchova na základní škole. Jelikož robotika není v Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání pevně zakotvena, pokusíme se zmapovat její potenciál v jednotlivých vzdělávacích oblastech. Tím si i částečně dokážeme odpovědět na otázku, jaký rozsah by měl vytvářený metodický materiál mít, aby mohl být efektivně a v plné míře ve výuce použit.

Získaná data

Výstupem analýzy bude ucelený přehled vzdělávacích oblastí a jejich částí, ve kterých by bylo možné robotickou stavebnici využít, včetně toho, jakými způsoby. Výsledky přispějí k vytvoření mezipředmětových vztahů. Zároveň také odpoví na otázku, jaký potenciál má robotická stavebnice v českém základním vzdělávání a jaký rozsah by tudíž měla navržená metodika pokrývat.

Část 3 - Analýza potřeb vyučujících

Pro návrh metodiky jsou pro nás důležité také požadavky a postřehy samotných vyučujících. Naším cílem je získat informace nejen o jimi využívaných metodických postupech, ale i aspektech výuky s robotickou stavebnicí, jejich zkušenosti a potřeby. Analýza bude provedena dotazníkovou metodou. Abychom získaná kvantitativní data co nejlépe ověřili a doplnili, budou s vybranými učiteli provedeny řízené rozhovory.

8

Získaná data

Předchozí kvantitativní zjištění napomohou upřesnit obecný rámec navrhované metodiky. Analýza potřeb vyučujících cílí na kvalitativní stránku. Získané výsledky nám napomohou reagovat na problémy a další úskalí plynoucí z práce s robotickou stavebnicí. Získáme také zpětnou vazbu na možnosti využití v různých vzdělávacích oblastech. Výsledky také napoví, jak vhodně upravit dispoziční řešení vedené výuky.

4.1.2 Fáze 2 - Vývoj řešení

Na základě získaných kvalitativních a kvantitativních dat bude navržen metodický postup umožňující využití robotické stavebnice LEGO v podmínkách českého základního vzdělávání. Veškeré podklady a zjištění si slibujeme získat v předchozích třech analytických dílčích částech výzkumu. Mezi ty zásadní patří povaha materiálu, typ, náročnost, rozsah řešených úloh a celkový rozsah materiálu, uplatnění ve vzdělávacích oblastech. Z předchozích zjištění by také mělo vyplynout, jestli by nebylo vhodné před nasazením robotické stavebnice využít některý z jednodušších softwarů zaměřených na výuku algoritmizace a uvést tím žáky do problematiky. Otázkou totiž zůstává, zda je vhodné rovnou využít robotickou stavebnici. Žáky bez předchozích zkušeností s programováním by možná bylo vhodné nejprve naučit řešit jednoduché problémy některým z alternativních softwarů.

4.1.3 Fáze 3 - Testování a hodnocení navrženého řešení v praxi

Navržený metodický postup bude následně nasazen do výuky a testován. V prvotní fázi bude nutné metodiku otestovat a opravit její případné nedostatky. Za tím účelem bude minimálně 2x nasazena do výuky, pokaždé v jiné třídě. Možnou variantou je nasazení do dvou skupin, které vznikly rozdělením jedné třídy. Počítáme se skupinou čítající zhruba 12 až 15 žáků. V případě potřeby může být v rámci cykličnosti konstrukčního výzkumu provedeno testování více než 2x.

Odhalování slabin a nedostatků metodického postupu bude probíhat s využitím dvou kvalitativních metod sběru dat. První z nich bude zúčastněné pozorování, které je dle Švaříčka vhodné využít pro studium školní třídy [9, s. 143]. Od jeho realizace si slibujeme, že nám pomůže odhalit jevy a situace, které nebude možné zachytit v navazujících rozhovorech. Přistoupíme proto k metodě otevřeného zúčastněného pozorování. Pozorování bude také doplněno pořízením videozáznamu, pokud ovšem k jeho realizaci získáme svolení všech zúčastněných. Dojde tak ke kombinaci přímého a nepřímého pozorování [9, s. 144]. Před realizací pozorování bude nutné vytvořit si seznam sledovaných témat s ohledem na výzkumnou otázku a těch se držet. Chtěli bychom se nejprve zaměřit na dispoziční uspořádání výuky vedené pomocí nově navržené metodiky. Je rozmístění pomůcek a dílů stavebnice v učebně vhodné pro bezproblémovou výuku? Sledovat budeme také jednání jednotlivých žáků při řešení zadaných úkolů. Zjišťovat, co jim činilo problémy nebo kde naopak excelovali. Nakolik při řešení úkolů spolupracovali (pokud se jednalo o skupinovou práci), jejich reakce a komunikaci (verbální i neverbální). Důležité je před započetím pozorování získat důvěru skupiny a docílit tak přirozeného chování žáků [9, s. 153].

Druhou metodou sloužící k odhalení slabých stránek metodiky budou rozhovory s účastníky testování. S učiteli budou vedeny polostrukturované rozhovory, které dají dotazovaným prostor k vnesení vlastního náhledu na věc. Bude nás zajímat, kde vidí silné a slabé stránky metodiky, která část je pro učitele nesrozumitelná, zda jsou úlohy úměrné věku a schopnostem žáků atd. U žáků přistoupíme k trochu odlišnému způsobu vedení rozhovoru. Bude totiž nutné odbourat zábrany a získat tak od žáků co největší zpětnou vazbu. Na doporučení Švaříčka proto použijeme skupinové rozhovory, aby se tak snížila mocenská převaha dotazujícího [9, s. 177].

9

Dojde tak k vytvoření ohniskových skupin [9, s. 185]. Konkrétní otázky dotazníku jak pro učitele, tak i pro žáky budou formulovány až na základě vytvořené metodiky.

Přepisy záznamů všech rozhovorů a data získaná pozorováním budou následně analyzována metodou otevřeného kódování. Je na zvážení, zda k tomuto účelu využít některý specializovaný software nebo kódování provádět ručně. Dle doporučení Šeďové bude nejprve analyzovaný text rozdělen na jednotky, kterými mohou být slova, sekvence slov, věty nebo odstavce a těm bude následně přiřazen určitý kód. Nejdůležitější je rozhodnout, jaký jev tento kód reprezentuje ve vztahu ke stanovené výzkumné otázce. Navržené kódy je následně nutné seskupit do kategorií na základě souvislostí [9, s. 221]. Z těchto kategorií je poté nutné vytvořit ucelenou teorii nebo příběh. Jelikož by výsledkem našeho snažení měl být přehled (příběh) popisující různé aspekty testování metodiky z pohledu respondentů šetření, jeví se jako vhodná technika „vyložení karet“. Získáme tak popis jednotlivých kategorií kódů a jejich slovní interpretaci [9, s. 226]. Šeďová uvádí, že na otevřené kódování navazuje ještě kódování axiální vytvářející spojení a vztahy mezi kategoriemi a subkategoriemi [9, s. 232]. V poslední fázi je přistoupeno k popisu opakujících se vztahů mezi vlastnostmi a dimenzemi kategorií pomocí selektivního kódování. Závěrem vytvořeného analytického příběhu musí být jeho správná interpretace. Šeďová uvádí důležitý fakt, že je nutné rozlišovat, kde končí data a kde začíná interpretace samotného autora. Zajištění důvěryhodnosti a spolehlivosti výsledku tak musí být na prvním místě.

Poté co se nám podaří odstranit nedostatky, na které během testování narazíme, bude navržená metodika nasazena do výuky oproti vybrané komerční metodice. Cílem provedeného pedagogického experimentu bude porovnat výsledky skupin žáků, které pracují s nově navrženou a komerční metodikou. Opět se také zaměříme na poznatky vyučujících z vedené výuky a jejich postřehy.

4.1.4 Fáze 4 - Reflexe a zobecnění

První část vyhodnocení výsledků testování proběhne po prvotním nasazení nově navržené metodiky do výuky. Všechny získané podněty na zlepšení a nedostatky, které budou během testování zaznamenány, budou vyhodnoceny a následně zapracovány v upraveném návrhu metodiky. Tímto fakticky zopakujeme druhou a třetí fázi konstrukčního výzkumu. Dosáhneme tak jeho cykličnosti. Zopakování těchto fází může být několikanásobné. Vždy bude záviset na výsledcích získaných během testování metodiky v praxi.

Jakmile proběhne několik fází testování navržené metodiky a bude přistoupeno k jejímu testování v porovnání s komerční metodikou, budeme muset zpracovávat výsledky získané tímto postupem. Na základě výsledků vyvodíme závěry a zhodnotíme faktický přínos metodiky pro výuku na základní škole.

Otázkou zůstává, zda bude možné navrženou metodiku zobecnit pro všechny typy robotických stavebnic. Náš současný názor je takový, že zobecnění nebude možné a budeme tedy cílit pouze na nejpopulárnější a v současnosti nejpoužívanější robotickou stavebnici – LEGO Mindstorms (EV3 a NXT 2.0). Každá stavebnice totiž má svá vlastní specifika vycházející z povahy technických dílů a principů jejich spojování. Dále také různá podoba, struktura a funkčnost vstupních a výstupních modulů neumožňuje navrhnout úlohy, které by bylo možné využít napříč spektrem různých stavebnic. Tuto skutečnost ale budeme ještě v průběhu návrhu ověřovat.

Na závěr celého průběhu konstrukčního výzkumu budou vyvozeny obecné závěry a sepsána dokumentace, která popíše doporučený postup využití navrženého metodického postupu ve výuce na základní škole.

10

Vzorek účastníků

Účastníky, kteří se zúčastní procesu návrhu metodiky výuky, můžeme rozdělit na dvě skupiny. První skupina bude zahrnovat hlavně učitele, kteří budou podrobeni nejprve dotazníkovému šetření, případně strukturovaným rozhovorům, při kterých budou zjišťovány informace, které nám budou sloužit jako poklady pro návrh metodiky. Cílit budeme na učitele druhého stupně základní školy, kteří vyučují předměty informatika a technická výchova, případně další oblasti, které vytipujeme v předchozí části analýzy jako potenciálně vhodné pro uplatnění robotické stavebnice. S učiteli budeme pracovat také při testování metodiky v praxi. Budou pro nás totiž cenným zdrojem podnětů k jejímu možnému vylepšení.

Druhou skupinou účastníků výzkumu budou žáci, kteří budou pod vedením svých učitelů ve výuce pracovat s navrženou metodikou. Zásadní zde bude volba vhodného vzorku z pohledu věku, který musí korespondovat s mírou obtížnosti úloh obsažených v metodice. Také od žáků se pokusíme získat zpětnou vazbu, abychom odhalili silné a slabé stránky metodického postupu.

5 AKTUÁLNĚ ŘEŠENÉ OTÁZKY VÝZKUMU

V následující části tohoto příspěvku popíšeme aktuálně řešené otázky probíhajícího výzkumu a představíme dosud zjištěné výsledky a skutečnosti.

Přihlédneme-li k výše popsanému návrhu průběhu konstrukčního výzkumu (design-based research), nacházíme se aktuálně ve Fázi 1 - Analýza praktického problému. Konkrétně se momentálně zaměřujeme na první část této fáze - analýzu metodických materiálů. Jelikož by bylo obtížné, ba možná dokonce neřešitelné, abychom se zaměřili pouze na volně dostupné materiály, musí být náš výzkum nějakým způsobem finančně zajištěn. Financování pořízení potřebných materiálů a zajištění celého cyklu tohoto výzkumu je realizováno v rámci projektu Studentské grantové soutěže 2016 probíhající na Západočeské univerzitě v Plzni. Jedná se o dvouletý projekt s názvem Potenciál robotické stavebnice ve výuce na základní škole, který se skládá z tří dílčích částí. Tyto tři části jsou v podstatě totožné s dílčími fázemi prováděného výzkumu v rámci disertační práce. Konkrétně se jedná o zmiňovanou analýzu metodických materiálů, dále analýzu kurikulárních dokumentů a jako třetí je zde obsažena analýza potřeb vyučujících pro využití robotické stavebnice ve výuce. Od tohoto projektu si tedy slibujeme vytvoření pomyslných stavebních základů pro návrh nového metodického postupu, který umožní využití robotické stavebnice LEGO v podmínkách českého vzdělávání.

Samotná analýza a proces vyvození výsledků bude nesmírně obtížný. Povaha metodických materiálů dostupných na trhu je různá, stejně tak i jejich zaměření. Z toho důvodu jsme také zvolili poměrně obecná kritéria pro jejich výběr. Cílení na robotickou stavebnici LEGO Mindstorms vychází ze zaměření práce a je také důvodem aktuálnosti použitých prostředků, abychom například vyřadili starší a dnes již téměř nepoužívanou stavebnici LEGO RCX nebo stavebnice využívané na nižším stupni vzdělávání jako LEGO WeDo. Z důvodu minimalizace pořizovacích nákladů se zaměřujeme na metodické materiály, u kterých se dá předpokládat využití pouze základní sady stavebnice. Cílíme na materiály využitelné na základní škole pro komplexní rozvoj v oblasti algoritmizace a řešení problémů. V následující části představíme možnosti získání komerčních materiálů a představíme také některé, které jsme již do budoucí analýzy zařadili.

5.1 Dostupnost metodických materiálů

5.1.1 Metodické materiály LEGO

Jako první se podíváme na materiály, jejichž producentem je přímo společnost LEGO. Jak jsme již uvedli v úvodu tohoto příspěvku, uživatel nezíská v rámci nákupu robotické stavebnice

11

žádné metodické materiály, které by byly součástí balení. Pokud má tedy o některé materiály zájem, musí si je pořídit nad rámec nákupu stavebnice. Aktuální produkty LEGO uživatel nalezne na oficiálním webu společnosti http://www.lego.com. Tento web je dostupný také v českém jazyce. V současné době se výrobce zaměřuje výhradně na svůj nejnovější produkt a to robotickou stavebnici LEGO Mindstorms EV3. K dispozici zdarma máme uživatelskou příručku, která nám poskytne základní informace o všech modulech stavebnice, softwaru EV3 a několik informací potřebných pro řešení vybraných problémů a tipů. Jedná se tedy pouze o základní informace. Volně ke stažení je dostupný také software EV3 ve verzi Home nebo aplikace pro chytrá zařízení, která se velmi podobá prostředí EV3, která je dostupná jak pro operační systém Android, tak pro zařízení od firmy Apple. Společnost LEGO publikuje také vzorové náměty na stavbu robotů, z nichž některé jsou dílem samotných uživatelů. Nenalezneme zde ovšem nic, co by cílilo přímo na výuku či pomůcku určenou přímo pro vyučování. Stejně tak je tomu na eshopu na této stránce, kde žádné materiály také nenalezneme. Další informace můžeme nalézt také na webu http://www.education.lego.com, kde kromě popisu produktů máme k dispozici odkazy na zahraniční distributory.

Kde tedy český uživatel získá některé z oficiálních materiálů LEGO? Pravděpodobně jedním z hlavních distributorů různých učebních pomůcek pro výuku s robotickou stavebnicí na českém trhu je společnost Eduxe s.r.o. Na oficiálním eshopu tak můžeme zakoupit také různé metodické materiály pro různé spektrum věku žáků. Zaměříme se hlavně na ty, které splňují kritéria výběru do našeho srovnání, protože Eduxe nabízí také mnoho materiálů určených pro předškolní věk žáků či mladší školní věk. Tyto produkty jsou ale určené pro využití s jinou stavebnicí než je LEGO Mindstorms. Zpravidla to bývá LEGO Duplo, nebo LEGO WeDo. Materiály pro LEGO Mindstorms jsou zařazeny do kategorie produktů pro starší školní věk. Zpravidla se jedná o produkty, které jsou dostupné pouze v anglickém jazyce. Nalezneme zde různé výzkumné projekty, které se zaměřují na měření a vyhodnocování dat pomocí vstupních senzorů. Produkty mohou být také tematicky zaměřené. Jedněmi z nich jsou například materiály zaměřené na řešení výzkumných problémů situovaných do prostředí vesmíru. Problémem u takovýchto produktů bývá, že si uživatel nevystačí pouze se základní sadou. Mnohé produkty jsou prezentovány jako vyhovující vzdělávání STEM. Pojem STEM education vznikl složením ze tří anglických slov – Science, Technology a Mathematic. Tento koncept cílí na posílení výuky v těchto oblastech a zdůrazňuje potřebu kvalitního vzdělání žáků. Tři zmíněné oblasti spojuje pod jeden pojem z toho důvodu, že spolu blízce souvisí. Jedná se také o posílení motivace studentů, k čemuž může být robotická stavebnice jednou z vhodných cest [10].

5.1.2 České metodické materiálů

Krátce jsme si představili možnosti pořízení oficiálních LEGO produktů. Nyní se zaměříme na to, zda existují oficiálně publikované materiály od českých tvůrců.

Na internetu mnohdy nalezneme některé náměty na tvorbu s robotickou stavebnicí. Velká část se ovšem zaměřuje na prezentaci výtvorů samotných uživatelů s popisem stavby modelu či programem. Nejedná se o komplexní pomůcku použitelnou ve výuce.

Najdou se ovšem také výjimky a jednu takovou si blíže představíme. Jejím autorem je Tomáš Feltl a je k dispozici na webu http://www.tfsoft.cz. Autor zde za ne příliš vysokou cenu nabízí své výukové materiály, které pro vlastní potřebu vytvářel pro výuku robotiky v zájmovém kroužku. Jedná se jak o stavební materiály, výukové karty, testovací podložky pro různé aktivity, tak i metodické poznámky. Výhodou pro uživatele je to, že si může materiály prohlédnout a až v případě, že se rozhodne je ve výuce využívat, autorovi zaplatí. Tato možnost u oficiálních LEGO produktů možná není. Sami jsme se o tom přesvědčili. U nákupu není možné, aby si kupující prohlédl nějakou demoverzi materiálů a zhodnotil tak, na kolik jsou pro

12

něj užitečné. Dá se proto říci, že mnohdy kupujeme „zajíce v pytli“. Jelikož cena materiálů není mnohdy malá, může tento faktor školu od nákupu odradit. Zakoupené produkty jsou poté k dispozici prostřednictvím systému LEGO Education, kde si je uživatel po registraci stáhne.

5.1.3 Zahraniční metodické materiály

Poslední skupinu materiálů, kterou popíšeme, budou materiály, které vznikly v zahraničí a jejichž autorem není společnost LEGO. Tyto materiály bychom mohli podle autora rozdělit na dvě základní skupiny. Do první z nich bychom mohli zařadit materiály, jejichž autorem je nějaký jednotlivec, mnohdy učitel či akademický pracovník. Do druhé skupiny poté materiály, které vznikly pod hlavičkou nějaké vzdělávací instituce zabývající se robotickým vzděláváním. Mnohdy se jedná o univerzity. Zahraniční trh je plný mnohých knih plných námětů na stavbu robotů a programování, v dnešní době hlavně pomocí LEGO Mindstorms EV3. Mnoho materiálů se zaměřuje na výuku programování některého konkrétního programovacího jazyka. Ty však nejsou cílem naší analýzy. V další části představíme některé materiály, které jsme zařadili do analýzy, jež bude následovat.

5.2 Materiály zahrnuté do analýzy

Naším cílem je do provedené analýzy zahrnout co největší množství metodických materiálů. Aktuálně jsme jich vybrali několik ze tří výše uvedených kategorií a ty nyní krátce představíme.

2005544 EV3 projekty

Metodický materiál je v anglickém jazyce. Obsahuje poměrně obsáhlé náměty činností s robotickou stavebnicí. Tvůrce uvádí rozsah 30 hodin. Materiály jsou rozděleny do tří oblastí – pohyb, inteligence a systém. Jsou koncipovány od návrhu řešení až po konstrukci robota. Zahrnují matematické výpočty, převody, práci s daty, uplatnění znalostí z přírodovědných oblastí a mnoho dalšího. Cílí na tvořivé myšlení a konstrukční dovednosti a také na spolupráci a komunikaci při práci s ICT technologiemi.

zdroj: vlastní

Obrázek 1 - Náhled aktivity obsažené v metodickém materiálu 2005544 EV3 projekty

2005574 EV3 Space Challenge

Materiály s názvem Space Challenge jsou tematicky zaměřené na řešení úkolů situovaných do prostředí vesmíru. V některých částech vyžadují využití rozšiřující robotické sady Space Challenge. Do analýzy jsme ji ale zařadili z toho důvodu, že u velké části materiálu si

13

vystačíme pouze se základní sadou stavebnice. Materiál obsahuje podobně jako EV3 projekty úlohy na řešení problémů s pohybem robota, výpočty a výzkumné projekty.

zdroj: vlastní

Obrázek 2 - Ukázka aktivity obsažené v materiálu EV3 Space Challenge

TFs LEGO Mindstorms

Abychom zahraniční materiály srovnali s těmi, které vznikají v českých podmínkách, zahrnuli jsme do srovnání také již zmíněné materiály od Tomáše Feltla. Jsou z roku 2014 a zaměřují se pouze na robotickou stavebnici LEGO Mindstorms NXT. Obsahují množství pracovních karet s náměty a také metodické poznámky.

zdroj: http://www.tfsoft.cz/

14

Obrázek 3 - Část metodických materiálů od Tomáše Feltla

Classroom Activities for the Busy Teacher: EV3

Autorem těchto metodických materiálů je Dr. Damien Kee, nezávislý expert na vzdělávání v oblasti technologií, který se zaměřuje primárně na robotiku. Kurikulum aktivit je navrženo pro desetitýdenní začlenění robotické stavebnice LEGO Mindstorms EV3 do výuky. Obsahuje kolem 20 kapitol od jednodušších úloh až po úlohy pro začlenění senzorů a dalších typů modulů do programování. Všechny úlohy mají podobnou strukturu a obsahují popis, potřebné vybavení a poznámky pro učitele.

The Art of LEGO MINDSTORMS EV3 Programming (Full Color)

Materiál se zaměřuje na programování s využitím grafického programovacího prostředí LEGO Mindstorms EV3. Cílí na výuku základních principů programování, práci s pamětí řídící jednotky, řešení problémů v programování, což může být užitečná část pro potřeby našeho srovnání. Žáci se díky těmto materiálům naučí řídit robota tak, aby reagoval na různá prostředí a povely a dokázal projet vytyčeným bludištěm, využívat displej řídící jednotky, vytvářet jednoduché hry, sledovat při pohybu robota čáru s využitím PID regulátoru a další. Autorem materiálů je Terry Grifin

Robotics 1 with LEGO® EV3

Publikace vznikla na The Ohio State University. Zaměřuje se čistě na stavebnici LEGO Mindstorms EV3 s využitím její základní sady. K dispozici jsou také podpůrná videa umístěná přímo na stránkách univerzity.

Robotics 2: EV3N More

Kniha navazuje na předchozí publikaci Robotics 1 with LEGO ® EV3. Obsahuje rozšiřující úlohy a projekty s robotickou stavebnicí LEGO Mindstorms EV3. Stejně jako pro předchozí díl, jsou i pro tento k dispozici některá podpůrná videa umístěná přímo na stránkách univerzity.

5.3 Srovnání metodických materiálů

V předchozí části jsme představili materiály, které jsme prozatím zařadili do srovnání. U jejich výběru je velmi obtížné reflektovat všechna kritéria, která jsme si stanovili. V některých případech tak pravděpodobně dojdeme k tomu, že pro srovnání nepoužijeme vybraný materiál kompletní, ale pouze část, která bude splňovat naše požadavky. Počet materiálů ještě není konečný. Stále se snažíme jejich počet rozšířit o další typy publikací různé povahy a původu.

Jelikož povaha a struktura materiálů je různá, bude nyní nejtěžším úkolem stanovení vhodných srovnávacích kritérií. Ne všechna, která jsme si v návrhu výzkumu předsevzali, budeme moci použít v plné míře. Je tedy možné, že z povahy srovnávaných materiálů vyplynou některá další.

3 ZÁVĚR

V příspěvku jsme představili nově vznikající výzkum v oblasti výuky s využitím robotické stavebnice. Ten si klade za cíl vytvořit novou metodiku výuky, která umožní začlenění robotické stavebnice do výuky na základní škole. Kromě obecného popisu průběhu výzkumu jsme přiblížili také práci na jeho první části, kterou je analýza dostupných metodických materiálů.

15

LITERATURA

[1] HRBÁČEK, Jiří a Dana TUNKROVÁ. Výuka programování robotů na 1. stupni ZŠ. In Jiří Hrbáček. Nové technologie ve výuce. Brno: Masarykova univerzita, 2012. s. 1-3, 3 s. ISBN 978-80-210-5942-9.

[2] HRBÁČEK, Jiří, Zdeněk HODIS a Martin KUČERA. Zkušenosti s výukou stavby a programování robotů na ZŠ. In: Sborník příspěvků z mezinárodní studentské odborné konference: Olympiáda techniky Plzeň 2014 [online]. 1. vydání. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2014, s. 8-13 [cit. 2016-01-20]. ISBN 978-80-261-0372-1. Dostupné z: http://www.olympiadatechniky.zcu.cz/@2014/Sbornik_OT2014_online/sekce/Sbornik_OT2014_online.pdf

[3] KABÁTOVÁ, Martina a Janka Pekárová. Lessons learnt with LEGO Mindstorms: from beginner to teaching robotics [online]. In: . 2010 [cit. 2016-08-23]. Dostupné z: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.301.8961&rep=rep1&type=pdf

[4] HUSSAIN, Shakir, Jörgen LINDH a Ghazi SHUKUR.The effect of LEGO Training on Pupils’ School Performance in Mathematics, Problem Solving Ability and Attitude: Swedish Data [online]. In: . 2006, s. 182-194 [cit. 2016-08-23]. Dostupné z: http://www.ifets.info/journals/9_3/16.pdf

[5] TURNER, Scott a Gary HILL. Robotics within the teaching of problem-solving. In: Innovation in Teaching and Learning in Information and Computer Sciences [online]. 2008, s. 108-119 [cit. 2016-08-23]. Dostupné z: https://www.researchgate.net/publication/226670964_Robotics_within_the_Teaching_of_Problem-Solving

[6] CHETTY, Jacqui. The notion of Lego© Mindstorms as a powerful pedagogical tool: Scaffolding learners through computational thinking and computer programming. In: The Independent Journal of Teaching and Learning [online]. 2015 [cit. 2016-08-23]. Dostupné z: http://iiespace.iie.ac.za/bitstream/handle/11622/56/Mindstorms.pdf?sequence=1

[7] TRNA, Josef. Konstrukční výzkum (design-based research) v přírodovědných didaktikách. Scientia in educatione: Scientific Journal for Science and Mathematics Educational Research [online]. Univerzita Karlova v Praze, Pedagogická fakulta, 2011, , 3-14 [cit. 2016-04-30]. ISSN 1804-7106. Dostupné z: http://www.scied.cz/index.php/scied/article/viewFile/11/12

[8] REEVES, Thomas C. Enhancing the Worth of Instructional Technology Research through “Design Experiments” and Other Development Research Strategies. In: International Perspectives on Instructional Technology Research for the 21st Century: Symposium sponsored by SIG/Instructional Technology at the Annual Meeting of the American Educational Research Association [online]. New Orleans, 2000, s. 1-15 [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: http://treeves.coe.uga.edu/AERA2000Reeves.pdf

[9] ŠVAŘÍČEK, Roman a Klára ŠEĎOVÁ. Kvalitativní výzkum v pedagogických vědách. Praha: Portál, 2007. ISBN 978-80-7367-313-0.

[10] Vzdělávání STEM? Anebo STEAM, STREAM či STEAMIE? SCIO: Moderní vzdělávání nejen ve škole! Pomáháme vzdělávání dětí.. [online]. [cit. 2016-08-23]. Dostupné z: https://scio.cz/o-vzdelavani/trendy-ve-vzdelavani/stem.asp

Mgr. Jan Baťko

Západočeská univerzita v Plzni

Fakulta pedagogická

Katedra výpočetní a didaktické techniky

Klatovská tř. 51

306 19 Plzeň

telefon: +420 377 636 448

e-mail: hanzi23@kvd.zcu.cz

16

PUBLIKAČNÍ ČINNOST

BAŤKO, J. Možnosti rozvoje žáků základní školy pomocí stavebnic LEGO. In ISVK 2014 FPE : sborník 4. ročník interdisciplinární studentské vědecké konference doktorandů FPE 2014. Plzeň: Západočeská univerzita, 2014. s. 13-18. ISBN: 978-80-261-0427-8

BAŤKO, J. RobotC verze 4 a možnosti jeho využití ve výuce. In Olympiáda techniky Plzeň 2015 : sborník příspěvků z mezinárodní studentské odborné konference. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2015. s. 180-183. ISBN: 978-80-261-0518-3

BAŤKO, J., BENEDIKTOVÁ, L. Testování vlivu robotické stavebnice LEGO na rozvoj abstraktního myšlení žáků základní školy. In Sborník příspěvků 5. ročník interdisciplinární studentské vědecké konference doktorandů FPE. Plzeň: Západočeská univerzita, 2015. s. 4-8. ISBN: 978-80-261-0559-6

BENEDIKTOVÁ, L., BAŤKO, J. Design pedagogického výzkumu na téma využití tabletů ipad ve výuce přírodopisu na základní škole. In Sborník příspěvků 5. ročník interdisciplinární studentské vědecké konference doktorandů FPE. Plzeň: Západočeská univerzita, 2015. s. 15-19. ISBN: 978-80-261-0559-6

BAŤKO, J., LOVASOVÁ, V. Vliv robotické stavebnice LEGO na rozvoj kognitivních schopností žáků v oblasti operací s kvantitativními symboly. Media4u Magazíne, 2016, roč. 13, č. 1, s. 51-55. ISSN: 1214-9187

BAŤKO, J. Lego Robotic Building Kit as a Means of Influencing the Structure of Cognitive Abilities among Primary School Pupils. In: INTED2016 Proceedings[online]. Valencia, Spain, 2016, s. 6477-6483 [cit. 2016-07-26]. DOI: 10.21125/inted.2016.0529. ISBN 978-84-608-5617-7. ISSN 2340-1079. Dostupné z: https://library.iated.org/

BAŤKO, J. Robotická stavebnice ve výuce na základní škole. In: DITECH 2016 [DVD]. Hradec Králové, 2016 [cit. 2016-08-16]

17

VÝZKUM VLIVU ŠIFROVACÍCH ALGORITMŮ NA ROZVOJ ALGORITMICKÉHO MYŠLENÍ VE VÝUCE

PROGRAMOVÁNÍ

autor: Mgr. Bc. Pavla Hanzalová, Univerzita Hradec Králové, Pedagogická fakulta, pavla.hanzalova@uhk.cz

školitel: doc. RNDr. Štěpán Hubálovský, Ph.D., Univerzita Hradec Králové, Přírodovědecká fakulta

Abstrakt Tento článek pojednává o alternativní výuce algoritmizace a programování pomocí historických šifrovacích algoritmů. První část je věnovaná situaci ohledně programování a algoritmizace na českých školách. Mezi žáky středních škol je totiž velký rozdíl ve znalostech a dovednostech v tomto oboru. Je zde proto provedena analýza Rámcových vzdělávacích programů, která se zaměřuje na povinné tematické celky, které se týkají algoritmizace a programování. Následuje literární rešerše, která se zabývá různými způsoby výuky programování, dále algoritmickým myšlením (převážně způsobu jeho testování) a následně je stručně popsána kryptologie jako nástroj pro výuku algoritmizace. Druhá část je věnována návrhu pedagogického výzkumu. Je zde popsán výzkumný vzorek, metodologie a jsou prezentovány dosavadní výsledky výzkumu.

Abstract This article deals with alternative teaching of algorithms and programming by using historical encryption algorithms. The first part is dedicated to the situation about the algorithms and programming in Czech schools. Among the pupils of secondary schools there is a significant difference in knowledge and skills in this field. In this article there is a literature review, which deals with various ways of teaching programming, algorithmic thinking (especially its manner of testing), and subsequently there is a brief description of cryptology as a tool for teaching of algorithms. The following there is an analysis of Framework Educational Programs (Rámcové vzdělávací programy), which focuses on compulsory thematic units that relate to algorithms and programming. The second part is devoted to the design of educational research which is focused on description of the research sample and methodology. Finally it presents the results of the current research.

Klíčová slova algoritmické myšlení, programování, historické šifrovací algoritmy, didaktika informatiky.

Key words algorithmic thinking, programming, historical encryption algorithms, didactics of informatics.

18

1 ÚVOD

V roce 2013 na mnoha českých základních školách probíhalo mezinárodní šetření ICILS silných a slabých stránek českých žáků v testu počítačové a informační gramotnosti [1]. V tomto testování se Česká republika umístila na první příčce (zapojilo se 19 zejména evropských států). Vymezená témata (aspekty) byly následující: Používání počítačů jako takové; Získávání informací a jejich posuzování; Zacházení s informacemi; Přetváření informací; Vytváření informací; Sdílení informací a Bezpečné používání informací [1]. Pokud se zaměříme na daná témata, zjistíme, že zde chybí jakákoli zmínka o algoritmizaci nebo algoritmickém myšlení.

Algoritmizace, případně programování, je na středních školách často součástí předmětu informatika a výpočetní technika (resp. informatika a komunikační technologie, apod.). Minimální obsah tohoto předmětu je jasně určen v Rámcovém vzdělávacím programu (pro jednotlivé typy škol). Tento vzdělávací koncept v České republice funguje od roku 2004 s postupným zaváděním. Ještě dnes se školy stále snaží optimalizovat školní vzdělávací programy, aby učitelům vyhovovaly a umožnily jim používání různých výukových metod a postupů. Změny mohou školy podávat každý rok – to je vhodné hlavně u předmětů, kde se vzdělávací obsah stále mění, vyvíjí – sem samozřejmě spadá i informatika a výpočetní technika, kde je třeba se přizpůsobit moderním trendům.

Některé zahraniční zdroje (např. [2]) uvádí Českou republiku mezi zeměmi, kde algoritmické myšlení není bráno jako učební obsah. Dokonce i samotné vyhodnocení zmíněného výzkumu v závěru uvádí: „Zmíněné oblasti nejsou zároveň jedinými, které by stálo za to více podporovat. Mezi tuzemskou i zahraniční odbornou veřejností se například stále více hovoří o rozvoji tzv. computotional thinking jako o vhodné a užitečné součásti kurikula.“ [1] Pokud se zaměříme na definici computotional thinking, tak podle instituce ISTE [3] se jedná především o algoritmické myšlení. Na vysoké školy se tedy dostávají studenti s různými počátečními znalostmi v oblasti algoritmizace a programování. Proto hodně vysokých škol věnuje první lekce základům pro ty, kteří tento předmět neabsolvovali na střední škole.

Součástí dizertační práce je návrh a ověření metodiky pro výuku algoritmizace (případně i programování) na základě historických šifrovacích algoritmů. Tento návrh respektuje situaci v České republice, a proto je tvořen pro začátečníky (některé úlohy jsou vhodné jak pro střední, tak vysokou školu). Cílem práce je zjistit, zda tento způsob výuky kladně ovlivní rozvoj algoritmického myšlení žáka (resp. studenta) a zda jej motivuje. Tuto metodu budeme srovnávat s klasickými příklady v rámci algoritmizace/programování, které jsou často formulovány jako matematické úlohy. Očekáváme, že úlohy týkající se textových řetězců (tzn. úlohy na historické šifrovací algoritmy) budou pro studenty srozumitelnější a snadnější, ačkoli bude nutné používat stejné základní instrukce.

19

2 NÁVRH VÝZKUMU

2.1 Cíle disertační práce

Hlavním cílem dizertační práce je zjistit, zda výuka algoritmizace (resp. programování) pomocí historických šifrovacích algoritmů pozitivně ovlivňuje algoritmické myšlení.

K naplnění hlavního cíle byly formulování dílčí cíle práce:

vytvoření učitelské metodické podpory pro výuku algoritmizace (resp. programování) pro začátečníky za použití historických šifrovacích systémů,

ověřit funkčnost v rámci předvýzkumu,

na základě ověření upravit tyto materiály tak, aby byly vhodné pro samotný výzkum.

V rámci výzkumu jsme si zvolili následující výzkumné otázky: Jakým způsobem ovlivňuje výuku programování používání šifrovacích algoritmů? Má výuka pomocí šifrovacích algoritmů vliv na algoritmické myšlení studentů? Jakým způsobem výuka pomocí šifrovacích algoritmů motivuje studenty

programování?

Vzhledem ke stanoveným cílům a otázkám výzkumu jsme formulovali následující hypotézy:

Hlavní výzkumná hypotéza

H: Výuka pomocí historických šifrovacích algoritmů na základě vytvořených úloh a materiálů vede ke statisticky významně vyšší úrovni znalostí a dovedností žáků oproti žákům bez této možnosti.

Dílčí (vedlejší) hypotézy

H1: Výuka pomocí historických šifrovacích algoritmů na základě vytvořených úloh a materiálů vede ke statisticky významně vyšší úrovni znalostí a dovedností žáků v oblasti algoritmizace oproti žákům bez této možnosti.

H2: Výuka pomocí historických šifrovacích algoritmů na základě vytvořených úloh a materiálů vede ke statisticky významně vyšší úrovni znalostí a dovedností žáků v oblasti programování oproti žákům bez této možnosti.

H3: Výuka pomocí historických šifrovacích algoritmů na základě vytvořených úloh a materiálů vede ke statisticky významným rozdílům v testech na algoritmizaci mezi žáky rozdílných ročníků gymnázia.

Další hypotézy budou stanoveny na základě výsledků.

2.2 Výzkumné metody

Vzhledem k otázkám a hypotézám výzkumu volíme smíšený design výzkumu (kvantitativně-kvalitativní) s těmito metodami:

Pedagogický experiment Rozhovor v ohniskové skupině Pozorování Případová studie hodiny

První zmíněnou metodou je pedagogický experiment [4], který proběhne podle následujícího schématu (viz obr. 1 – schéma podle [4, s. 154]). Jedná se vlastně o dva nezávislé experimenty, které probíhají na střední škole v maturitním ročníku (jde o všeobecné gymnázium – osmileté i čtyřleté) a na nižším gymnáziu v kvartě (odpovídá devátým ročníkům základní školy). Jako vstupní a zároveň srovnávací test používáme Dehnadiho test pro algoritmické myšlení.

20

Závěrečný test tvoří úlohy, kde žáci mají vytvořit algoritmus a následně napsat program podle zadání, nebo doplnit algoritmus tak, aby program podle něj napsaný fungoval podle zadání. Kontrolní skupina bude mít výuku tradičním způsobem s využitím běžných úloh (vybráno z různých učebnic a cvičebnic), kde žáci budou mít k dispozici doporučená skripta. Experimentální skupina bude během výuky dostávat úkoly převážně ohledně textových řetězců a to formou úkolů a návodných podúkolů na historické šifrovací systémy. Experimentální skupina nebude mít k dispozici žádné doporučené materiály.

Následně proběhne nestrukturovaný rozhovor s experimentální skupinou. Zde si klademe za cíl zjistit, zda historické šifrovací algoritmy byly pro žáky motivační, jaký k nim mají postoj, zda je považují za zajímavé. Rozhovor (formou ohniskové skupiny = focus group) proběhne bezprostředně po výuce.

Obrázek 1 Schéma pedagogického experimentu (se zařazením ohniskové skupiny)

Další metodou je pozorování. Během výuky budou učitelé sledovat žáky při práci a vést si poznámky s upozorněním na zajímavé nebo opakující se jevy. Ty budou zhodnoceny, zda mají nějakou vypovídající hodnotu.

Celý výzkum bude doplněn případovou studií záznamů z hodiny informatiky a výpočetní techniky na gymnáziu. Bude se jednat o náhodně vybrané hodiny, které budou zaznamenány a analyzovány se zaměřením na aktivitu učitele a studentů.

Jelikož předpokládáme, že rozdělení studentů dle testů nebude odpovídat Gaussově normálnímu rozdělení, použijeme Wilcoxonův text (pro srovnání výsledků rozřazovacího a závěrečného testu a určení odlišnosti účinnosti obou přístupů ve výuce). Dále bude použita Spearmanova metoda pro výpočet korelačního koeficientu. Pro porovnání výsledků mezi třídami použijeme Mann-Whitneyův pořadový test, abychom tak zjistili, jak se výsledky žáků odlišují, když skupiny byly vedeny stejnou metodou.

21

3 TEORETICKÁ VÝCHODISKA

3.1 Vymezení základních pojmů

V anglické literatuře často narážíme na dva spolu související pojmy. Jedná se o tzv. computational thinking a algorithmic thinking. O vymezení pojmu computational thinking (do češtiny často překládané jako informatické myšlení) píše D. Lessner [5], který se mimo jiné zabývá i možnostmi překladů do češtiny. Právě rozvíjení informatického myšlení žáků je jeden ze tří prioritních cílů Strategie digitálního vzdělávání do roku 2020 [6, s. 15] – strategického školního dokumentu, který by měl ovlivnit výuku. Z mnoha dostupných definic jsme vybrali následující, která je právě podle D. Lessnera velmi část používaná:

Computational thinking je proces řešení problémů, který zahrnuje následující charakteristiky (zahrnuje, ale neomezuje se na ně):

Formulace problémů takovým způsobem, který nám umožňuje používat počítač a další nástroje pro jejich řešení

Logické organizování a analýza dat

Reprezentace dat pomocí abstrakcí, jako jsou například modely a simulace

Automatizace řešení pomocí algoritmického myšlení (série uspořádaných kroků)

Identifikace, analýza a implementace možných řešení s cílem dosáhnout co nejvyšší účinné a efektivní kombinace kroků a zdrojů

Zobecňování a přenos postupu řešení problémů do nejrůznějších problematik. [7]

Z této definice je jasně vidět, že algoritmické myšlení je součástí myšlení informatického. To potom můžeme definovat jako

„… schopnosti, které jsou napojeny na konstrukci a pochopení algoritmů:

- schopnost analyzovat dané problémy - schopnost určit přesně daný problém - schopnost najít základní kroky, které jsou adekvátní danému problému - schopnost zkonstruovat správný algoritmus pro daný problém s použitím základních

instrukcí, které jsou adekvátní danému problému - schopnost přemýšlet o všech možných speciálních i běžných případech problému - schopnost zvýšit efektivitu algoritmu“ [8]

V jiné literatuře (často také ve spojení s matematickým myšlením) se můžeme setkat i s kompetencemi jako jsou schopnost správně algoritmus aplikovat, ověřit jeho správnost, popsat jej slovy nebo rozeznat problém, který nemá algoritmické řešení [9, s. 35 – 38].

Během výuky se často bavíme o kryptologii, kterou si se studenty také společně definujeme. Je to věda, která se zabývá utajováním zpráv – ať už formou různých šifer (tzn. kryptografie a oproti ní stojící kryptoanalýza) nebo snahou zprávu skrýt (tzn. steganografie). Některé historické kryptografické systémy známe již od starověku. Pokud procházíme dějinami kryptologie, pozorujeme, jak se postupně zdokonalovala a že postupy pro zašifrování a dešifrování textu jsou čím dál složitější (nemluvě o technikách luštění šifer). Právě to přispělo velkým dílem ve vývoji výpočetních a komunikačních technologií. Vždy je nutné použít přesně zadaný sled kroků, abychom získali správný výsledek. Díky tomu je tedy zřejmé, že kryptologie je vhodnou vědou pro rozvoj jednotlivých kompetencí algoritmického myšlení.

3.2 Současný stav řešené problematiky

S rozvíjejícími se technologiemi, které jsou již dnes nedílnou součástí našeho každodenního života, má algoritmizace a s ní související programování stále vyšší využití. Zároveň však můžeme říct, že algoritmizace není důležitá pouze pro programátory a další osoby, kteří se zabývají informatikou. „Rozvoj informatického myšlení umožňuje žákům osvojení dovedností, které souvisejí s řešením široké škály problémů a které vyplývají z povahy efektivního, tedy zpravidla automatizovaného zpracování informací. Informatika by se tak měla stát plnohodnotným partnerem ostatních předmětů, s hlubšími mezipředmětovými vazbami.“ [6, s. 12]

22

Algoritmické myšlení je tedy důležité i pro běžný život a je třeba jej rozvíjet. Tím, jak jej rozvíjet a jakým způsobem zkoumat, zda a jak daná metoda algoritmické myšlení vůbec ovlivňuje, se zabývá mnoho výzkumných studií. Tomu se věnujeme v první části literární rešerše. Druhá část je zaměřená již konkrétně na využití šifrovacích algoritmů ve výuce algoritmizace a programování.

Ze současných výzkumů jsme vybrali studie, které se zabývají výzkumem algoritmického myšlení nebo jeho vývojem ve výuce algoritmizace nebo programování. Vyhledávali jsme v databázích Web of Science, Scopus, EBSCO – SCI-INFO: vědecké informační zdroje pro ČR. Zadávali jsme klíčová slova – „algorithmic thinking“ (vyhledávání v názvu, abstraktu a klíčových slovech). Rok vydání jsme zúžili na dobu od roku 1990 (tzn. články za posledních 26 let).

Po prvotním hledání: 90 publikací Po vyřazení duplicitních studií: 69 publikací Po studiu abstraktu: 22 publikací

K těmto publikacím jsme zařadili další zdroje nalezené mimo zmíněné databáze, které splňují výše uvedené požadavky. Zde předkládáme pouze stručnou tabulku deseti vybraných článků spolu s obsahem, případně použitou metodikou ve výzkumu a jeho zaměření na určitý typ škol. Tyto zdroje a další vybrané budou podrobněji popsány v rámci rešerše v disertační práci. Z tabulky je vidět, že nejčastější metodou výzkumu je pedagogický experiment. Výzkumný vzorek je potom rozmanitý – na všech typech škol (od základní až po vysoké). V některých výzkumech se potom setkáváme o dokreslení pomocí kvalitativního výzkumu.

Tabulka 1 Přehled hodinových dotací v několika vybraných oborech středních škol

Autor Název Stručný obsah

Burton A. B. [10] Encouraging Algorithmic Thinking Without a Computer

Pedagogický experiment (střední školy)

Futschek G. [8] Algorithmic Thinking: The Key for Understanding Computer Science

Popis metodiky a zkušeností

Futschek G., Moschitz J. [11]

Learning Algorithmic Thinking with Tangible Objects Eases Transition to Computer Programming

Popis metodiky a zkušeností (základní školy)

Combéfis S., Van den Schrieck V., Nootens A. [12]

Growing Algorithmic Thinking Through Interactive Problems to Encourage Learning Programming

Popis metodiky, pedagogický experiment (studenti 12 – 18 let)

Gal-Ezer J., Vilner T., Zur E. [13]

Teaching Algorithm Efficiency at CS1 Level: A Different Approach

Pedagogický experiment, dotazník (vysoké školy – zaměření na „computer science“)

Dehnadi S. [14] Testing Programming Aptitude Pedagogický experiment (vysoká škola)

Bornat R., Dehnadi S., Simon [15]

Mental models, Consistency and Programming Aptitude

Šest pedagogických experimentů ze tří zemí (vysoké školy)

Katai Z. [16] The challenge of promoting algorithmic thinking of both sciences- and humanities-oriented learners

Pedagogický experiment (nenalezeno)

Tsalapatas H. a kol. [17] Game-based programming towards

developing algorithmic thinking skills in primary education

Pozorování, rozhovory (základní škola)

Vidal C. L. a kol. [18] Practical experiences for using the

programming language scratch to develop algorithmic thinking of students in Chile

Pedagogický experiment (střední škola – maturitní ročníky)

atd.

23

Dále zde předkládáme seznam literatury, která se zaměřuje na algoritmizaci, programování a šifrovací algoritmy ve výuce informatiky. V tabulce 2 uvádíme autory, název a stručný obsah článků. Kromě uvedených zdrojů existuje také mnoho článků od M. Musílka a Š. Hubálovského (například [19, 20, 21], protože toto téma je jedním z témat specifických výzkumů katedry informatiky na Přírodovědecké fakultě Univerzity Hradec Králové. Je zřejmé, že mnohem více se šifrovacími algoritmy zabývají školy, které jsou zaměřené na kryptologii. Články s tímto tématem jsme ovšem vyloučili, pokud se nejednalo o kurz programování pro začátečníky. Zároveň jsme zařadili dva zdroje, které popisují využití počítačů při výuce kryptologie.

Tabulka 2 Přehled zdrojů k tématům kryptologie, algoritmické myšlení a programování

3.3 Informatika na českých školách

Minimální hodinová dotace a zařazení do konkrétního ročníku je u každého předmětu dáno rámcovým učebním plánem, který je součástí každého rámcového vzdělávacího programu. Na druhém stupni základních škol (6. – 9. třída nebo ročníky nižšího gymnázia) je hodinová dotace informatiky a výpočetní techniky pouze jedna hodina v libovolném ročníku (stejně jako na prvním stupni ZŠ) [29]. Není zde pevně určen ročník, proto se situace na jednotlivých školách může značně lišit. Některé školy dokonce navyšují tuto kvótu a dělají předmět dvouhodinový nebo jej řadí do dvou ročníků po jedné hodině.

V rámcovém vzdělávacím programu pro gymnázia (myšleno vyšší gymnázia = střední školy) [30] je definovaná vzdělávací oblast Informatika a informační a komunikační technologie v rámci ní i stejně pojmenovaný předmět. Ten má minimální hodinovou dotaci 4 hodiny týdně, které lze libovolně rozdělit jakýmkoli způsobem do 4 let (např. všechny čtyři roky po jedné hodině, nebo do dvou let po dvouhodinové výuce). Zároveň je možnost si znalosti rozšířit i v rámci volitelných předmětů nebo seminářů (zde záleží na nabídce školy).

Tabulka 3 Přehled hodinových dotací v několik vybraných oborech středních škol Obor Počet předmětů zaměřujících se na

ICT (z toho zahrnující algoritmizaci) Týdenní hodinová dotace během celého vzdělání (4 roky)

Klempířské práce ve stavebnictví

1 (0) 3

Zemědělské práce 1 (0) 3

Jméno Název Stručný obsah

Musílek M. [22] Morse Telegraph Alphabet and Cryptology as a Method of Systém Approach in Computer Science Education

Pedagogický experiment; Zaměření na tvorbu webových stránek

Morelli R., Walde R., Marcuccio G. [23]

A Java API for Historical Ciphers: An Object-Oriented Design Project

Deskriptivní analýza studentských prací; Různé přístupy při tvorbě aplikací

Cápay M., Magdin M. [24]

Alternative Methods of Teaching Algorithms Metodika výuky; Představení různých méně tradičních metod a příkladů

Baliga A., Boztas S. [25]

Cryptography in the Classroom using Maple Metodika výuky; Využití konkrétních historických šifrovacích systémů; programování v Maple

McAndrew A. [26] Teaching Cryptography with open-source software

Analýza softwaru; Využití software při výuce šifrování a reakce studentů

Hick S., Esslinger B., Wacker A. [27]

Reducing the complexity of understanding cryptology using CrypTool

Analýza konkrétního programu a popis jeho využití v praxi

Perković L, Settle A [28]

Computational Thinking across the Curriculum: A Conceptual Framework

Analýza vzdělávacího programu; metodika s konkrétními příklady

24

Informační technologie 6 (2) 4 + 5 + 6 + 8 + 4 + 8 Telekomunikace 2 (1) 6 + 6 Elektrotechnika 1 (1) 6 Ekonomika a podnikání 1 (1) 4

Na středních odborných školách velmi závisí na jejich zaměření. V České republice je přes 80 skupin, které obsahují ještě větší počet různých oborů. Pro každý tento obor je zvláštní rámcový vzdělávací program. Proto pouze pro základní představu předkládáme tabulku s několika obory. Pro obory, které nejsou zaměřeny na informační a komunikační technologii většinou platí, že mají předmět Vzdělávání v informačních a komunikačních technologiích (povinný pro každou střední odbornou školu) v časové dotaci 3 hodiny (týdně) v libovolných ročnících. Obory zaměřené na informatiku mají další povinné předměty jako Hardware, Počítačové sítě, Programování a vývoj aplikací a další. Informace z tabulky 3 byly čerpány z odpovídajících rámcových vzdělávacích programů pro střední odborné školy k danému oboru: [31, 32, 33, 34, 35, 36]

3.4 Programování na středních školách

Na střední školu žáci většinou přicházejí bez předchozích zkušeností s programováním nebo algoritmizací. V RVP ZV [29] není totiž mezi povinným minimálním obsahem (první stupeň se žáci učí základům práce s počítačem a vyhledávání a základní zpracování informací; druhý stupeň prohlubují své znalosti ve vyhledávání a zpracování informací, komunikaci a počítačové etice).

Na většině středních škol se žáci s programováním prakticky nesetkají. Na gymnáziích [30] je povinným minimálním vzdělávacím obsahem totiž pouze „algoritmizace úloh”, konkrétně „algoritmus, zápis algoritmu, úvod do programování”, což je součástí tematického celku „Zpracování a prezentace informací”. Jako očekávaný výstup se uvádí pouze „aplikuje algoritmický přístup k řešení problémů”.

Na středních odborných školách je „algoritmizace” zařazena do tematického celku „Práce s počítačem operační systém, soubory, adresářová struktura, souhrnné cíle”. Očekávaný výstup je zde uveden takto [33]: „ovládá principy algoritmizace úloh a sestavuje algoritmy řešení konkrétních úloh (dekompozice úlohy na jednotlivé elementárnější činnosti za použití přiměřené míry abstrakce)”. Jak samotné názvy celků a očekávané výstupy napovídají, není hlavním cílem programování, výuka programovacího jazyka, ale pouze seznámení se s algoritmizací jako metodou a s jejími nejzákladnějšími technikami. Jako výuku kódu bychom mohli považovat „základy tvorby maker a jejich použití” v tematickém celku „Práce se standardním aplikačním programovým vybavením”. Toto téma ale již není zmíněno mezi očekávanými výstupy (tedy není kontrolovatelné) a záleží pouze na konkrétním učiteli, jak jej do výuky zařadí.

Navíc v některých rámcových vzdělávacích programech pro střední odborné školy algoritmizace ani není uvedena (většinou se jedná o netechnické a neekonomické obory – viz Tabulka 1). V rámci informatického vzdělání je totiž kladen důraz spíše na digitální technologie obecně, informace (vyhledávání, zpracování a prezentace), práci se standartním aplikačním programovým vybavením (MS Office) a komunikaci. S algoritmizací a programováním se tedy setkávají spíše školy s technickým nebo ekonomickým zaměřením, případně gymnázia v rámci volitelných předmětů a seminářů (některé jsou zaměřené přímo na programování v určitém jazyku).

Na vysoké školy se tedy opravdu mohou dostat studenti s různými počátečními znalostmi v oblasti algoritmizace a programování. S tím většina škol počítá, a proto věnuje první hodiny základům programování. Pro začátečníky je však mnohdy složité si za krátký čas osvojit takové znalosti a získat dovednosti pro další studium.

25

4 SOUČASNÝ STAV VÝZKUMU

V rámci výzkumu zatím proběhlo vypracování úloh na algoritmizaci a programování pomocí historických šifrovacích algoritmů a jejich vyzkoušení v praxi. Následně byly opraveny chyby v zadání, upřesněny formulace případně doplněny možné varianty optimalizovaného řešení nebo návrhy na návodné otázky či úkoly. Dále byly v srpnu (na konci uplynulého školního roku) testováni žáci kvarty (28 žáků) a dvou maturitních ročníků (27 žáků osmiletého gymnázia a 31 žáků čtyřletého gymnázia) pomocí Dehnadiho testu (viz Obr. 2).

Obrázek 2 Ukázka úlohy z Dehnadiho testu

V rámci výzkumu zatím proběhlo vypracování úloh na algoritmizaci a programování pomocí historických šifrovacích algoritmů a jejich vyzkoušení v praxi. Následně byly opraveny chyby v zadání, upřesněny formulace případně doplněny možné varianty optimalizovaného řešení nebo návrhy na návodné otázky či úkoly. Dále byly v srpnu (na konci uplynulého školního roku) testováni žáci kvarty (28 žáků) a dvou maturitních ročníků (27 žáků osmiletého gymnázia a 31 žáků čtyřletého gymnázia) pomocí Dehnadiho testu (viz Obr. 3).

Podle výsledků Dehnadiho testu jsme rozdělili žáky na následující typy:

Typ A: žáci odevzdali nevyplněný test;

Typ B: žáci měli celý test špatně (zároveň však zaškrtli vždy pouze jednu odpověď);

Typ C: žáci zaškrtli více odpovědí u jedné otázky (princip testu žáci nepochopili, snažili se odhadnout);

Typ D: žáci měli některé z prvních otázek správně (v 90 % byly správně zodpovězeny první tři otázky, které zahrnují pouze dvě proměnné a jednu „výměnu“; častěji byly správně zodpovězeny i otázky se dvěma proměnnými, ale i dvěma „výměnami“);

Typ E: žáci měli téměř všechny otázky správně (vzhledem ke skladbě testu uvažujeme o chybách kvůli nedostatku času nebo z nepozornosti);

Typ F: žáci odevzdali test celý správně vyplněný (u maturitního ročníku se z nich 75 % již pokoušelo programovat nebo navštěvují kroužek programování);

Podle těchto typů jsme z obou tříd vytvořili vždy dvě skupiny tak, aby jejich výsledky byly srovnatelné. V těchto skupinách bude tento školní rok probíhat výuka (vždy jedna skupina experimentální a jedna ze stejného ročníku jako kontrolní). Skupiny jsme se snažili rozdělit v první řadě podle typů vzhledem k výsledkům testu, ale i druhořadně podle pohlaví (tak, aby bylo přibližně stejné složení chlapců a dívek ve skupině). Při rozřazování do

26

skupin jsme přibližně na stejnou úroveň kladli žáky typu A, B, C (žáci patrně nepochopili princip úloh) a žáky typu E, F (žáci pochopili princip úloh a aplikovali jej i u složitějších úloh).

Obrázek 3 Přehled výzkumného vzorku

Obrázek 4 Rozložení žáků podle typů (dle Dehnadiho testu) – maturitní ročníky

Na obrázku 4 vidíme na prvním grafu rozložení typů žáků podle Dehnadiho testu v maturitních ročnících. Další dva grafy zobrazují rozložení žáků v kontrolních a experimentálních skupinách.

Obrázek 5 Rozložení žáků podle typů (dle Dehnadiho testu) – kvarta

Na obrázku 5 opět vidíme jako první v pořadí graf rozložení žáků podle Dehnadiho testu v jedné třídě čtvrtého ročníku nižšího gymnázia. Je zajímavé, že oproti maturitním ročníkům se zde nevyskytuje typ A (odevzdal prázdný nevyplněný test).

Na základě článku S. Dehnadiho [14] a našich zkušeností z předchozí výuky očekáváme, že budeme pracovat s následujícími tvrzeními:

Žáci typu F nebudou mít žádné problémy během výuky, budou pracovat samostatně a

27

téměř vždy splní úkoly podle zadání a jejich kód bude co nejvíce optimalizovaný. Tito žáci by se neměli silně odlišovat v obou skupinách (neměla by být znát rozdíl u obou přístupů ve výuce).

Pro žáky, kteří v testu dopadli hůř (typ A, B, C, případně D) bude výuka pomocí historických šifrovacích algoritmů vhodnější než výuka klasická, která využívá převážně matematické úlohy.

Pro žáky, kteří mají průměrný nebo horší prospěch z matematiky bude výuka pomocí historických šifrovacích algoritmů vhodnější a více motivující než výuka klasická.

Tato tvrzení budeme ověřovat v rámci kvalitativního výzkumu pomocí pozorování a rozhovoru v ohniskových skupinách.

5 ZÁVĚR

Článek předkládá návrh výzkumu v rámci disertační práce, který bude proveden tento školní rok. Jedná se o smíšený design – kvalitativně-kvantitativní, kde hlavními metodami jsou pedagogický experiment, diskuze v rámci ohniskové skupiny, pozorování a případové studie hodiny.

Výzkumem se snažíme zjistit, zda výuka pomocí historických šifrovacích algoritmů (tedy zaměřená spíše na práci s textovými řetězci než na matematické úlohy) má vliv na znalosti a dovednosti v oblasti algoritmizace (tedy vliv na algoritmické myšlení žáka) a jestli má vliv na znalosti a dovednosti v oblasti samotného programování.

Uvědomujeme si, že pro kvantitativní výzkum je nutné mít dostatečný počet respondentů. V tomto směru jsme však velmi limitováni ochotou učitelů a škol zapojit se do takového projektu, který je zavazuje na větší počet hodin. Proto uvažujeme zopakování výzkumu v dalším roce s dalšími skupinami. I přesto nelze zaručit všeobecnou platnost zjištěných tvrzení. Právě proto výzkum dokreslujeme i kvalitativními metodami a závěry bude vhodné stanovit jako vypovídající pro danou skupinu s možnou platností i pro další jiné skupiny s podobnými charakteristikami.

PODĚKOVÁNÍ

Příspěvek vznikl s podporou projektu specifického výzkumu na Pedagogické fakultě Univerzity Hradec Králové č. 2140 v roce 2016.

28

LITERATURA

[1] ČŠI. Mezinárodní šetření ICILS 2013: Silné a slabé stránky českých žáků v textu počítačové a infomační gramotnosti. Praha, 2015. ISBN 978-80-88087-01-4.

[2] ZIATDINOV, R. a MUSA, S. Rapid Mental Computaion Systém as a Tool for Algorithmic Thinking of Elementary School Students Development. European Researcher, 2012, 25(7), s. 1105–1110.

[3] International Society for Technology in Education (ISTE) and Computer Science Teachers Associationa (CSTA). Operational Definition of Computational Thinking for K-12 Eucation. 2011. Dostupné z: http://www.iste.org/docs/ct-documents/computational-thinking-operational-definition-flyer.pdf

[4] GAVORA, Peter. Úvod do pedagogického výskumu. Univerzita Komenského Bratislava, 2008. ISBN 978-80-223-2391-8

[5] LESSNER, Daniel. How Do We Translate Computational Thinking into Czech?. 2014. Dostupné z: http://bit.ly/1qSnJ4X

[6] MŠMT. Strategie digitálního vzdělávání do roku 2020 [online]. 2014 [cit. 2016-06-06]. Dostupné z: http://www.msmt.cz/file/34429/

[7] Operational Definition of Computational Thinking for K-12 Education [online]. B.m.: International Society for Technology in Education (ISTE) a Computer Science Teachers Association (CSTA). 2011 [cit. 2016-06-06]. Dostupné z: http://csta.acm.org/Curriculum/sub/CurrFiles/Co mpThinkingFlyer.pdf

[8] FUTCHEK, G. Algorithmic Thinking: The Key for Understanding Computer Science. In: Informatics Education – The Bridge between sing and Understanding Computers. Vilnius, 2006, 4226, s. 159-168. ISSN 0302-9743.

[9] JANČAŘÍK, Antonín. Algorithms and Solving Strategies [online]. Praha: Univerzita Karlova v Praze, 2007 [cit. 2016-06-06]. ISBN 978-80-7290-337-5.

[10] BURTON, B. A. Encouranging Algorithmic Thinking Without a Computer. In: Olympiads in informatics. Vilnius, 2010, 4, s. 3-14,

[11] FUTSCHEK, G. a J. MOSCHITZ. Learning Algorithmic Thinking with Tangible Objects Eases Transition to Computer Programming. In: Informatics in Schools, Bratislava, 2011.

[12] COMBÉFIS, S., VAN den SCHRIECK, V. a A. NOOTENS. Growing Algorithmic Thinking Through Interactive Problems to Encourage Learning Programming. In: Olympiads in Informatics. Vilnius, 2013, 7, s. 3-13,

[13] GAL-EZER, J., VILNER, T. a E. ZUR. Teaching Algorithm Efficiency at CS1 Level: A Different Approach. In: Computer Science Education. 2004, 14, s. 235-248,

[14] DEHNADI, S. Testing Programming Aptitude. In: PPIG University of Sussex, 2006, s. 22-37. Dostupné z: http://www.ppig.org/papers/18th-dehnadi.pdf

[15] BORNAT, R., DEHNADI S. a SIMON. Mental models, Consistency and Programming Aptitude. In: Australasian cumputing education. 2008, 78. ISBN: 978-1-920682-59-0.

[16] KATAI, Z. The chalenge of promoting algorithmic thinking of both scences- and humanities-oriented learners. In: Journal of Computer Assisted Learning. 2015, 31, s. 287-299.

29

[17] TSALAPATAS, H. a kol. Game-based programming towards developing algorithmic thinking skills in primary education. In: Scientific Bulletin of hte „Petru Maior“ University of Tirgu Mures. 2012, 9, s. 56-63. ISSN 2285-438X (Online).

[18] VIDAL, C. L. a kol. Practical experiences for using the programming language scratch to develop algorithmic thinking of students in Chile. In: Formación Universitaria. 2015, 8 (4), s. 23-32. Dostupné z: http://www.scielo.cl/pdf/formuniv/v8n4/art04.pdf

[19] HUBALOVSKY, S. a M. MUSILEK. Automatic cryptoanalysis of the monoalphabetical substituion as a method of the system approach in the algorithm development thinking. In: International Journal of Applied Mathematics and Informatics. 2010, 4. Dostupné z: http://universitypress.org.uk/journals/ami/19-699.pdf

[20] MUSILEK, M. a S. HUBALOVSKY. Principle and Computer Simulation Model of Variation of Delastell’s cipher BIFID. In: International Journal of Education and Information Technologies. 2015, 9. Dostupné z: http://www.naun.org/main/NAUN/educationinformation/2015/a482008-077.pdf

[21] MUSILEK, M. a S. HUBALOVSKY. Cryptoanalysis as a method of the systém approach in the algorithm development. In: Selected Topics in Applied Computing. ISBN: 978-96-474-236-3.

[22] MUSILEK, Michal. Morse Telegrah Alphabet and Cryptology as a Method of System Approach in Computer Science Education. In: DIVAI 2012 – 9th International Scientific Conference on Distance Learning in Applied Informatics. 2012, s. 223–231. ISBN 978-80-558-0092-9.

[23] MORELLI, Ralph, Ralph WALDE a Gregg MARCUCCIO. A java API for historical ciphers: an object-oriented design project. In: ACM SIGCSE Bulletin. New York, NY, USA: ACM, March 2001, 33, s. 307-311. DOI: 10.1145/366413.364609.

[24] CÁPAY, Martin a Martin MAGDIN. Alternative Methods of Teaching Algorithms.In: Procedia - Social and Behavioral Sciences: 2nd World Conference on Educational Technology Research. 4 July 2013, 83, s. 431–436.

[25] BALIGA A. a S. BOZTAS. Cryptography in the Classroom using Maple. In: The American Mathematical Monthly. 2015.

[26] McANDREW A. Teaching Cryptography with open-source software. In: Proceedings of the 39th SIGCSE technical symplosium on Computer science education. 2008, s. 325-329. ISBN: 978-1-59593-799-5.

[27] HICK S., ESSLINGER B. a A. WACKER. Reducing the complexity of understanding cryptology using CrypTool. In: Conference on Society, Cybernetics and Informatics. 2012.

[28] PERKOVIĆ, L. a A. SETTLE. Computational Thinking Across the Curriculum: A conceptual Framework. In: Technical reports. Paper 13, 2010. Dostupné z: http://via.library.depaul.edu/tr/13/

[29] MŠMT. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání [online]. Praha, MŠMT, 2013 [cit. 2016-05-06]. Dostupné z: http://www.nuv.cz/file/318_1_1/

[30] MŠMT. Rámcový vzdělávací program pro gymnázia [online]. Praha, Výzkumný ústav pedagogický v Praze, 2007 [cit. 2016-05-06]. Dostupné z: http://www.nuv.cz/file/159_1_1/

30

[31] MŠMT. Rámcový vzdělávací program pro obor vzdělání: 36-55-E/01 Klempířské práce ve stavebnictví [online]. Praha, MŠMT, 2009 [cit. 2016-05-06]. Dostupné z: http://zpd.nuov.cz/RVP_3_vlna/RVP%203655E01%20Klempirske%20prace%20ve%20stavebnictvi.pdf

[32] MŠMT. Rámcový vzdělávací program pro obor vzdělání: 41-51-E/01 Zemědělské práce [online]. Praha, MŠMT, 2009 [cit. 2016-05-06]. Dostupné z: http://zpd.nuov.cz/RVP_3_vlna/RVP%204151E01%20Zemedelske%20prace.pdf

[33] MŠMT. Rámcový vzdělávací program pro obor vzdělání: 18-20-M/01 Informační technologie [online]. Praha, MŠMT, 2009 [cit. 2016-05-06]. Dostupné z: http://zpd.nuov.cz/RVP/ML/RVP%201820M01%20Informacni%20technologie.pdf

[34] MŠMT. Rámcový vzdělávací program pro obor vzdělání: 26-45-M Telekomunikace [online]. Praha, MŠMT, 2009 [cit. 2016-05-06]. Dostupné z: http://zpd.nuov.cz/RVP/ML/RVP%202645M01%20Telekomunikace.pdf

[35] MŠMT. Rámcový vzdělávací program pro obor vzdělání: 26-41-M/01 Elektrotechnika [online]. Praha, MŠMT, 2009 [cit. 2016-05-06]. Dostupné z: http://zpd.nuov.cz/RVP/ML/RVP%202641M01%20Elektrotechnika.pdf

[36] MŠMT. Rámcový vzdělávací program pro obor vzdělání: 63-41-M/01 Ekonomika a podnikání [online]. Praha, MŠMT, 2009 [cit. 2016-05-06]. Dostupné z: http://zpd.nuov.cz/RVP/ML/RVP%206341M01%20Ekonomika%20a%20podnikani.pdf

PUBLIKAČNÍ ČINNOST

1. HANZALOVÁ, P., HUBÁLOVSKÝ, Š. Tablet as a Tool for Creating Pupils ePortfolios in Science Subjects. In: International Journal of Education and Information Technologies. 2016, 10, s. 193–198. ISSN: 2074-1316

2. CHROUSTOVÁ, K., MACHKOVÁ, V., HANZALOVÁ, P. Towards the Implementation of Mobile Technology into the Experimental Chemistry Education. In: Turčáni, M., Balogh, Z., Munk, & M., Benko, Ľ. (Eds.), DIVAI 2016 – 11thInternacional Scientific Conference on Distance Learning in Applied Informatics: Conference Proceedings. 2016, s. 121–135. Dostupné z: http://konferencie.ukf.sk/public/conferences/1/schedConfs/19/Divai2016.pdf

3. HANZALOVÁ, P., HUBÁLOVSKÝ, Š. Case Studies of the Use of MS Office as Non-Traditional Software for Modeling, Computer Animation and Simulation. In: International Journal of Computers. 2016, 10, s. 5–9. ISSN: 1998-4308.

4. NEMEC, R., BERKOVA, A., HAZALOVA, P. (2016) ‘The Connection of System SMPSL (System for Measurement Using a Computer in the School Laboratory) and CAA (Computer Aided Assessment) for Demonstration of Mathematical Modeling of Angle. ‘ In: WSEAS Transactions on Information Science and Applications. 2016, 13, s. 32–37. ISSN 1790-0832.

5. HANZALOVÁ, P., CHROUSTOVÁ, K. Rozvíjíme algoritmické myšlení pomocí šifer. In: M. Rusek (Ed.), Projektové vyučování v přírodovědných předmětech XIII. Praha, 2015, s. 158-164. Univerzita Karlova v Praze, Pedagogická fakulta. ISBN: 978-80-7290-864-6.

6. HANZALOVÁ, P., HUBÁLOVSKÝ, Š. Algorithm Development and Programming at Elementary Education in the Czech Republic. In: International Journal of Education and Information Technologies. North atlantic university union, 2015. ISSN: 2074-1316.

7. HUBALOVSKY, S., HANZALOVA, P. Influence of the Encryption Algorithms to Development of Algorithmic Thinking in Education of Programming. ‘ In: Recent Advances in Educational Technologies, Proceeding of the 2015 International Conference on Education

31

and Modern Educational Technologies (EMET 2015), 2015, Zakynthos Island, Greece, s. 59–65. ISSN 2227-4618, ISBN 978-1-61804-322-1.

8. HUBALOVSKY, S., HANZALOVA, P.Comparative Analysis of Applications Supporting Teaching Programming by Historical Encryption Algorithms. In: Recent Advances in Educational Technologies, Proceeding of the 2015 International Conference on Education and Modern Educational Technologies (EMET 2015), 2015, Zakynthos Island, Greece, s. 66–73. ISSN 2227-4618, ISBN 978-1-61804-322-1.

9. HANZALOVÁ, P., CHROUSTOVÁ, K. Šifrování jako netradiční způsob aktivizace žáka ve výuce chemie. In: Výzkum, teorie a praxe v didaktice chemie/přírodovědné a technologické vzdělávání pro XXI. století: Sborník příspěvků XXIII. Mezinárodní konference o výuce chemie a IX. Regionálního IOSTE symposia pro Střední a Východní Evropu, Hradec Králové: Gaudeamus, 2014, s. 395-403. ISBN 978-80-7435-417-5.

10. HUBALOVSKY, S., HANZALOVA, P.Modeling, simulation and visualization of automatic cryptoanalysis of the short monoalphabetical substituted cipher text. In: International Journal of Mathematics and Computers in Simulation. 2013, 7, s. 134-143. ISSN 1998-0159.

11. HANZALOVÁ, P., CHROUSTOVÁ, K. Instructional software with focus on instructional games in matrhematics and chemistry education. In: New Challenges in Education. Ružomberok: VERBUM, 2013, s. 44-69, ISBN 978-80-561-0065-3.

12. HANZALOVA, P., HUBALOVSKY, S., MUSILEK, M. Automatic cryptoanalysis of the short monoalphabetical substituted cipher text. In: WSEAS International Conference on Visualization, Imaging and Simulation (VIS ´12), Paris: WEAS Press, 2012, s. 252-257, ISBN 978-1-61804-141-8.

13. HUBALOVSKY, S., KADLEC, P., MITROVIC, P., HANZALOVA, P. Computer simulation model of static mechanical properties of real technical device – elevator cab. In: WSEAS Inernational Conference on Mathematical Models for Engineering Science (MMES ´12), Paris, WSEAS Press, 2012, s. 252-257, ISBN 978-1-61804-141-8.

Účast na projektech:

Spoluřešitelka grantu – Specifický výzkum Přírodovědecké fakulty UHK No. 2105/12 s názvem „Výzkum metod systémového přístupu ve výuce algoritmizace a programování“

Spoluřešitelka grantu – Specifický výzkum Přírodovědecké fakulty UHK No. 2114/13 s názvem „Výzkum možností bezdrátové komunikace sítě průmyslových sond v reálném prostředí a zpracování reálně naměřených dat“

Řešitelka grantu – Specifický výzkum Pedagogické fakulty UHK No. 2144/15 s názvem „Výzkum vlivu šifrovacích algoritmů na rozvoj algoritmického myšlení“

Řešitelka grantu – Specifický výzkum Pedagogické fakulty UHK No. 2140/16 s názvem „Využití animací a simulací v mobilních technologiích při výuce informatiky na střední škole“

Účast na projektu Věda na dosah ruky (VeNaDo - CZ.1.07/2.3.00/45.0014)

– e-learningový kurz Úvod do kryptologie – e-learningové zadání Historické šifrovací systémy v deseti praktických úkolech

32

VÝVOJ SERIOUS GAMES A JEJICH VYUŽITÍ JAKO NÁSTROJ PŘIBLÍŽENÍ KULTURNÍHO DĚDICTVÍ ČR VE VÝUCE HISTORICKY ORIENTOVANÝCH PŘEDMĚTŮ

NA 1. STUPNI ZŠ

Autor: Lenka Chadimová, Mgr., PdF UHK, lenka.chadimova.1@uhk.cz

Školitel: Martina Maněnová, doc. PaedDr. Ph. D., PdF UHK, martina.manenova@uhk.cz

Abstrakt Práce se zabývá možnostmi virtuální 3D rekonstrukce a digitalizace historických staveb moderními technologiemi, jejich zasazením do vývojového herního prostředí a samotným vývojem serious game. Na vývoj serious game navazuje jejich vyzkoušení v praxi, v podobě doplňku učiva historicky orientovaných předmětů. Během pilotních pozorování byla zjištěna zvýšená aktivita i vyšší míra aktivizace žáků prvního stupně ZŠ. Dále proběhlo srovnání jednotlivých 3D technologií vhodných pro digitalizování historických staveb.

Abstract The present thesis is concerned with the possibilities of 3D reconstruction and digitalization of historic buildings using modern technologies and their insertion into the developmental gaming environment and with the development of serious games itself. The development of serious games follows their usage in practice as a supplement to the historically oriented subjects. During the pilot studies, an increased activity and, moreover, a raised activivation of pupils at primary school was ascertained. Furthermore, the comparison of individual 3D technologies suitable for digitalization of historic buildings was done.

Klíčová slova 3D technologie, 3D modeling, fotogrammetrie, Serious game, gamifikace ,vzdělávání, kulturní dědictví

Key words 3D technologies, 3D modelling, photogrammetrie, serious game, gamification, education, cultural heritage

ÚVOD

Hlavním účelem této práce je propojení 3D technologií a herních komponentů se vzděláváním. Vzhledem ke skutečnosti, že nás a dnešní generaci dětí tyto technologie obklopují v běžném životě prakticky na každém kroku, se toto spojení jeví jako vhodné. Konkrétně se jedná o přiblížení kulturního dědictví České republiky prostřednictvím vzdělávacích počítačových her (serious game), které jsou doplňkem historicky orientovaných předmětů, především vlastivědy, na prvním stupni základních škol. Pro tento záměr byly vybrány významné historické stavby z území České republiky a budou doplněny o několik historických staveb z Francie. Převážně se jedná o hrady a hradní zříceniny, dále pak o zámky a církevní stavby. Efektivní propojení 3D technologií a vzdělávání, které ústí ve vývoj výše zmíněných serious game a jejich použití ve výuce, je možné díky dvojímu studiu, tzv. „Thèse en cotutelle“, které tak prohlubuje znalosti v obou oborech. Jedná se o paralelní studium na Univerzitě Hradec Králové, Pedagogické fakultě (UHK, PdF), zaměřené především na vzdělávání, ale nejsou zde opomenuty ani informační a komunikační technologie, a na Univeristé Toulouse III – Paul Sabatier, Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (UPS, IRIT), věnující se technickému vzdělání v oblasti 3D technologií a serious game, také zde je zastoupena oblast studia vzdělávání. Takovýto druh studia je řešen šesti měsíčním pobytem v každé zemi, každý rok v celé délce studia. Práce má tedy několik cílů. Věnuje se porovnávání 3D technologií vhodných pro vytváření virtuálních 3D modelů historických staveb jako jsou 3D modeling, 3D scanning,

33

fotogrammetrie, dále pak zpracováním takto získaných dat a jejich dalšímu využití, jako je další historicko-stavební zkoumání, virtuální rekonstrukce, prezentace historického objektu atd. Další částí práce je vývoj vzdělávacích her (serisous game), do kterých jsou hotové digitální 3D modely historických objektů zasazovány. Tyto serious game mají podobu průchozí aplikace s interaktivními prvky, které uživatelům, tedy žákům, přibližují historickou stavbu, její historický vývoj, architektonické prvky, zajímavosti aj. Nedílnou součástí této práce je vyzkoušení hotových serious game v praxi. V tomto případě se jedná o použití serious game jako doplněk výuky historicky orientovaných předmětů na prvním stupni základní školy, konkrétně ve 3. a 4. třídě. Tímto začleněním SG do výuky se má ověřit, zda použití tohoto způsobu výuky ovlivní komunikaci mezi žákem a pedagogem a změní aktivizaci a aktivitu žáků během vyučovací hodiny. Na základě tohoto pozorování a měření je možné posoudit, je-li vhodné reflektovat nejmodernější technické trendy, konkrétně 3D technologie, které nás obklopují v běžném životě, i ve výuce na základních školách. Koncepce výzkumného projektu je založena na principech smíšeného designu (Vlčková, 2011). Pozorování a měření probíhá na základě upraveného Flandersova rozšířeného systému interakční analýzy. (Flanders, 1970)

GAMIFIKACE A SERIOUS GAME

Pojem gamifikace v obecné rovině znamená „přenesení“ herního designu, herních prvků, případně herních principů do neherního prostředí. Velice často se tato technika využívá v marketingu, kde je jejím úkolem navýšení zájmu zákazníků. Termín gamifikace byl poprvé užit již v roce 2002 Nickem Pellingem, avšak plně se začal používat až později (Jakubowski, 2014). V edukaci je pojem gamifikace zaveden od roku 2010 (Deterding, 2011). V oblasti vzdělávání s pojmem gamifikace úzce souvisí termín Serious Game (tvz. vzdělávací hra), který je ovšem o mnoho let starší. Serious game se začaly vyvíjet v návaznosti na simulátory v armádě, první serious games (Hutspien z roku 1955 a T.E.M.P.E.R. z roku 1961) měly tak strategicko-vojenský charakter. Tyto hry byly využívány jen pro potřeby armády a tudíž byly neveřejné (Serious Game Classification; Djaouti, 2011). První serious game pro veřejnost se objevují až v 70. letech minulého století v podobě videoher na herních konzolích. V této době je serious game poskromnu, jejich větší nárůst jde společně s rozvojem herního průmyslu od 90. let (např. The Incredible Machine) a přelomu tísíciletí (Djaouti, 2011). Přestože se v poslední době prvky gamifickace rozšiřují velice rychle, je gamifikace podle Garthnerovy křivky z července roku 2014 zhruba 2 až 5 let před svým vrcholem, kdy bude masově používána (Maněnová, Chadimová, 2014).

34

Obr. 1. Garthnerova křivka. Zdroj: http://www.gartner.com.

Tato křivka poukazuje na situaci v globálním měřítku, platí ovšem fakt, že v západním světě jsou serious game a obecně prvky gamifikace využívány hojněji než v našem středoevropském prostoru. V nedávné době byla například v Českém Krumlově dostupná 3D serious game „Program podpory památek UNESCO“, která hráče provede celým městem za „doprovodu“ plnění úkolů (Cept, 2014). Gamifikace ve vzdělávání a spolu s ní i uplatňování serious game jako doplněk učiva si klade za cíl více podnítit žáky k zájmu o probíranou látku a tak prohlubovat jejich znalosti. Dnešní generaci dětí je virtuální prostředí blízké, proto je nasnadě jej používat i pro jejich vzdělání. Využívání moderních technologií pro výuku, budoucností tohoto propojení, nové možnosti edukace, ale také jejich dopady na dětské zdraví se zabývají odborníci v celém civilizovaném světě a je předmětem mnoha diskusí (Jayakanthan, 2002). Probíhá nemálo výzkumů na téma dopadů používání serious game při výuce, které jsou prováděny různými metodami – pozorováním výuky a následným rozborem (jako je tomu i v tomto případě) nebo za pomoci lékařské techniky. RWTH Aachen University ve spolupráci s Michigan State University provedly snímání mozku magnetickou rezonancí u 13 studentů ve věku 18 – 26 let a zkoumalo se využití mozkové kapacity při použití serious game ve výuce a při běžné výuce. Během tohoto průzkumu bylo zjištěno, že při užití serious game je využitá větší část mozkové kapacity (Mathiak, Weber, 2006). Na druhou stranu výzkumy zabývající se důsledky serious game na zdraví dětí zjišťují negativní dopady nejen psychiku dítěte a možnosti rozvoje závislosti na virtuálním prostředí, ale také na fyzické zdraví. Současné děti volný čas tráví u her a nikoli pohybem,je u nich zaznamenán velký nárůst obezity a s tím spojené problémy kardiovaskulárního systému a další s tím spojené komplikace (Dorman, 1997). Jedním z cílů této práce je použití serious game ve výuce prvouky a vlastivědy na prvním stupni základní školy. Výchozí učivo je určeno pro 3. ročník s tematickým okruhem „Místo, kde žijeme“. Spolupráce probíhá se základními fakultními školami v Hradci Králové, proto pro první studie byl zvolen virtuální 3D model vyhořelého a dnes již neexistujícího Královéhradeckého hradu a všeobecně známá rotunda sv. Jiří na hoře Říp. Tyto serious game

35

mají podobu interaktivní virtuální prohlídky dané historické stavby, kdy si uživatel stavbu projde a při „procházce“ získá informace o historii objektu, architektuře, zajímavostech stavby a dále musí také zodpovědět několik otázek, případně plnit úkoly, aby se mohl dostat do další části objektu.

Obr. 2. Ukázka hry pexeso ze serious game. Zdroj: Autor.

METODOLOGIE PEDAGOGICKÉHO VÝZKUMU

Tento průzkumný projekt si klad za cíl zjistit, může-li implementace prvků gamifikace s historickou tématikou ovlivňovat pedagogickou komunikaci a interakci v rámci výuky na prvním stupni základní školy. Při těchto prvotních studiích bylo provedeno strukturované pozorování, během kterého byl také pořízen videozáznam. Tyto videozáznamy byly podrobeny analýze. Pro rozbor pozorovaných vyučovacích hodin byly kladeny následující otázky (Maněnová, Chadimová, 2014):

„Jaké byly dílčí interakční charakteristiky všech vyučovacích hodin pohledem výskytu sledovaných činnostních kategorií?“

„Jaké byly dílčí i celkové indexy interakce v analyzovaných hodinách?“

„Jak hodnotili výuku učitelé?“ Pro dosažení stanoveného cíle a zodpovězení položených průzkumných otázek byla vybrána metoda v rámci průzkumu v podobě standardizovaného pozorování prostřednictvím kategoriálního systému, jež byl modifikací rozšířeného Flandersova systému interakční analýzy. Jedním z hlavních argumentů pro zvolení této metody je její pomezí kvantitativních a kvalitativních procedur výzkumu. De facto shrnuje, jak na sebe vzájemně působí účastníci vyučovací hodiny, k tomu zavádí hledisko času a dále přináší určitou dynamiku do sledu dat. Těmito postupy je bližší pojetí případových studií a konkrétních výzkumných případů. Aby Flandersova analýza byla použitelná pro potřeby tohoto výzkumu, tzn. byla více strukturovaná kategorie pro činnosti žáka, byla zvolena upravená verze metody FIAS (rozšíření o dvě kategorie), kterou rozpracovali T. Svatoš a J. Doležalová v roce 2009. Bylo sledováno celkem šestnáct vymezených kategorií (Maněnová, 2012):

U1 - Učitel akceptuje žákovy pocity, žákovo chování, snaží se projevit sympatie konstruktivním způsobem.

36

U2 – Učitel hodnotí žáky pozitivně, vyslovuje pochvalná hodnocení o žákově výkonu, odpovědi, činu, vlastnostech nebo chování, povzbuzuje ho, žertuje, obecně souhlasí s žákovým výkonem.

U3 - Využívá, objasňuje, rozvíjí nebo akceptuje myšlenky navržené žáky. Učitel opakuje výrok žáka, aby zdůraznil jeho hodnotu a ostatní si ho mohli lépe zapamatovat. Učitel parafrázuje, modifikuje žákovu odpověď či komentář k danému tématu. Učitel shrnuje a upřesňuje žákovu repliku. Porovnává žákův výrok s jinými výroky (s vlastními nebo výroky žáků).

U4 – Učitel klade žákům otázky, které se týkají probíraného tématu, způsobu práce nebo organizačních záležitostí. Učitel klade otázky, na které chce opravdu znát odpověď, nejde pouze o řečnické otázky. Učitel se otázkami snaží stimulovat žáky.

U5 – Učitel vykládá, sděluje, vysvětluje učivo, uvádí své názory. Podává žákům informace nebo je seznamuje se svými postoji, hodnotovou orientací či názory. Učitel objasňuje, komentuje učivo. Do této kategorie jsme zařadili i ty části vyučovací hodiny, kdy učitel pustí žákům např. videoukázku či zvukovou nahrávku. Chápali jsme tuto činnost jako součást učitelova sdělení.

U6 – Učitel dává pokyny, příkazy. Učitelovy repliky, kdy organizuje činnost žáků. U7 – Učitel kritizuje výkony, odpovědi, činy žáků či jejich chování. Učitel

zdůvodňuje vlastní postupy, proč je třeba takto postupovat nebo se takto chovat, dodržovat stanovená pravidla. Učitel uplatňuje svou autoritu, chce změnit žákovo nevhodné chování nebo činnost.

Z1 – Žák klade dotazy, hledá oporu a pomoc u učitele. Z2 – Žák klade dotazy, hledá oporu a pomoc u spolužáků. Z3 – Žák sděluje, vysvětluje, uvádí své názory - „tlakem“ a působením učitele. Jedná

se o odpovědi nehlásícího se žáka, jehož vyvolal učitel. Z4 – Žák sděluje, vysvětluje, uvádí své názory – z vlastní aktivity a motivace. Jedná

se o odpověď hlásícího se žáka nebo spontánní řeč žáka k danému tématu (např. sdělení vlastní zkušenosti, vlastního názoru).

Z5 – Žák řídí, modifikuje činnost druhých, poskytuje pomoc při činnosti druhého, druhých. Do této kategorie jsme zařadili např. předvedení prezentace žákem, činnost u tabule, kdy žák „učí“ spolužáky.

Z6 – Probíhá zřejmá skupinová práce, kdy žáci komunikují mezi sebou. Z7 – Probíhá celotřídní diskuse. Z8 – Žáci provádějí samostatnou učební činnost bez zjevné interakce. O1 – Ticho nebo zmatek ve třídě, pauzy (nezřetelná komunikace).

Data, získaná strukturovaným pozorováním, byly vyhodnoceny dvěma způsoby:

1. Sestavení tradičních kvantitativních přehledů, které vyjadřují absolutní a relativní četnosti podílů jednotlivých činnostních kategorií k celku. Stejným způsobem byly vyhodnoceny také časové úseky výuky.

2. Seskupení jednotlivých činností učitelů a žáků do činnostních svazků, jež po statistickém zpracování vytvořily jednotlivé indexy. Těmi je možné popsat úroveň komunikace a interakce ve sledovaných vyučovacích hodinách. Jednalo se o následující souborné a dílčí indexy (Svatoš, Doležalová, 2011):

Ii= Az/Au kde:

Ii - celkový index interakce, Az – index aktivity žáka (Zo+Za+Zp),

37

Au – index aktivity učitele (Ua+Uv+Ur), K – celkový počet kódování - kategorie O1, Zo – index žákova hledání opory, položky (Z1+Z2)/K, Za – index žákovy aktivity, položky (Z3+Z4+Z8)/K, Zp – index žákova prosazení ve výuce, položky (Z5+Z6+Z7)/K, Ua – index učitelovy akceptace žáka, položky (U1+U2+U3)/K, Uv – index učitelovy vyučovací aktivity, položky (U4+U5)/K, Ur – index učitelova řízení vyučování, položky (U6+U7)/K.

Obecně je možné říct, že pokud se index interakce rovná hodnotě 1, bylo vyučování vyrovnané, jak na straně učitelů tak i žáků. O vyšší aktivitě žáků vypovídá interakční index s hodnotou větší než 1 a naopak nižší index interaktivity poukazuje na větší aktivitu učitele ve vzájemné komunikaci a interakci. Pro základní kvantitativní zpracování byl použit program CodeNet, který byl vyvinut na katedře pedagogiky a psychologie PdF UHK autory T. Svatoš a V. Žák, který umožňuje definovat 20 různých sledovaných činnostních kategorií a nastavit jim, pokud je to žádoucí, kódovací interval, dále pak vytvářet časové řezy a výsledky exportuje do Excelu (Svatoš, Doležalová, 2011). V tomto případě byl použit třívteřinový interval. Pořízené videozáznamy z výuky poskytly náhled do hodiny z pohledu pedagogické komunikace a interakce. První fáze byla soustředěna na jednotlivé dílčí interakční charakteristiky všech sledovaných vyučovacích hodin z hlediska stanovených činnostních kategorií (Obr. 3).

Obr. 3. Kategorie aktivit na pozorovací hodině. Zdroj: Maněnová, Chadimová, 2014

Ve všech sledovaných vyučovacích hodinách byly dále vypočítány dílčí a celkové indexy interakce (tab. 1). Tabulka 1 Dílčí indexy interakce u jednotlivých vyučovacích hodin.

U2_chvála_souhlas

U3_myšlenky

U4_otázky

U5_sděluje

U6_pokyny-organizace

U7_změna_chování_žáka

Z1_hledá_oporu_učitel

Z2_hledá_oporu_žák

Z3_sděluje_pokynem_učitel

Z4_aktivně sděluje

Z5_řídit_činnost_žáků

Z6_skupinová_práce

Z7_celotřídní_činnost

Z8_samostatná_činnost

O1_neproduktivní_ticho

U1 akceptace

38

Ua Uv Ur Zo Za Zp Au Az Ii L1 0,11 0,14 0,20 0,01 0,24 0,30 0,46 0,54 1,18 L2 0,11 0,15 0,16 0,00 0,28 0,31 0,41 0,59 1,41 L3 0,08 0,10 0,22 0,02 0,26 0,31 0,40 0,60 1,47

Shrnutí průzkumu 

Jaké byly dílčí interakční charakteristiky všech vyučovacích hodin pohledem výskytu sledovaných činnostních kategorií? Z obrázku 3 je patrné, že ve všech sledovaných hodinách převažovala aktivita žáků (žák aktivně sděluje, celotřídní činnost), u učitele převažovala organizační činnost. Jaké byly dílčí i celkové indexy interakce v analyzovaných hodinách? Výsledky jednotlivých vypočítaných indexů interakce jsou uvedeny v tab. 1. Je možné konstatovat, že indexy interakce Az u všech sledovaných hodin byly vyšší než indexy interakce Au. Žáci byli aktivnější než vyučující, tedy interakční index byl vyšší než 1. (Maněnová, Chadimová, 2014) Jak hodnotili výuku učitelé? Z rozhovorů s pedagogy vyplývá, že vítají oživení vyučovacích hodin takovéhoto typu, avšak poukazují na nutnost správného zaměření a vhodného didaktického využití modelu. Konstatují ale vlastní nedostatek vzdělání právě v oblasti moderních technologií, především pak ve 3D technologiích a virtuální realitě. Výsledky tohoto průzkumu byly prezentovány a publikovány na mezinárodní konferenci.

VÝBĚR HISTORICKÝCH STAVEB

Jak již bylo řečeno v úvodu, pro tuto práci byly vytipovány významné historické stavby ze všech krajů České republiky, které budou doplněny o několik historických objektů z jižní Francie. Bylo vybráno celkem 17 historických staveb, vzhledem k časové náročnosti zkompletování virtuálních 3D modelů ovšem nebude možné zpracovat všechny. V současné době je rozpracováno 7 historických staveb. Výběr historických objektů se odvíjel od významnosti stavby a její všeobecné známosti v daném regionu, případně na celém území České republiky. Důležitost historického objektu je zde chápána především z historického hlediska, nicméně není ani opomíjena skutečnost chápání tohoto typu stavby jako krajinného prvku, neboť stavby středověkého, popř. novověkého, charakteru výrazně ovlivňují krajinný ráz svého okolí. Spojení historické významnosti objektu a její ukotvení v krajině má taktéž vliv na obecnou známost historické stavby, ať už v rámci regionu či celého státu, jež je patrná mimo jiné z lidové slovesnosti. Mezi další kritéria výběru historických objektů byla vedle historické významnosti (jak na lokální, tak na celostátní úrovni) architektonická důležitost, ojedinělost architektonických prvků a další zajímavosti vztahující se k vybrané stavbě. Stanovená kritéria byla odvozena ze skutečnosti, že výsledná serious game, do které bude virtuální 3D model vybrané historické stavby implementován, bude začleněna, jak do stálé expozice daného historického objektu, tak jako doplněk učiva historicky orientovaných předmětů pro první stupeň základních škol. Výukové hodiny, kde je serious game použita jako doplněk probírané učební látky, jsou součástí pedagogického pozorování.

Druhy podkladů pro virtuální 3D modely  

Nesourodou dokumentaci zvolených historických staveb je možné rozdělit do několika kategorií (Chadimová, 2015):

39

1. Historické stavby, kde byl proveden historicko-stavební průzkum (často jako součást archeologického průzkumu), s pořízením plánů stavby, včetně geodetického zaměření stavby a vytvoření 3D digitálního modelu. 3D modely jsou v několika podobách:

a. Data pořízená 3D scannerem s paprsky dlouhého dosahu. b. 3D model sestavený za pomoci fotogrammetrie (tj. fotografií pořízených

fotoaparátem zavěšeném na dronu). c. „Postavený“ jednoduchý 3D virtuální model.

2. Historické stavby, kde byl proveden historicko-stavební průzkum, zakreslení plánů a geodetické zaměření.

3. Historické stavby, které mají zakreslené plány, ale bez detailů. 4. Historické stavby, kde byl proveden historicko-stavební průzkum v první polovině 20.

století, ale dalšími studiemi a výzkumy bylo zjištěna nesprávnost výsledků provedeného historicko-stavebního průzkumu, ovšem na nový zpřesňující historicko-stavební průzkum nejsou finance.

5. Historické stavby, kde byl proveden archeologický průzkum, avšak žádná stavební dokumentace pořízena nebyla, jediné co existuje, jsou perspektivní náčrtky možné podoby stavby v minulých staletí.

6. Historické stavby, které byly v minulosti zničeny a do současnosti se nedochovaly ani v podobě zříceniny, ani o nich neexistuje mnoho dokumentů, jsou však pro daný region velice důležité.

První kategorie rovná se ideální situaci, která je velice vzácná, nikoliv však nereálná. Je-li k dispozici ucelená dokumentace historické stavby včetně virtuálního 3D modelu, vývoj serious game je o to rychlejší. Na hotovém 3D modelu, který musí být v kompatibilním exportním formátu (např. FBX, OBJ atd.), jsou případně provedeny úpravy (úpravy mapování textury, úprava polygonů, velikosti 3D modelu apod.) a poté je 3D model historického objektu „zasazen“ do vývojového prostředí, kde je 3D modelu obohacen o interaktivitu a další herní prvky, vč. „oživení“ herně-pedagogického obsahu. Kritéria pro výběr historických staveb a typy jejich dokumentace byly publikovány na 2nd International Congress on Digital Heritage 2015.

POUŽITÉ 3D TECHNOLOGIE A JEJICH POROVNÁNÍ

Pro vytvoření virtuálních 3D modelů vybraných historických objektů byly použity tři základní postupy a jejich případné kombinace. Jedná se o následující 3D technologie:

3D modeling pomocí polygonální grafiky 3D scanning Fotogrammetrie

Výběr 3D technologie se odvíjí od několika aspektů: Vlastní důvod pořizování virtuálního 3D modelu historické stavby. Dokumentace daného objektu. Technické zázemí.

3D modeling pomocí polygonální grafiky 

V rámci této práce je nejčastějším způsobem tvorby digitálních 3D modelů historických budov použití polygonální grafiky, tedy 3D modelace ze stavebních plánů historické stavby. Polygonální grafika v podobě software 3DS MAX 2016 (3D modelační software ze skupiny tzv. volných modelářů), oproti užití přesného parametrického systému, byla zvolena z důvodu variability a snazších způsobů modelování funkčních i okrasných architektonických prvků,

40

které jsou typické pro tento typ historické stavby (např. klenby, lomené oblouky, ozdobné prvky na sloupech apod.). Dalším argumentem pro tento způsob tvorby je fakt, že v tomto typu softwaru je „prostor“ pro kreativitu a dotváření zaniklých částí objektu, ke kterým není přesná dokumentace, nebo jedná-li o stavby neexistující již několik století a jejich podoba se odhaduje z dobových písemných záznamů a analogií existujících staveb stejného charakteru a ze stejného historického období (např. zaniklý hrad v Hradci Králové).

Obr. 4. Ukázka polygonální grafiky. Interiér rotundy sv. Jiří.

Zdroj: Autor.

3D scanning 

3D scanning historických staveb je prováděn laserovým 3D scannerem s paprsky dlouhého dosahu, který je určen především pro digitalizaci exteriérů (vedle budov to jsou např. náměstí, přírodní situace, mosty apod.). Je ovšem možné jej použít také pro snímání rozsáhlých vnitřních prostor stavby s vysokými stropy, tedy se jeví jako vhodný pro zdigitalizování zámeckých vnitřních prostor (dále se používá např. pro snímání hangárů, sálů apod.). Pro tuto práci jsou zpracovávána data z 3D scanneru Faro (zámek Červená Řečice) a Konica-Minolta (Château de Mauvezin, Francie). Geometrie snímaného objektu je počítána na základě rozmístěných referenčních bodů, podle nichž jsou měřeny vzdálenosti a celkový objem objektu. Nezpracovaná data, získaná tímto způsobem snímání, mají podobu tzv. mračna bodů. Při zpracovávání je mračno bodů nejprve „naředěno“, tzn. nadbytečné body jsou odečteny. Body nesmí být ovšem naředěny příliš, neboť tento proces zásadně ovlivňuje výslednou podobu 3D modelu. Následuje přepočítání do ploch v podobě trojúhelníkové sítě a odfiltrování nepotřebných objektů (např. osoby, auta, nepůvodní objekty atd.). Případně jsou domodelovány nenasnímané nebo chybějící části objektu a aplikována textura, která je taktéž pořízena při digitalizaci 3D scannerem. Tyto operace probíhají v softwarech MeshLab a CloudCompare, které jsou určené pro zpracování mračna bodů. Finální podoba virtuálního 3D modelu má pak přesné vzezření originálu. Z takto získaného virtuálního 3D modelu lze vypočítat přesné rozměry objektu.

41

Obr. 5. Ukázka z průběhu zpracování mračna bodů. Zámek Červená Řečice. Zdroj: Autor.

Fotogrammetrie  

Technologie fotogrammetrie byla využita v případu digitalizace hradu Helfštýn. Vzhledem ke skutečnosti, že se taktéž jedná o snímání objektu, mohla by se tato technologie jevit jako podkategorie 3D scanningu, nicméně jak technika snímání, tak surová data jsou absolutně odlišného charakteru než je tomu u 3D scanningu. Digitalizace objektu probíhá za pomoci fotoaparátu zavěšeného na dronu, který obletí celý snímaný objekt. Ze získaných fotografií je softwarově poskládán 3D model digitalizované stavby včetně textur. Finální 3D model nedosahuje takové přesnosti jako je tomu u 3D modelů vytvořených 3D scanningu, pouhým okem to však není patrné a pro prezenční účely a účely tvorby serious game je takový model naprosto dostačující.

42

Obr. 6. Ukázka 3D modelu hradu Helfštýn pořízeného technologií fotogrammetrie. Zdroj: Hrad Helfštýn.

VÝVOJ SERIOUS GAMES

Vývoj serious game probíhá v game engine, což je prostředí pro vývoj počítačových her. Vyváří se zde jak prostředí samotné hry, tj. vizuální stránka, tak zde probíhají veškeré programátorské činnosti. Pro tuto práci byl zvolen game engine UNITY 3D, ve kterém se programuje v jazycích C# a JavaScript. UNITY3D má také vlastní programovací jazyk Boo, ten však není v tomto projektu používán, z důvodu omezené funkcionality ve srovnání výše zmíněných jazyků. Přípravné práce zahrnují postupné exportování všech 3D modelů do formátu FBX. Dále je nutné vytvořit scénáře pro vznikající vzdělávací hru. Prvním scénářem je technický scénář popisující spíše programátorsko-funkční stránku hry. Je v něm popsáno, kdy, kde a jakým způsobem má k jaké akci dojít. Řeší ovládací a interaktivní prvky, plynulé přechody mezi scénami, určuje, co a kdy uživatel uvidí, a stejně tak samotné ovládání postavičky, která představuje uživatele. Druhý scénář, neméně důležitý, je pedagogický scénář. Ten popisuje jakým způsobem je uživatel vzděláván, kdy je mu „podsunuta“ jaká informace, taktéž je zde uveden systém zpětné vazby, tzn. ověřování získaných vědomostí formou otázek, případně podobou miniher. Další je příběhový scénář, podle kterého je sestavena dějová linie hry a uživatel je tak více „vtáhnut“ (integrován) do hry. Tyto scénáře spolu úzce souvisí a de facto bez nich serious game vzniknout ani nemůže. Vzájemné prolínání je patrné z následujícího schématu.

43

Obr. 7. Schéma prolínání scénářů serious game. Zdroj: Autor.

ZÁVĚR

Dosavadní výzkum prokázal, že je opodstatněné se přiklánět k použití serious game jako doplňku učiva historicky orientovaných předmětů, nicméně vzhledem k faktu, že prozatím neproběhl výzkum v plném rozsahu, nelze tento závěr zobecňovat. Dokončení pedagogického výzkumu a vyhodnocení jeho výsledků proběhne na podzim 2016. Nadále probíhají digitalizace historických objektů a vývoj serious game se snahou importovat alespoň jednu hru do prostředí virtuální reality v podobě virtuálních brýlí. LITERATURA GERTH, B., BERNDT, R., HAVEMANN, S. and FALLNER, D. W. 3D Modeling for Non-Expert Users with the Castle Construction Kit v0.5. IN: The 6th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage VAST 2005, 2005 pp. 1-9 VLČKOVÁ, K. Smíšený výzkum: Jedná se o nové a závažné téma? In T. Janík, P. Knecht, & S. Šebestová (Eds.), Smíšený design v pedagogickém výzkumu: Sborník příspěvků z 19. výroční konference České asociace pedagogického výzkumu, 2011, s. 1-6. Brno: Masarykova univerzita. Dostupné z: http://www.ped.muni.cz/capv2011/sbornikprispevku/vlckova.pdf FLANDERS, N. A. (1970). Analyzing Teaching Behavior. London : Addison-Wesley,1970. JAKUBOWSKI, M. Gamification in Business and Education – Project of Gamified Course for University Students. In: Developments in Business simulation and Experiential Learning. Vol 41 (2014), s. 339. Dostupné také z: https://journals.tdl.org/absel/index.php/absel/article/view/2137/2106 DETERDING, S. et al. From game design elements to gamefulness: defining gamification. In: Proceedings of the 15th International Academic MindTrek Conference: Envisioning Future Media Environments. ACM, 2011. p. 9-15. HUTSPIEL. Serious Game Classification [online]. 2016 [cit. 2016-08-19]. Dostupné z: http://serious.gameclassification.com/EN/games/14999-Hutspiel-/index.html DJAOUTI, D. Serious Game Design. Considérations théorique et techniques sur la création de jeux vidéo à vocation utilitaire. Toulouse, 2011. Disertační práce. Université Toulouse III Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier), Mathématiques Informatique Télécommunications

44

(MITT), Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT). Dostupné take z: http://thesesups.ups-tlse.fr/1458/1/2011TOU30229.pdf STAMFORD, Conn. Gertner’s 2014 Hype Cycle for Emerging Technologies Maps the Journey to Digital Business. In: Gartner [online]. August 11, 2014 [cit. 2016-19-08]. Dostupné z: http://www.gartner.com/newsroom/id/2819918 JAYAKANTHAN, R. Application of computer games in the field of education. The Electronic Library, 2002, Vol. 20 Iss: 2, pp.98 - 102 MATHIAK, K. a WEBER, R. Toward Bain Correlates of Natural Behavior: fMRI during Violent Video Games. In: Human Brain Mapping 27:948-956 (2006). Dostupné také z: http://ocw.metu.edu.tr/file.php/85/ceit706/week4/Weber_HBM.pdf DORMAN, Steave M.Video and Computer Games: Effect on Children and Implications for Health Education. In: Journal of School Health. April 1997, Vol. 67, No. 4. p. 133 – 138. Dostupné také z: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1746-1561.1997.tb03432.x/abstract MAMĚNOVÁ, M. and CHADIMOVÁ, L. 3D Models of Historical Objects in Teaching at the 1 st Level of Primary School, Procedia – Social and Behavioral Sciences - 5th ICEEPSY International Conference on Education & Education Psychology (ICEEPSY 2014). Vol. 171, 16 January 2015, pp. 830-836 DOLANSKÝ, T. Zpráva_mk, 3D hra v rámci projektu MK „Program podpory památek UNESCO“. 2014. Dokument PDF. Zdroj: CePT s. r. o. Geodetické služby a GIS SVATOŠ, T., DOLEŽALOVÁ, J. Pedagogická interakce a komunikace pohledem vývoje kategoriálního systému. Hradec Králové: Gaudeamus, 2011. ISBN ISBN 80-7041-176-7. MANĚNOVÁ, M. Vliv ICT na práci učitele 1. stupně základní školy. Praha: Extrasystem Praha, 2012. ISBN 978-80-87570-09-8. CHADIMOVÁ, L. (2015) Creation of 3D Models of Chosen Historical Buildings for Supporting Knowledge Transfe. Proceedings - 2nd International Congress on Digital Heritage 2015 (DH 2015), Vol. 2, 28 September 2015, submission 355. 978-1-5090-0048-7/15/$31.00 ©2015 IEEE, IEEE Catalog Number: CFP1508W-USB, ISBN: 978-1-5090-0047-0. PUBLIKAČNÍ ČINNOST Chadimová L. (2016) Serious Games as a means of the Approximation of Cultural Heritage of the Czech Republic. 10th Multi Conference on Computer Science and Information Systems 2016 (MCCSIS 2016), Vol. 1, pp. 357 – 359. ISBN: 978-989-8533-52-4. Chadimová L. (2015) Creation of 3D Models of Chosen Historical Buildings for Supporting Knowledge Transfe. Proceedings - 2nd International Congress on Digital Heritage 2015 (DH 2015), Vol. 2, 28 September 2015, submission 355. 978-1-5090-0048-7/15/$31.00 ©2015 IEEE, IEEE Catalog Number: CFP1508W-USB, ISBN: 978-1-5090-0047-0. Chadimová L. The creation of serious games intended for historically oriented subjects at the 1st level of Primary School. 23rd WSCG International Conference in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision 2015. Maněna, V., Hubálovský, Š., Chadimová, L, Rybenská, K. (2015). The Use of Web Technologies in Teaching at Primary and Secondary Schools. In: Advanced educational technology and information engineering., Lancaster 2015, 126 – 133. FOŘT, P., CHADIMOVÁ, L. Multioborové využití 3D skeneru ATOS. CAD. 2015, 20. ročník, 3, 22 – 24. (http://www.cad.cz/home/casopis-it-cad.html?rocnik=2015&id=116)

45

Maněnová, M and Chadimová, L. (2015) 3D Models of Historical Objects in Teaching at the 1 st Level of Primary School. Procedia – Social and Behavioral Sciences - 5th ICEEPSY International Conference on Education & Education Psychology (ICEEPSY 2014), Vol. 171, 16 January 2015, pp. 830-836. PROJEKTY

Analýza možností využití metody rapid prototyping v pregraduální přípravě učitelů prvního stupně základní školy. – Specifický výzkum PdF UHK 2014

Pamětní kniha Memorabilien-Buch biskupa Hanla a možnosti její digitalizace – Specifický výzkum FF UHK 2014

Analýza možností využití gamifikace ve výuce předmětů zaměřených na vlastivědu a regionální historii na prvním stupni základní školy. – Specifický výzkum PdF UHK 2015

Prusko-rakouská válka 1866 ve světle pamětních medailí a vyznamenání. – Specifický výzkum FF UHK 2015

STUDIUM V ZAHRANIČÍ

Université Toulouse III – Paul Sabatier, IRIT, 6 měsíců, 27 týdnů – 2014/2015 Université Toulouse III – Paul Sabatier, IRIT, 6 měsíců, 27 týdnů – 2015/2016

46

INFORMAČNÍ SYSTÉM TOMÁŠE BATI A JEHO UPLATNĚNÍ V INFORMAČNÍM MANAGEMENTU

ORGANIZACÍ

autor: Jakub Chvátal, ing., Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta managementu a ekonomiky, pracoviště: Centrum výpočetní techniky - rektorát, email: chvatal@utb.cz

školitel: Ladislav Buřita, prof., ing., CSc., Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta managementu a ekonomiky, pracoviště: Ústav průmyslového inženýrství a informačních

systémů, email: burita@fame.utb.cz

Abstrakt Baťova soustava řízení podniku (BSŘ) je poměrně známá a dobře zdokumentována. Byly popsány zásady práce, přístup k lidem, a firemní atmosféra. BSŘ se však vůbec nezmiňuje o firemních procesech a informačních tocích. Koncern Tomáše Bati (TB) splňoval všechny podmínky kvalitní informační soběstačnosti podniku a používal specifický informační systém. Tento výzkum si klade za cíl jednak popsat co možná nejvěrněji toky dat koncernu, a navrhnout pro tyto toky úspěšnou implementaci moderního informačního systému (IS) na databázové platformě. Nasazení IS bude primárně určeno pro oblast výroby a řízení lidských zdrojů (HR). Po úspěšné fiktivní implementaci IS budou zhodnoceny přínosy tohoto systému pro informační management organizace právě pro oblast výroby a HR. Pro fiktivní implementaci byl zvolen IS QI od Brněnské firmy DCC, který obsahuje příjemnou modulovou škálovatelnost. Druhotným přínosem výzkumu je zcela nový náhled na studium a následný výzkum historické organizace z pozice modelování pomocí typizovaných nástrojů a zpracování informačních toků organizace, která v takové podobě již téměř sto let neexistuje.

Abstract Bata management system (BSR) is relatively well known and well documented in book form. Principles of work, approach to people and business atmosphere were described. BSR, however, makes no mention of business processes and information flows. Tomas Bata (TB) concern meets all the conditions of quality information sufficiency of the company and used the specific information system. This thesis aims to describe as closely as possible the data flow and suggest successful implementation of modern information system (IS) for these flows. IS deployment will be primarily used for the production and management of human resources (HR). After successfully implementing the fictitious IS will evaluate the benefits of this system for information management organization just for the production and HR. For the fictitious implementation IS QI from the firm DCC was chosen, which contains pleasant modular scalability. A secondary benefit of this work will be a suitable methodology for selecting IS and allocation mechanism process versus the IS module.

Klíčová slova Informace, informační systém, QI, Tomáš Baťa, organizace, koncern, výroba, řízení lidských zdrojů.

Key words Information, information system, QI, Tomas Bata, organization, corporation, manufacturing, human resources, management.

1 ÚVOD

Koncern Tomáše Bati (TB) splňoval všechny podmínky kvalitní informační soběstačnosti podniku a používal specifický informační aparát. Před pokusem o separaci a věrném popisu aparátu je nutné zmapovat toky dat. Budou zmapovány oblasti výroby a řízení lidských zdrojů (HR). Na tyto bloky vyvinuté v koncernu TB bude postupně navržena úspěšná implementace moderního informačního systému (IS). Nasazení IS bude primárně určeno pro oblast výroby a HR. Pro fiktivní implementace byl zvolen IS QI od Brněnské firmy DCC, který obsahuje příjemnou modulovou škálovatelnost. Po úspěšně fiktivní implementaci IS budou zhodnoceny

47

přínosy pro informační management organizací v těchto dvou oblastech. Budou vykresleny procesy a datové spoje TB, které budou podloženy jednotlivými historickými podnikovými formuláři – blankety používané při výkaznictví ve výrobě a u zaměstnanců. Obsah formulářů Baťa bude porovnán s obsahem formulářů QI s konstatováním rozdílů v informačním pojetí. Budou přijaty návrhy vylepšení IS QI.

2 NÁVRH VÝZKUMU

(1) V rámci výzkumu a sběru dat byly prostudovány volně dostupné materiály a literatura o Baťově systému řízení organizace (BSŘ). Byl tak získán kvalitní teoretický podklad pro další výzkum (dále viz teoretická východiska). Pozdější sběr informací byl věnován vyhledání historických pramenů uložených v Krajském archivu Zlín. Tyto materiály byly podrobeny historické (rešeršní) kritice a byly publikovány výstupy - byla odhalena síťová struktura informačních toků. Baťova organizace byla dále zkoumána a publikována z pozic morálně informační etiky a principu samo udržitelnosti (rok výzkumu 2014 - 2015). Finálním výstupem zkoumání je ucelená vědecká monografie vydaná při podpoře školitele, pana profesora Buřity (CHVÁTAL et. al.‚ 2016).

(2) Bude použit dotazníkový výzkum1 u koncových zákazníků za spolupráce DCC Brno a statistické vyhodnocení dotazníku. Při spolupráci s tak významným hráček na poli IS je zajištěna vysoká validita dat. Vyhodnocení pomocí standardní srovnávací analýzy se provede výpočtem součtu hodnot z dotazníku pro test významnosti. Test významnosti rozdílu na hladině významnosti p = 0,05 porovná statistický odklon od průměru všech respondentů. Pro různé oblasti výzkumu z dotazníku (odvětví podniku, apod.) se bude testovat korelace s konkrétními uvedenými výsledky v dotazníku. Pro testování korelace se použije m. j. Kruskal Wallisuv test v programu STATISTICA. Po stanovení nulové hypotézy H0: výskyty jednotlivých variant jsou shodné, ergo H1: výskyty jednotlivých variant jsou odlišné, na základě p-hodnoty potvrdíme, nebo vyvrátíme nulovou variantu.

(3) Hlavní rozdíly ve struktuře personálních a výrobních dat za TB a nyní v IS QI se projeví pomocí extrahování relační struktury obou systémů. Bude vytvořen model úschovy know-how HR a výroby. Zkoumáním příloh 62 HR formulářů TB (SOKA‚ 1935) bude vypracována teorie hlavních rozdílů v pojetí historického a moderního zpracování informací (1930). Oblast výroby bude zaměřena na soubor doporučení pro moderní IS. Srovnávací analýza procesního řazení work - flow výroby bude předána DCC k podrobnému vyjádření a komentování. Po návrhu možného zjednodušení se konstatují rozdíly, a budou navrhnuta nová doporučení přímo pro DCC Brno. Dojde k „oprášení“ starých číselníků charakteristik osob a bude konzultována jejich vhodnost a použitelnost v moderním prostředí, případně jaká relevantní personální data lze ještě evidovat.

(4) Podrobné vymodelování firemních procesů (s interdisciplinárním záběrem) bude sloužit pro pochopení základních struktur, a bude nezbytnou součástí vhodné interpretace již zjištěných procesů TB. Nákres již existujících a návrh zcela nových podnikových TB (v souladu se sémantickými závěry výzkumu) je nedílnou součástí investigativního historického výzkumu firemních procesů TB (HEPP et. al.‚ 2005), (ŘEPA‚ 2012). Budou navrhnuty zcela nové standardy v návrzích modelování firemních procesů (např. tzv. „Morálně terminační TBod“.

1 https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSd4dkboLj1n6ko1IRbNinL5dJ-ZrJ5QNGgc0vFobn7i-llgNg/viewform

48

zdroj: autor

Obrázek 4 Návrh nového objektu standardů BPM, tzv. „terminační bod dle TB“.

Poznámka: Celkový přístup k totální absenci IT v Baťově éře je řešitelný a je možné od něj odhlédnout. Základní výzkumná otázka před samotným započetím disertace byla: „Je možno užít stejné metodiky zkoumání založené na existenci IT i ve firmě v roce 1930, kde žádná IT nebyla? ANO. Základní postulát byl potvrzen. Samotná existence IT nepřináší přidanou hodnotu (CORDELLA‚ 2006) a investice do IT nemá přínos, dokud není v korelaci s investicí do celkového výstupu / produktu. Je možno využít standardních IT technik a metodik a pomocí převodních tabulek – procesního modelování, a tyto procesy převést na algoritmizovatelné procesy reprodukované i informačními technologiemi.

(5) Je možno využít metody data miningu, tzv. dolování dat, a za pomocí statistických metod zcela vytěžit ucelený balík (korpus) dat, který je k dispozici, pojednávající o práci v koncernu TB. Jedná se o sbírku firemních novin, které jsou (z mého osobního přičinění) na adrese http://kramerius.k.utb.cz/, a slouží výhradně pro studijní účely. Tento poměrně robustní balík dat je již podroben sofistikovanému výzkumu pro vytěžení dodatečných informací a informačních struktur. Po vytvoření mapy (matic) výskytů jednotlivých termínů jsou latentní sémantickou analýzou reprezentovány výskyty těchto matic vektorem v n-dimenzionálním prostoru, kde každá dimenze odpovídá jednomu tématu. Příslušnost k tématu byla vyjádřena reálným číslem. Takto zpracované texty umožní rychle identifikovat ty dokumenty, které svým rozložením leží mimo obvyklý prostor, a zjistit proč tomu tak je. Pomocí vhodně zvolených vztahů je možné odvodit, jaké termíny jsou v balíku dat s jakými nejčastěji spojovány (CHVÁTAL ‚ 2015). Pro lepší prezentaci nových poznatků bude do budoucna ručně pročištěn značně zrnitý zdroj dat Baťových firemních novin. Dojde k další fázi výzkumu latentní sémantické analýzy (LSA) ve statistickém programu R za pomocí nástavbových modulů, např. lsa-fun, apod. Dále dojde k obohacení výsledků o procesní model dat, vypracovaný například v programu ProM.

(6) Proces implementace bude popsán tak, aby šel převést na algoritmickou verzi zápisu. Jako nástroj této konverze bude sloužit modifikovaný UML zápis. Tento proces spolu s nákresem firemních procesních standardů (BMP) bude sloužit jako základní vstup pro kompletní zmapování procesní struktury koncernu TB a jeho návrhu do IT podoby.

(7) Bude vypracována studie na téma práce s informacemi pro rozvoj firmy, výzkum-vývoj-inovace, konkurenceschopnost, využití postřehů a zahraničních zkušeností. Výsledkem

49

této studie bude soubor doporučení / metodik, jak využívat moduly personalistiky a výroby lépe (dle znalostí od TB).

3 TEORETICKÁ VÝCHODISKA

Studiem Baťova fondu a historických odkazů byla zmapována celá struktura organizace, která odhalila základní strukturu Baťova informačního systému. Vzhledem ke koncernovému pojetí a rozsahu působení bude hlavní důraz věnován informačním tokům ve výrobě a v personalistice. Mezi nejdůležitější (mimo Okresní archiv Zlín) patři: (BAŤA‚ 2002); (GARLÍK et. al.‚ 1988); (KRUTIL‚ 2014); (KŘEČEK‚ 1992); (LEŠINGROVÁ‚ 2008); (MARŠÁLEK‚ 1992); (POKLUDA‚ 2012); (ZELENÝ‚ 2005).

3.1 Možné rozdíly ve struktuře informačních procesů HR u Baťů a v IS QI

Článek s názvem „hlavní rozdíly v pojetí historického řízení lidských zdrojů za Tomáše Bati (1930) a v moderních informačních systémech“ bude publikován v prosinci na Mezinárodní Masarykově konferenci pro doktorandy a mladé vědecké pracovníky 2016.

Tabulka 1 Základní informačně procesní objekty HR u Baťů kolem roku 1930. Zdroj: autor, (TOMAŠTÍK‚ 2008)

Dát zaměstnanci příležitost

Rodinné zázemí Přátelské pracovní prostředí

Sebevědomí Uspokojení touhy po majetku

Zaměření se na pěkné věci

Pochvaly Spravedlnost vůči všem zaměstnancům

Účast na zisku

Podpora inovací Novoroční posudky Soutěže Příjemné pracovní

prostředí Pořádková opatření Dovolená

Snížení fluktuace zaměstnanců

“Bezbolestné” ukončení pracovního poměru

Odměňování a mzdy

Bezpečnost práce Ochrana zdraví

Tabulka 2 Základní informační výtěžnost, která se o zaměstnancích u Baťů pořizovala. Zdroj: (Ibid)

Kde až dosud uchazeč pracoval Zda již byl u firmy Baťa zaměstnán Pokud již byl zaměstnán u firmy Baťa,

tak proč odešel Jak se uchazeč rozešel s dosavadními

zaměstnavateli Jak dlouho byl uchazeč zaměstnán u

dosavadních zaměstnavatelů Jak často měnil pracovní místa

Jaký poměr má společnost Baťa k těmto bývalým zaměstnavatelům

Kde jsou zaměstnáni rodiče a sourozenci uchazeče o zaměstnání

Byl-li někdo z rodičů nebo sourozenců zaměstnán u společnosti Baťa

Jaké jsou majetkové poměry uchazeče

V jakých rodinných poměrech uchazeč žije

Kdo ze zaměstnanců společnosti Baťa uchazeče zná

Jaké jsou mimopracovní zájmy uchazeče

Hlavním rysem personalistiky v koncernu Baťa byl způsob přijímání nekvalifikovaných pracovníků, což bylo to dáno historickými zkušenostmi.

50

Tabulka 3 Celkové procesní pojetí HR u Baťů. Zdroj: (TOMAŠTÍK‚ 2008) Organizace Technická podpora Administrativa Aktivity osobní Přijímání zaměstnanců Sledování zákoníku Aktivity výplatní Hlášení nepřítomných Korespondence Aktivity sociální Propouštění zaměstnanců Hospodaření s penězi Aktivity bezpečnostní Hlášení úřadům Daně Tvorba předpisů Dělba práce a soutěže Inventury Evidence pracovníků Závodní výbor Evidenci a statistiky Spolupráce s úřady Sledování pracov. řádu Archivování Ražba kontrolních lístků Kontrola Odvody státu Knihování výplat Tvorba pracovního řádu Inventarizace Vedení starob. pojištění Povyšování pracovníků Sledování zdravot. stavu Vedení k vynalézavosti

Tabulka 4 Základní informačně procesní objekty HR v IS QI. Zdroj: (QI‚ 2015)

Personalistika základní Role subjektů a jejich vztahy

Kariérové dráhy Schvalování dokumentace

Vzdělávání Charakteristiky dle věku zaměstnance

Docházka Náhrady, varianty

Výběr osob a její kvalifikační předpoklady Kvalifikace a jejich plánování

Personální plánování Úkony po změně dat, uchazeči o zaměstnání, plánování kapacit, statků, profesí

Ochranné pomůcky Technická příprava

Organizační a řídící struktura Modelování org. a řídící struktury v QI

Kapacity Výpočet kapacit osob, profesí

51

Tabulka 5 Základní struktura modulů personalistiky v informačním systému QI (tučným písmem vyznačeny kořenové složky vstupní nabídky systému). Zdroj: (Ibid)

Číselníky v personalistice Stupně důležitosti osob / míst

Skupiny rolí a profesí

Číselník sociálních výhod Rodinné vztahy Typy nepřítomností Číselník ochranných

pomůcek Charakteristiky osob Charakteristiky a jejich

stupně Charakteristiky:

psychologické Sociální, odborné,

zdravotní, ostatní Osoby

Žádosti o dovolené Generování výstupů, vyhodnocení

Seznam složek docházky

Personální plánování Uchazeči (dle profesí) Plán obsazování prac. míst Plán pomůcek a

charakteristik Vzdělávání Stupně, druhy, procesy

vzdělávání Seznam vzdělávacích akcí

a účast osob na nich Kandidáti na zpřesnění

charakteristik Plán kvalifikací,

absolvované kvalifikace Náklady na vzdělávání

osob Jídelna Typové položky jídelníčku

Objednávání jídla, vyúčtování jídelny

Docházka zaměstnanců Složky docházky, typ pohybu

Snímače docházky Parametry a vyhodnocení Časové příplatky a plánovací kalendáře.

Směny, přestávky, pohotovost, seznam období

Nasnímaná data Zaměstnanci: identifikační prvky pro docházku

Počáteční stavy datových zásobníků

Aktuální stav docházky Kontrola a přehled vykázaných hodin

3.2 Možné rozdíly ve struktuře informačních procesů výroby u Baťů a v IS QI

Jednotlivé dílce obuvi (kožené, gumové, dřevěné a textilní), dovezené, nebo připravené v jiných dílnách byly označeny jednoznačným kódem. Tento kód čísel obsahoval číslo dílny, číslo plánu, součást dílny, číslo stroje, číslo a šířka boty. Základnímu vstupnímu materiálu byl tedy přidělen jednoznačný identifikátor. Tyto dílce byly dopraveny do dílen: Pracovník ukládal dílce do přihrádek a pečlivě je zapisoval. Po zápisu dílců uložil do krabice i příslušný počet opatků, stélek, svršků, podešví a dalšího materiálu. Takto vychystanou zásilku označil (číslem budovy a číslem dílu / zásilky). Dílce byly do dílen rozesílány lanovou dráhou, která spojovala budovy. Pomocníci uchopili bednu, zatlačili ji do vytahovadla a dopravili ji na střechu. Tam se bedny ujali jiní pracovníci: Zkontrolovali, zdali obsah bedny souhlasí s průvodním lístkem, bednu zapsali a opatřili jí kolečky. Takto upravená zásilka byla poslána na lanovou dráhu, kde byla nastavena cílová stanice a bedna automaticky (s přestávkami) sama doputovala do cílové stanice. Tam byla vykolejena a znovu zkontrolována. Nakonec byla bedna dopravena do cílového poschodí a dílny. Zásilku přijal mistr dílny a dal ihned kontrolovat nejen počet, ale zejména správnost velikostí a materiálu přejímaných dílců. Materiálem tedy byly dílny zásobovány průběžně dle schválených plánů výroby. Kartonáž připravila krabice a velké dřevěné dopravní bedny, které putovaly do dílen, aby byly následně v kontrolní místnosti a ve skladišti expedovány. Z těchto údajů je možno sestavit obrázek o informační výtěžnosti dílny (CHVÁTAL et. al.‚ 2016).

52

Proudová výroba obuvi (zavedená v roce 1927) se realizovala v několika etapách - výroba polotovarů, manipulace vrchů, manipulace spodků, šicí dílna a montážní pás. Plán výroby byl sestavován ve spolupráci všech výrobních oddělení vždy 2 týdny před započetím výroby. Návrh stvrzovali vedoucí nákupu, výroby a prodeje k zajištění potřebných sestav strojů, zařízení a zapracovaných dělníků. Mimo to tím dokládali, že je na skladě materiál, suroviny a že pro plán výroby budou zajištěn odbyt. Hlavní zásobovatel předložil plán výroby ke schválení vrcholovému vedení. Podepsáním se plán stal závazným a předal se rozepisovacímu oddělení, které vypracovalo pro každé oddělení a každý den výrobní příkazy.

Zdroj: (PAGÁČ‚ 1926) Obrázek 5 Základní Procesy výroby Baťa.

Technologický postup (25 úkonů šití a 65 úkonů opracování) zahrnuje spodkové práce, cvikání, šití a dokončení. Výroba byla realizována ve výrobních blocích (SOKA‚ 1930).

53

Tabulka 6 Základní formuláře / blankety pro výrobu koncernu TB. Zdroj: (ibid)

Saldo dílny Výkaz zpoždění

Záznam vad Celkový přehled exekutivy

Exekutiva vadné obuvi Průvodní list na reky

Odvádění písemností na celý plán Lepenkový blok na průvodní listy

Objednávka pro strojírnu Zelená poukázka na materiál

Týdenní spotřeba mimořádného materiálu Týdenní účet zisků a ztrát

Souhrn dokladů Přehled mimořádné režijní mzdy

Převod mzdy výpomocí Bon výpomoci

Poukázka k pokladně Kreditka na chybějící páry obuvi

Modul informačního systému QI “výroba” zahrnuje technické plánování výroby, operativní řízení a vyhodnocování výroby. Základem je technický popis výrobku – kusovník, ten umožňuje vytvořit hierarchický popis výrobku. Dalším elementárním prvkem výroby je technologický postup. Tyto postupy jsou zpravidla navázány na uzly strukturního kusovníku výrobku. K jejich tvorbě lze využívat číselníku typových operací. Systém se vyznačuje důsledným oddělením technické a výrobní dokumentace.

Ke každé zakázce vzniká konkrétní sada dokumentace, v níž mohou být promítnuty povolené náhrady a záměny (varianty). Veškeré změny prováděné v dokumentaci výrobku lze podchytit v rámci změnového řízení do knihy změn. Popisy změn v knize změn mohou být navázány na kusovníky a technologické postupy. Platnost změny závisí na stavu procesu schvalování změny. Změny jsou navázány na verze jednotlivých produktů. Pro potřeby nabídkových řízení je možné využít nástrojů pro simulaci zařazení zakázky do výroby, pro vygenerování veškerých předpokládaných nákladů na materiál, mzdy kooperace, výpočty termínů dodání apod.

Plánování výroby umožňuje sestavit plán výroby na základě potřeby materiálu i kapacity jednotlivých pracovišť při zohlednění priority zakázek a výrobní dávky. Plánování výroby se počítá metodou kritické cesty s ohledem na pořadí jednotlivých operací, možných souběhů operací na více pracovištích, výrobní dávky, priority zakázek atd. Do plánu lze zahrnout i rozpis kooperací na jednotlivé kooperační partnery včetně cen a termínů dodání. Dílenské plánování a dílenské řízení výroby umožňuje úkolování až na jednotlivé pracovníky a sledování plnění zadaných úkolů na základě výkazů práce. Dále umožňuje efektivně řídit materiálové toky probíhající mezi výrobou a sklady či sledovat fronty operací na jednotlivá pracoviště.

K dispozici je i celá řada funkcí pro specifické výrobní obory. Jednou z nich jsou sortimentní tabulky. Uplatňují se zejména v těch typech výrob, kde je třeba pracovat např. s tzv. velikostními sortimenty, barvami či dezény výrobků. Komplex funkcí pro podporu výroby je doplněn i katalogy komunálního a speciálního nářadí. Veškeré vstupy dat podporují systémy jakosti dle norem ISO 9000 a 14000 nebo VDA 6.

Vyhodnocování výroby disponuje funkcemi pro ekonomické vyhodnocování jednotlivých výrobků a zakázek. Provádí porovnání kalkulovaných a skutečných nákladů na výrobu. Ceny materiálu, polotovarů a výrobků lze kalkulovat na základě neomezeného množství kalkulačních vzorců např. materiál, mzda, kooperace, polotovar, čas přípravy celkem, čas kusový celkem, výrobní režie, správní režie, režie na pracoviště atd. Vlastní řízení výroby lze provádět v souladu s nejčastěji používanými metodami (MRP II, JIT, KANBAN,…)

54

Tabulka 7 Základní formuláře pro výrobu v IS QI. Zdroj: (QI‚ 2015)

Technické popisy výrobků, kusovníky Verze výrobku, fiktivní výrobek (fantom)

Technologické postupy Náhrady, varianty, technická příprava

Změny výrobní a technické dokumentace Schvalování dokumentace

Dělení materiálu, archiv výkresů Složení výrobku

Návodky, předkalkulace Oceňování příjmu z výroby

Materiálové, kapacitní, dílenské plánování Plánování kapacit, dlouhodobé plánování

Vyhodnocování výroby Výkaz práce, sledování šarží (ISO norma), rozlišovací atributy

Kalkulace materiálu, výrobku Kalkulační vzorce pro kusovník

Řízení výroby, kooperace Kooperace ve výrobě

Vykazování operací Denní plán výroby, pracovní výkazy a neshody, zařazování do výroby

Obsluha pracoviště Více strojová obsluha

Nářadí, měřidla Nářadí v QI

Kalibrace nářadí, měřidel Měřidla v QI

Plán nákupu, výroby, prodeje Úpravy kapacit strojů, nevyhnutelné ztráty, zboží k objednání

4 PRAKTICKÁ ČÁST

4.1 Hlavní rozdíly ve struktuře informačních procesů HR u Baťů a v IS QI

Srovnáním formulářů a funkcí moderního databázového IS a Baťových formulářů docházím k závěru, že neexistují žádné důležité HR formuláře, které by v IS QI chyběli (z pozice aplikace řízení Baťa). Co v současné době v QI chybí je formulář „souhrny přijatých, propuštěných a přestoupivších zaměstnanců“. Z hlediska databázového umístění se jedná pouze o SQL pohled na data, která už v QI existují. Druhým, již ryze akademickým námětem pro QI je odkaz na formulář „informace o zaměstnanci“, a to konkrétně data z vlastní podnikové informační kanceláře. Vedle již publikovaného návrhu, zařadit do IS morální kredit zaměstnance ve formě peněžního vyjádření, které by zaměstnanec musel prokazatelně vložit do zlepšení své morálky (CHVÁTAL‚ 2014), je existence interní / firemní informační kanceláře druhým velmi přínosným námětem. Každá velká organizace by měla mít svou informační kancelář, která by zjišťovala pravost všech informací, poskytnutých zaměstnancem. Zároveň by zjišťovala informace o poklescích osob a plánovala veškerý duševní rozvoj všech zaměstnanců organizace. Možno tedy konstatovat, že mezi nejdůležitější rozdíl v pojetí historického řízení lidských zdrojů za Tomáše bati (1930) a v moderních informačních systémech, je mnohem větší míra direktivnosti zaměstnavatele, který vystupuje v roli vychovatele a morálního „otce“ všech pracovníků a zúčastněných osob.

4.2 Hlavní rozdíly ve struktuře informačních procesů výroby u Baťů a v IS QI

Hlavní teoretická východiska rozdílů v pojetí informačního toku výroby u Baťů a QI je dána historickým konceptem výroby Bati. Výroba byla extenzivní a sledovala jiné ukazatele, než sleduje QI. Zásadní ukazatel byl vždy plán výroby / odvedená výroba. Systém (informačních toků) výroby vycházel z principů taylorismu a fordismu (PARTYK‚ 1967). Ve fordismu

55

(AMIN‚ 2011) výroba není izolována od společnosti, ba právě je naopak recipročně podmiňována konkrétním politickým systémem, ideologií, morálkou a chováním (GRAMSCI‚ 1988). a intenzitou kapitálové akumulace (LIPIETZ‚ 1982). Důležité ovšem bylo to, že s masovou výrobou je nutně spjat i rozvoj masové spotřeby, který je nutný k zajištění růstu poptávky v takové míře, aby následoval růst výroby. Baťův systém sázel na expanzi, export a v pozdějším období na diverzifikaci. Ve zlínském prostředí byl tedy postupně zaveden „modifikovaný“ fordismus založený na baťově systému řízení. Bylo by velmi naivní předpokládat, že firma Tomáše Bati nějakým zásadním způsobem vybočovala z kontextu tehdejší doby, nikoliv. Byla primárně orientována pouze a jedině na produkt. Informační systém QI sleduje standardní ERP strategii výroby i její ukazatele (JAGAN‚ 2007).

4.3 Proces návrhu implementace QI do koncernu Baťa roku 1930

Standardní plán implementace zahrnuje následující kroky (QI‚ 2015):

1) Vypracování studie proveditelnosti, která zahrnuje: a) Cíle a rozsah studie. b) Účel implementace QI. c) Charakteristika podniku. d) Přehled požadavků. e) Analýza a návrh budoucího provozního prostředí. f) Způsob nasazení IS QI. g) Složení týmu. h) Rozsah finančních nákladů a časová náročnost. i) Rozbor rizik, přínosů a dopadů na podnik. j) Závěr s určením dalšího postupu.

2) Rozpracování analýzy a návrhu řešení: a) Popis odchylek od procesů, podporovaných v QI. b) Přehled odchylek požadované funkčnosti od IS IQ. c) Seznam přijatých změn vůči standardní implementaci. d) Zajištění požadovaných standardů a zakázkové úpravy. e) Dokladové řady, převody a off-line přenosy dat; přístupová práva. f) Akceptační kritéria. g) Etapy implementace a jejich časový harmonogram. h) Rozsah školení.

3) Samotná instalace IS a) Instalace a testování konfigurace HW. b) Instalace a konfigurace QI. c) Zátěžové testy. d) Převody dat a naplnění číselníků. e) Nastavení přístupových práv. f) Konfigurace off-line přenosů. g) Modifikace systému

Před ostrým provozem se uskuteční školení uživatelů na základě vypracovaných metodických postupů provozu IS. Pro virtuální nasazení IS v organizaci TB byly vybrány následující moduly IS QI zahrnutých pro konečnou implementaci:

56

Prodej a nákup Vydané objednávky Přijaté objednávky Rezervace a blokace zboží Výkup, vážení, rozbory Rozlišovací atributy Cenové kalkulace zboží Přijaté objednávky přes internet prohlížeč

Platební morálka, kredity odběratelů

Interní objednávky (přijaté i vydané)

Prodejní smlouvy Nákupní smlouvy Intrastat Rozvozové trasy

Marketing Nabídky vydané Ceníky Slevy a přirážky Segmentace trhu Řízení obchodního

případu Work Flow

Direct mail Marketingové akce Dodavatelské katalogy zboží

Výročí zákazníků Poptávky Nabídky Požadavky obchodních partnerů

Controlling (finanční plánování a řízení)

Manažerské přehledy (QI Manažer)

Vizualizace procesů

Výroba / sklady Základní sklady Zápůjčky Reklamace a záruky Inventury Obalové hospodářství Tisk štítků s čárovým

kódem Celní sklady Konsignační sklady Skladové pozice Servis – opravy, projekty

Výkazy činností, kapacity Pravidelná údržba

Kontejnerová přeprava Plánování kapacit Záznamy o provozu vozidel Technologické postupy Změny výrobní

dokument. Podpora dělení materiálu

Předkalkulace Plánování výroby Vyhodnocování výroby Plynulost výroby Kalkulace Dílenské řízení Optimalizace výroby Řízení výroby Nezávislé vykazování

operací Údržba a likvidace nářadí

Kalibrace nářadí a měřidel

Personalistika Karierové dráhy Výchova a vzdělávání Hodnocení zaměstnanců Docházka - zjednodušená

Výběrová řízení Personální plánování

Tvorba mzdových složek z výkazů činností

Plnění kvalifikačních předpokladů

Vícekriteriální analýza pracovníků a pracovních míst

Ochranné pomůcky Mzdy Vnitropodniková banka Mzdové výkazy / statistiky

Statistické výkazy - mzdy

Zúčtování zdravot. pojištění

Tvorba sociálního fondu Pracovní porady a úkoly Mimořádné odměny

4.4 Měření výkonu a volba strategie

Maršálek (1992) v tezích připravovaných pro svou publikaci uvádí návrh marketingového modelu / pyramidy „modifikovaného Baťovského systému“ pro výběr strategie podnikání. Na

57

vrcholu pyramidy je sofistikované, drahé zboží s kusovou výrobou, spodní část tvoří masová intenzivní výroba s nízkou cenou. Tato lapidární strategie má ovšem několik paralel pro moderní měření výkonu podniku a volby výrobní strategie. Uvedeno na následujícím obrázku:

Zdroj: Autor, (MARŠÁLEK‚ 1992), (BOLSETH‚ 2011) Obrázek 6 Analogie výběru strategie a měřících metrik u Baťů a dnes.

Klíčové faktory jsou kritické pro úspěšné udržení výroby, indikátory a metriky jsou podpůrné sledovací ukazatele výroby. Volba strategie Baťa byla ve výše uvedené pyramidě pod číslem II. Tato strategie v sobě zahrnovala extenzivní výrobu, zároveň však masivní investice do výzkumu a vývoje za účelem podpory koncernového způsobu vývoje, který v sobě zahrnoval stopy komunitního zásobování a podpory. U Baťů (zejména ve výrobě) neexistoval outsourcing. Pokud bylo něco odebíráno externě, hledal Baťa způsoby, jak to zahrnout do koncernu, nešlo-li to, hledal způsoby, jak se toho zbavit. Praktický obraz o koncernovém způsobu výroby je možné získat náhledem do přílohy tohoto článku. U Baťů neexistovalo mnoho ukazatelů výkonu výroby. Základem všeho byla kalkulace (plán), vstupní cena nejmenší nedělitelné části výroby, výstupní cena této části a možnost jejího snížení. Vstupy režie a jejich snížení. Plnění plánů výroby a zejména prodeje byl vždy klíčový ukazatel. Měřící indikátory se až na drobné výjimky vztahovaly vždy na HR a zaměstnance. Měřících metrik také nebylo oficiálně mnoho. Každý vedoucí měl svůj interní systém metrik, který většinou nezveřejňoval, nedošel-li k přesvědčení, že tato metrika je ku prospěchu celého závodu a nedemonstroval ji na sobotní konferenci. Jednou historicky zdokumentovanou metrikou byl počet technických výkresů (od které bylo záhy upuštěno).

4.4 Dílčí výsledky vytěžení dat z elektronického fondu Baťa

Studiem Baťova archivního fondu HR dokumentů byla zdokumentována praxe řízení lidských zdrojů za TB a nyní. Byl proveden podrobný statistický rozbor literárního odkazu TB (CHVÁTAL ‚ 2015). Výsledkem byla popularizace této techniky data-miningu s dílčími výsledky. Dle výsledků analýzy historických textů (Ibid) byly provedeny standardní techniky (lemmatizace, odstranění volného místa apod.) a provedeny výpočtové matice výskytu v celém korpusu textů Tomáše Bati (jeho nejznámějších knih a všech jeho 15.000 podnikových novin). V první části výzkumu byly vypsány nejčastější slova a slovní spojení. Pro účely výzkumu bylo pečlivě vybráno 19 slov nejadekvátnější k problematice IS. Těchto 19 slov bylo zakresleno do latentně - sémantického vektorového prostoru jednotlivě a i při vykreslení všech vazeb. Vykreslením slov a téměř 30.000 vazeb byly konstatovány 3 významové klastry slov. Analýzou korelace i optickou disperzí byla potvrzena filozofie TB a byly vybrány dvě slova, která měla nejnižší míru korelace dle LSA, avšak vysokou míru korelace dle sémiotiky filozofie TB. Tato dvě slova byla „systém“ a „škola“. Ostatní disperze termínů byla v optické korelaci. Ve druhé

I.

Kusová výroba

Extenzivní (masová) výroba

Kapacita produkce u shodného produktu

II. strategie

III. strategie

Klíčové měřící indikátory

Měřící indikátory

Měřící metriky

max 5 - 7

Stovky

Tisíce

58

části výzkumu byly do vektorového prostoru zaneseny koordináty všech 15 tisíc firemních novin rozdělené do šesti celků dle intervalu stáří listiny od 1918 – 1945 spolu s počtem dokumentů v každém celku. Každá historická etapa byla zakreslena jinou barvou a bylo konstatováno, že jistá část novin z roku 1938 – 1945 vykazuje extrémní odchylky. Nepodařilo se nalézt důvod této odchylky, která mohla být způsobena velkým šumem a nečistotami v textu, které byly získány pomocí OCR technik. V závěru byla konstatována ohromná výpočetní a paměťová náročnost matic s velikostí řádově několika GB dat a bylo doporučeno ruční vyčištění celého korpusu s cílem získat přesnější výsledky. Ony extrémní odchylky byly označeny jako námět pro další výzkum. Výsledkem těchto metod je nález možných neočekávaných spojení témat / termínu z éry TB pro budoucí zájemce.

4.5 Ostatní dílčí výsledky výzkumu

(a) Interním zkoumáním bylo prokázáno, že se jednalo o učící se organizaci / znalostní organizaci, avšak nebylo prokázáno, že by se jednalo o modelového předchůdce typické moderní učící se organizace (CHVÁTAL‚ 2014). Neexistují prokazatelné znaky, že by koncern TB byl přímým předchůdcem moderních organizačních vědních disciplín.

(b) Byla zkoumána možnost napojení morálky jako obecné hodnoty do IS. Zavedením principů morální přidané hodnoty fondu jednotlivce by bylo možno paušálně sledovat a kvantifikovat morální vklad každého zaměstnance, a s touto hodnotu pracovat přímo v IS (CHVÁTAL‚ 2014). Výzkum na toto téma bude probíhat paralelně s cíli disertace v rovině čistě abstraktní, s případným praktickým návrhem v konkrétním IS.

(c) Baťův systém řízení je velmi často uváděn v souvislostech se sociálními otázkami. Byl proveden výzkum (CHVÁTAL‚ 2015) systému s přihlédnutím k standardům moderního znalostního managementu a obecné filozofie bylo konstatováno, že organizace byla autopoietická - samoudržitelná, což je v korelaci s již uvedeným. Dále bylo potvrzeno, že všechny elementy vnitřního uspořádání systému přispívaly k posílení soudržnosti a k tvorbě synergického efektu v organizaci. Nebyl dostatečně potvrzen ani jeden rozkladný element, který by oslaboval udržitelnost systému. Toto tvrzení se může opírat o nedostatek informací, výzkum možných rozkladných efektů v principech TB je spíše historické povahy.

(d) Dobu stabilního fungování koncernu TB jsem označil pojmem „historicko - sociální experiment nebývalého rozsahu“. Pokud by systém řízení organizace podle Tomáše Bati i nadále přetrval, lze se dnes domnívat, jak by vypadal? Dozajista by prošel nezbytnou transformací, “nasál” by do sebe moderní globalizační aspekty doby a pravděpodobně by už nebyl tak specifický a výjimečný (CHVÁTAL et. al.‚ 2014).

5 DISKUZE

Informační systém je v době vysoké integrace IT spojen pouze s výpočetní technikou a počítačovým systémem. Tento přístup k informačním tokům koncernu TB dokazuje a přináší vědecký náhled na systém jako na sled činností, informací, které nejsou a nikdy nebyly přímo navázány na IT. Zásadní problém celkové akceptace a určitý „odpor“ k IS nastínil mimo mnoha jiných Václav Řepa (2012). Technologie samotná nikdy nemůže být dostatečným podnětem k procesní změně v organizaci, a už vůbec ne na přechod do procesního řízení organizace. Pokud je stále opomíjena datová integrace, pak i provedená implementace IS nezřídka kdy fakticky kopíruje tradiční způsob řízení organizace. Veškerý efekt této nové technologie zůstane nevyužit, většinou však působí kontraproduktivně. IS je příliš složitý, a nesrozumitelný, logickým důsledkem je potom nevyužívání a cílené obcházení tohoto systému v běžné praxi, čímž složitost a těžkopádnost systému jako celku geometricky roste spolu s věcnými nekonzistencemi (Ibid).

59

V textu je mnohde použita velká míra abstrakce, avšak vždy s validními vstupy. Výzkum takto specificky orientovaný se nemůže opírat o zavedené postupy, ale musí mu být vytvořeny neotřelé postupy nové, které budou sloužit ke skloubení dodnes nesmiřitelných přístupů: Dávné ekonomické historie a moderní databázově orientované informační řízení za podpory informačních technologií.

6 ZÁVĚR

6.1 Zhodnocení dosažení stanovených cílů

Viz výchozí kapitola č. 2 – návrh výzkumu. Bod (1) ucelení teoretického rámce výzkumu, dostatečná literární rešerše, zdokonalení publikačních aktivit a celkové pojetí hlavního tématu bylo beze zbytku naplněno, výsledky jsou shrnuty ve vědecké monografii. Bod (1) byl také jakýmsi jednak povinným studijním prvkem, tak i odrazovým můstek pro další vědecká působení doktoranda.

Bod (2) – validní dotazníkový výstup. Za mohutné podpory školitele došlo ke kontaktování firmy DCC Brno, která je natolik silným hráčem na poli IS, že smysluplné statistické řešení napomůže nejen ke splnění tohoto cíle, ale výsledná data budou využita i pro vlastní pedagogickou práci školitele. Statistický výzkum je smluvně vázán, po obdržení finálních výsledků budou tyto zpracovány standardními statistickými metodami, jak je uvedeno v návrhu. Jedná se pouze o dílčí nepříliš náročný cíl, avšak velice důležitý pro prezentaci spolupráce s praxí.

Bod (3) – hlavní rozdíly HR a výroby u Baťů a dnes byly extrahovány a podrobně zkoumány. Na toto téma byl vypracován vědecký článek, který dle dohody byl zaslán DCC Brno ke zkoumání a to z toho důvodu, že článek obsahuje základní informace o IS QI. Splnění tohoto cíle je v současné době ohodnoceno jako splněno z 50%. Teoretický podklad zasluhuje rozšíření pomocí modelování podnikových procesů. Dále je nutné projednat s DCC praktické výsledky článku, které jsou aplikovatelné do IS QI. V závěru je nutno alespoň nastínit možnost navrhnout modul HR v IS QI, který bude vycházet z filozofie a struktur zde uvedených.

Bod (4) - podrobné vymodelování firemních procesů TB je stále ve stádiu návrhu. Po zdokonalení v principech a standardech modelování firemních procesů může tato vědecká oblast obohatit teorii o použitelné, snadno algoritmizovatelné návrhy.

Bod (5) - metody data miningu. Výsledky výzkumu publikovány, viz publikační činnost, zkrácené výsledky výzkumu uvedeny v kap. 4.4 Jedná se stále o podpůrný, vedlejší cíl, který poskytuje „skryté“ a těžko odhalitelné vazby z historických celků. V současné době je brán jako estetické zkrášlení celkového dojmu ze zadání všech vědeckých výzkumů.

Bod (6) a (7) – algoritmizace procesu implementace dle standardů UML a zejména (7) - studie práce s informacemi pro rozvoj firmy jsou dalším krokem, který následuje po tzv. odrazovém můstku teoretického rámce. Veškeré získané zkušenosti budou „přetaveny“ do odborné studie, která bude pojednávat o práci s informacemi pro rozvoj organizace, výzkum-vývoj-inovace, konkurenceschopnost, využití postřehů a zahraničních zkušeností. Tato studie bude epickým završením tohoto vědeckého zkoumání.

6.2 Konfrontace očekávaných výsledků s dosaženými

Největší problém autor shledává v přílišné „vágnosti“ dosažených výsledků. Výsledky jsou validní, reliabilní, zřejmé, jasné a solidní – nicméně na začátku výzkumu se očekávalo, že výsledky budou natolik prokazatelné, specifické a objevné, až došlo ke zbytečnému bobtnání tématu a rozsahu zkoumání. Velice trefnými a přesnými zásahy školitele bylo téma opět

60

„narovnáno“ a výsledky byly navzájem spojeny a publikovány. Tímto bych chtěl ještě jednou poděkovat školiteli.

6.3 Využitelnost předložených výstupů

V obecné teorii informačních systémů vznikne nová větev – IS TB. Hlavním přínosem pro praxi bude obohacení analytických a manažerských nástrojů v rámci informačních systémů a technologií (ERP, BI) o návrhy, metodiku a doporučení zjištěné teoretickým výzkumem. Fiktivní implementací bude zajištěno, že se na nic nezapomene. Empirický výzkum bude sloužit jako informační podpora pro návrh procesního modelování nové verze IS nazvaná QI verze 2. BMP struktury budou přínosem jak pro obecnou teorii, tak i pro praxi právě pro společnost DCC pro jejich vyvíjenou novou platformu IS QI, tzv. QI 2, které během dvou až tří let bude kompletně postaveno na soustavě popsaných procesů a znalostí. To je budoucí fáze, kam směřuje DCC i finální podoba výzkumu (v odborné studii). Procesně řízená organizace je novým trendem směřování IS. Přínosem pro tuto oblast bude právě návrh nových prvků standardů.

6.4 Možnosti dalšího výzkumu

Tvorba plánu zavedení modulu personalistiky v IS QI dle struktur prostředí koncernu TB. IS QI má v sobě zabudován návrhový nástroj, který umožňuje simulaci libovolných struktur. Návrh takových struktur by sloužil jako zachycení prostředí TB (HR) do databázového IS, zrovna tak by sloužil pro interní potřeby přímo DCC Brno.

LITERATURA [1] AMIN‚ A.‚ 2011. Post-Fordism: A Reader. John Wiley & Sons, 448 s.. [2] BAŤA‚ T.‚ 2002. Úvahy a projevy. Zlín: UTB ve Zlíně. ISBN 80-7318-103-7. [3] BOLSETH‚ S.‚ 2011. The Extended Enterprise Operations : Towards information visibility

and visualization in. Trondheim. Thesis for the degree of philosophiae doctor. Norwegian University of Science and Technology, Department of Production and Quality Engineering. ISBN 978-82-471-2824-4 (electronic ver.).

[4] GARLÍK‚ V. a F. GARLÍKOVÁ‚ 1988. Baťovy závody. Speciální vydání TEDxPrague. [5] GRAMSCI‚ A.‚ 1988. An Antonio Gramsci Reader: Selected Writings 1916-1935. New York:

Schocken Books. [6] HEPP‚ M. et al.‚ 2005. Semantic business process management: a vision towards using

semantic Web services for business …. Beijing: EEE International Conference on e-Business Engineering (ICEBE'05), s. 535-40. doi: 10.1109/ICEBE.2005.110. Dostupné také z: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=1552942&isnumber=33062

[7] CHVÁTAL‚ J.‚ 2014. Integration of processes and the moral principles in the Bata factory into a Unified Integration …. Zlín: 10th International Bata Conference for Ph.D. Students and Young Researchers 2014 (DOKBAT). ISBN 978-80-7454-339-5.

[8] CHVÁTAL‚ J.‚ 2014. Soustava řízení Tomáše Bati v kontextu s teoriemi učících se organizací. Hradec Králové: MAGNANIMITAS: Sborník příspěvků Mezinárodní Masarykovy konference pro doktorandy a mladé vědecké pracovníky 2014, 2014c, s. 5. vyd.. ISBN 978-80-87952-07-8, ETTN 042-14-14030-12-4. Dostupné také z: http://www.mmk.econference.cz/

[9] CHVÁTAL‚ J.‚ 2015. Autopoietic elements in the Tomas Bata shoe company. Hradec Králové: QUAERE, Interdisciplinary Scientific Conference for PhD students and assistants, s. 65-73. ISBN 978-80-87952-10-8, ETTN 085-15-15034-05-1. Dostupné také z: http://uprps.pedf.cuni.cz/UPRPS-216-version1-pivarc_2015.pdf

[10] CHVÁTAL‚ J.‚ 2015. Latentní sémantická analýza korpusů Tomáše Bati a její význam k informačním a systémovým tokům …. Praha: Fakulta podnikohospodářská, Vysoká škola ekonomická v Praze, č MK ČR E 17942. ISSN 1802-8934 (Online). Dostupné také z: http://www.vse.cz/eam/254

61

[11] CHVÁTAL‚ J. a L. BUŘITA‚ 2014. The Legacy of Tomas Bata to the Information Processing for the Development of Enterprise. Vol 5, No 2 (2014). Praha: Journal of Systems Integration , s. 53-64. ISSN 1804-2724. Dostupné také z: http://www.si-journal.org/index.php/JSI/issue/view/20

[12] CHVÁTAL‚ J. a L. BUŘITA‚ 2016. Historical reference of Tomas Bata for information management. LAP LAMBERT Academic Publishing, 112 s.. ISBN13: 978-3-659-86356-1, ISBN10: 3659863564. Dostupné také z: https://www.lap-publishing.com/

[13] JAGAN‚ V. N.‚ 2007. ERP in Practice: ERP Strategies for Steering Organizational Competence and Competitive Advantage. Tata McGraw-Hill Education, 436 s..

[14] KRUTIL‚ I.‚ 2014. Nevšední osudy Baťova exportéra. Atelier IM Luhačovice, 200 s.. ISBN: 978-80-85948-83-7.

[15] KŘEČEK‚ S.‚ 1992. Pracoval jsem u Baťů. Praha: Dům Techniky Praha. 80-02-00938-X. [16] LEŠINGROVÁ‚ R.‚ 2008. Baťova soustava řízení. Zlín: Books print s.r.o. ISBN 978-80-

903808-9-9. [17] LIPIETZ‚ A.‚ 1982. Imperialism or the beast of the apocalypse. Capital and Class: No. 22:

81-109. [18] MARŠÁLEK‚ A.‚ 1992. Podnikání všech a pro všechny : modifikovaný baťovský systém.

Praha: Institut moderního průmyslu. ISBN 80-85021-50-1. [19] PAGÁČ‚ J.‚ 1926. Tomáš Baťa a 30 let jeho podnikatelské práce. Praha: Sfinx, Tisk Graf and

Sticker, Praha - Žižkov. [20] PARTYK‚ B.‚ 1967. Charakteristika informačních systémů bývalého koncernu Baťa a. s.

Bratislava: Vysoká škola ekonomická Bratislava. [21] POKLUDA‚ Z.‚ 2012. Baťovi muži. Zlín: Kovárna Viva a.s. ISBN: 978-80-260-3389-9. [22] QI‚ 2015 [Home page of QI information system] [online]. Dostupné také z: http://www.qi.cz [23] ŘEPA‚ V.‚ 2012. Procesně řízená organizace. Grada Publishing, a.s. ISBN: 978-80-247-

4128-4. [24] SOKA‚ Z.‚ 1930. Moravský zemský archiv v Brně, Státní okresní archiv Zlín, fond Baťa, a.s.

Zlín. sign. I/4 kart. 72, inv. č. 79. [25] SOKA‚ Z.‚ 1935. "Instrukce pro osobní referenty", Moravský zemský archiv v Brně, Státní

okresní archiv Zlín, fond …. sign. X kart. 001520, inv. č. 29. [26] TOMAŠTÍK‚ M.‚ 2008. Personální management firmy Baťa, a.s. Zlín do roku 1939.

Disertační práce. UTB. [27] ZELENÝ‚ M.‚ 2005. Cesty k úspěchu : trvalé hodnoty soustavy Baťa. Praha: Nakladatelství

Čintámani. ISBN 80-239-4969-1.

PUBLIKAČNÍ ČINNOST

[1] CHVÁTAL‚ J.‚ 2014. Integration of processes and the moral principles in the Bata factory into a Unified Integration …. Zlín: 10th International Bata Conference for Ph.D. Students and Young Researchers 2014 (DOKBAT). ISBN 978‐80‐7454‐339‐5  (OST) 

[2] CHVÁTAL‚ J.‚ 2014. Soustava řízení Tomáše Bati v kontextu s teoriemi učících se organizací. Hradec Králové: MAGNANIMITAS: Sborník příspěvků Mezinárodní Masarykovy konference pro doktorandy a mladé vědecké pracovníky 2014, s. 5. vyd.. ISBN 978‐80‐87952‐07‐8, ETTN 042‐14‐14030‐12‐4. Dostupné také z: http://www.mmk.econference.cz/  (JSC) 

[3] CHVÁTAL‚ J.‚ 2015. Autopoietic elements in the Tomas Bata shoe company. Hradec Králové: QUAERE, Interdisciplinary Scientific Conference for PhD students and assistants, s. 65‐73. ISBN 978‐80‐87952‐10‐8, ETTN 085‐15‐15034‐05‐1. Dostupné také z: http://uprps.pedf.cuni.cz/UPRPS‐216‐version1‐pivarc_2015.pdf  (JSC) 

[4] CHVÁTAL‚ J.‚ 2015. Latentní sémantická analýza korpusů Tomáše Bati a její význam k informačním a systémovým tokům …. Praha: Fakulta podnikohospodářská, Vysoká škola ekonomická v Praze, č MK ČR E 17942. ISSN 1802‐8934 (Online). Dostupné také z: http://www.vse.cz/eam/254  (Rec. neimp. period. CŘ) 

62

[5] CHVÁTAL‚ J. a L. BUŘITA‚ 2014. The Legacy of Tomas Bata to the Information Processing for the Development of Enterprise. Vol 5, No 2 (2014). Praha: Journal of Systems Integration , s. 53‐64. ISSN 1804‐2724. Dostupné také z: http://www.si‐journal.org/index.php/JSI/issue/view/20  (OST) 50%50% 

[6] CHVÁTAL‚ J. a L. BUŘITA‚ 2015. Working with  Information at the Period of Tomas Bata and Now [Volume 3, 2015]. International journal of economics and statistics, s. 155‐60. ISSN: 2309‐0685. Dostupné také z: http://www.naun.org/cms.action?id=10199  (JSC) 30%70% 

[7] CHVÁTAL‚  J.  a  L.  BUŘITA‚  2016.  Historical  reference  of  Tomas  Bata  for  information management. LAP LAMBERT Academic Publishing, 112 s.. ISBN13: 978‐3‐659‐86356‐1, ISBN10: 3659863564. Dostupné také z: https://www.lap‐publishing.com/  (B) 50%50% 

Výzkumný záměr, projekt:

[8] Interní grantová agentura při UTB ve Zlíně. Projekt IGA/FaME/2015/020 – „Informační systém Tomáše Bati a jeho uplatnění v informačním managementu organizací. (1.1.2015 – 31.12.2016)“

63

PŘÍLOHY

64

VIRTUÁLNE LABORATÓRIÁ VO VYUČOVANÍ STEM PREDMETOV

Robert Janiga, PaedDr., Katedra informatiky, Pedagogická fakulta, Katolícka univerzita v Ružomberku, robert.janiga@ku.sk

školitel: doc. PaedDr. Ján Gunčaga, PhD. Katedra matematiky, Pedagogická fakulta, Katolícka univerzita v Ružomberku, jan.guncaga@ku.sk

Abstrakt Významný rozvoj informačných a komunikačných technológií a najmä internetu prináša nové možnosti v oblasti STEM vzdelávania na všetkých úrovniach vzdelávacieho procesu. Informačné technológie priniesli nové inovácie vo virtuálnych vzdelávacích prostrediach. Počítačové simulácie v STEM vzdelávaní často využívajú aplikácie virtuálnej reality. Virtuálna realita sa vyznačuje unikátnymi druhmi interakcie, ktorá reaguje na správanie a akcie užívateľov. Má sa za to, že nový model počítačového učenia poskytuje individuálne študentovi širší rozsah vedeckého videnia. Pri výučbe informatiky je dôležité reprezentovať a vizualizovať niektoré pojmy, vzťahy a postupy, resp algoritmy. Vizualizácia je obvykle realizovaná prostredníctvom rôznych modelov. Tento model môže mať formu skutočného zariadenia, ale môže byť tiež skonštruovaný vo vhodnom virtuálnom softvérovom prostredí. Virtuálne modelovanie má osobitný význam v jednotlivých etapách kognitívnych procesov v STEM vzdelávaní.

Kľúčové slová virtuálne laboratóriá, motivácia vo vzdelávaní STEM, simulácie, e-learning, ICILS. 1. Úvod

Veľký rozvoj informačných a komunikačných technológií prináša do vzdelávacieho procesu možnosť využitia virtuálnych laboratórií a to najmä v učení STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) predmetov. Pre ich efektívne využitie zo strany žiakov a študentov, potrebujú mať určitú úroveň počítačovej a informačnej gramotnosti (počítačovej a informačnej gramotnosti - CIL). Týmto problémom sa už zaoberali v mnohých krajinách po celom svete na rôznych kontinentoch v rámci medzinárodného porovnávacieho výskumu ICILS - International Computer and Information Literacy Study. Táto štúdia porovnáva úroveň počítačovej a informačnej gramotnosti študentov z rôznych krajín. Podľa [9] počítačová a informačná gramotnosť (CIL) je schopnosť používať počítač na skúmanie, vytváranie a komunikáciu s cieľom účinne pracovať doma, v škole, v práci a v spoločnosti. CIL kombinuje technickú spôsobilosť a intelektuálne schopnosti. CIL konštrukcia sa skladá z dvoch zložiek - zber a práca s informáciami a vytváranie a výmena informácií. Každá z nich má niektoré aspekty alebo elementy: 1. Zbieranie a práca s informáciami: • Schopnosť používať počítač a všeobecné znalosti o ňom, • zbieranie a vyhodnocovanie informácií, • práca s informáciami. 2. Vytváranie a výmena informácií: • transformácia informácií • vytváranie informácií • výmena informácií. Podľa [10] bolo do medzinárodnej štúdie ICILS 2013 zapojených 18 krajín - (Austrália, Chile, Chorvátsko, Česká republika, Dánsko, Nemecko, Hong Kong (Čína), Južná Kórea, Litva, Holandsko, Nórsko, Poľsko, Ruská federácia, Slovenská republika, Slovinsko, Švajčiarsko, Thajsko a Turecko. Výskum bol vykonaný v ôsmom ročníku základnej školy. Toto porovnanie

65

ukázalo, že Slovensko získalo 517 bodov, v priemere to bolo 500 bodov naprieč štúdiami ICILS. Na obdobnej úrovni ako je Slovensko sú krajiny - Nemecko, Ruská federácia, Chorvátsko a Slovinsko výrazne vyššiu hodnotu ako Slovensko dosiahli - Česká republika, Austrália, Poľsko, Nórsko, Južná Kórea Litva má v priemere 494 bodov a tri krajiny - Čile, Thajsko, Turecko majú podstatne menej bodov ako je priemer štúdie. Zaujímavé výsledky pre Slovensko, k otázke, na ktorom školskom predmete často alebo takmer každú hodinu, používate počítače. 82 percent študentov odpovedalo informatika. V matematike, to bolo 11 percent a v prírodovedných predmetoch (fyzike, chémii a biológii), to bolo 17 percent. Tieto predmety patria k STEM a je príznačné, že tieto výsledky sú horšie pre tieto položky, ako je priemer krajín v štúdii ICILS. Preto je dôležité vykonávať výskum a podporné činnosti na zvýšenie využívania počítačov v STEM predmetoch. Na tento účel si myslíme, že virtuálne laboratóriá a výukové programy sú vhodné.

2. Aktivity na ktoré Slovenskí žiaci využívajú počítače a internet v škole a doma. 70% žiakov SR zapojených do štúdie ICILS tvrdí, že používajú k počítač najmenej 5 rokov, iba 3% našich žiakov používa počítač menej ako jeden rok. Približne 95% používa počítače doma aspoň raz týždenne, v škole 77% a na iných miestach (napr. v knižnici, internetovej kaviarni), 12% slovenských žiakov. Použitie počítača a internetu v škole na školské účely

Tab 1. Slovenskí žiaci používajú počítač mimo školy aspoň raz mesačne pre nasledovné účely týkajúce sa školy:

52 % Tvorba prác a esejí + 51 % Príprava prezentácií + 41 % Spolupráca so žiakmi z rovnakej školy * 35 % Tvorba pracovných listov a elaborátov - 30 % Vypracovanie testov * 27 % Organizovanie času a práce - 14 % Spolupráca so študentami z iných škôl *

Tab 2. Použitie počítača na každej alebo takmer každej hodine predmetu: 82 % Informatika + 18 % Humanitné predmety (dejepis, geografia, atď.) * 17 % Prírodné vedy (fyzika, chémia, biológia) - 16 % Cudzí jazyk * 11 % Iné predmety (praktické a technické vyučovanie, etika, náboženstvo, telesná výchova) * 11 % Matematika - 10 % Umenie (výtvarná / hudobná výchova) * 10 % Slovenský jazyk -

Tab 3. Slovenskí žiaci sa naučia zvládnuť nasledovné úlohy v škole: 84 % Získať prístup k informáciám pomocou počítača * 76 % Prezentovať informácie pomocou počítača na určenú tému a pre určené publikum * 71 % Rozhodnúť sa kde hľadať informácie na danú tému * 71 % Rozhodnúť sa ktoré informácie sú dôležité pre danú úlohu alebo projekt - 68 % Hľadať rôzne typy informácií na danú tému * 67 % Zahrnúť linky na internetové zdroje - 63 % Triediť informácie získané z internetu - 59 % Posúdiť dôveryhodnosť informácií z internetu -

66

Tab 4. Slovenskí žiaci používajú počítač v mimoškolskom čase aspoň raz mesačne na nasledujúce aktivity: 25 % Tvorba a editovanie dokumentov - 22 % Tvorba jednoduchých prezentácií + 18 % Tvorba multimediálnych prezentácií + 18 % Používanie grafického a kresliaceho softvéru * 14 % Používanie tabuľkového kalkulátora, tvorba grafov + 14 % Používanie výukového softvéru - 11 % Tvorba programov, makier a skriptov *

Tab 5. Slovenskí žiaci používajú internet v mimoškolskom čase aspoň jeden krát týždenne na nasledujúce aktivity: 87 % Písanie správ pomocou komunikačného softvéru alebo sociálnych sietí + 60 % Hlasová komunikácia, četovanie s priateľmi a rodinou + 53 % Pridávanie komentárov a blogov + 47 % Pridávanie obrázkov, fotografií a videa na profil v sociálnych sieťach + 42 % Vyhľadávanie informácií na štúdium alebo pre školský projekt. - 39 % Používanie VIKI alebo on-line encyklopédie na štúdium alebo školský projekt - 29 % Odpovedanie na otázky iných ľudí na fórach alebo web stránkach + 24 % Písanie príspevkov na svojom blogu + 21 % Pridávanie otázok na fóra alebo web stránky * 14 % Tvorba alebo editovanie web stránok +

Tab 6. Slovenskí žiaci používajú počítač na mimoškolské aktivity aspoň raz týždenne:

88 % Počúvanie hudby +

74 % Sledovanie stiahnutého alebo streamovaného videa +

69 % Prehľadávanie zaujímavého obsahu na internete +

61 % Hranie hier +

38 % Čítanie recenzií a komentárov na veci, ktoré si chcú zakúpiť +

35 % Vyhľadávanie informácií o miestach, ktoré chcú navštíviť alebo aktivitách, ktoré chcú robiť +

+ percento študentov je signifikantne vyššie v SR v porovnaní s priemerom ICILS - percento študentov je signifikantne nižšie v SR v porovnaní s priemerom ICILS * percento študentov je porovnateľné v SR v porovnaní s priemerom ICILS

3. Simulácie vo vyučovaní matematiky

Počas vyučovacieho procesu môžu ICT podporovať tvorbu a spracovanie učebných materiálov nástrojmi informačných a komunikačných technológií. Dôležitým aspektom vzdelávania v oblasti IKT je vizualizácia. V rámci výučby matematiky, môže prispieť v nasledujúcich bodoch: • efektívny prístup, riešenie problémov a objavovanie samotnej štruktúry modelu. • vizualizácia vzťahov v modeli umožňuje odvodenie nových výsledkov. • podpora matematických schopností a základných zručností v oblasti vedy a techniky, digitálne kompetencie. GeoGebra podporuje realizáciu vyššie uvedených aspektov. Jeho veľkou výhodou je užívateľsky priateľská povaha a možnosť vytvárať dynamické HTML stránky s interaktívnymi

67

snímkami (pozri [7]). Materiály vyvinuté firmou Geogebra možno nájsť na webových stránkach Geogebra Tube.

Obr. 1: Konkávne zrkadlo

Obr. 2: Derivácia funkcie

4. Virtuálne laboratóriá a simulácie vo vyučovaní STEM predmetov

Praktická skúsenosť je dôležitou súčasťou vzdelávacieho procesu. Avšak, časové a ekonomické zdroje často potrebné pre zriadenie a budovanie vedeckých laboratórií je mimo rozsah rozpočtu pre mnoho inštitúcií. Riešenie tohto problému možno nájsť v použití technológie virtuálnej reality, ktorá by mohla umožniť vytvorenie virtuálneho laboratória, ktoré bude simulovať procesy a činnosti, podobné tým v reálnych laboratóriách.

68

Obr. 3: Shutterstock/Macrovector

Jednou z unikátnych schopností technológie virtuálneho laboratória je úspešný preklad abstraktných pojmov do vizualizovaných udalostí s možnosťou interakcie s užívateľom. Jedným z trendov vyvíjajúcich sa v tomto smere je experimentálne učenia alebo "vzdelávacia skúsenosť", kde užívatelia nie sú len pasívnymi príjemcami informácií. Experimentálne učenie vyžaduje vysoký stupeň interaktivity 1. zdieľanie zdrojov sa stáva skutočnosťou, zlepšenie využitia drahého vybavenia, 2. prístup k vzdelávacieho a výskumného materiálu je jednoduchší pre študentov a učiteľov, 3. štandardy vedeckého výskumu sú stanovené v oblastiach, kde praktické experimentovanie je povinnou súčasťou výskumu, 4. znižovanie cestovných nákladov a zvyšovanie produktivity. Virtuálne laboratóriá (VL) majú ako hlavný cieľ vytvorenie virtuálneho vzdelávacieho prostredia s cieľom poskytnúť ďalšie praktické výučbové materiály a skúsenosti s výučbou v odboroch ako počítačové vedy. VL ďalej poskytujú nástroje komunikácie a spolupráce, ako sú chat, zdieľanie aplikácií, atď. Užívatelia pristupujú k systému pomocou webového prehliadača. Dobre navrhnuté laboratórne činnosti môžu poskytnúť príležitosti na učenie, ktoré pomáhajú študentom rozvíjať koncepty. Poskytujú tiež významné príležitosti, ktoré pomôžu študentom naučiť sa skúmať, postaviť vedecké argumenty a zdôvodniť tieto argumenty v komunite. Za účelom dosiahnutia dôležitých, ale náročných cieľov, vzdelávací systém musí poskytnúť čas a príležitosť pre učiteľov komunikovať so svojimi študentmi, rovnako ako dostatok času, aby študenti mohli vykonávať zložité vyšetrovacie úkony. 5. Základné funkcie

Hlavným cieľom vzdelávacieho VL je poskytnúť všetky simulačné nástroje, aplikácie a podmienky, ktoré vytárajú efektívny priestor, kde možno experimentovať, komunikovať a spolupracovať na tvorbe a výmene poznatkov. To znamená, že virtuálne prostredie, ktoré má byť použité pre laboratóriá, sa snaží simulovať proces učenia od samého začiatku až do jeho konca. Užívatelia by mali simulovať skutočný proces čo najrealistickejšie. Virtuálna realita ponúka príjemné zobrazovanie informácií, interakcie so systémom, ktorý nevyžaduje pokročilé znalosti výpočtovej techniky a nižšie náklady v porovnaní s inými technológiami. 6. Použitie virtuálnych laboratórií

1. Na podporu vyučovania teórie - Ilustrácia / demonštrácia udalostí - Aplikácia teórie do reálnych situácií - Demonštrácia teórie obmedzení - Interakcia s javmi v autentických životných situáciách 2. Na vytváranie súboru vedomostí - materiály, zariadenia a technológie - bezpečnostné pravidlá a postupy

69

- špeciálne zariadenia a technológie 3. Na vytváranie súboru zručností, vrátane - manuálnej zručnosti - kritické pozorovanie, interpretácia a vyhodnocovanie - diagnostickej zručnosti - plánovania a organizácie - riešenia praktických problémov 4. Rozvíjať postoje, ktoré - stimulujú záujem o vedu - vytvárajú dôveru vo všetkých oblastiach

Obr. 4: Virtual Labs in Fiber optics subjects

VL definujeme ako softvérový simulačný experiment, ktorého dátový výstup je na nerozoznanie od dát skutočných experimentov. VL poskytuje spoľahlivú spätnú väzbu o schopnostiach študentov. Spätná väzba od študentov a odborníkov prináša rad konštruktívnych pripomienok a návrhov. UN – Úplne nesúhlasím, N- Nesúhlasím, S - Súhlasím, US – Úplne súhlasím

OTÁZKA UN N S US VL zlepšilo moje chápanie lasera 15 8 77 0 Nastavenie vlnových dĺžok bolo jednoduché 9 33 59 0 Lepšie som pochopil stratám vo vlákne 0 0 66 34 Meranie optického signálu vo vlákne bolo jednoduché 0 2 72 26 Ovládanie VL bolo jednoduché a intuitívne 0 19 71 10 Funkcie meracích zariadení boli jasné 5 12 68 15 VL mi dalo podobnú skúsenosť ako reálne laboratórium 4 16 60 20 Inštrukcie ku meraniu boli ľahko pochopiteľné 0 9 81 10

Tab 7. Dotazník 1, po ukončení semestra

OTÁZKA Áno Nie Dokázali ste identifikovať rôzne druhy konektorov? 98 2 Podarilo sa vám vykonať experiment? 100 0 Podarilo sa mi zmerať výstupný výkon pre rôzne dĺžky optického vlákna. 95 5 Laboratórium mi pomohlo lepšie pochopiť súvislosti. 100 0 Dokázal som nastaviť rôzne intervaly vlnových dĺžok v Analyzátore optického spektra. 100 0 Pochopil som javu straty optického výkonu pri ohýbaní vlákna 100 0 Porozumel som charakteristikám optického vysielača 90 10

Tab 8. Dotazník 2, po ukončení semestra OTÁZKA Áno Nie Rýchlosť ovládania laboratória je dostatočná. 100 0 Softvér je jednoduchý na používanie. 100 0

70

Virtuálne meracie zariadenie bolo zrozumiteľné. 90 10 Dáta z meracích zariadení boli jednoducho odčítateľné 100 0 Potrebovali ste viac času na meranie ako ste mali k dispozícii? 0 100 Porozumeli ste nameraným dátam? 95 5 Namerané dáta z vašich experimentov sú totožné s dátami v meracej príručke. 100 0 Pracovali ste už niekedy s podobným typom laboratória? 0 100

Tab 9. Dotazník 3, po ukončení semestra 7. Virtuálne laboratóriá vo svete

Open University, ktorá bola založená v roku 1969, ponúka dištančné štúdium a má teraz viac ako 240.000 študentov po celom svete. Až do neskorých 90. rokov, vedecké kurzy poskytovali študentom sady, ktoré obsahovali mikroskopy, dosky plošných spojov, chemické súpravy, kontajnery alebo dokonca lasery. Študenti experimentovali doma a potom poslali sady späť. Ale bolo nákladné a nie je príliš praktické.

V súčasnej dobe takmer všetky laboratórne práce sú k dispozícii on-line prostredníctvom univerzitného Open Science Laboratory. Študenti môžu zbierať reálne dáta z diaľkovo ovládaných zariadení - napríklad zo spektrometra pre identifikáciu prvkov a izotopov a 00: 43-m teleskopu v Mallorce v Španielsku. Študenti si môžu tiež prezrieť realistické simulované dáta z nástrojov ako virtuálny mikroskop, s ktorými sa môžu pozrieť na obrázky s vysokým rozlíšením namiesto reálnych vzoriek.

Jednou z najväčších prekážok širšieho prijatia laboratórnych systémov pre výučbu je, že mnohé jednotlivé experimenty nie sú spojené s MOOCs. Akonáhle je projekt dokončený, " môžete dať svoje aplikácie na ľubovoľné webové stránky, kde ich takmer nikto nájde" povedal Daphne Koller, spoluzakladateľ najväčšie MOOC firmy Coursera v Mountain View v Kalifornii. Coursera sa to snaží zmeniť, hovorí Koller - a to nielen tým, že podporujú experimentovanie, ale aj inovujú svoj vlastný softvér s cieľom ponúknuť praktické aplikácie ďalšie prednáškové kurzy. 8. Druhy virtuálnych prostredí

Virtuálne laboratórne prostredia je možné rozdeliť do nasledujúcich kategórií [6]: Simulácie Simulácie sú imitácie operačných systémov, prostredníctvom počítačov. Tie predstavujú proces, na základe modelu, ktorý je lacnejší, rýchlejší, menej riskantný a dostupnejší ako skutočný proces. Sieťové aplety Applety sú experimentálne zariadenia v malých virtuálnych laboratóriách a sú veľmi populárne v prírodovedných predmetoch. Majú malé rozmery a sú ľahko prenosné a môžu byť použité bez ohľadu na typ operačného systému. Virtuálne laboratóriá Virtuálne laboratóriá simulujú virtuálny operačný systém, na obrazovke počítača. Vedecké laboratóriá využívajú potenciál, ktorý ponúkajú moderné technológie. Laboratóriá virtuálnej reality Workshopy sú založené na počítači a sú vysoko interaktívne. Užívateľ sa stáva účastníkom v "prakticky v reálnom" svete, v umelom trojrozmernom prostredí. Tieto workshopy sú v podstate rozhrania na vysokej úrovni, vrátane trojrozmerných simulácií v reálnom čase pomocou rôznych zmyslových kanálov. Vzdialené laboratóriá Laboratóriá ovládané na diaľku, inak známe ako on-line laboratóriá. Zahŕňajú reálne experimenty vykonávané na diaľku s využitím telekomunikácií, zatiaľ čo používateľ používa túto technológiu z iného miesta.

71

Veľká časť zo vzdialeného laboratória program sa skladá z výpočtových aplikácií bežiacich na počítači lokálneho používateľa.[12] Prínos využitia virtuálneho laboratória vo vyučovaní prírodovedných predmetov Virtuálne laboratória môžu byť veľmi užitočné pri výučbe vedy, a to najmä v prípadoch, keď: - experimentálnu činnosť je potrebné urobiť rýchlo a bezpečne, - experimentálny proces je veľmi pomalý alebo zložitý a nie je k dispozícii dostatok času, - experimenty zahŕňajú zdravotné riziká - učebné aktivity vyžadujú modelovanie. S VL študenti získajú nástroj, pomocou ktorého je možné experimentovať bez priestorového a časového obmedzenia. Sú k dispozícii po celý rok, na rozdiel od školských laboratórií [4]. Použitie virtuálnych prostredí umožňuje študentom získať lepšie počítačové zručnosti, ktoré môžu byť považované za zručnosti pre celoživotné vzdelávanie. Využívanie týchto technológií takisto spája rôzne STEM predmety a poskytuje s veľkými zdrojmi vývoj komplexnejších workshopov [8]. Záver Rôzne metódy vizualizácie a simulácie môžeme použiť v rôznych predmetoch STEM. Koncept virtuálneho laboratória bol definovaný ako "laboratórny experiment bez skutočného laboratória s jeho stenami a dverami”. Umožňuje študentovi prepájať teoretické hľadiská a praktické, bez papiera a pera. Existuje mnoho simulácií vo výučbe matematiky napr. GeoGebra. Výskumná obec GeoGebra už má medzinárodný charakter, ktorý prináša príležitosť na výmenu skúseností v oblasti motivácie žiakov a študentov v matematike a STEM vzdelávaní. Vizualizácia pomocou simulácie v STEM vzdelávaní pomáha študentom pochopiť nové pojmy, vzťahy medzi nimi a začleniť tieto nové poznatky do existujúcich štruktúr. To je dôležité pre rozvoj rôznych úrovní myslenia vo výučbe prírodných vied. Simulácie je možné použiť v mnohých e-learningových kurzoch. Skutočný experiment je možné meniť cez virtuálny experiment vo vzdelávacom procese. Úloha virtuálneho experimentu je podporným nástrojom pre lepšie pochopenie princípov preukázaných javov. Ak učiteľ má možnosť realizovať virtuálny experiment pomocou počítačovej simulácie, môže sa rozvinúť dôležité študentské zručnosti potrebných pre ich profesionálny život nielen v STEM oblasti, ale aj v iných oblastiach [15]. Zdroje

[1] Černák I., Petrušková H., Majherová J. Didaktické aspekty výcviku leteckých špecialistov, PERNER´S CONTACS, Elektronický odborný časopis o technológii, technice a logistice v dopravě, Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice, Katedra technologie a řízení dopravy, Didaktické aspekty výcviku leteckých špecialistov, p. 22-31,apríl 2015, ISSN 1801-674X [2] Černák I., Králík V.: E-learningová podpora výučby programovania In: Inovačný proces v e-learningu : recenzovaný zborník príspevkov zo 7. vedeckej medzinárodnej konferencie: Bratislava 26. marca 2013 / eds. Martin Blahušiak, Janette Brixová, G. Kristová, Miroslav Kršjak, Eva Rakovská. Bratislava: Ekonóm, 2013. - ISBN 978-80-225-3610-3, CD-ROM, p. 1-4. [3] Dikke D., Tsourlidaki E., Zervas P., Cao Y., Faltin N., Sotiriou S., Sampson D. Golabz: Towards a federation of online labs for inquiry based science education at School. [4] Doukeli M. (2012). Virtual labs in teaching physics in secondary school. Research paper for Master Degree. University of Piraeus at department of Digital Systems. [5] Fischer, J., Mitchell, R. & del Alamo, J. (2007). Inquiry learning with WebLab: Undergraduate Attitudes and Experiences. Journal of Science Education and Technology,16 (4), 337-348.

72

[6] Harms, U. (2000). Virtual and remote labs in physics education. Proceedings of the Second European Conference on Physics Teaching in Engineering Education, Budapest, Romania (pp. 1-6). [7] Hohenwarter, M., & Lavicza, Z. Gaining momentum: GeoGebra inspires educators and students around the world. GeoGebra The New Language for the Third Millennium. Zigotto Printing & Publishing House Galati-Romania, Vol.1 No.1. 2010, p. 1-6. [8] Majherová, J., Palásthy, H., Janigová, E. Pupils in the Virtual World and Education, 2014. Lecture Notes in Computer Science. - ISSN 0302-9743, Volume 8730, (2014), p. 112-123. [9] Predstavenie štúdie ICILS. Available from electronics address: http://www.nucem.sk/ documents//27/medzinarodne_merania/icils/Predstavenie_štúdie_ICILS.pdf [10] Krátka správa ICILS 2013 Slovensko. Available from electronics address: http://www.nucem.sk/documents//27/medzinarodne_merania/icils/publikacie/ine/Krátka_správa.pdf [11] Niederrer et al. (2003). Research about the use of information technology in Science Education. Education research in knowledge based Society. Kluwer Academic Puplishers. [12] Rocard, M. (2007). Science education NOW: a renewed pedagogy for the future of Europe. Luxembourg: Office for Official Publications for the European Commission. Available at: http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_en.pdf. [13] Sampson, D. (2010). Instructional Design. Course Lectures. University Piraeus 2010. [14] Tselfes, B. (2002). Trial and error: The workshop on the teaching of Science. Athens:Island. Education and Training Sector (TEK). Training material for teacher training – Issue 5: Sector PE04. CTI. Available from electronics address: http://axis.teikav.edu.gr/ pake/Enotita_7_Logismika_PE04/AMAP_Anoikto_Mathisiako_Perivallon / AMAP-Intro.pdf [15] http://onlinelabs.in/

73

STRATEGIE UČENÍ S TABLETEM VE VÝUCE PŘÍRODOPISU

autor: Mgr. Lenka Benediktová, KVD FPE ZČU v Plzni, bendi@kvd.zcu.cz školitel: PhDr. Lucie Rohlíková, Ph.D., KVD FPE ZČU v Plzni, lrohlik@kvd.zcu.cz

Abstrakt Výuka podporovaná moderními technologiemi je v současné době velmi diskutovaným tématem. Zejména v posledních letech se o své místo ve výuce často hlásí mobilní zařízení, především tablety. Předkládaný článek se zabývá využitím tabletů ve výuce přírodopisu. Práce popisuje právě probíhající výzkum, který je podkladem pro tvorbu disertační práce. V úvodu jsou představeny cíle výzkumu, následuje návrh průběhu. Další kapitola se věnuje popisu použitých výzkumných metod. Zveřejněny jsou také dosavadní výsledky práce, zejména tedy proběhlého dotazníkového šetření, které zjišťovalo názory učitelů na využití tabletů ve výuce. Abstract The teaching which is supported by modern technologies is very discussed topic these days. Particularly in recent years mobile devices and especially tablets want to have their place in classrooms. Presented article deals with usage of tablets in biology teaching. The study describes research in progress which is basic for creation of thesis. In the introduction there are presented goals of research, the proposal of progress follows. The next chapter focuses on description of research methods. Current results of the paper are published as well, especially results of questionnaire which took place in order to find out teacher’s opinions on using tablets in lessons. Klíčová slova moderní technologie ve vzdělávání, základní škola, tablet, design výzkumu, přírodopis. Key words modern technologies in education, primary school, tablet, research design, biology

ÚVOD Moderní technologie zažívají ve vzdělávání velký rozmach. V našich školách se dnes běžně setkáváme

s interaktivními tabulemi, projektory, počítači či tablety. Není novinkou, že zapojení těchto zařízení do výuky žáky motivuje. Ne vždy však učitele. Moderní technologie do škol jsou často pořizovány v rámci různých projektů, ředitelé mnohdy ve snaze utratit poskytnuté peníze nakoupí vybavení, které učitelský sbor nevyužije. Vyvstává otázka proč? Z rozhovorů s učiteli základních škol se dozvídáme, že v jejich hodinách není čas na “hraní si” s těmito novinkami, někteří přiznávají obavy z ovládání nových technologií, jiní argumentují, že moderní zařízení nelze v jejich předmětu efektivně využít.

V tomto příspěvku popíšeme právě probíhající výzkum, který se zabývá zapojením tabletů do výuky přírodopisu na základní škole. Pomocí dotazníkového šetření, které proběhlo mezi učiteli základních škol, se podařilo zjistit, že kantorům často chybí softwarová výbava tabletu. Proto se v současné době náš výzkum zaměřuje zejména na interaktivní učebnice pro tablety, případně další software, který by mohli učitelé využít.

Hlavním cílem našeho výzkumu, který je podkladem pro vznik disertační práce, je tedy navrhnout možné efektivní způsoby využití tabletů ve výuce přírodopisu na základní škole. K hlavnímu cíli vedou samozřejmě cíle dílčí, tedy:

1. Zjistit stav využívání tabletů na našich základních školách. 2. Zjistit situaci ve světě. 3. Analyzovat dostupné interaktivní učebnice přírodopisu pro tablety, prozkoumat jejich multimediální

potenciál. 4. Analyzovat aplikace, které umožní učitelům vytvářet svoje vlastní podklady do hodin přírodopisu, v

případě potřeby vytvořit tutorial. 5. Ověřit, zda má používání tabletů ve výuce přírodopisu na žáky pozitivní vliv (samozřejmě při použití

softwaru, které bude vybrán během výzkumu). 6. Zpracovat metodiku používání tabletu ve výuce přírodopisu s praktickými ukázkami.

Náš výzkum probíhá v rámci dvou projektů studentské grantové soutěže. První, již ukončený projekt, se zabýval využitím tabletů ve výuce přírodopisu. Druhý, právě probíhající, se zaměřuje zejména na softwarovou výbavu tabletů, včetně interaktivních učebnic. Projektový tým je složen nejen ze studentů Fakulty pedagogické ZČU v Plzni, ale také z akademických pracovníků několika kateder. Pro správnou funkčnost týmu bylo třeba oslovit nejen odborníky z oblasti IT, ale také biology a psychology.

74

NÁVRH VÝZKUMU Na počátku našeho výzkumu stála otázka, jak je to vlastně s využíváním tabletů na našich základních

školách. Na tuto otázku nám pomohlo najít odpověď pilotní dotazníkové šetření, jehož výsledky shrneme níže. Toto šetření, které proběhlo na podzim roku 2015, nám také pomohlo určit, kterým směrem se práce realizačního týmu bude dál ubírat. Dotazníkové šetření napovědělo, že učitelé si často stěžují na nedostatek vhodného softwaru pro svoji výuku. Některým vadí jazyková bariéra, někteří si prostě přijdou moc svázaní konkrétní aplikací, a z tohoto důvodu často tablet končí jako pomůcka pro procházení internetu. Není ale tajemstvím, že z tabletu lze vykouzlit mnohem všestrannější učební pomůcku. Dalším krokem projektového týmu tedy je prozkoumat dostupné interaktivní učebnice pro tablety. Aby bylo hodnocení učebnic opravdu objektivní, podílí se na něm tři skupiny respondentů - učitelé přírodopisu, žáci a studenti biologie na Pedagogické fakultě v Plzni. Po vyzkoušení proběhne dotazníkové šetření, ze kterého by mělo být patrné, co respondentům na učebnicích vyhovovalo a co naopak chybělo. Po analýze učebnic proběhne průzkum vybraných mobilních aplikací, které je možné ve výuce přírodopisu využít. Mimo specifických nástrojů pro přírodopis budou analyzovány také aplikace, které učitelům umožňují připravovat různé podklady pro svoji výuku.

Součástí většiny výzkumů je přehledová studie, která pomáhá autorům orientovat se ve zkoumané problematice. Náš tým si uvědomuje důležitost této metody, zejména proto, že zkoumané téma se velmi rychle vyvíjí. Materiál do studie sbírá projektový tým nejen z českých zdrojů, ale hlavně ze zahraničí. Při přípravě studie využíváme především databázi Web of Knowledge.

Dalším krokem výzkumu bude otestování vybraných učebnic a aplikací v praxi. Toto testování proběhne na 3 základních školách v Plzeňském kraji. Zvolenou metodou bude pedagogický experiment, kde bude porovnávána vždy skupina (třída) kontrolní a experimentální. Zatímco do výuky experimentální skupiny bude vždy vložen nový faktor (např. práce s multimediální učebnicí nebo aplikací), výuka u kontrolní skupiny proběhne standardním způsobem tak, jak je to na dané škole zvykem.

Výsledky výzkumu budou brány v potaz při sestavení metodické příručky pro učitele přírodopisu, která bude praktickým výstupem disertační práce.

Jak je z textu patrné, práce na výzkumu probíhají již od roku 2015, kdy proběhlo dotazníkové šetření. V roce 2016 se výzkumný tým věnuje především práci získávání materiálu pro přehledovou studii a dále také průzkumu dostupných interaktivních učebnic pro výuku přírodopisu a dalších vhodných aplikací. V roce 2017 proběhne hodnocení vybraných učebnic a aplikací. Na podzim roku 2017 bude započato testování vybraného softwaru ve školách. V roce 2018 by mělo dojít k vyhodnocení dosavadních výsledků a sestavení metodické příručky. Závěr výzkumu se předpokládá na konec roku 2018, případně první polovinu roku 2019.

TEORETICKÁ ČÁST Jak bylo uvedeno v předchozí kapitole, součástí našeho výzkumu je samozřejmě vznik přehledové

studie, která má velký význam z hlediska zjištění stavu zkoumané oblasti. Přehledové studie se dají dělit na několik typů. V počtu typů se mnozí autoři rozcházejí.[1] Naše studie vychází z typu literární přehled (literature review). Jedná se přehled, který shrnuje dosavadní poznatky o zvoleném tématu za určité časové období. Přehled se opıra o vyhledané výzkumné studie na dane tema, dále o analyzu a zobecnenı jejich vysledku.

Po zvolení tématu, které bude zkoumáno, a typu studie, je na řadě sestavení rešerše. Zdroje do rešerše lze získat v knihovnách, kde s vyhledáním pomohou katalogy knihoven či proškolený knihovník. Existují samozřejmě také meziknihovní výpůjčky, tzn. lze získat i knihu z jiné knihovny (či dokonce z knihovny jiné země). V současnosti jsou však hlavním zdrojem pramenů různé mezinárodní elektronické databáze. Z obecných uveďme např. Web of Knowledge, pro pedagogiku funguje databáze ERIC, především evropské publikace potom sdružuje databáze Scopus. Jako odrazový můstek pro vyhledávání může samozřejmě sloužit i klasický internetový vyhledávač typu Google. Je však nutné dodat, že výše uvedené databáze jsou databázemi placenými, a jsou tedy zájemcům dostupné pouze z počítačů, které jsou napojeny na fakultní nebo univerzitní síť. Jednotlivé fakulty a univerzity se samozřejmě liší tím, do jakých databází zakoupily přístup [1].

Aby byl pohyb v databázích efektivní, je třeba co nejpřesněji charakterizovat cíl hledání pomocí klíčových slov a logických operátorů. Dále je nutno vymezit časové období, ve kterém měly hledané publikace vzniknout, jazyk, i typ publikace (článek, přehledová studie, příspěvek z konferenčního sborníku, disertační práce apod.). I po relativně přesné definici hledaných publikací, vrátí databáze mnohdy stovky prací na dané téma. Ne všechny nalezené výsledky jsou však daný účel relevantní. Následně tedy čeká autory přehledové studie redukce [1]. Kritérii, pro zařazení publikace do přehledové studie, mohou být např.:

● databaze, v nichz se vyhledaní uskutecnı (vycet) ● jen prace z poslednıch X let ● jen prace publikovane v určitých jazycích ● jen prace z obdobnych sociokulturních podmınek ● jen prace zalozene na empirickem vyzkumu

75

● jen prace zalozene na kvantitativnım/kvalitativním/smısenem prıstupu ● jen prace, v nichz jsou presně popsany pouzite postupy ● jen práce, které se týkají urciteho stupne školy (materske, zakladnı, strednı, vysoke) ● jen prace, v nichz je presne popsan zkoumaný soubor osob (a zpusob jeho vyběru) atd. [1]

Po vybrání relevantních prací bude následovat jejich kritické pročtení, analýza a popis. Během této fáze mohou být samozřejmě ještě některé publikace vyřazeny. Cílem přehledové studie je analyzovat, hodnotit a integrovat poznatky, ktere prinesly relevantní vyzkumné studie. Přehledová studie by neměla sklouznout k pouhému popisu nalezených výzkumů, autor by měl do práce promítnout také svůj názor. Vzhledem k tomu, že nalezených informací bývá hodně a objem studie roste, je třeba rozdělit text do logických odstavců.

Během našeho výzkumu je nutno získávat informace od učitelů i žáků. K tomuto jsou použity různé metody sběru dat, zejména potom dotazník a interview.

Dotazník je velice frekventovanou metodou sběru dat v pedagogickém výzkumu. Jedná se vlastně o soustavu předem připravených pečlivě formulovaných otázek, na které respondent odpovídá písemně. Místo pojmu otázka je někdy vhodnější použít pojem položka, neboť ne každá otázka v dotazníku je skutečně otázkou. Položky v dotazníku je možno třídit dle různých kritérií - cíl, forma, obsah [2].

Podle cíle rozlišujeme položky kontaktní, funkcionálně psychologické, filtrační a kontrolní. Kontaktní položky slouží k vytvoření kontaktu mezi respondentem a výzkumníkem, bývají situovány na začátku dotazníku a uvádí respondenta do zkoumané problematiky. Položky, které zjišťují demografické údaje, je vhodné řadit až na konec dotazníku, jelikož by v úvodu mohly na respondenta působit příliš choulostivě. Funkcionálně psychologické položky jsou vhodné pro odstranění nežádoucího napětí u dotazovaného. Mohou následovat po určitých náročných otázkách či jako přechod od jednoho tématu dotazníku k dalšímu. Kontrolní položky slouží k ověření věrohodnosti odpovědí. Realizace probíhá například použitím dvou podobných položek, kde se v podstatě respondenta ptáme na to samé. “Jste spokojen se svým zaměstnáním?” a dále “Chtěl byste změnit svoje zaměstnání?” Pokud jsou odpovědi na položky v rozporu, nelze výsledek považovat za věrohodný. Samozřejmě je nutné, aby kontrolní položka nebyla v blízkosti kontrolované položky. Filtrační položky slouží k vymezení zkoumané skupiny. Pokud nás v dotazníku budou zajímat např. pouze žáci, kteří vlastní svůj osobní tablet, zařadíme na začátek dotazníku položku, která tuto informaci zjistí. Při vyhodnocování dotazníku potom můžeme snadno vyřadit neodpovídající jedince [2].

Dalším kritériem ke třídění položek dotazníku je forma odpovědi. Zde rozlišujeme položky nestrukturované a strukturované. Nestrukturované (otevřené) položky nenabízejí respondentovi žádnou připravenou odpověď, on tedy odpovídá svými slovy. Toto je zajímavé pro získání názorů jednotlivých respondentů. Vyhodnocování takových položek je však složité a časově náročné, právě pro jejich volnost. Vhodné je využit otevřených položek při předvýzkumu, kde mohou být jejich výsledky použity pro tvorbu odpovědí pro uzavřené položky v dalším výzkumu. Strukturované, tedy uzavřené, položky jsou typické určitým počtem předem připravených odpovědí, ze kterých respondent vybírá. Zde je výhodou snadné vyhodnocení výsledků. I přes pečlivě volené možnosti odpovědí, se však respondenti mohou cítit násilím vtěstnáni do připravených odpovědí, protože jejich vlastní názor je trochu jiný. Uzavřené položky lze ještě dělit na dichotomické (ano/ne) a polytomické, kde je víc možností výběru než dvě. Zde se pak mluví o otázkách výběrových, výčtových a stupnicových. Výběrové položky vyžadují výběr jedné z připravených odpovědí. Řadíme sem i různé typy škál, např. “Sledujete pravidelně weby o IT novinkách ve výuce?” Svoji odpověď vyznačte na škále 1 - 5, kde musí být určeno, která hodnota odpovídá pravidelnému sledování a která naopak svědčí o tom, že respondent tuto problematiku vůbec nesleduje. Výčtové položky umožňují výběr více odpovědí. Např. “Vyberte noviny, které pravidelně čtete.” U výběrových i výčtových položek můžeme někdy také hovořit o polouzavřené položce, neboť mezi odpovědi můžeme zařadit např. volbu “jiné”, kam může respondent zapsat svůj názor, pokud mu nestačí předepsaný výběr odpovědí. Stupnicové položky nabízejí respondentovi několik pojmů, které má ohodnotit např. podle oblíbenosti [2].

Dle obsahu dělíme položky na ty, které zjišťují fakta, na položky zjišťující znalosti a vědomosti a dále na položky zjišťující mínění, postoje a motivy respondentů. Položky zjišťující fakta jsou zejména položky zjišťující demografické údaje. Často bývají také dichotomické. Položky zjišťující vědomosti a znalosti je nutno pokládat opatrně, aby se respondent necítil limitován kvůli nedostatečným znalostem. Pro náš výzkum však bude nejdůležitější třetí skupina položek, tedy těch, které zjišťují mínění, postoje a motivy. Zde je důležité, aby položky byly strukturovány objektivně a nepromítal se do nich vlastní názor autora [2].

Při konstrukci dotazníku je důležité dodržet některé požadavky. ● Položky v dotazníku by měly být jasné a stručné, přizpůsobené cílové skupině respondentů, pro

kterou jsou určeny. Formulace položek musí být jednoznačná. ● Dotazník by neměl být příliš rozsáhlý. Měl by zjišťovat nezbytné informace, které nelze získat

jiným způsobem. ● Položky v dotazníku by neměly být sugestivní, tedy neměly by respondentovi napovídat, jak

mají být zodpovězeny.

76

● Pro úspěch dotazníku je důležitá ochota respondenta spolupracovat. Toho můžeme docílit např. vhodným motivačním textem na začátku dotazníku. Nevhodné jsou položky, jejichž zodpovězení je příliš namáhavé a vyžadují dlouhou odpověď. V tomto případě na respondenty lépe působí uzavřené otázky s volbou odpovědi.

● Dotazník by měl v úvodu obsahovat jasné pokyny k vyplnění. ● Při sestavování dotazníku je třeba dbát na to, aby získané údaje bylo možno třídit a zpracovávat. ● Při řazení položek v dotazníku dbáme na pořadí, které vyhovuje z psychologického hlediska.

Ty nejdůležitější položky by měly být umístěné uprostřed dotazníku. Na začátku by naopak měly být položky jednoduché a konkrétní, následují obsahové a filtrační položky, prokládané položkami kontrolními a funkcionálně psychologickými. Někdy můžeme hovořit o tzv. technice nálevky, kdy se jsou položky pokládány od obecných po postupně se zužující.

Stejně jako každý jiný prostředek k měření, tak i dotazník by měl splňovat základní požadavky dobrého měření. Těmi jsou validita, reliabilita a praktičnost. Než výzkumník rozešle dotazník mezi respondenty, měl by tyto vlastnosti prověřit. Rozšíření dotazníku mezi respondenty je možno provést několika způsoby, např. osobně, poštou či elektronicky. Zejména elektronické rozeslání dotazníku se zdá velmi pohodlné a rychlé. Některé aplikace pro tvorbu dotazníků také umožňují rovnou zpracovat výsledky do přehledných tabulek. Je zde však nevýhoda malé návratnosti, neboť respondenti nejsou k vyplnění dotazníku nijak tlačeni. Z tohoto důvodu je vhodnější metoda osobního předání dotazníku, kdy respondent začne s vypracováním ihned. Ať už zvolíme jakýkoliv způsob pro rozšíření dotazníku, je vhodné před samotným šetřením provést předvýzkum alespoň se 30 respondenty. Tento předvýzkum nám umožní navržený dotazník poupravit tak, aby byly získané informace pro nás co nejvyužitelnější [2].

Další použitou metodou sběru dat bude interview. Metoda interview spočívá v bezprostřední verbální komunikaci výzkumníka a respondenta. Velkou výhodou této metody je právě navázání osobního vztahu s dotazovaným. Výzkumný pracovník potom může lépe poznat motivy a postoje respondenta. Musí však dokázat navázat s dotazovaným přátelský vztah a navodit příjemnou atmosféru. Tento dobrý vztah mezi oběma osobami se nazývá raport. Dle toho, jak dalece výzkumník průběh interview řídí, rozlišujeme interview strukturované, polostrukturované a nestrukturované [2].

Strukturované interview se velice podobá klasickému dotazníku. Respondent odpovídá na předem přesně stanovené dotazy, výzkumník zaznamenává odpovědi, aniž by se ptal na doplňující dotazy. Výsledky z tohoto typu interview se dobře statisticky zpracovávají. Nevýhodou bývá značná strojenost rozhovoru a s ní problém navázat kontakt se zkoumanou osobou, dále potom fakt, že je výzkumník ochuzen o často zajímavé dotazy odpovídajícího [2].

Nestrukturované interview připomíná přirozenou komunikaci mezi lidmi. Tazatel má přesně dáno, jaké informace musí během interview získat, ale jak je získá, je na něm. Výzkumník tedy může pokládat otázky libovolně, v předem neurčeném pořadí. V případě potřeby mohou být použity doplňující a upřesňující dotazy. Při tomto typu interview lze sice snadno navázat správnou atmosféru mezi dotazovaným a tazatelem, je tedy možno se dozvědět i zajímavé názory respondenta. Získaný materiál je však často kvantitativně nezpracovatelný, neboť každý respondent odpovídá trochu jiným způsobem a informace lze tedy těžko nějak statisticky vyhodnotit [2].

Pro náš výzkum se tedy jako nejvhodnější jeví interview polostrukturované. Jde vlastně o jakýsi kompromis dvou výše uvedených typů. Výzkumník v tomto případě klade předem připravené dotazy, ke kterým často bývají uvedeny i možnosti odpovědi, mimo to je však možné poprosit respondenta o odůvodnění či doplnění odpovědi. Je tedy patrné, že tento typ interview poskytne jednak dobře statisticky zpracovatelný materiál, neboť otázky budou pro všechny stejné. Výhodou je, že mimo kvantitativně hodnotitelného materiálu získá výzkumník také cenné názory a doplňující informace od respondentů [2].

Při realizaci interview je důležité dodržet některá pravidla: ● Vhodná situace. Interview by mělo probíhat v příjemné atmosféře v přirozeném prostředí. Neměly by se

ho účastnit osoby, jichž se netýká. Také časový prostor by měl být dostačující. ● Obecné otázky na začátek. V počátku interview by měl výzkumník pokládat obecné otázky, které

napomohou uvedení respondenta do problematiky, ● Psychologické faktory. Je jasné, že interview ovlivňuje působení psychologických faktorů, které mohou

negativně ovlidnit rozbor získaných informací. Těmito faktory jsou např. předsudky, haló efekt, aktuální psychický stav výzkumníka apod.

● Raport. Tazatel by se měl snažit navodit během interview příjemnou atmosféru. Měl by projevovat přiměřený zájem o výpovědi respondenta, být taktní a nevtíravý. Výzkumník by se měl také snažit být upravený a důvěryhodný, tak aby na respondenta působil dobrým dojmem.

77

● Záznam výpovědí. Výzkumník by měl dbát na přesný záznam výpovědí respondentů. Okamžité písemné zaznamenávání odpovědí respondenta může však působit nevhodně a narušovat atmosféru interview. Zaznamenávání pouze do paměti tazatele je často nespolehlivé. Proto se rozumnou variantou jeví zaznamenání interview na diktafon či podobný přístroj, kde je možno se k němu později v klidu vrátit, provést rozbor a zapsat výsledky. Dále se při našem výzkumu neobejdeme bez pedagogického experimentu, a to v přirozeném prostředí,

tedy in vivo. Pedagogický experiment proběhne technikou paralelních skupin. U této techniky se pracuje s několika skupinami (minimálně tedy dvěma), kdy se v některých skupinách manipuluje s nezávislou proměnnou, tedy provádí se experiment. Tyto skupiny nazýváme experimentální. Skupiny, ve kterých se experiment neprovádí, nazýváme kontrolní. Před samotným experimentem proběhne didaktický test, který změří úroveň vědomostí žáků v oblasti, v níž bude experiment probíhat. Tento test pomůže rozdělit žáky do skupin (tříd) se stejnou nebo podobnou úrovní znalostí. Přestože je toto testování a následné přerozdělování žáků do nových skupin obtížné, projektový tým si jej zvolil, neboť tak bude možno získat mnohem přesnější výsledky, než při porovnávání dvou stávajících tříd, kdy nemáme představu o tom, jaké vědomosti žáci mají [2].

PRAKTICKÁ ČÁST K tomu, abychom naplnili první dílčí cíl našeho výzkumu, tedy zjistit stav využívání tabletů na našich školách, jsme použili dotazníkové šetření. Elektronický dotazník byl připraven pomocí formuláře Google. Před samotným dotazníkovým šetřením proběhlo pilotní testování dotazníku, během kterého první verzi dotazníku vyplnilo 10 respondentů. Po vyhodnocení jeho výsledků provedl projektový tým finálního úpravy dotazníku, jako např. změnu pořadí otázek, jejich přeformulování, upřesnění apod. Finální dotazník obsahoval celkem 15 položek a byl rozšířen pomocí metody CAWI (Computer Assisted Web Interviewing), tedy prostřednictvím webových formulářů. Pomocí e-mailu jsme k vyplnění dotazníku vyzvali reprezentativní vzorek učitelů na 2. stupni základních škol v Plzni. Oslovili jsme celkem 285 respondentů a obdrželi 65 odpovědí. Návratnost dotazníku byla tedy 23 %. Dotazník obsahoval 9 otevřených položek, 2 uzavřené a 4 polouzavřené. Přesto, že si projektový tým uvědomoval možné obtíže při vyhodnocování otevřených položek (9/15), rozhodl se je zařadit, neboť tak bylo možno získat velmi zajímavé názory některých učitelů. Obtížemi se rozumí zejména nekorektní odpovědi, které nedávají smysl, a nelze zařadit do výsledků. Ničím neomezená možnost odpovědi totiž vede k tomu, že se někteří respondenti odkloní od tématu, v horším případě k tomu, že se odpovědi vyhnou napsáním nesmyslného řetězce písmen.

Nyní shrneme výsledky našeho šetření. Z 65 respondentů, kteří dotazník vyplnili, odpovědělo 26 osob (40 %), že ano. 10 respondentů (15 %) uvedlo, že tablety nepoužívá, neboť je jejich škola nevlastní, ale uvítali by to. Stejný počet dotázaných uvedl, že tablety nepoužívají, neboť je jejich škola nevlastní a navíc nevidí v jejich zapojení do výuky žádný přínos. Zbylých 19 (30%) učitelů tablety nepoužívá, neboť prostě nevidí v jejich zapojení do výuky žádný přínos, přestože na jejich škole jsou k dispozici.

Respondenty, kteří nevidí ve využívání tabletů ve výuce žádný přínos, jsme dále vyzvali, aby uvedli svůj důvod pro tento postoj. Z vyjádření respondentů je patrné, že se obávají poklesu čtenářské gramotnosti, schopnosti psát a vyjadřovat se. Mnozí také upozorňují na to, že děti tráví s mobilními zařízeními zbytečně moc času. Učitelé českého jazyka se několikrát shodli v názoru, že na použití tabletů není v jejich předmětu čas a že neexistují kvalitní aplikace. Podobně se vyjádřili i někteří učitelé informatiky, kteří uvedli, že k výuce jejich předmětu stačí stolní počítač. Zajímavé je vyjádření o tom, že děti jsou již moderními technologiemi přesyceny, technologie je nudí a ve škole očekávají jinou činnost. V odpovědích respondentů se často se opakovala tvrzení se stejným nebo podobným významem a je možné tato tvrzení rozdělit do tří hlavních významových skupin: odpovědi týkající se nadužívání technologií mladou generací, odpovědi týkající se vzdělávacího procesu jako takového a odpovědi zdůrazňují osobní preference respondentů. V tabulce č. 1 uvádíme výběr přímých vyjádření respondentů.

Tabulka 8 - Důvody respondentů pro negativní hodnocení přínosu tabletů (zdroj: vlastní).

#15 Proč nespatřuji přínos tabletů při jejich

zapojení do výuky?

Volné odpovědi respondentů

Odpovědi týkající se nadužívání technologií

“Děti přestaly číst, neumí se vyjádřit souvislou větou a jejich komunikace je v heslech a nějakých zkratkách. Zmenšuje se aktivní i pasivní slovní zásoba.”

“Žáci jsou už tak příliš vtaženy do světa elektroniky a ztrácejí tak kontakt s realitou. Celkově žákům chybí více osobního přístupu, který se jim doma často nedostává v

takové míře, jak by měl.”

78

“Děti z výpočetní techniky otrávené, sedí u toho celé odpoledne, ve škole vyžadují jinou činnost.”

“Přínos nespatřuji z důvodu toho, že děti ve svém volném čase tráví většinu času na PC či tabletech, proto si myslím, že do tabletu nemusí koukat i při vyučování a kazit si tak

oči. “ “Zrak dětí i dospělých zaostřováním na malou vzdálenost trpí.”

Odpovědi týkající se vzdělávacího

procesu

“Neexistuje dostatek vhodných aplikací pro můj předmět a věkovou kategorii žáků.” “Žáky odvádí od pozornosti, je těžké uhlídat, zda dítě pracuje na zadání. Kromě

uvedeného, děti jsou v elektronice zběhlé již z domova, v podstatě nic jiného neznají, tudíž jsou prací s technologií už dostatečně zatíženy.”

Odpovědi týkající se osobních preferencí

respondentů

“Neumím s nimi zacházet, neznám je.” “Nepotřebuji tablet, aby dělal práci za mne.”

“Upřednostňuji kontaktní výuku, ústní vyjadřování.”

Ve vyplňování dotazníku dále pokračovali jen ti respondenti, kteří uvedli, že tablety ve své výuce používají. Otázky byly směřovány jednak k četnosti využití tabletu ve výuce a jednak k části hodiny, ve které je tablet využíván. V obou těchto otázkách měli respondenti možnost vybrat několik možností, případně vybranou odpověď doplnit volnou odpovědí v části Jiné. Z výsledků bylo možné zjistit, že nejčastěji respondenti využívají tablet v hodině pouze občas, 1 - 2 krát do měsíce. Tuto možnost zvolilo 46,2 % respondentů. Dále učitelé uvedli, že tablety používají především pro opakování a fixaci učiva (65,4 % respondentů). Z dalších položek dotazníku se podařilo zjistit, že učitelé používají tablet napříč téměř všemi předměty (cizí jazyky, přírodopis, dějepis, zeměpis, matematika, fyzika, informatika, občanská výchova či tělesná výchova). Tablet nejčastěji slouží jako prostředek pro vyhledávání na internetu a následné zpracování nalezených informací. Dále respondenti zmiňují, že tablet využívají pro procvičování, testování, práci s textem, jako prezentační nástroj, prostředek k opakování, nástroj pro komunikaci se žáky, on-line výpočty, práci s obrázky, kreativní činnost žáků, práci s interaktivní učebnicí, překlad, zpracování výsledků měření, nahrávání videí a doplnění nebo zaznamenání reálné činnosti, která je těžištěm výuky. Mezi nejvíce používanými aplikacemi ve výuce potom patřil Quizlet, prostředí pro tvorbu a procvičování setů slovíček. Mezi dalšími aplikacemi byl uváděn např. Socrative či Kahoot nebo iBook pro čtení e-učebnic. Dále se v odpovědích objevily Google Apps či kancelářský balík od firmy Apple. Pro výuku matematiky byla zmíněna aplikace Algebra Touch a MathBoard. Respondenti uvedli také dvě aplikace pro tvorbu virtuální třídy, a to Google Classroom a Nearpod. Celkem 15 respondentů uvedlo, že vzdělávací aplikace vůbec nepoužívá, ale tablet jim slouží jako nástroj pro prohlížení internetu. Často potom upřesňovali, že internet používají především kvůli překladači a wikipedii. Důležitou součástí rozeslaného dotazníku byly položky, které zjišťovaly výhody, nevýhody a případně přínosy tabletů ve výuce. V rámci pozitiv respondenti uvádějí, že tablet je atraktivnější pro děti, nabízí možnosti individuálního procvičování, individuálního tempa učení a uspokojení individuálního zájmu o různá rozšiřující témata. Jako pozitivní vnímají, že žákům jsou tablety blízké, protože mají rádi moderní technologie, což podporuje motivaci žáků, jejich ochotu k práci. Výhodou je také to, že si mohou vyhledat informace, které potřebují ve výuce a které v učebnicích nejsou. V rámci hodnocené negativ respondenti poukazují na technické problémy jako je nedostatečné internetové připojení, nedostatečný počet tabletů, riziko rozbití drahého zařízení a technické potíže, které mohou ohrozit hladký průběh výuky. Uvádějí také, že je problematické uhlídat žáky, aby zařízení nezneužívali ke hraní her, připojení na sociální sítě apod. V tabulce č. 2 jsou vložena vybraná doslovná vyjádření respondentů.

Tabulka 9 - Pozitiva a negativa využití tabletů ve výuce (zdroj: vlastní).

Jaké spatřuji výhody a pozitiva při používání tabletů ve výuce?

“Můžeme zjistit informace, které nejsou v učebnici.” “Děti jsou potichu a učí se vyhledávat informace.” “Rozvoj informatického myšlení.” “Motivace žáků, ochota k práci, nové možnosti pojmutí fixace učiva.” “Mohu monitorovat jejich práci na PC, usnadnění výuky.” “Nemusí nosit těžké učebnice, připojení na internet a školní prostředí, kde mohou ukládat své práce

vytvořené v hodině.”

79

“Rychlé a větší množství získání informací.” “Žáci jsou aktivnější, jsou všichni zapojeni, každý může pracovat svým tempem.” “Změna činnosti, žákům jsou tablety velice blízké, mají rádi moderní technologie.” “Mohou si vyhledat to, co potřebují k výuce, a to co v učebnicích není.”

Jaké spatřuji nevýhody a problémy ohledně tabletů ve výuce?

“Nedostatečné internetové připojení, náročnější příprava.” “Složitější kontrola, zda žáci pracují na zadaném úkolu.” “Nedostatečný počet tabletů, problematická kontrola, zda dělají, co mají, nejsem IT odborník, takže

jakýkoliv problém tohoto typu rozloží hodinu.” “Děti se musí hlídat, aby na tabletech nehrály hry, nešly na facebook a sociální sítě.” “Pokud je žáci využívají celou hodinu na všech předmětech a pak přijdou domů, kde dále koukají do

tabletu či počítače, povede to ke zhoršení jejich zraku.” “Příliš mnoho času stráveného s PC nebo tabletem, žáci je mají i doma, a pokud se sečtou hodiny strávené

ve škole i doma na tabletech, vyjde jistě nelichotivé číslo.”

Závěrečná část dotazníku se věnovala pouze učitelům přírodopisu a snažila se zjistit způsoby využití tabletů ve výuce. Bylo zjištěno, že během přírodopisu slouží tablety např. pro vyhledávání informací, hledání a prezentaci obrázků, poznávačky, práci s modely (např. oko, buňka apod.), procvičování, opakování, tvorbu grafů, prezentaci výsledků, laboratorní práce a zpracování úkolů a samostatných prací. Co se týká témat, ve kterých tablety využívají, respondenti zmiňovali témata napříč celým učivem přírodopisu. Jeden z respondentů poukázal na možnost využít tablet pro témata, která nejsou dostatečně rozebrána v učebnici nebo při hledání rozšiřujících či motivačních informací. Stejně jako u jiných předmětů i zde respondenti uváděli, že ve výuce přírodopisu tablet využívají pro vyhledávání informací. Mezi přínosy, které respondenti spatřují ve využití tabletů pro výuku přírodopisu, byla uváděna možnost přiblížení některého učiva (multimediální obsah internetu), podpora např. při tvorbě projektů, snadný a rychlý zisk informací a usnadnění práce žáků. Protože z výsledků dotazníku bylo patrné, že učitelé vidí problém v softwarové výbavě tabletů (nedostatek aplikací, nevhodné aplikace, jazyková bariéra), pokračuje práce projektového týmu především průzkumem a analýzou vhodných aplikací a dostupných interaktivních učebnic pro tablety. Jak již bylo uvedeno výše, na hodnocení se podílí žáci a učitelé přírodopisu a také studenti biologie na Pedagogické fakultě v Plzni. Projektový tým stál před otázkou, jak nejlépe získat informace a názory od těchto respondentů. Po zvážení několik možností se výzkumníci inspirovali u Američanky Kathy Schrock, která se moderními technologiemi ve výuce zabývá již od 80. let 20. století a v poslední době se věnuje právě mobilním technologiím. Právě tato žena publikuje na svých webových stránkách formuláře k hodnocení vzdělávacích aplikací [3]. Tyto formuláře projektový tým podrobně prošel, přeložil. Následně byly vytvořeny obdobné formuláře pro potřeby našeho výzkumu, tedy pro hodnocení interaktivních učebnic přírodopisu a dalších aplikací, které je možno ve výuce přírodopisu využít.

Tabulka 10 - Formulář pro hodnocení vzdělávací aplikace či elektronické učebnice (zdroj: vlastní).

Jméno aplikace/učebnice: Cena: Velikost: Oblast využití (předmět): Stupen vzdělávání: Technická specifikace (OS):

Dotaz k obsahu a funkci aplikace/učebnice (dále jen aplikace) Ano Ne Nevím

Souvisí obsah aplikace s RVP?

Je využití aplikace relevantní k potřebám studenta?

Je možné po použití aplikace sledovat žákův pokrok?

Je možné aplikaci nastavit a přizpůsobit potřebám žáka?

80

Je aplikace pro žáka uživatelsky přívětivá? Dokáže se v ní žák snadno orientovat?

Motivuje aplikace žáky? Jsou žáci motivování používat aplikaci opakovaně?

Jsou výsledky žákovy práce v aplikaci později dostupné k nahlédnutí učitele a žáka?

Je aplikace doplněna vhodnými zvuky?

Je v aplikaci nápověda srozumitelná pro žáka daného věku?

Má aplikace vhodné stránky podpory?

Je v aplikaci efektivně využita práce dotykem?

Je aplikace dostatečně multimediálně vybavena?

Zařazení do Bloomovy taxonomie:

zapamatování porozumění aplikace analýza hodnocení vytvoření

Popis aplikace/vlastní názor/shrnutí:

Tabulka 11 - Formulář pro hodnocení aplikace, která umožňuje vytvářet podklady pro výuku

(zdroj: vlastní).

Jméno aplikace/učebnice: Cena: Velikost: Oblast využití (předmět): Stupen vzdělávání: Technická specifikace (OS):

Dotaz k obsahu a funkci aplikace/učebnice (dále jen aplikace) Ano Ne Nevím

Je možno do aplikace importovat data z počítače a jiných zdrojů?

Je možno procházet vytvářený materiál během procesu tvorby?

Je možné zaznamenat do materiálu zvuk pomocí mikrofonu?

Je možné vložit do materiálu multimédia z dotykového zařízení (obrázky, videa, zvuky apod.)?

Je možné hotový materiál exportovat e-mailem či na cloudová uložiště?

Je možné při vytváření materiálu spolupracovat v reálném čase? Tj. aby na materiálu pracovalo více uživatelů z různých zařízení současně?

Má aplikace také webovou verzi, která obsahuje více nástrojů než verze pro dotyková zařízení?

Je v aplikaci efektivně využita práce dotykem?

81

Je obsah aplikaci odpovídající pro studentovu úroven

Má aplikace vhodné stránky podpory?

Obsahuje aplikace dostatečné instrukce pro ovládání?

Zařazení do Bloomovy taxonomie:

zapamatování porozumění aplikace analýza hodnocení vytvoření

Popis aplikace/vlastní názor/shrnutí:

Tabulka 12 - Hodnocení aplikace žákem (zdroj: vlastní).

Body: 4 3 2 1 0 Skóre

Vzhled, zvuk: Atraktivní, příjemný, zajímavý.

Velmi dobrý, zajímavý.

Relativně přitažlivý,

avšak trochu rozptylující.

Rozptyluje od vzdělávacího

účelu aplikace.

Nudný, nepříjemný

vzhled.

motivace, zapojení žáka

Vysoký stupeň

motivace. Aplikace zaujme.

Dobrá motivace. Aplikace zaujme.

Ztráta motivace po

několika minutách.

Velmi nízká míra

motivace.

Bez motivace, nuda.

uživatelská přívětivost,

instrukce pro ovládání

Velmi uživatelsky přívětivá aplikace.

Jednoduché srozumitelné

ovládání.

Uživatelsky přívětivé. Lze

snadno ovládat dle instrukcí v aplikaci.

Omezené informace k

ovládání. Naučit se s

aplikací pracovat je náročnější.

Nedostatek instrukcí k ovládání.

Naučit se s aplikací

pracovat je náročné.

Co s tím?

Technické provedení,

spolehlivost

Velmi spolehlivá, bez pádů.

Spolehlivé. Občasná chyba.

Občasné pády aplikace. Pomalejší

běh.

časté pády aplikace, pomalá odezva.

Velmi nespolehlivé. Mnoho chyb.

Nastavení obtížnosti

Velmi dobré přizpůsobení

aplikace potřebám studentů.

Dostatečná možnost

přizpůsobení aplikace potřebám studentů.

Omezená možnost

přizpůsobení studentům.

Nedostatečná možnost

přizpůsobení studentům.

Není možné přizpůsobit

úroveň potřebám studentů.

ZÁVĚR Předkládaný článek popisuje právě probíhající výzkum, který se zabývá využitím tabletů ve výuce přírodopisu. V článku jsou představeny cíle výzkumu a jeho návrh, dále jsou popsány použité výzkumné metody. V kapitole Praktická část jsou shrnuty dosavadní výsledky výzkumu, konkrétně tedy dotazníkového šetření. Detailní výsledky tohoto šetření lze nalézt v samostatném článku Využití tabletů z pohledu učitelů ZŠ [3]. V tomto článku jsou rovněž výsledky diskutovány a porovnávány s dalšími výzkumy. Představen je také další průběh výzkumu. Z dosud zjištěných informací lze předpokládat pozitivní přínos výzkumu pro naše základní školy. Je jasné, že mobilní technologie budou do výuky pronikat stále více a bude nutné naučit se je efektivně využívat.

82

LITERATURA [1] MAREŠ, Jiří. Přehledové studie: jejich typologie, funkce a způsob vytváření. Pedagogická orientace. Brno, 2013, 23(4), 427-454. DOI: 10.5817/PedOr2013-4-427.

[2] CHRÁSKA, Miroslav. Metody pedagogického výzkumu: základy kvantitativního výzkumu. Praha: Grada, 2007. Pedagogika (Grada). ISBN 978-80-247-1369-4.

[3] BENEDIKTOVÁ, Lenka. Využití tabletů z pohledu učitelů ZŠ. Journal of technology and information education: Časopis pro technickou a informační výchovu. Olomouc: Palacký University, Faculty Education, přijato k tisku. DOI: 10.5507/jtie.2016.025. ISSN 1803-537x. [4] Kathy Schrock`s iPads4Teaching [online]. 2013 [cit. 2016-08-31]. Dostupné z: http://www.ipads4teaching.net.

PUBLIKAČNÍ ČINNOST BAŤKO, J., BENEDIKTOVÁ, L. Testování vlivu robotické stavebnice LEGO na rozvoj abstraktního myšlení žáků základní školy. In Sborník příspěvků 5. ročník interdisciplinární studentské vědecké konference doktorandů FPE. Plzeň: Západočeská univerzita, 2015. s. 4-8. ISBN: 978-80-261-0559-6

BENEDIKTOVÁ, L., BAŤKO, J. Design pedagogického výzkumu na téma využití tabletů ipad ve výuce přírodopisu na základní škole. In Sborník příspěvků 5. ročník interdisciplinární studentské vědecké konference doktorandů FPE. Plzeň: Západočeská univerzita, 2015. s. 15-19. ISBN: 978-80-261-0559-6

BENEDIKTOVÁ, L. Recenzní posudek článku pro konferenci Trendy ve vzdělávání 2015 : Financování digitálních technologií pro vzdělávání na ZŠ. Olomouc : Univerzita Palackého v Olomouci, 2015.

BENEDIKTOVÁ, L. Use of Tablets in Biology Lessons at Primary Schools and Their Impact on Students ' Performance. In: INTED2016 Proceedings[online]. Valencia, Spain, 2016, s. 6336-6341 [cit. 2016-07-26]. DOI: 10.21125/inted.2016.0490. ISBN 978-84-608-5617-7. ISSN 2340-1079. Dostupné z: https://library.iated.org/

BENEDIKTOVÁ, L. Strategie učení s tabletem ve výuce přírodopisu. In: DITECH 2016 [DVD]. Hradec Králové, 2016 [cit. 2016-08-26]

BENEDIKTOVÁ, Lenka. Využití tabletů z pohledu učitelů ZŠ. Journal of technology and information education: Časopis pro technickou a informační výchovu. Olomouc: Palacký University, Faculty Education, přijato k tisku. DOI: 10.5507/jtie.2016.025. ISSN 1803-537x

BENEDIKTOVÁ, L. Využití aplikace Quizlet ve výuce na základní škole. In Olympiáda techniky Plzeň 2015 : sborník příspěvků z mezinárodní studentské odborné konference. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2015. s. 186-189. ISBN: 978-80-261-0518-3

83

INTERAKCE REÁLNÉHO A VIRTUÁLNÍHO PROSTŘEDÍ V EXPERIMENTÁLNÍ VÝUCE BIOLOGIE

autor: Veronika Havlíčková, Mgr., Katedra informatiky, Pedagogická fakulta, Univerzita Hradec Králové, veronika.havlickova@uhk.cz

školitel: Martin Bílek, Prof. PhDr. Ph.D., Katedra chemie, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Hradec Králové, martin.bilek@uhk.cz

Abstrakt Reálná pitva patří mezi jeden z nejstarších a nejvýznamnějších způsobů výuky anatomie a fyziologie živočichů, ale četnost jejích aplikací se vlivem mnoha faktorů snižuje. Postupně začínají být stále ve větším měřítku využívány různé druhy pitevních alternativ. Zejména v anglofonních zemích je problematika implementace reálných pitev a jejich alternativ do výuky hojně studována (vzdělávací efektivita a etika zvolených postupů, postoje vůči pitvám reálným a jejich alternativám apod.). Podle dostupných zdrojů má z pitevních alternativ nejvyšší potenciál tzv. pitva virtuální, tj. počítačová simulace reálné pitvy. Dle výsledků zahraničních výzkumných studií ale učitelé stále straní z mnoha důvodů spíše pitvě reálné. Naopak studenti preferují pitevní alternativy, pokud jim jsou ve výuce nabídnuty. V České republice je tato oblast vzdělávání poměrně opomíjena (legislativou, výzkumnými pracovníky), a proto se naše pozornost soustředila na danou problematiku se zaměřením na všeobecné biologické vzdělávání. V našich výzkumných šetřeních jsme se zaměřili na zpracování metaanalýzy výzkumných studií z této oblasti a na zjištění postojů učitelů biologie a studentů magisterského studia učitelství biologie pro základní a střední školy k reálným a virtuálním pitvám. Získané výsledky metaanalýzy i dotazníkového šetření jsme využili k návrhu a přípravě vlastní výukové aplikace - virtuální pitvy švába amerického. Efektivitu její implementace ve všeobecném biologickém vzdělávání plánujeme ověřit pomocí pedagogického experimentu s didaktickými testy a s explorací názorů jeho frekventantů.

Abstract

The hands-on dissection belongs among the oldest and most important ways of anatomy and physiology teaching, but the frequency of its applications is reduced due to many factors. These days, gradually different kinds of dissection alternatives are increasingly used. The subject of implementation of hands-on dissections and their alternatives is studied particularly in Anglophone countries (education effectiveness and ethics of selected procedures, attitudes towards hands-on dissections and their alternatives, etc.). According to available sources, the highest potential can be found in so-called virtual dissections, i.e. computer simulation of a hands-on dissection. According to foreign research studies, teachers still prefer hands-on dissections because of many reasons. On the contrary, students prefer dissection alternatives, if only they are offered to them in lessons. In the Czech Republic this field of education seems to be rather neglected (due to legislation, researchers), and therefore, our attention focuses on the subject matter focusing on general biology education. In our research studies we concentrated on processing of meta-analysis of research studies in this field, and on determining attitudes towards hands-on and virtual dissection among biology teachers and prospective biology teachers at either primary or secondary schools. We used the obtained results of the meta-analysis and questionnaire survey to design and prepare our own educational application – the virtual dissection of Periplaneta americana. We are planning to verify the education effectiveness of this implementation in general biology education through a pedagogical experiment using didactic tests, and through exploring opinions of its attenders.

84

Klíčová slova reálná pitva, virtuální pitva, pitevní alternativa, postoje učitelů a studentů učitelství biologie k pitvám, vzdělávací efektivita, výuka biologie.

Key words hands-on dissection, virtual dissection, dissection alternatives, teacher’s and future teacher’s attitudes to dissections, educational efficiency, teaching biology.

1 ÚVOD Výuka biologie a její experimentální zaměření má žákům zprostředkovat poznání přírody a

napomoci jim vybudovat vztah k přírodě a všemu živému v ní. Za tímto účelem učitelé implementují množství postupů, ke kterým se řadí i reálná pitva. Ta je podle mnohých názorů zdrojem nejen konkrétních poznatků ale i vhodný způsob osvojení etických aspektů života. Přesto se postavení reálných pitev ve společnosti mění a je možné zaznamenat jejich pozvolné nahrazování pitevními alternativami (3D modely, videozáznamy, obrazový materiál atd.), z nichž největší potenciál mají podle dostupné literatury právě pitvy virtuální, tedy počítačové simulace. I když pitevní alternativy poskytují srovnatelné studijní výsledky, pitvu reálnou ve všech aspektech alespoň prozatím nahradit nedokáží (Havlíčková a Bílek, 2015, Fazal-Ur-Rehman a kol., 2012). Kvůli relativní „novosti“ virtuálních pitev je jejich zařazování do výuky velmi pozvolné a učitelé je vnímají spíše negativně. Tato skepse může pramenit z nedostatku ucelených informací o virtuálních pitvách a chybějících zkušeností v rámci jejich aplikace do výuky (Waters a kol., 2005). V České republice reálné pitvy do všeobecného biologického vzdělávání běžně zařazovány nejsou, a proto daná problematika není v popředí zájmu výzkumných pracovníků i zákonodárců. Přesto by se dalo říci, že i zde nastává určitý posun. Proto se naším výzkumným záměrem stalo odhalování postojů a zkušeností učitelů biologie a studentů učitelství biologie pro ZŠ a SŠ z oblasti reálných a virtuálních pitev a záměrů týkajících se implementace těchto postupů do vlastní pedagogické praxe. Hlavní cíle tedy spočívaly v prozkoumání možností využívání počítačových simulačních systémů zaměřených na pitvy bezobratlých živočichů ve výuce biologie v podmínkách školství České republiky, ověření dosažených rozdílů edukační efektivity mezi pitvami virtuálními a reálnými a odhalení přínosů virtuálních pitev v procesu výuky biologie. Dílčí cíl spočinul v tvorbě interaktivní učební pomůcky fungující jako informační zdroj pro žáky ZŠ a SŠ.

2 NÁVRH DIZERTAČNÍHO PROJEKTU S ohledem na již avizovaný nedostatek ucelených informací o této problematice, jsme svou pozornost zaměřili na průzkum možností využití virtuálních a reálných pitev jakožto opomíjené praktické složky výuky biologie. Z dostupných informačních zdrojů bylo zjištěno, že v současné době je vydáváno množství virtuálních pitevních alternativ, ze kterých je většina zaměřena na skupinu obratlovců, a naopak poměrně opomíjenou skupinou jsou živočichové bezobratlí. Proto jsme svou pozornost zaměřili na reálné a virtuální pitvy bezobratlých, tedy na výzkum možného použití vytvořené interaktivní digitální učební pomůcky včetně porovnání její vzdělávací efektivity s pitvou reálnou.

2.1 Výzkumné otázky Realizaci výzkumného šetření provázelo množství otázek např.: Proč nedochází na školách k praktickým ukázkám živočichů nebo orgánových soustav a orgánů? Je vhodné ve výuce biologie jako všeobecně-vzdělávacího předmětu provádět pitvy živočichů? Jak by reagovali žáci a jejich rodiče na možnost reálně pitvat? Jak se k tomuto přístupu staví legislativa ČR?

85

Jaké jsou materiální podmínky škol? Jak přistupují k pitvám učitelé? Jaké názory mají učitelé biologie na používání pitevních alternativ ve výuce? Jaké mají reálně prováděné pitvy dopady na žáky? Nebylo by vhodnější tento způsob zisku informací o živočiších a jejich životě provádět pomocí pitevních alternativ (3D modely, modelování pomocí plastelíny, využití audiovizuálních nebo digitálních technologií)? Existují významné rozdíly mezi muži a ženami v přístupu k reálným a virtuálním pitvám? Ovlivňuje přístup k pitvám reálným a virtuálním délka praxe? Jaká je efektivita aplikace virtuální pitvy ve srovnání s pitvou reálnou?

2.2 Metodika

Před započetím vlastní badatelské činnosti, bylo třeba vymezit oblast výzkumu, nastavit časový harmonogram, zvolit pracovní postup a výzkumné metody (přehledová studie, dotazníkové šetření, didaktické testy, rozhovory, pozorování a pedagogický experiment). Jako první bylo přistoupeno k analýze dostupných výukových pomůcek, které jsou provázeny četnými diskusemi. Tyto diskuse jsou podloženy činností výzkumných pracovníků, kteří sledují mimo jiné též vzdělávací efektivitu. Svá odhalená fakta prezentovali ve výzkumných studiích, které napomohly při tvorbě přehledové studie zaměřené na pitvy reálné a jejich alternativy ve vzdělávání. Analyzované studie byly získány z dostupných databází EBSCO a Web of Science, přičemž pro zařazení do přehledové studie musely splňovat alespoň jedno ze čtyř kritérií: 1) zabývají se reálnými pitvami i pitevními alternativami ve vzdělávání, 2) zkoumají postoje vůči pitvám a pitevním alternativám, 3) analyzují přínos pitevních alternativ pro vzdělávací proces a 4) uvádějí druhy pitevních alternativ. K 20. 9. 2014 bylo nalezeno 12328 odkazů, ze kterých zadaným kritériím odpovídalo pouze 31 textů. V průběhu finalizace byly k těmto textům přidány další dvě studie. Data přehledové studie přispěla návrhu a provedení dotazníkového šetření, které bylo zaměřeno na identifikaci postojů učitelů biologie a studentů učitelství biologie pro ZŠ a SŠ vůči reálným a virtuálním pitvám, odhalení míry zkušeností s těmito postupy, identifikaci volby modelových organismů a budoucí záměry v uplatnění obou postupů ve výuce. Informace získané v průběhu obou fází výzkumu přispěly k tvorbě návrhu designu vlastní virtuální pitvy, v níž byl vybrán jako modelový organismus šváb americký (Altmann a Lišková, 1979, Buchar a kol., 1983, Kunst a kol., 1954, Renner, 1984, Roubal a Štejfl, 1957).

Ověření efektivity této učební pomůcky proběhne na vybraných školách za použití připravených pedagogických experimentů spojených s didaktickými testy a dotazovacími šetřeními. Dotazovací šetření budou zaměřena na žáky i na jejich učitele. V žákovském dotazníku budou zkoumány pocity žáků v průběhu reálné a interaktivní pitvy, přístup k předloženému postupu zkoumání a názory žáků na používání pitevních alternativ. Rozhovory s učiteli budou orientovány na zhodnocení obou prezentovaných způsobů výuky, využitelnost interaktivní pomůcky a návrhy pro její vylepšení.

2.2 Zvolený časový harmonogram Vlastní výzkumná činnost byla rozvržena do tří etap, jejichž naplnění spadalo do průběhu čtyř po sobě jdoucích let. V první etapě byly analyzovány dostupné pitevní alternativy a získávána data potřebná pro přípravu přehledové studie zaměřené na pitvy reálné a jejich alternativy. V druhé etapě jsme se věnovali přípravě, provedení a zpracování dotazníkového šetření zaměřeného na postoje učitelů biologie a studentů učitelství biologie pro ZŠ a SŠ k pitvě reálné a virtuální v rámci České republiky. Do třetí fáze spadá výběr modelového organismu, tvorba designu návrhu virtuální pitvy švába amerického, příprava a zpracování virtuální pitvy (počítačové simulace) a testování její vzdělávací efektivity (viz Tabulka 1).

86

Tab. 13 Časový harmonogram výzkumné činnosti

2.3 Cílové skupiny výzkumných šetření

V průběhu celého dizertačního projektu se zaměřujeme na dvě hlavní skupiny respondentů. První skupinou jsou učitelé biologie na ZŠ a SŠ a studenti magisterského studia učitelství biologie pro základní a střední školy v rámci celé České republiky. Druhou skupinu utvoří žáci osmých a devátých tříd ZŠ, nižších a vyšších stupňů gymnázií, kteří budou frekventanty pedagogického experimentu.

3 VYMEZENÍ VÝZKUMNÉ OBLASTI

Výchozím bodem pro veškerou výzkumnou činnost byly pitvy reálné a virtuální a popis dalších pitevních alternativ implementovaných do všeobecného i odborného vzdělávání.

3.1 Reálná pitva - specifikace a legislativa

Reálná pitva je chápána jako aktivní činnost vedoucí k osvojení si poznatků o anatomii a fyziologii živočichů nebo jejich částí (nejsou to tedy plastové modely, obrazy apod.). Žákům a studentům tento postup dovoluje získat zkušenosti s texturou, pevností nebo pružností tkáně. Současně napomáhá osvojit si etické aspekty života a vyrovnat se smrtí a umíráním (Hasan, 2011). Přičemž na některé studenty působí jako silný motivační faktor (Lombardi a kol., 2014, Mourek a kol., 2015) a jiné naopak od studia biologie až demotivuje (Balcombe, 2000). Pro snazší přijetí pitev reálných je vhodné volit citlivý přístup (Mourek a kol., 2015), s žáky o etičnosti reálných pitev diskutovat (Balcombe, 2001), pokusit se odstranit některé stresující faktory jakými jsou: krev, zápach, vybírat „hnusné“ živočichy (Fančovičová a kol., 2013) a naopak vyhýbat se těm „roztomilým“ živočichům (Randler a kol., 2013). Přesto bylo prokázáno, že s počtem provedených reálných pitev se pozvolna znechucení snižuje a vzrůstá zaujetí touto metodou (Mulu a Tegabu, 2012, Arora a Sharma, 2011). Reálná pitva nemá nikdy být prováděna pouze s úmyslem ukojit zvědavost žáků/studentů (Moore, 2001). To se také stává předmětem legislativního dohledu, kdy především v zahraničí vzniká množství zákonů upravujících provádění reálných pitev ve školách (Balcombe, 2001). V České republice je problematika pitev legislativně poměrně opomíjena a tuto činnost zde reguluje několik zákonů pouze rámcově. Zařazování pitev do školních kurikul základních a středních škol vymezuje ustanovení § 4 odstavce 3 zákona č. 561/2004 Sb., o předškolním, základním, středním, vyšším odborném a jiném vzdělávání. Toto ustanovení zahrnuje vydávání rámcových vzdělávacích programů (dále jen RVP), které reálné pitvy opomíjejí. RVP současně slouží jako předloha pro tvůrce studijních materiálů. V důsledku toho učebnice až na několik málo výjimek návrhy pitevních cvičení jako formu laboratorních prací nezařazují. K těmto výjimkám patří např.

Fáze

ČAS

Analýza pit. 

alternativ, 

Zpracování 

přehl. Studie

Příprava a 

zpracování 

dotazníkového 

šetření

Příprava vlastní 

virtuální pitvy

2012 2013 2014 2015 2016 2017

87

Jelínek a Zicháček (1998). Tito autoři však do návrhu laboratorního cvičení zařadili reálnou pitvu zákonem chráněného živočicha. Toto cvičení by tedy mohlo vést k případným právním postihům. Zákonodárný aparát České republiky vytvořil pro integraci pokusů na zvířatech a jejich používání ve výuce Zákon 264/1992 Sb., o ochraně zvířat proti týrání, který zakazuje pokusy na zvířatech, jestliže k nim existují alternativy. Tento zákon platí pouze pro obratlovce. Podle tohoto zákona bezobratlí živočichové tedy živočichy nejsou a jejich použití tudíž není zákonem regulováno. Přesto má každý jedinec na základě Ústavy ČR právo na vzdělávání a svobodu svědomí. Což můžeme chápat, že nikdo nemá právo žáky a studenty do provádění reálných pitev nutit, pokud žáci a studenti s těmito postupy nesouhlasí. Před zapojením reálných pitev do výuky je vhodné si prostudovat zákon č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny a vyhlášku 395/1992 stanovující chráněné druhy živočichů v ČR, čímž lze předejít chybám ve výběru modelového organismu anebo použít alternativu jako např. virtuální pitvu.

3.2 Vymezení pojmu virtuální pitva

Virtuální pitva je nejčastěji chápána jako počítačová simulace, která s využitím počítačových programů zobrazuje anatomii organismů. Použité počítačové programy umožňují aktivní interakci uživatele s počítačem (nepřehrávají pouze sekvence fotografií a videí). Počítačovou simulaci lze definovat různými způsoby např.: „Počítačová simulace je počítačem realizovaná metoda k řešení procesních modelů, ve kterých proces je tak složitý, že jej není možné realizovat pomocí jiných nástrojů (Hubálovský, 2011).“

Simulace je tedy jeden z nejúčinnějších nástrojů poznání, které se používají ve všech oblastech lidské činnosti (vědy přírodní, ekonomické, společenské a medicínské) a vznikají za účelem nahrazení reálného systému v případech možného ohrožení životů či majetku (radioaktivita, zranění, toxicita, apod.), neetičnosti pokusů, neexistence systému, neuchopitelných rozměrů a problematických časových intervalů (Volf, 2012). Simulace fungují jako silný pedagogický nástroj (Mašek a kol., 2004) neboť práce ve virtuálním prostředí žáky a studenty více motivuje, usnadňuje žákům/studentům snazší pochopení složitých procesů a systémů (stavba buněk, funkce organel, oplození) (Singh a kol., 2011), což vede k efektivnějšímu dosažení zvolených cílů (Chen a Howard, 2010). Pro odpůrce reálných pitev jsou pitvy virtuální projevem úcty k životu a představují eticky vhodnější způsob výuky anatomie živočichů. Naopak pro Allchina (2005) jsou virtuální pitvy pouhou iluzí úcty k životu, protože se virtuální pitva pro pitvajícího stává hrou. V jejím průběhu totiž může organismus opakovaně vracet do výchozího stavu, což u reálné pitvy možné není a to podle Allchina (2005) vede k necitlivosti, bezohlednosti a fixaci nevhodných etických postojů. Jaký je tedy trend v implementaci pitev virtuálních a reálných?

3.3 Současný stav implementace reálných pitev a jejich alternativ do vzdělávání

Je zřejmé, že reálná pitva pro učitele zůstává jednou z prvních (ne-li tou první) možností výuky anatomie a fyziologie. Zároveň se ale učitelé staví poměrně skepticky vůči implementaci pitevních alternativ do výuky. Často se obávají ztráty možnosti řídit průběh výuky, pokud by upustili od reálných pitev, kdy mohou upozornit i na etickou problematiku reálných pitev apod. (Balcombe, 1997a). Někteří učitelé vnímají odmítání reálných pitev jako projev vzdoru svých žáků, který chtějí mnozí z učitelů trestat (zhoršení klasifikace, apod.). To je s ohledem k právní legislativě některých států soudně postižitelné (Balcombe, 2001). Ani popsané, spíše záporné, postoje učitelů nemohou zastavit narůstající množství implementovaných pitevních alternativ do vzdělávání, kdy jejich vyšší nárůst je možné zaznamenat hlavně v anglicky mluvících zemích. Zde jsou totiž reálné pitvy běžnou součástí školních kurikul (Balcombe, 2001). Jak již bylo uvedeno, v České republice je tato otázka do značné míry opomíjena. Přesto i zde proběhlo

88

několik výzkumů zabývajících se danou tematikou (Svoboda zvířat, 2011, Ondrová, 2012, Havlíčková a Bílek, 2015, Mourek a kol., 2015). Dále přiblížíme dva výzkumy provedené na území České republiky. Prvním je výzkum Ondrové (2012), která zkoumala zkušenosti žáků vyššího stupně gymnázia s reálnými pitvami a jejich názory na reálné pitvy a pitevní alternativy. Při shrnutí svých zjištění uvedla, že žáci zaujímají postoje vůči reálným pitvám v celé šíři škály od zcela negativních (zcela pitvy zakázat) až po naprosto pozitivní (povolit a provádět pitvy bez výhrad). Další nalezený výzkum dané problematiky provedla v České republice organizace Svoboda zvířat (2011), která uveřejnila výsledky dotazníkového šetření provedeného mezi studenty vysokých škol přírodovědného a pedagogického zaměření a žáky několika gymnázií. V tomto šetření zjistili, že většina respondentů s reálnými pitvami ve školní praxi souhlasí, ale současně jim na druhu pitvaného živočicha a způsobu jeho usmrcení záleží. S usmrcováním živočichů pouze kvůli provedení pitvy nesouhlasili. V další části svého výzkumu se zabývali vlastními zkušenostmi s pitevními alternativami. Respondenti uvedli množství pitevních alternativ, o kterých slyšeli. Na druhou stranu podle vlastních slov, zkušenosti s těmito alternativami neměli. Které druhy pitevních alternativ jsou tedy dostupné a běžně se používají?

3.4 Běžně implementované pitevní alternativy

Vzhledem k množství dostupných pitevních alternativ je vhodné jejich rozdělení do několika skupin podle určených kritérií.

3.4.1 Vybrané dostupné virtuální pitvy a další výukové digitální aplikace

Zařazení virtuálních pitev do výuky s sebou nese množství benefitů nejen pro vyučující, ale též pro žáky/studenty např.: úspora času a nákladů (Fazal a kol., 2012), opakovatelnost, práce vlastním tempem, apod. (Balcombe, 2001). S ohledem na srovnatelnou vzdělávací efektivitu virtuálních a reálných pitev je vysoce pravděpodobné, že na školách se všeobecným zaměřením (ZŠ a SŠ) pitvu reálnou nahradit dokáží již nyní (Franklin a kol. 2002, Lalley a kol., 2009, Predavec 2001). Mnozí z autorů některé ze softwarů popisují a doporučují.

Pro výuku anatomie člověka Fazal a kol. (2012) doporučují následující výukové softwary: ADAM software interaktivní anatomie dostupný na webovém rozhraní, Anatomy – možno měnit pohled a pracovat s vrstvami 3D anatomie, Anatomy Explorer – Biotech Virtual - 3D anatomický software ke zkoumání a

identifikaci charakteristik, vztahů, hierarchie a fyziologických procesů lidského těla. Příklady virtuálních pitev dostupných na internetu:

Science Works: Dissection Works (žížala, rak, ryba, žába, prase, kočka) PierianSpring Software: BioLabseries (prase, žába, bezobratlí [žížala, rak, mořská

hvězdice], mouchy [genetika]) Tangent Scientific: DryLabseries (žába, rak, okoun, potkan, plod prasete, žížala) Digital Frog International: Digital Frog, Digital Frog 2 NeoTek: CatLab VirtualPhysiologySeries (pět CD-ROMů) oblast nervosvalové fyziologie, simuluje

odborné experimenty SimBioSys Fyziologie Labs - animace, simulace, cvičení a kvízy pokrývají fyziologii

Jedním z prvních interaktivních pitevních atlasů je HyperMedia určený středoškolákům (Quentinbaxter a Dewhurst, 1992), kterým napomáhá při studiu anatomických struktur a jejich funkcí a pomocí automaticky generovaných otázek poskytuje zpětnou vazbu. K interaktivním

89

atlasům se řadí Rat stack (Langley, 1991). Pro výuku anatomie používá fotografie, diagramy a videa. Langley (1991) dále popisuje simulační program Cardiolab, který obdobně jako u živého organismu studentům umožňuje studovat srdeční reakci na podráždění srdečních nervů regulujících srdeční akci, součástí programu je ukázka srdečních reakcí na různé druhy podaných léků. Pro přiblížení anatomie bezobratlých živočichů vytvořila Ondrová (2012) atlas pitev, který obsahuje fotografie, popisy pitev vybraných bezobratlých živočichů a navržená laboratorní cvičení. Jako zajímavé řešení této problematiky se jeví možnost kolektivní simulace (Ioannidou a kol., 2010), ve které má každý účastník svou roli a svou aktivitou ovlivňuje činnost ostatních účastníků. Pro tento druh simulace je nutná vzájemně propojená síť počítačů, ve které každý počítač zobrazuje vlastní oblast zájmu a jednotlivé informace odesílá do centrálního počítače, který veškeré příchozí informace skládá a zobrazuje na promítací plátno, výsledné informace o změnách struktury odesílá společně s dalšími pokyny příslušnému účastníkovi. Příkladem této kolektivní simulace je Mr. Vetro. Tato aplikace slouží pro výuku anatomie člověka. Program obsahuje učební plány, pracovní listy, podkladový materiál atd. Žáci jsou při práci s touto pomůckou aktivní a jejich výsledky jsou lepší než při použití tradičních metod. Některé pitevní alternativy na bázi počítačů popisují také vanDok (1997), Predavec (2001), Valliyate a kol. (2012), Balcombe (2000) Chen a Howard (2010) a Helicar a kol. (2015).

 

Obr. 1 Mr. Vetro: A Collective Simulation for teaching health science (Ioannidou a kol., 2010)

3.4.2 Reálné pitevní alternativy

Tato skupina pitevních alternativ zahrnuje reálné 3D modely, preparáty pitvaných objektů a plastinované vzorky, hmatové trenažéry, simulátory a figuríny, které napomáhají při nácviku manipulace s pacienty bez možného vzájemného ohrožení: bandážování, umělé dýchání a resuscitace, palpační techniky, podávání anestezie, atd. Některé modely a figuríny ve své studii přiblížil Balcombe (2001) např.: plastový model břišní dutiny psa sloužící pro nácvik

90

chirurgických technik, model celého těla psa, modely kostí pro nácvik technik napravujících zlomeniny atd. U těchto modelů lze nahrazovat poškozené části a tedy je používat opakovaně.

Další skupinou zahrnutou do reálných pitevních alternativ jsou plastinované preparáty. Jedná se o speciálně upravené části těl (všech skupin živočichů), které jsou zdravotně nezávadné, nevyžadují speciální zacházení a uložení (Valliyate a kol., 2012). Tento způsob přípravy modelů si v současnosti získává oblibu především na univerzitách avšak je možné, že bude rozšířen i na nižší stupně vzdělávání.

3.4.3 Vizualizace pitev Pojmem vizualizace jsme označili videozáznamy, interaktivní videozáznamy, plakáty a klasické obrazové materiály. Dalo by se říci, že se jedná o poněkud zastaralý způsob přiblížení vnitřních struktur, důkazem toho je upouštění od jejich implementace do výuky na všech stupních vzdělávání. Přesto i tyto pitevní alternativy někdy poskytovaly srovnatelné studijní výsledky s pitvami reálnými. Např. při porovnání studijních výsledků studentů po provedení reálné pitvy se sledováním videozáznamu dosáhli lepších výsledků studenti, kteří sledovali videozáznam (Strauss a Kinzie, 1991). Naopak Langley (1991) popsal výzkum z Finska, kde lepších výsledků dosáhli studenti pracující s reálným živočichem než studenti pozorující videozáznam.

3.4.4 Ostatní druhy pitevních alternativ

Alternativami reálných pitev jsou i pokusy na sobě samém. Před cvičením musí být žák/student řádně proškolen a v průběhu cvičení musí na žáka/studenta školitel neustále dohlížet (Langley, 1991). Takto je možné sledovat např. účinky dočasného uzavření krevního oběhu v končetině (změny teploty), kožní bolestivost, vliv objemu O2 a CO2 v krvi na dýchání a měření reflexů, pohmatem vlastního těla apod. zkoumat tvar a umístění jednotlivých orgánů (Allchin, 2005). Používanou variantou je hra „Simon říká…“, při které žáci ukazují polohu kostí ve svém těle. Případně je možné zvolit kontroverznější postup a to určovat orgány pohmatem spolužáka. Další alternativou je modelování orgánových struktur z plastelíny, kterou představili Shipley (2010), DeHoff a kol. (2011), Waters a kol. (2005), Waters a kol. (2011), Valliyate a kol. (2012).

4 SOUČASNÝ STAV ROZPRACOVÁNÍ DIZERTAČNÍHO PROJEKTU V řešeném disertačním projektu byla již zpracována a vydána přehledová studie (Havlíčková a Bílek, 2015), zaměřená na pitvy reálné a jejich alternativy ve vzdělávání. Na základě těchto zjištění bylo připraveno a provedeno dotazníkové šetření zaměřené na postoje učitelů biologie a studentů učitelství biologie pro ZŠ a SŠ v rámci České republiky. Takto získaná data budou statisticky zpracována a shrnuta v plánované výzkumné studii do konce roku 2016. V rámci zpracování přehledové studie byly analyzovány některé z dostupných virtuálních pitev. Zjištění o těchto alternativách byla prezentována na konferenci DIVAI 2016 (Distance Learning in Applied Informatics) (Havlíčková a Bílek, 2016). V současné době probíhá úprava fotografií reálné pitvy švába amerického (Periplaneta americana), které budou použity v přípravě vlastní virtuální pitvy, kompletizace materiálů potřebných pro tvorbu virtuální pomůcky a tvorba návrhů materiálů potřebných k ověření její vzdělávací efektivity. 4.1 Reálné pitvy a jejich alternativy ve výzkumných studiích - přehledová studie

91

Reálná pitva je komplexní zkušeností napomáhající k rozvoji kritického myšlení (Valli, 2001). Přesto její implementace do výuky není bezpodmínečně nutná, pokud zvolených cílů může být dosaženo využitím pitevních alternativ poskytujících srovnatelné studijní výsledky a v jistých aspektech reálnou pitvu dokonce předčících (náklady, časová náročnost, atd.). Přesto jsou pitevní alternativy učiteli přijímány spíše s určitou rezervovaností a značnými výhradami (Oakley, 2012). Přijetí reálných pitev žáky a studenty je velmi ovlivněno osobností učitele, jeho postoji a přístupem k této vzdělávací metodě. Žáci často tyto postoje a názory od svých učitelů podvědomě přejímají. Pro snazší přijetí pitev reálných je tedy vhodné volit citlivý přístup a o dané problematice diskutovat, ovšem pokud tento přístup k překonání negativních pocitů a postojů nepomůže, musí být žákům i studentům nabídnuty adekvátní pitevní alternativy, kterých jak již bylo uvedeno, existuje nepřeberné množství. Z těch se nejvíce rozvíjejí a rozšiřují do všeobecného vzdělávání a také do veterinárních a medicínských oborů pitvy virtuální. Žákům a studentům napomáhají se zbavováním případných úzkostí, negativních emocí a fyzických projevů (pocit na zvracení) vyvolaných pitevním materiálem. Další výhodou implementace pitevních alternativ je snižování počtů zabíjených a reálně pitvaných živočichů ve vzdělávání (Valliyate a kol., 2012). Virtuální pitvy usnadňují studium anatomie a jsou vhodným doplňkem pitvy reálné. Studenti je využívají pro přípravu před vlastní pitvou reálnou, kterou poté provádějí efektivněji (Predavec, 2001). Výzkumní pracovníci se v nalezených studiích nejčastěji zabývali studiem přínosu reálných pitev a jejich alternativ na terciárním stupni vzdělávání v anglosasky mluvících zemích (Obr. 3). Kde je nejvíce zajímali pitevní alternativy vytvářené pro třídu savců (Obr. 2), přestože studenti hůře přijímají pitvy makroskopických bezobratlých živočichů (Randler a kol., 2013). K zisku informací bylo nejčastěji využíváno dotazníkové šetření (Obr. 4).

Obr. 2 Modelové organismy uvedené v analyzovaných výzkumných studiích o pitvách a pitevních alternativách (N=33)

92

Obr. 3 Země původu analyzovaných výzkumných studií o pitvách a pitevních alternativách

(N=33)

Obr. 4 Výzkumné metody aplikované v analyzovaných výzkumných studiích o pitvách a pitevních alternativách (N=33). (Pozn. aut.: součet použitých metod se nerovná 100%, protože jednotlivé studie využívaly i více výzkumných metod)

4.2 Názory a postoje učitelů biologie a studentů učitelství biologie pro ZŠ a SŠ na reálné

a virtuální pitvy – dotazníkové šetření

Další etapou disertačního projektu byla tvorba a provedení dotazníkového šetření vycházejícího z výsledků přehledové studie (Havlíčková a Bílek, 2015). Úhelný bod byl zaměřen na odhalení postojů a názorů učitelů biologie a studentů učitelství biologie pro ZŠ a SŠ v rámci České republiky vůči pitvám reálným a virtuálním. Sběr dat byl zahájen v září 2015 a ukončen v únoru 2016. Dotazníky byly respondentům distribuovány ve fyzické a online podobě využívající webové rozhraní Google form. Vyplnění dotazníku bylo zcela dobrovolné a anonymní. Anonymita byla zajištěna kódováním a smazáním dat, která by mohla vést k případné identifikaci respondentů. Takto získaná data jsou analyticky vyhodnocována v počítačovém programu SPSS® 21.0 software.

93

Dotazník je vytvořen ze tří částí zabývajících se: demografií, reálnými a virtuálními pitvami a obsahuje celkem 137 otázek. O jeho vyplnění jsme požádali více než 1450 učitelů biologie a studentů učitelství biologie pro ZŠ a SŠ, dotazník zodpovědělo 489 respondentů. Výsledná data budou představena po celkovém zpracování a vyhodnocení všech údajů. 4.3 Tvorba a evaluace učební pomůcky – virtuální pitvy

Vytvářená virtuální pitva je simulací reálné pitvy švába amerického. Tato výuková pomůcka se dělí podle obtížnosti a množství dat na dvě hlavní části: první část pro ZŠ a druhá pro SŠ, mezi kterými uživatel může samostatně přepínat. V dalších aspektech jsou obě části shodné (ty jsou dále popisovány jako systémy): systém se skládá ze dvou subsystémů. První subsystém obsahuje prvky samotné pitvy (animace, nákresy a popisy s vysvětlivkami). Druhý subsystém poskytuje uživateli zpětnou vazbu, neboť obsahuje testové úlohy se správným řešením. Oba subsystémy (teoretický a testový) jsou pro plynulé přecházení navzájem propojeny hypertextově. Podkladovým materiálem pro tvorbu virtuální pitvy jsou fotografie, které byly pořízeny v průběhu reálných pitev švába amerického. Tyto fotografie jsou upravovány vrstvením v programu Photoshop, který byl laskavě zapůjčen Pedagogickou fakultou. Po finalizaci úprav budou fotografie předány grafikovi, který prostřednictvím počítačového softwaru Flash Player pomůcku na základě návrhů (Obr. 5, 6, 7) a našich připomínek dokončí. Virtuální pitva bude prováděna tahy rukou na dotykovém monitoru či myší (Obr. 6). Pro snazší použití budou součástí výukové pomůcky i nápověda a manuál pro její použití.

Obr. 5 Prvotní návrh designu virtuální pitvy (modelový živočich - hlemýžď zahradní)

94

Obr. 6 Návrh manipulace s pitvaným živočichem při tvorbě virtuální pitvy (modelový živočich - šváb americký)

Obr. 7 Virtuální pitva - návrh zobrazování jednotlivých orgánových soustav (modelový živočich - šváb americký)

5 ZÁVĚR

Přestože vzniká velké množství pitevních alternativ, pitva reálná zůstává podstatnou součástí vědeckého i školního poznání. Školní praxe se však vlivem mnoha okolností (finanční a časová náročnost, odpady, etické souvislosti atd.) pozvolna odklání od implementace pitev reálných. Uvolněné místo pozvolna zaujímají pitevní alternativy (3D modely, figuríny, virtuální pitvy, atd.), přičemž je největší potenciál přisuzován právě pitvám virtuálním. I když neumožňují zisk praktických zkušeností vyplývajících z manipulace s reálným mrtvým živočichem (pevnost, textura, barva, zápach,… struktur), je jejich aplikace ve všeobecném biologickém vzdělávání smysluplná. Všichni žáci/studenti ve svém budoucím povolání praktické pitevní zkušenosti nebudou potřebovat a proto by mohli být vzděláváni pomocí pitev virtuálních, popř. dalších pitevních alternativ (Valli, 2001). Zařazování virtuálních pitev do výuky s sebou nese více

95

benefitů než ztrát, např. úsporu času a nákladů (Fazal a kol., 2012), opakovatelnost, práce vlastním tempem apod. (Balcombe, 2001). Učitelé ale dosud vzhledem k vlastním nedostatečným zkušenostem chápou virtuální pitvy spíše negativně (Oakley, 2012). Naopak studenti i žáci by tyto alternativy upřednostnili, pokud by jim byly nabídnuty.

Předpokládáme tedy, že by výsledky dizertačního projektu mohly přispět k inovaci výuky i odborné přípravy učitelů biologie pro ZŠ a SŠ, poukázat na možné kurikulární úpravy včetně legislativy. Pro další výzkumnou činnost plánujeme zkoumání vzdělávací efektivity vytvořené virtuální pitvy, prohlubování povědomí učitelů o možnostech využití pitevních alternativ – obzvláště pitev virtuálních, napomoci rozšiřování počtů virtuálních pitev v české mutaci a zkoumat možnosti a meze dalších pitevních alternativ na bázi ICT v rámci České republiky. Věříme, že naše činnost přispěje ke zvýšení zájmu výzkumných pracovníků o tuto problematiku a otevře tak „dveře“ pro další zkoumání dané oblasti, tedy smysluplných aplikací ICT do výuky. V rámci výuky na ZŠ a SŠ by výsledky mohly přispět i k nárůstu zájmu o biologii jakožto všeobecně vzdělávacího předmětu.

V nadcházejícím pololetí plánujeme dokončení a publikaci studie vycházející z dotazníkového šetření provedeného v České republice. Současně bude zkompletována virtuální pitva švába amerického a na vybraných základních a středních školách bude odzkoušena její vzdělávací efektivita pomocí pedagogického experimentu.

LITERATURA

Allchin, D.: Hands-Off Dissection?. The American Biology Teacher. 2005, 67, 6. S. 369-374.

Altmann, A., Lišková, E.: Praktikum ze zoologie. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1979, 334 s.

Arora, L., Sharma, B., R.: Assessment of Role of Dissection in Anatomy Teaching from the Perspective of Undergraduate Students: A Qualitative Study. Ibnosina Journal of Medicine & Biomedical Sciences. 2011, 3, 2. S. 59-65.

Balcombe, J.: Student/Teacher Conflict Regarding Animal Dissection. The American Biology Teacher. 1997a, 59, 1. S. 22-25.

Balcombe, J. P.: The use of animals in higher education: problems, alternatives, & recommendations, 1st ed., Washington, DC: Humane Society Press, Public policy series (Humane Society Press) 2000, 104 s.,

Balcombe, J.: Dissection: The Scientific Case for Alternatives. Journal of Applied Animal Welfare Science. 2001, 4, 2. S. 117-126.

Buchar, J., Kubíková, M., Lelláková, F., Lišková, E., Sigmund, L., Vondřejc, J.: Práce ze zoologie, Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1983, 257 s.

DeHoff, M., E, Clark, K., L., Meganathan, K.: Learning outcomes and student-perceived value of clay modeling and cat dissection in undergraduate human anatomy and physiology, AJP. Advances in Physiology Education. 2011, 35, 1. S. 68-75.

Fančovičová, J., Prokop,P., Lešková, A.: Perceived Disgust and Personal Experiences are Associated withAcceptance of Dissections in Schools. Eurasia Journal of Mathematics. Science, 2013, 9, 9. S. 311-318.

Fazal-Ur-Rehman, Khan, S., N. - Yunus, S., M.: Students, perception of computer assisted teaching and learning of anatomy- in a scenario where cadavers are lacking. Biomedical Research. 2012, 23, 2. S. 215-218.

96

Franklin, S., Peat, M., Lewis, A.: Traditional versus computer-based dissections in enhancing learning in a tertiary setting: a student perspective. Journal of Biological Education. 2002, 36, 3. S. 124-129.

Hasan, T. Is dissection humane?. Journal of Medical Ethics and History of Medicine. 2011, 4. 4 s.

Havlíčková, V., Bílek, M.: Pitvy a pitevní alternativy ve výuce biologie, lékařských a veterinárních oborů – z výsledků výzkumných studií. Paidagogos, [Aktualizováno: 2015-12-31], [Citováno: 2016-01-21], 2015, 2, #6. S. 107 - 145. Dostupné na www: http://www.paidagogos.net/issues/2015/2/article.php?id=6

Havlíčková, V., Bílek, M.: Virtual Dissection as a Digital Technology Application Used in Education - from the Results of Research Studies. In: DIVAI 2016 – The 11th international scientific conference on Distance Learning in Applied Informatics.. 2422. Prague: Wolters Kluwer, 2016, 99 - 108. ISBN 978-80-7552-249-8.

Helikar, T., Cutucache, Ch., E., Dahlquist, L., M., Herek, T., A., Larson, J., J., Rogers, J., A., Fox, J., A.: Integrating Interactive Computational Modeling in Biology Curricula: A Collective Simulation for teaching health science. PLOS Computational Biology. Singapore: Springer Singapore, 2015, Vol. 11, No. 3, s. 1-9.

Hubálovský, Š.: Teorie systémů, modelování a simulace. Vyd. 1. Hradec Králové: Gaudeamus, 2011, 154 s. Recenzované monografie.

Chen, C., H., & Howard, B.: Effect of Live Simulation on Middle School Students' Attitudes and Learning toward Science. Journal of Educational Technology & Society, 2010, Vol. 13, No. 1, s. 133–139.

Ioannidou, A., Repenning, A., Webb, D., Keyser, D., Luhn, L., Daetwyler, Ch.: Mr. Vetro: A Collective Simulation for teaching health science. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning. Singapore: Springer Singapore, 2010, Vol. 5, No. 2, s. 141-166.

Jelínek, J., Zicháček, V.: Biologie pro gymnázia: (teoretická a praktická část). 3. dopl. a opr. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 1998. ISBN 80-7182-070-9.

Kunst, M., Landa, O., Oliva, V., Skuhravý, V., Veselovský, Z.: Zoologické praktikum. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1954, 374 s.

Lalley, P., J., Piotrowski, P., S., Battaglia, B., Brophy, K., Chugh, K.: A comparison of V-Frog © to physical frog dissection. International Journal of Environmental& Science Education. 2009, 5, 2. S. 189-200.

Langley, G., R. Animals in science-education-ethics and alternatives. Journal of Biological Education. 1991, 25, 4. S. 274-279.

Lombardi, S., A., Hicks, R., E., Thompson, K., V., Marbach-Ad, G.: Are all hands-on activities equally effective? Effect of using plastic models, organ dissections, and virtual dissections on student learning and perceptions. Advances in Physiology Education. 2014, 38, 1. 80–86 s.

Mašek, J., Michalík, P. a Vrbík, V.: Otevřené technologie ve výuce. 1. vyd. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2004, 114 s.

Moore, R.: Why I Support Dissection in Science Education. Journal of Applied Animal Welfare Science [online]. 2001, 4(2), 135-138 [cit. 2016-08-31]

Mourek, J., Ondrová, R., Pfeifferová, A.: Pitvat či nepitvat, to je oč tu běží – názory žáků českých gymnázií na pitvy ve výuce. In M. Rusek (Ed.), Projektové vyučování v přírodovědných předmětech XIII, Praha (131-137). Univerzita Karlova v Praze, Pedagogická fakulta.

Mulu, A., Tegabu, D.: Medical students’ attitudinal changes towards cadaver dissection: a longitudinal study. Ethiopian Journal of Health Sciences. 2012, 22, 1. S. 51-58.

Oakley, J.: Science teachers and the dissection debate: Perspectives on animal dissection and alternatives. International Journal of Environmental & Science Education. 2012, 7, 2. S. 253-267.

97

Ondrová, R.: Využití pitev bezobratlých živočichů ve výuce biologie na středních školách. Diplomová práce, Praha, 2012. 119 s.

Predavec, M.: Evaluationof E-Rat, a computer-based rat dissection, in terms of student learning outcomes. Journal of Biological Education. 2001, 35, 2. S. 75-80.

Quentinbaxter, M., Dewhurst, D.: An interactive computer-based alternative to performing a rat dissection in the classroom. Journal of Biological Education. 1992, 26, 1. S. 27-33.

Randler, C., Hummel, E., Wurst-Ackermann, P.: The influence of perceived disgust on students motivation and achievement. International Journal of Science Education. 2013, 35, 17. 2839–2856 s.

Renner, M.: Kükenthal's Leitfaden für das zoologische Praktikum. Jena: VEB Gustav Fischer Verlag, 1984, 505 s.

Roubal, J., Štejfl, K.: Zoologické praktikum I. Bezobratlí. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1957, 161 s.

Shipley, G.: Creating Clay Models of a Human Torso as an Alternative to Dissection. The American Biology Teacher. 2010, 72, 3. S. 146-147.

Singh, M., Kr., Singh, S., Kumari, A., Kumar, P.: Teach Biology Science Using a Computer Simulation Process. International Transactions in Applied Sciences, 2011, Vol. 4, No. 2, s. 267-270.

Strauss, R., T., Kinzie, M., B.: Hi-Tech Alternatives to Dissection. The American Biology Teacher. 1991, 53, 3. S. 154-158.

Valli, V., E.: Dissection: The Scientific Case for a Sound Medical Education. Journal of Applied Animal Welfare Science. 2001, 4, 2. S. 127-130.

Valliyate, M., Robinson, N., G., Goodman, J., R.: Current concepts in simulation and other alternatives for veterinary education: a review. Veterinarni Medicina. 2012, 57, 7. S. 325-337.

vanDok, W.: Australian alternatives to animals in education. Animal alternatives, Welfare, and Ethics. 1997, 27. S. 455-460.

Volf, I.: Výuka fyziky: vytváření a užívání modelů. Československý časopis pro fyziku. 2012, 5-6, s. 377-381.

Výsledky průzkumu ohledně problematiky pokusů a pitev na zvířatech prováděných na školách. Svoboda zvířat: Organizace na ochranu zvířat. [online], [Citováno 2014-11-20], 2011. Dostupné na www: <http://www.pokusynazviratech.cz/novinky/?from=112>.

Waters, J., R., van Meter, P., Perrotti, W., Droco, S., Cyr, R., J.: Cat dissection vs. sculpting human structures in clay: ananalysis of two approaches to undergraduate human anatomy laboratory education, AJP. Advances in Physiology Education. 2005, 29, 1. S. 27-34.

Waters, J., R., van Meter, P., Perrotti, W., Droco, S., Cyr, R., J.: Human clay models versus cat dissection: how the similarity between the classroom and the exam affects student performance, AJP. Advances in Physiology Education. 2011, 35, 2. S. 227-23.

PUBLIKAČNÍ ČINNOST A ÚČAST NA KONFERENCÍCH

ČASOPIS V SEZNAMU RECENZOVANÝCH NEIMPAKTOVANÝCH PERIODIK V ČR

Havlíčková, V., Bílek, M. Pitvy a pitevní alternativy ve výuce biologie, lékařských a veterinárních oborů – z výsledků výzkumných studií. Paidagogos, [Aktualizováno: 2015-12-31], [Citováno: 2016-01-21], 2015, 2, #6. S. 107 - 145. Dostupné na www: http://www.paidagogos.net/issues/2015/2/article.php?id=6

98

ÚČAST NA DOKTORANDSKÉ KONFERENCI:

Havlíčková, V. Interakce reálného a virtuálního světa v experimentální výuce biologie „Pitvat či nepitvat - pokud ano - reálně nebo nalézat alternativy?“ In: PRIT České Budějovice, Sborník doktorandské konference oboru Informační a komunikační technologie ve vzdělávání. České Budějovice, JČU, 2014

Havlíčková, V. Virtuální pitva jako výuková alternativa - z výsledků výzkumných šetření. In: DITECH Hradec Králové, Mezinárodní studentský vědecká konference. Hradec Králové: UHK, 2015

ÚČAST NA KONFERENCÍCH:

Česká konference

Havlíčková, V., Bílek, M. Pitvy a pitevní alternativy - etické a sociální kontexty výzkumu jejich výukových aplikací. In: Etické a sociální aspekty v oblasti vzdělávání a pedagogickém výzkumu: Sborník anotací z XXIII. konference České asociace pedagogického výzkumu, 1, Západočeská univerzita v Plzni: Polypress s.r.o., Karlovy Vary, 2015, s. 76-77. ISBN 987-80-261-0521-3.

Zahraniční konference

Havlíčková, V., Bílek, M. Virtual Dissection as a Digital Technology Application Used in Education - from the Results of Research Studies. In: DIVAI 2016 – The 11th international scientific conference on Distance Learning in Applied Informatics.. 2422. Prague: Wolters Kluwer, 2016, 99 - 108. ISBN 978-80-7552-249-8.

Havlíčková, V., Šorgo A., Bílek, M. Students´ Attitudes towards Virtual Dissection in Biology Education. In: DidSci 2016: 7th INTERNATIONAL CONFERENCE RESEARCH IN DIDACTICS OF THE SCIENCES. Krakow: Pedagogical University of Cracow, 2016, s. 38.

ŘEŠITEL PROJEKTŮ SPECIFICKÉHO VÝZKUMU PdF UHK:

2015 - Analýza možností využívání pitevních alternativ ve výuce biologie jako všeobecně vzdělávacího předmětu

2016 - Analýza postojů učitelů biologie k implementaci pitev a pitevních alternativ ve všeobecném vzdělávání

99

VLIV POUŽITÍ MOBILNÍHO DOTYKOVÉHO ZAŘÍZENÍ PŘI PROCVIČOVÁNÍ UČIVA

autor: Libor Klubal, Mgr., Ostravská univerzita, Pedagogická fakulta, lklubal@gmail.com

školitel: Kateřina Kostolányová, doc. Ing. PhD., Ostravská univerzita, Pedagogická fakulta

Abstrakt Mobilní dotyková zařízení se stávají jedním z často používaných nástrojů ICT ve výuce. Práce se věnuje analýze vlivu jeho použití při procvičování učiva. První výsledky ukazují výrazné zvýšení efektivity výsledků žáků a také zvýšení motivace. Také ze strany učitelů je využívání tabletů častější než v případě běžných počítačů.

Abstract Touch Mobile devices have become one of the most frequently used tools of ICT in education. Work deals with analysis of the impact of its use in practicing. The first results show a significant increase in the effectiveness of pupil achievement and increase motivation. Also, teachers use the tablets more often than computers.

Klíčová slova mobilní dotykové zařízení, tablet, fixace učiva, ICT, procvičování

Key words mobile touch device, tablet, fixating, ICT, drilling

1 ÚVOD

Využívání prostředků ICT patří mezi nezbytnou součást práce pedagoga. Vývoj celé oblasti informačních technologií však přináší nové možnosti v jejich používání. V posledních letech došlo k prudkému rozvoji Internetu, rozšíření konektivity z pohledu rychlosti, geografické dostupnosti a ceny, snížení ceny samotné techniky a v neposlední řadě také k příchodu nových typů zařízení. Jedním z takovýchto zařízení jsou mobilní dotyková zařízení. Za mobilní dotyková zařízení považujeme zejména tablety a mobilní telefony vybavené operačním systémem.

Tato práce se věnuje specifickým vlastnostem mobilního dotykového zařízení a jeho vlivu na vybranou vyučovací metodu. V rámci výzkumu bude vybraná vyučovací metoda realizována bez využití ICT prostředků, s využitím běžného počítače s desktopovým operačním systémem a s pomocí mobilního dotykového zařízení. Zkoumán bude zejména vliv na žáky, vedlejším cílem ale bude také zkoumání vlivu na práci učitele.

Hlavním cílem práce je analyzovat a vyhodnotit vliv mobilního dotykového zařízení na vybranou vyučovací metodu.

2 NÁVRH VÝZKUMU

V rámci výzkumné práce byl pomocí dotazníku proveden průzkum současného využívání mobilních dotykových zařízení ve výuce. Cílem bylo získat přehled o tom, ve které části učebního procesu jej učitelé skutečně využívají a následně analyzovat, zda skutečně dochází k vlivu na žáky. Souběžně byla provedena rešerše dostupných zdrojů se stejným cílem – určit oblast, ve které se v praxi mobilní dotyková zařízení využívají a s jakým vlivem na výuku.

Z provedených výzkumů a rešerší se mobilní dotykové zařízení využívá ve velké míře k fixaci učiva, proto jsme se v dalším postupu zaměřili na tuto oblast. Hlavní výzkumná část se bude dále skládat z následujících kroků:

100

1. Analýza vlivu využití procvičovacích aplikací na mobilním dotykovém zařízení při fixaci učiva v matematice.

2. Zpracování výsledků a ověření na větším vzorku žáků. 3. Analýza vlivu využití procvičovacích aplikací na mobilním dotykovém zařízení při

fixaci učiva v předmětu cizí jazyk. 4. Ověření vlivu specifických vlastností mobilních dotykových zařízení. 5. Zobecnění získaných výsledků.

Z již zpracovaných výsledků vyplývá, že využití mobilního dotykového zařízení zvyšuje efektivitu při fixaci učiva zejména ve srovnání s formami fixace bez využití nástrojů ICT. Je však nutné dále srovnat získané výsledky také s formami, kdy je využíváno jiných nástrojů ICT, zejména počítače s desktopovým operačním systémem.

3 TEORETICKÁ VÝCHODISKA

3.1 Teoretické modely integrace ICT do výuky

Při popisu integrace mobilních dotykových zařízení do výuky je velmi často zmiňován model SAMR (Puentedura, 2014). Název SAMR je vytvořen z počátečním písmen slov Substitution (substituce), Augmentation (rozšíření) , Modification (modifikace) a Redefinition (redefinice). Model popisuje postupný přechod k výuce s podporou ICT od prostého nahrazení klasických materiálů jejich elektronickou formou (substituce) až ke stavu, kdy díky ICT nástrojům provedeme úplnou změnu klasického pojetí výuky, tedy můžeme realizovat výuku, která by bez použití ICT nebyla možná (tedy redefinice). Model vyvinul dr. Ruben Puentedura a najdeme v něm vazbu i na jednotlivé stupně Bloomovy taxonomie (Nakapan, 2016).

Obrázek 1: SAMR model integrace ICT do výuky.

Při substituci je ICT využito jen jako nástroj k tvorbě a použití tradičních materiálů. Typickým příkladem je využití textových editorů, prezentačních programů atp. Nedochází však k žádným funkčním změnám výuky. Až odstrašujícím příkladem je například vyfocení stránky knihy a jeho promítnutí na počítače či tablety žáků. Obrázek neumožňuje nic než prosté čtení, chybí jakákoliv přidaná hodnota elektronického textu. V Bloomově taxonomii se jedná o stupeň znalost.

U druhého stupně – rozšíření – je ICT využito jako nástroj k tvorbě materiálů s rozšiřujícími prvky a didaktická pomůcka při klasické výuce. Jako příklad můžeme uvést třeba multimediální materiály vytvořené pomocí textového editoru – takový materiál obsahuje videa, galerie obrázků, odkazy na internetové zdroje, animace atp. Dalším příkladem je použití

101

specializovaných aplikací s pevně vloženým obsahem či aplikace k procvičování učiva. V Bloomově taxonomii se jedná o stupně pochopení a aplikace.

V případě modifikace lze díky prostředkům ICT upravit cíle výuky a mohou vznikat nové výstupy. Je výrazně podpořena vzájemná spolupráce žáků a učitelů. Příkladem je například vytváření učebních materiálů žáky, využívání online nástrojů ve výuce (vlastní blogy, online publikování). Žáci tak mohou v rámci studia vytvářet učební materiály navzájem například tvorbou společných internetových stránek. Vzájemně tak vytváří vzdělávací obsah, diskutují nad ním společně. V Bloomově taxonomii hovoříme o stupních aplikace, analýza a syntéza.

Posledním stupněm SAMR modelu je pak redefinice, kdy lze díky ICT realizovat zcela nové cíle, kterých by nebylo dříve možné dosáhnout. Je výrazně podpořena on-line spolupráce žáků a učitele a podpora učení 24/7. Příkladem je například využití nástroje Socrative během výuky k ověření získaných znalostí a získání možnosti okamžitě změnit průběh vyučovací hodiny na základě získaných výsledků. Díky on-line nástrojům, jako jsou blogy, diskusní fóra, LMS systémy je také podpořena vzájemná spolupráce žáků a učitele a to i mimo předem nastavený čas výuky. V Bloomově taxonomii se dostáváme ke stupňům syntéza a hodnocení (Cardullo, Wilson, Zygouris-Coe, 2015).

Obrázek 2: Bloomova taxonomie

Dalším obecně používaným modelem popisující integraci ICT do výuky je model TPCK. Je zaměřen na osobnost učitele a znázorňuje charakteristiku a strukturu znalostí, které by měl učitel ovládat. Je postaven tak, aby byl učitel schopen ve výuce používat i technologie, které se staly známé až po ukončení jeho standartního vzdělávání (So, Kim, 2009).

TPCK model má 7 částí a nejčastěji je zobrazován pomocí Venova diagramu.

102

Obrázek 3: TPCK model integrace ICT do výuky.

Každá část diagramu pak popisuje části pedagogického vzdělání takto:

T (Technologial Knowledge) – Technologické vzdělání, zejména obecnou ICT gramotnost, schopnost používat technologie v běžném životě, orientovat se v online prostředí atp.

C (Content Knowledge) – Vzdělání v oboru.

P (Pedagogical Knowledge) – Pedagogické vzdělání.

PC (Pedagogical and Content Knowladge) – Pedagogické vzdělání a vzdělání v oboru, tedy zejména oborová didaktika.

TC (Technology and Content Knowledge) – Technologicko-oborové vzdělání, tedy schopnost předvést obsah vyučovaného oboru pomocí technologií, například používat specializované programy a aplikace pro vlastní obor.

TP (Technology and Pedagogical Knowledge) – Technologicko-pedagogické vzdělání, tedy schopnost využít technologií k vedení pedagogického procesu, například aplikace pro testování.

TPC (Technological, Pedagogical and Content Knowledge) – Technologicko-pedagogicko-oborové vzdělání, tedy souhrn vše výše uvedeného.

3.2 Specifikace mobilního dotykového zařízení

Tablet je obvykle označován jako osobní mobilní zařízení s vlastním operačním systémem a dotykovou obrazovkou. Je to zařízení konceptu all-in-one, pro jeho provoz tak není nutné připojovat žádné další zařízení, jako např. klávesnici či monitor. Tuto definici však splňuje i řada notebooků. Na rozdíl od notebooku tablet přináší výrazně vyšší mobilitu zejména z pohledu velikosti a hmotnosti (Murray, Olcese, 2011). Běžné jsou dnes tablety s rozměrem od 4,3“ do 12,2“, přičemž nejběžnější jsou rozměry mezi 7“ a 10“. Obvyklá hmotnost tabletu se pak pohybuje mezi hodnotami 300 až 700 gramů.

Tablet, stejně jako běžné PC, musí být vybaven operačním systémem. V současné době jsou běžně rozšířené tři operační systémy pro tablety:

• iOS společnosti Apple (cca 34 % trhu); • Android společnosti Google (cca 63 % trhu); • Windows 8 společnosti Microsoft (cca 3 % trhu).

103

Z dostupných publikací vyplývá, že v segmentu školství je v případě mobilních operačních systémů využíván převážně systém iOS a dále pak Android. Systém Windows se objevuje jen okrajově (DITZLER, HONG, STRUDLER, 2016)

3.3 Vliv použití ICT ve výuce

Ze studia dostupné literatury je dostatečně prokázán vliv ICT na výuku. Drtivá většina výzkumů se však věnuje použití počítačů v klasickém pojetí, tedy počítače s desktopovým operačním systémem. Od roku 2011 se začínají objevovat studie popisující využití mobilních dotykových zařízení, doposud však ucelená studie, která by se věnovala konkrétním dopadům mobilního operačního systému, není dostupná.

V červnu 2015 publikovali Hassler, Major a Hennessy přehledovou studii, ve které popisují výsledky 33 výzkumů zaměřených na využití tabletů ve výuce. Z uvedených 33 studií bylo 10 vyřazeno pro nesplnění minimálních kvalitativních kritérií a ze zbylých 23 studií bylo v 16 případech reportováno zlepšení výsledků žáků, v 5 případech nedošlo ke změně a ve 2 případech došlo ke zhoršení sledovaných výsledků žáků.

4 PRAKTICKÁ ČÁST

V rámci dosavadní práce bylo provedeno několik dílčích výzkumů zaměřených na využití mobilních dotykových zařízení ve výuce. Na základě studia dostupné literatury a dotazníkových šetření jsme se rozhodli zkoumat vliv mobilního dotykového zařízení při fixaci učiva procvičováním. První výzkumná práce byla provedena na vzorku 54 žáků ve věku 12 až 14 let. Žáci řešili sadu jednoduchých matematických úloh dvěma rozdílnými způsoby. Jedním z nich byl klasický pracovní list s předtištěnými příklady, druhý pak aplikace na tabletu, která generovala stejné typy příkladů.

Získané výsledky ukázaly, že u více než 60 procent žáků došlo ke zvýšení výkonnosti v počtu vypočítaných příkladů, pokud je forma papírového testu nahrazena formou aplikace na tabletu. Vyšší výkonost byla pozorována zejména u žáků, u kterých prozatím není testovaná dovednost dostatečně zvládnuta.

Forma procvičování u elektronické aplikace také zajišťuje okamžitou zpětnou vazbu a žák je nucen opravit svou chybu. V případě opravy papírového testu žáci jen označili chybné řešení, ale už nebyli nuceni vypočítat výsledek znovu, protože jej znali z klíče řešení. V rámci SAMR modelu tak vidíme posun od pouhé substituce k rozšíření.

Pozorováním byla také sledována aktivita žáků při využití času po ukončení zadaná práce. Žáci byli před každým testováním poučeni, že mají zachovat klid a vyčkat do ukončení řešení posledního žáka.

Při práci s tabletem 72,2 % žáků spontánně pokračovalo v procvičování pomocí aplikace. V případě papírových pracovních listů si své výsledky ověřovalo jen 22,2 % žáků. Při procvičování byla využita aplikace Quick Math, která neobsahuje žádné herní prvky a jedná se čistě o aplikaci určenou k procvičení konkrétní oblasti učiva matematiky. Motivace žáků je tak při využití mobilního dotykového zařízení výrazně vyšší a to i bez nutnosti využívat herní aplikace. V případě využití herních prvků by byla motivace ještě vyšší (Riconscente, 2013).

Získané výsledky potvrzují pozitivní vliv tabletu, avšak srovnávají pouze formu bez použití ICT. Bude nutné dále ověřit, zda dosáhneme podobných výsledků i v případě, že budeme porovnávat použití mobilního zařízení a jiného ICT nástroje, konkrétně počítače s desktopovým operačním systémem. V rámci jiného výzkumu, jehož výsledky ještě nebyly publikovány, došlo k takovému srovnání u žáků ze středně těžkou mentální retardací. U těchto žáků se potvrdil pozitivní vliv mobilního zařízení proti stolnímu počítači a získané výsledky

104

ukazují zvýšení počtu vyřešených příkladů za stejnou časovou jednotku při řešení jednoduchých matematických příkladů přibližně o 29 procent.

Předpokládáme, že v tomto případě má vliv na zvýšení efektivity dotykové ovládání zařízení a také sloučení vstupní a výstupní části počítače. U desktopového operačního systému vždy dochází k rozdělení pozornosti na monitor a na vstupní zařízení (myš či klávesnici).

V dalším výzkumu se tak budeme věnovat zejména k ověření, zda dochází k rozdílu při použití mobilního dotykového zařízení a stolního PC. Tento výzkum bude realizován v třech krocích:

- vyhodnotit rozdíly dotykového a desktopového OS; - vyhodnotit způsoby práce před využíváním MDZ; - ověřit získané výsledky na jiném předmětu.

Při realizaci výzkumu jsme však narazili na názor, že mobilní dotyková zařízení využívají ve výuce také učitelé, kteří dříve jiné nástroje ICT nepoužívali zejména z důvodu náročné přípravy a obsluhy. Provedli jsme proto dotazníkové šetření mezi účastníky vícedenního školení učitelů zaměřeného na používání tabletů ve výuce. Vzorek zahrnoval 55 učitelů z nichž 39 má ve škole k dispozici sadu tabletů pro žáky (sada byla definována jako minimálně 1 tablet do dvojice žáků). Položeny byly následující dotazy:

1. Používáte sadu tabletů ve výuce k nějakým aktivitám žáků? 2. Pokud používáte, k jakým? 3. Používali jste k některým z těchto aktivit dříve počítače? 4. Myslíte si, že tablet je pro učitele v přímé vyučovací činnosti vhodnějším nástrojem než

počítač/tablet?

K aktivnímu využívání sady tabletů se přihlásilo 29 učitelů, z nichž 9 uvedlo, že počítače dříve počítače nepoužívali, 9 pak uvádí, že sice dříve počítače používali, ale k výrazně menšímu počtu aktivit a pouze 4 využívali počítače stejně jako nyní tablety. 7 učitelů na otázku neodpovědělo. Vidíme tedy, že 62 procent učitelů využívá tablet při přímé práci s žáky více než dříve počítač.

V rámci otevřených odpovědí se často opakoval názor, že práce na počítače je méně flexibilní a neumožňuje takové množství aktivit jako tablet. Celkem 51 učitelů považuje tablet za vhodnější nástroj pro přímou pedagogickou činnost, 3 ho za vhodnější nepovažují a jeden respondent neodpověděl.

V tomto případě považujeme za hlavní ovlivňující prvek mobilitu zařízení. Učitelé využívající tablet ve výuce oceňují jeho okamžité použití a také práci ve vlastním prostředí. Tyto funkce sice nabízí i notebook, avšak mobilita není taková jako u tabletu. V případě stolního PC je navíc nutné přihlašování do vlastního profilu, popřípadě využívání společného prostředí, které nemusí být pro každého učitele dostatečně komfortní. Tablet nabízí vlastní osobní prostředí a učitel se v něm rychleji orientuje.

V rámci dalšího dílčího výzkumu jsme se věnovali identifikaci překážek, které učitelé vnímají při aplikaci formy výuky označované jako převrácená třída. Výzkum byl prováděn v rámci úvodního školení učitelů pro práci s tabletem. Jako největší překážku aplikace této formy výuky učitelé uváděli obavu z vysoké technické náročnosti přípravy a také z její časové náročnosti. Po absolvování základního kurzu přípravy videolekce pomocí mobilního dotykového zařízení došlo k výrazně změně, kdy 68 procent učitelů uvedlo, že technická náročnost přípravy videolekce pomocí iPadu je nízká a nemají obavy z jejího zvládnutí. Učitelé, kteří se kurzu účastnili již dříve videolekce připravovali, avšak výhradně pomocí kamery a následného zpracování na stolním počítači. V tomto případě považujeme za přínos možnost editovat videonahrávku přímo na mobilním zařízení, což snižuje technickou i časovou

105

náročnost přípravy kompletní videolekce. Jedná se tak o prvek integrace více nástrojů do jednoho zařízení.

5 ZÁVĚR

Mobilní dotyková zařízení výrazně ovlivnila způsob a četnost využívání ICT nástrojů ve výuce. Dosavadní studie většinově popisují pozitivní vliv na efektivitu výuky a na zvýšení motivace žáků. Také ze strany učitelů je tablet vnímán pozitivně. Cílem výzkumu je určit konkrétní prvek, který má vliv na rozdílné výsledky v použití mobilního zařízení a jiného zařízení, zejména počítače či notebooku.

V rámci SAMR modelu by však bylo nahrazení papírové formy procvičování aplikací pouhou substitucí. Přidáním prvku okamžité zpětné vazby se posunujeme na spodní hranici rozšíření. Bude žádoucí najít takové aplikace, které se budou pohybovat minimálně v části rozšíření s přesahem do modifikace. V případě, že se potvrdí pozitivní vliv konkrétní vlastnosti mobilního dotykového zařízení na zvýšení efektivity procvičování, navrhneme jeho využití ve specializované aplikaci.

Cílem dalšího výzkumu tak bude podrobně analyzovat formu využití tabletu jako nástroje pro procvičování učiva ve fixační fázi výuky. Půjde zejména o vyhledání konkrétního prvku, který ovlivňuje efektivitu výsledků žáků a ověření, zda je možné výsledky zobecnit na procvičování učiva i v jiných předmětech než matematika.

LITERATURA

ALAGIC, M. Technology in the Mathematics Classroom: Conceptual Orientation. Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching, 22(4), 381-399. Norfolk, 2003 VA: Association for the Advancement of Computing in Education (AACE).

BERGMANN, Jonathan; SAMS, Aaron. Flip your classroom: Reach every student in every class every day. International Society for Technology in Education, 2012.

BERRETT, Dan. How ‘flipping’the classroom can improve the traditional lecture. The chronicle of higher education, 2012, 12: 1-14.

BINTEROVÁ, H., FUCHS, E Středoškolská matematika s iPadem. In: HAŠEK, Roman. Sborník příspěvků 6. konference Užití počítačů ve výuce matematiky. České Budějovice: Jihočeská univerzita, 2013, s. 26-32. ISBN 978-80-7394-448-3.

BOALER, J., CATHY, W. and CONFER, A. (2015) Fluency Without Fear: Research Evidence on the Best Ways to Learn Math Facts, Youcubed, Stanford University

CIAMPA, K. 2014, Learning in a mobile age: An investigation of student motivation, Journal of Computer Assisted Learning, vol. 30, no. 1, pp. 82-96.

CARDULLO, V.M., WILSON, N.S. and ZYGOURIS-COE, V.I., 2015. Enhanced student engagement through active learning and emerging technologies. Handbook of Research on Educational Technology Integration and Active Learning. pp. 1-18.

DITZLER, C., HONG, E. and STRUDLER, N., 2016. How tablets are utilized in the classroom. Journal of Research on Technology in Education, 48(3), pp. 181-193.

CHAN T.-W., 2010. How East Asian classrooms may change over the next 20 years. Journal of Computer Assisted Learning, 26(1), pp. 28-52.

CHRÁSKA, M. (2007) Metody pedagogického výzkumu. Základy kvantitativního výzkumu. Grada Publishing. Praha 2007. ISBN 978-80-247-1369-4.

106

EDREES M.E., 2013. ELearning 2.0: Learning management systems readiness, Proceedings - 2013 4th International Conference on e-Learning Best Practices in Management, Design and Development of e-Courses: Standards of Excellence and Creativity, ECONF 2013 2013, pp. 90-96.

HASSLER, B., MAJOR, L., HENNESSY, S. (2015). Tablet use in schools: A critical review of the evidence for learning outcomes. Journal of Computer-Assisted Learning.

KE, F. (2007) Using computer-based math games as an anchor for cooperative learning, Computer-Supported Collaborative Learning Conference, CSCL, pp. 354.

KYANKA-MAGGART, J. iPads, Motivation, Self-Effiacacy, Engagement in Upper Elementary School Matematics. Baker University, 2013

MISHRA, P.; KOEHLER, M. J. Technological Pedagogical Content Knowledge : A new framework for teacher knowledge. In Teachers College Record 108 (6). [s.l.] : Teachers College, Columbia University, 2006. s. 1017-1054. Dostupné z WWW: <http://punya.educ.msu.edu/writings/publications/>.

MURRAY, O.T. and OLCESE, N.R., 2011. Teaching and Learning with iPads, Ready or Not? TechTrends, 55(6), pp. 42-48.

NAKAPAN, W., 2016. Using the samr model to transform mobile learning in a history of art and architecture classroom, CAADRIA 2016, 21st International Conference on Computer-Aided Architectural Design Research in Asia - Living Systems and Micro-Utopias: Towards Continuous Designing 2016, pp. 809-818.

PACHLER, N., COOK, J. and BACHMAIR, B. (2010) Mobile Learning. Springer. e-ISBN 978-1-4419-0585-7.

PRŮCHA, J. (1995) Pedagogický výzkum. Uvedení do teorie a praxe. Praha. Karolinum 1995. ISBN 80-7184-132-3.

PUENTEDURA, R. (2014, September 24). SAMR and Bloom's Taxonomy: Assembling the Puzzle. Dostupne z

https://www.graphite.org/blog/samr-and-blooms-taxonomy-assembling-the-puzzle

RICONSCENTE, M.M. (2013) Results from a controlled study of the iPad fractions game motion math, Games and Culture, vol. 8, no. 4, pp. 186-214.

ROSSING, JONATHAN P.; MILLER, WILLIE M.; CECIL, AMANDA K.; STAMPER, SUZAN E. (2012) iLearning: The Future of Higher Education? Student Perceptions on Learning with Mobile Tablets, Journal of the Scholarship of Teaching and Learning, v12 n2, pp. 1-26

SANGANI, K. 2013, BYOD to the classroom, Engineering and Technology, vol. 8, no. 3, pp. 42-45.

SPILKOVÁ, V., TOMKOVÁ, A. & kol. (2011). Kvalita učitele a profesní standard. 7th ed. Praha: Univerzita Karlova v Praze.

STEIN S., WARE J., LABOY J. and SCHAFFER H.E., 2013. Improving K-12 pedagogy via a Cloud designed for education. International Journal of Information Management, 33(1), pp. 235-241.

SO, H.-. and KIM, B., 2009. Learning about problem based learning: Student teachers integrating technology, pedagogy and content knowledge. Australasian Journal of Educational Technology, 25(1), pp. 101-116.

WOODWARD, J. (2006) Developing automaticity in multiplication facts: Integrating strategy instruction with timed practice drills, Learning Disability Quarterly, Vol 29 No. 4, pp. 269-289.

ZHANG, Meilan, Robert P. TRUSSELL, Benjamin GALLEGOS a Rasmiyeh R. ASAM. Using Math Apps for Improving Student Learning: An Exploratory Study in an Inclusive Fourth Grade Classroom. TechTrends [online]. 2015, 59(2): 32-39 [cit. 2015-12-10]. DOI: 10.1007/s11528-015-0837-y. ISSN 8756-3894. Dostupné z: http://link.springer.com/10.1007/s11528-015-0837-y

107

PUBLIKAČNÍ ČINNOST

KLUBAL, Libor. Formální úprava textu. Ostrava: Gymnázium Ostrava-Poruba, 2005. ISBN 80-903647-3-X

DAVIDOVÁ, E. – KLUBAL, L. – VAVROŠ, M.: Moravskoslezský matematický šampionát, Ostrava: Gymnázium Ostrava-Poruba, ISBN 80-903647-0-5, s. 14, s. 28 (sborník)

KLUBAL, Libor. Správa webu pomocí redakčního systému. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010

KLUBAL, Libor. Informační systém školy pro učitele. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, 2010

BALNAR, A. – KLUBAL, L.: Začínající učitelé z pohledu zaměstnavatele. Sborník příspěvků. Závěrečná konference projektu Synergie. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě: 2012

BALNAR, A. – KLUBAL, L. – NETOLIČKA, J.: Metodika přípravy a zkoušení u obou částí maturitní zkoušky. Ostrava: Ostravská univerzita, 2011

KLUBAL, L. iPad jako nástroj učitele – začínáme: Moderní vyučování 05-06/2013, ISSN 1211-6858

KLUBAL, L. Pad jako nástroj učitele – práce se soubory: Moderní vyučování 08-09/2013, ISSN 1211-6858

KLUBAL, L. Pad v hodinách matematiky: Moderní vyučování 10-11/2013, ISSN 1211-6858

NaPočítači.cz [online]. 2013, č. 12 [cit. 2014-01-19]. Dostupné z: http://napocitaci.cz/33/novinky-v-ios-7-z-pohledu-uzivatele-uniqueidgOkE4NvrWuNY54vrLeM674Q8mmAALVAS1UWBS0tlgLw/?serp=1

NaPočítači.cz [online]. 2014, č. 1 [cit. 2014-01-19]. Dostupné z: http://napocitaci.cz/33/novinky-v-os-x-mavericks-uniqueidgOkE4NvrWuNY54vrLeM67w-hpCaRAQ6eAg_rzFJ8D5c/?uri_view_type=4

NaPočítači.cz [online]. 2014 [cit. 2014-03-05]. Dostupné z: http://napocitaci.cz/appstore-obchod-s-mobilnimi-aplikacemi-pro-ios-uniqueidgOkE4NvrWuNY54vrLeM6734Go80OzZNesPTwVrguwZk/

KLUBAL, Libor. Tablet - a k čemu je to vlastně dobré?. Česká škola [online]. 2014 [cit. 2014-05-04]. Dostupné z: http://www.ceskaskola.cz/2014/04/libor-klubal-tablet-je-to-vlastne-dobre.html

KLUBAL, Libor. Znáte SAMR model?. Ceskaskola.cz [online]. 2014 [cit. 2014-12-14]. Dostupné z: http://www.ceskaskola.cz/2014/12/libor-klubal-znate-samr-model.html

KLUBAL, Libor, Vojtěch GYBAS, Lenka SKÝBOVÁ a Veronika ČERNOTOVÁ. 55 tipů jak využít iPad ve vyučování. Ostrava-Poruba: Wichterlovo gymnázium, 2015. ISBN 978-80-87058-24-4.

KOSTOLÁNYOVÁ, K., KLUBAL, L. iPad integration in to the current professional practice of teachers in primary and secondary schoolls. Scientia iuvenis. Nitra: Constantine the Philosopher University in Nitra, 2014. s. 450-455. [2014-10-22]. ISBN 978-80-558-0650-1

KOSTOLÁNYOVÁ, K., KLUBAL, L. Mobile Technologies - Kind of Online Technologies Used in Real Education. In SMYRNOVA-TRYBULSKA, Eugenie. E-learning and Intercultural Competences Development in Different Countries. 1. vyd. Katowice - Cieszyn, Poland: University of Silesia in Katrowice, 2014. s. 341-349. ISBN 978-83-60071-76-2.

KOSTOLÁNYOVÁ, K., KLUBAL, L. Ways of ipad tablet use and its sparing at school. EDUKACJA ustawiczna DOROSŁYCH. 2014, roč. 2014, sv. 4, s. 790-797.

KOSTOLÁNYOVÁ, K., KLUBAL, L. Practicing in Mathematics Using a Tablet. European Conference on e-Learning Conference Proceedings. ACPI, 2015. s. 714-719. [2015]. ISBN 978-1-910810-70-5

KOSTOLÁNYOVÁ, K., KLUBAL, L., NETOLIČKA, J. Using Mobile Technologies for flipped classroom teaching. 12th International conference on Efficiency and Responsibility in Education 2015. Praha: Czech University of Life Sciences Prague, 2015. s. 257-263. [2015]. ISBN 978-80-213-2560-9

108

KLUBAL, L., GYBAS, V. ORGANIZAČNÍ FORMY VÝUKY Z POHLEDU INTEGRACE MOBILNÍCH DOTYKOVÝCH TECHNOLOGIÍ V ZÁKLADNÍ ŠKOLE SPECIÁLNÍ. In: MMK 2015. Hradec Králové: Magnanimitas, 2015, s. 1345-1350. ISBN 978-80-87952-12-2.

KLUBAL, L. PODPORA VÝUKY MATEMATIKY POMOCÍ MOBILNÍCH DOTYKOVÝCH ZAŘÍZENÍ. In: MMK 2015. Hradec Králové: Magnanimitas, 2015, s. 2179-2180. ISBN 978-80-87952-12-2.

KLUBAL, Libor a Kateřina KOSTOLÁNYOVÁ. Forms of the Materials Shared Between a Teacher and a Pupil. In: SÁNCHEZ, Inmaculada Arnedillo a Pedro ISAÍAS. PROCEEDINGS OF THE 12th INTERNATIONAL CONFERENCE ON MOBILE LEARNING 2016. VILAMOURA, ALGARVE, PORTUGAL: Iadis, 2016, s. 4. ISBN 978-989-8533-49-4.

109

ROLE ICT V ŽIVOTĚ SOUČASNÝCH SENIORŮ

autor: Mgr. Klára Rybenská, Pedagogická fakulta Univerzity Hradec Králové, klara.rybenska@uhk.cz

školitel: doc. PhDr. Pavel Vacek, Ph.D., pavel.vacek@uhk.cz

Abstrakt Žijeme v době techniky a stárnutí populace. Jedním z nejdůležitějších požadavků na současného člověka je umět pracovat s počítačem. Vzdělávání se po celý život může přinést značné zkvalitnění života a rozšíření si znalostí. Současní senioři jsou v situaci, kdy se s počítači setkávají již částečně v pracovním procesu, nebo je začínají plně využívat v důchodě, kdy se jim nabízí prostřednictvím počítače a internetu možnost komunikovat s přáteli a příbuznými, zařizovat a zjišťovat mnoho běžných i nových věcí. Ne všichni senioři si ale tyto možnosti současné doby uvědomují a málo z nich také umí pracovat s počítačem tak dobře a efektivně, aby jej na všechny tyto a mnohé jiné eventuality dovedly používat. Cílem článku je zjistit, jak silnou roli v životě současných seniorů zaujímají ICT, k čemu tyto technologie využívají a s jakými problémy se senioři v této oblasti nejčastěji potýkají. Článek je shrnutím probíhajícího výzkumu k disertační práci. Jako výzkumné metody byly zvoleny metody rozhovoru, případové studie a okrajově dotazníkové šetření.

Abstract We live in the era of ICT and aging population. One of the most important demand made on current man is the ability to work with a computer. Ones continuous education through the whole life can increase the quality of life and expand his knowledge. Current senior citizens are in situation where they often work with computers or actively seek to use them in their personal lives because they offer them the possibility to communicate with relatives, acquire new information and many other benefits. Not all senior citizens are aware of this options though, and only few can also work with a computer so well that they can use it to the fullest. The aim of this article is to find out how imporant ICT is in lives of contemporary senior citizens, what do they use these technologies for and what issues they encounter the most. The arcitle is a summary of a research currently being done as a disertation thesis. Chosen research methods are interview, case studies and partially also a survey research.

Klíčová slova senior; ICT; informatika; pedagogika; kvalita života.

Key words Senior citizen; ICT; informatics; education; quality of life

1 Úvod Současnost je charakterizovaná – mimo jiné - dvěma silnými proudy. Četným používáním

moderních technologií a také stárnutím populace (Saunders, 2004). V dnešní době je navíc kladen na každého člověka jeden základní požadavek - umět pracovat s počítačem. Děti, které se narodily do této doby anebo mladí lidé, kteří se v této době již dlouho pohybují, jsou v mnohých případech více než dobře seznámeni s alespoň základními aspekty práce na počítači. Jakési minimální vzdělání v oblasti informačních a komunikačních technologií je ale požadováno již i po seniorech. Pokud se podíváme konkrétně na dnešní seniory, kteří pochází z doby, kdy používání počítačů nebylo běžnou každodenní součástí života téměř každého člověka, častým jevem je zde pak skutečnost, že senioři nemají přehled a místy ani základní informace o tom, co by měli znát a umět, aby se s počítačem naučili efektivně pracovat.

Vzdělávání v oblasti informačních a komunikačních technologií (dále jen ICT) je ale velmi důležité nejen pro mladou a střední generaci, ale i pro seniory. Průměrná délka

110

dožití se prodlužuje a nástupem do důchodu rozhodně život nekončí. Pro Českou republiku například existuje předpoklad, že kolem roku 2030 by senioři mohli tvořit 25 % celkového počtu obyvatel (Kretschmerová & Šimek, 2001). Je proto velmi důležité začít se aktivně zajímat o vzdělávání seniorů. Vzdělávání navíc dovede dlouhodobě zlepšovat kvalitu života. Apelovat na další vzdělávání je nutné hlavně pak v případě ICT, jelikož tyto technologie mohou být opravdu velmi užitečné. V určitém případě může práce na počítači přinášet také jistou formu relaxace. Navíc senioři, kteří umí pracovat s počítačem anebo se s ním teprve učí pracovat, rozvíjí mentální trénink (který v rámci nejen práce na počítači doporučuje i Krajská hygienická stanice Královéhradeckého kraje, 1999). Při práci s počítačem může senior efektivně udržovat i sociální kontakty a navazovat nové. Využívání počítače musí být samozřejmě přiměřené a přinášet seniorovi potěšení a uvolnění, nesmí pro něj být překážkou, zbytečností anebo zdrojem frustrace. A právě k tomu, aby mohl senior efektivně pracovat s počítačem a aby mu tato práce přinesla radost, potěšení, uvolnění a stala se pro něj novým koníčkem je potřeba naučit se s ním správně pracovat a zacházet (Rybenská, 2016).

Jak již bylo řečeno, tak spokojenosti a pohody, zvýšení kvality života, mohou senioři dosáhnout také pomocí znalostí práce na počítači a zabývání se současnými trendy v této oblasti. Stejně tak v případě, že by se jednalo i o seniora, který doposud pracuje anebo má zájem si nějakou práci ještě sehnat, alespoň základní pochopení počítače může ve větší míře pomoci i v pracovním procesu. Učení se novým věcem a aktivní život přispívají též ke zdravé psychice. Aktivní člověk trpí také méně chorobami, které jsou spojené se stárnutím. Tedy pokud to shrneme, pak ke kvalitě života seniorů přispívá hlavně:

Aktivita (plány, společenský život, práce, zájmy a studium), zájem a podpora rodiny (být užitečný), svoboda si vybírat a rozhodovat se sám za sebe (informace, zdravotní péče, volný čas,

cestování), zachování duševní schopnosti a schopnost vyrovnat se s nepříznivými životními

situacemi (bojovat a nevzdávat se), zdravotní péče (léky a jejich ceny), finance (cestování (Žumárová, 2012).

Naopak jsou zde i problémy, které mohou seniorovi škodit v jeho dalším životě. Patří k nim pak úraz či ztráta partnera, či velmi problematické mezigenerační odcizení. Senioři nedovedou příliš dobře sdílet současný svět s dnešní generací, která často nemá zájem o jejich životní zkušenosti. Vzniká zde pak pocit neporozumění současnému světu a to hlavně pak ve vztahu s jistou „neschopností“ zacházet s informačními technologiemi (Žumárová, 2012).

Pokud se na celou problematiku podíváme také z druhého pohledu, tak je možné vnímat mnohé seniory také jako „moderní seniory“. Někteří z nich se snaží držet krok s dnešní digitální dobou. Tito senioři se věnují dalšímu vzdělávání a to právě i v oblasti ICT. Mezi nimi najdeme doslova zapálené jedince, kteří si rádi zjišťují novinky v oblasti ICT a mnohdy si kupují i moderní zařízení. Najdeme zde i takové seniory, kteří opravdu velmi chtějí proniknout do ICT problematiky, ale zatím se jim to nedaří. Oběma zmíněným kategoriím se také nevyhýbají některé trable spojené nejen s užíváním ICT, ale i s psychologickými problémy, které souvisí s učením se nových, pro seniory často absolutně neznámých, věcí. Jednou z prvních a zásadních bariér, kterou musí senioři rozhodně překonat je skutečnost, zda pro ně má smysl se dále vzdělávat a navíc v informatice. K dalším faktorům, které mohou jejich vztah ke vzdělávání v oblasti ICT ovlivnit, může patřit například jejich samotný věk. Také výše dosaženého vzdělání a způsob dosavadního života může silně ovlivnit rychlost pochopení daných témat a touha se ICT věnovat. V neposlední řadě pak také ekonomická situace či špatné zkušenosti s danou oblastí mohou také negativně ovlivnit chuť učit se pracovat s počítačem.

111

Na závěr zmiňme ještě jeden problém. Senioři, kteří navštěvují různé kurzy ICT, se učí pracovat s počítačem určitým způsobem a používat specifické programy, třeba odlišný operační systém než jaký mají na svém počítači doma. Mohou mít díky tomu problémy, protože nedovedou se svým počítačem pracovat stejně, jako na kurzu, ze kterého přišli. Částečně také mnohým seniorům ani daný kurz, který navštěvují, plně nevyhovuje. Důsledek je pak takový, že se senior se svými znalostmi v oblasti ICT stále pohybuje v kruzích, vrací se na začátek a takřka vůbec se neposunuje v získávání dalších vědomostí, znalostí a zkušeností kupředu (Vacek & Rybenská, 2015). Na všechny tyto problémy je nutné v současnosti reagovat. 1.1 Cíle práce a očekávané výsledky

Cíle práce, dílčí cíle a očekávané výsledky, budou v bodech sepsány níže: Je třeba v první řadě zjistit, zda mají senioři zájem se vzdělávat v oblasti ICT.

o V jaké míře, do jaké hloubky? o Proč se chtějí (případně nechtějí) v této oblasti vzdělávat? o Co je motivuje (demotivuje) při vzdělávání se v oblasti ICT, při práci s ICT?

S jakými nejčastějšími problémy se senioři setkávají, když se učí pracovat s počítači? o Při práci s dalšími moderními technologiemi.

O jaké druhy kurzů v oblasti ICT mají senioři největší zájem? V čem je vzdělávání seniorů specifické? Jaké jsou konkrétní limity, které senioři mají, při učení se s ICT? Naučit pracovat seniory s ICT tak, aby jim tyto znalosti pomáhaly v životě.

o Tím pádem je nutné vytvořit osnovu k výuce takovou, aby vyhovovala požadavkům seniorů a aby jim přinesla co nejvíce pro ně užitečných znalostí.

Vyzkoušet při výuce tuto osnovu a témata a to jak u skupinové výuky, tak u výuky individuální.

K předpokládaným výsledkům tohoto výzkumu patří zjištění odpovědí na výše položené otázky, potvrzení či vyvrácení hypotéz. Dále pak vytvoření tematických plánů pro seniory začátečníky (s naprosto žádnými anebo jen minimálními znalostmi v oblasti ICT), středně pokročilé (s ucelenými základy v oblasti ICT) a pro pokročilé (v oblasti ICT se již delší dobu úspěšně pohybují, ale neznají vše a chtějí si prohloubit znalosti anebo zjistit více informací o různých speciálních tématech). Senioři by také měli získat užitečné znalosti, které budou moci využít ve svém dalším životě (například při socializaci na internetu). Výuka práce s počítačem potažmo moderními technologiemi je posune o něco dál (senioři získají praktické dovednosti, měřitelné, socializační, posilující kvalitu jejich života, porozumí tomu, v jakých ohledech jsou jim znalosti a dovednosti v oblasti ICT prospěšné). K výsledkům patří také proniknutí hlouběji do psychiky seniora v oblasti dalšího vzdělávání, pochopení jak se senior cítí v dnešní době charakteristické používáním moderních technologií. Jaké zažívá nepříjemnosti při učení se s novými technologiemi, nebo co naopak seniorům tyto technologie přináší nového, zajímavého, prospěšného a pro jejich život důležitého. Nalezení způsobu, jak seniory správně motivovat, aby měli zájem se dále učit a zdokonalovat se při práci s moderními technologiemi. 1.2 Vymezení pojmů

První pojem, který zde vymezíme, je pojem senior. Ten může být totiž chápán často jinak, protože jeho charakteristika se vědecky, pocitově i národnostně liší.

Dle různých vědeckých disciplín je pojem senior nahlížen vždy trochu z jiného úhlu. Konkrétně třeba stárnutí řeší sociologie, psychologie, medicína, demografie, biologie a další. Také v anglicky mluvících zemích se lze s pojmem senior setkat v jiném slova smyslu, než

112

v České republice, kde se můžeme setkat naopak s jinými a často pestrými slovy označující seniora. Jedná se například o důchodce anebo mírně pocitově hanlivější pojem geront. Lze se setkat i s výrazy jako je stařenka, stařeček, babička a dědeček a to nejen v rodinách, ale často i v masmédiích, kde mají charakterizovat cílovou skupinu a v člověku vyvolat obraz typického představitele (Rybenská, 2015). Vědecky se pak pojem senior celkem rozchází. Slovo geront kdysi značilo starého muže. Toto slovo pochází z řeckého gerón a je od něj odvozen název celé vědy, tak zvané gerontologie. Ta se zabývá stářím. Podle Haškovcové (2002) správný český pojem, který by označoval seniorku anebo seniora má poměrně složitý a hlavně citový náboj. Jedná se o pojmy stařec a stařenka (Haškovcová, 2002). Z latinského slova senex se odvozují některé lékařské výrazy, jako jsou senilní anebo senilita. Někteří autoři se ale těmto slovům raději vyhýbají a používají místo toho výraz senium neboli stáří. Člověk v kategorii osmdesát a více let, který potřebuje stálou péči, vypadá velmi staře či se pouze dožil tohoto vysokého věku, se dle Říčana (2004) v českém jazyce někdy neodborně a mírně citově zabarveně nazývá slovem přestárlý. K dalším nejznámějším charakteristikám seniora patří charakteristika podle Haškovcové (2012), která popisuje seniora jako staršího člověka či nejstaršího a váženého člena nějakého společenství. Avšak pojem senior se užívá i k rozlišení mladšího (junior) a staršího (senior) člena v rodiny, v takovém případě, že dva muži z rodu mají stejné jméno i příjmení. A to i v případě, že starší z těchto dvou mužů ještě seniorský věk vůbec nemá.

S označením senior se můžeme setkat i v mnohých popisech pracovních funkcí (například senior manager). Navíc v anglicky mluvících zemích pojem senior většinou necharakterizuje staršího člověka, tedy našeho „seniora“ jak jej chápeme my. V těchto zemích se setkáváme často se spojením senior citizen, případně the aged. Podle online výkladového slovníku Macmillan Dictionary je pojem senior citizen překládán jako důchodce, který má stejný anebo vyšší věk než 60 let (Macmillan Dictionary, 2016; Rybenská, 2016). My v této práci budeme používat slovo senior jako označení staršího člověka nad 60 let, který nemusí být nutně ve starobním důchodě, ale sám sebe jednak jako seniora charakterizuje a za druhé má i podle institucí jako je Světová zdravotnická organizace (WHO) seniorský věk.

Od jakého věku je možné řadit člověka do kategorie senior? Je zde mnoho faktorů, které mohou seniora činit seniorem. Nicméně některé z těchto faktorů se dají aplikovat i na mladší lidi než 60 let. Budeme-li konkrétní, pak podstatným faktorem, který by mohl charakterizovat seniora, je odchod do důchodu. Avšak do důchodu mohou lidé odejít dříve, než v šedesáti letech (je zde nutné vzít v potaz třeba i invalidní důchod) a podle prognóz se bude naopak do důchodu odcházet čím dál tím později2. Teoreticky bychom mohli potkat například i 85 letého člověka, který má v této době jistě již věk na to, aby byl ve starobním důchodě, avšak doposud o něj nepožádal. Je vitální a stále pracuje. Najít spolehlivé okolnosti, které by mohly pomoci, zařadit jedince do kategorie senior, není tedy zcela snadné. Avšak jistým objektivním činitelem, kterým se budeme řídit, je kalendářní věk. K použití kalendářního věku, coby spolehlivého faktoru k identifikování jedince jako seniora se přiklání již zmíněná Světová zdravotnická organizace (WHO). Ta ale zároveň zdůrazňuje, že neexistuje žádná jednotná metodika anebo závazná pravidla, která by jasně a s jistotou potvrdila, že senior je skutečně seniorem. Je nutné také brát v úvahu, že existuje přirozený rozdíl mezi věkovou hranicí ve vyspělých státech (zde je uváděna hranice kolem 65 let) a například mezi Afrikou, kde se věková hranice pohybuje již kolem 50 nebo 55 let (World Health Organization, 2015; Rybenská, 2016).

K dalším pojmům, které alespoň v kostce popíšeme, patří ICT. S tímto slovem jsme se zde již mnohokrát setkali. Pojem ICT pochází z anglického Information and Communication

2 Lze se tedy domnívat, že bude pravděpodobně zvažováno, že hranice seniorského věku se zřejmě také posune výše. Poznámka autorky.

113

Technologies neboli volně přeloženo informační a komunikační technologie (Wikipedie, 2015). Pokud bychom chtěli tento pojem použít striktně česky, spíše bychom se mohli setkat s pojmem IKT. Nicméně pojem ICT je uznávanější. Zahrnuje veškeré informační technologie používané pro komunikaci a práci s informacemi. Samozřejmě ICT nejsou pouze hardwarové prvky, ale jedná se i o softwarové vybavení. Vrcholem komunikace se stal internet a mobilní (dnes smart) telefony. Informační a komunikační technologie (dále jen ICT) jsou v současné době nepostradatelné, neboť jsou využívané takřka ve všech oborech lidské činnosti (Zkus IT: Rozhodni se pro budoucnost, 2010). Pokud tedy budeme v tomto článku hovořit o zkratce ICT, považujme za ni nejen počítače a internet, ale i tablety, smartphony, programy, které uživatelé potřebují a podobně.

Co se týče moderních technologií, tak ty lze vnímat jako pokrok, jako něco nového, něco, co tu doposud nebylo (i když obecně můžeme moderní technologie chápat také jako cokoliv nového, co se na trhu s technologiemi objeví). I tak se lze domnívat, že moderní technologie by měly splňovat nějaká kritéria, podle kterých by se daly za ně považovat. V dnešní době se za tyto technologie totiž považují zpravidla hlavně „chytré“ technologie (tedy například tablet, smartphone, smart band, smart watch a podobně), nicméně se do této kategorie dají zařadit i takové technologie, jako je „chytrá“ lednička či pračka (ovládané mobilním telefonem), dálkově naváděné vozidlo, drony, ale i moderní způsoby výuky (webináře, online konference, virtuální realita, možnost vzdělávání se skrze nějaké virtuální prostředí) a mnohé jiné. Abychom se vyvarovali nedorozumění, budeme pojmy „moderní technologie“ používat minimálně, ale budeme za ně považovat primárně takové technologie, které jsou schopny dávat člověku zpětnou vazbu v reálném čase, jsou připojené k internetu a dovedou v určitém slova smyslu samostatně „myslet a jednat“ (i když podle předem stanovených pravidel). K těmto technologiím řadíme tedy v našem případě tablety, smartphony, chytré náramky a hodinky, případně určité zdravotní pomůcky pro seniory (například chytrá hůl pro seniory (Doktorka.cz: O zdraví a kráse, 2013).

2 Návrh výzkumu Zmiňme nyní stručně návrh výzkumu jako takového. Práce se zabývá vzděláváním seniorů

v oblasti ICT v Královéhradeckém kraji. Hrají zde roli dvě skupiny vzorků seniorů. První z nich jsou senioři aktivní (případně aktivně pasivní). Jde o seniory, kteří doposud pracují ať již na hlavní pracovní poměr, tak například formou přivýdělku. Druhá skupina jsou senioři pasivní, kteří jsou již ve starobním důchodě a nepracují. Probíhá zde výzkum zaměřený na zjištění vztahu seniorů i ICT a jejich vstupních znalostí (s jakými se hlásí do kurzů). Výsledky jsou stavěny na subjektivním hodnocení seniorů a na pozorování. Výzkum je dále řešen také pomocí případových studií, rozhovorů a částečně i podle vstupních dotazníků. Pomocí kvalitativního výzkumu dojde k hlubšímu ponoření do psychiky seniorů. Cílem je zjistit, v čem je vzdělávání seniorů specifické. Jaké limity senioři v této oblasti vzdělávání mají. Na základě výzkumu bude pak nalezeno optimální řešení jak se seniory pracovat a učit je ICT. Zároveň budou vytvořeny tematické plány k výuce pro začátečníky, středně pokročilé a pokročilé seniory. 2.1 Metodická východiska a další zpracování dat

Kromě již zmíněného je potřeba brát v potaz také jednu velmi důležitou kategorii, a sice principy vzdělávání dospělých. Senioři jsou samostatnou skupinou ke vzdělávání. U seniorů ubývá kognitivních schopností, zpomalují se procesy ukládání informací do paměti, informace je nutné podávat v malých dávkách, jednodušeji a stručněji. Vzdělávání dospělých obecně je jiné. Dospělý člověk má již ustálená názorová schémata, vnáší do vzdělávání unikátní životní zkušenosti a hodnotové žebříčky. Dospělí se vzdělávají se zájmem a vlastní vnitřní motivací.

114

Mají konkrétní očekávání od kurzů a široké spektrum zájmů (Petřková & Čornaničová, 2004).

Co se týče časového vymezení samotného výzkumu, pak po dobu celého studia (tj. 3 roky denní studium) je prováděn výzkum, který bude ale prodloužen do cca přelomu kalendářního roku 2016/2017 (tedy čtvrtý rok studia). Výzkum probíhá na Univerzitě Hradec Králové v počítačové učebně, kde jsou lavice rozmístěny v řadách za sebou. Každý z účastníků kurzu má k dispozici počítač s operačním systémem Windows 7. V učebně jsou pak dvě plátna a dva dataprojektory umístěné vedle sebe, aby bylo dobře vidět z každé strany učebny. Individuální kurzy probíhají buď v bytě seniora, anebo v budově univerzity ve volné učebně, kam je zanesen notebook k tomu určený. K požadavkům pro výuku patří funkční počítač s operačním systémem Windows 7 nebo Windows 10 s připojením na internet. Předinstalovaný software OpenOffice, CD Burner XP, internetové prohlížeče Google Chrome a Mozilla Firefox, Avidemux. V ideálním případě učebna s lavicemi rozmístěnými v řadách. V kurzu je vhodné mít maximálně 12 účastníků. Výuka pak probíhá jednou týdně po dvou vyučovacích hodinách po dobu celých dvou semestrů (s pauzou ve zkouškovém období). Vyučovány jsou dvě skupiny – začátečníci a mírně pokročilí.

Na začátku výzkumu byla data sbíraná pomocí nestandardizovaných dotazníků. Ty vyplnil každý ze seniorů, který měl zájem se zúčastnit výzkumu a posléze například i další výuky v oblasti ICT. Poté byly se seniory provedeny rozhovory (a jsou ještě prováděny). Celý výzkum je zaměřen hlavně kvalitativně. Dotazníky jsou pouze podpůrnou částí, jádro stojí na rozhovorech se seniory, případně na pozorování. Další zpracování dat tkví v následném vyhodnocení dotazníků ale hlavně rozhovorů. Je třeba se pokusit vytvořit jednotnou vzdělávací metodiku pro seniory. Zmapovat jejich příběhy, cesty za vzděláním v oblasti ICT, jejich specifické problémy a navrhnout způsob, jak tyto problémy překonávat nebo, jak jim předcházet. Jak správně seniory motivovat.

3 Teoretická východiska a základní pojmy Poznání seniorů, důvodů proč se dále učí (v našem případě ICT), co je vede k tomu,

aby se snažili jít s dobou je pro tuto práci velmi podstatné. Je nutné mít na paměti, že se prodlužuje délka lidského života a populace celkově stárne. Je vysoce pravděpodobné, že dnešní generace mladých lidí bude nastupovat do důchodu mnohem později, než současní senioři. A skrze stále zlepšující se lékařskou péči je možné, že část důchodového věku zůstane senior aktivní a místo zaslouženého dlouhého odpočinku se bude déle nacházet v pracovním procesu. Vzdělání je jednou z podmínek aktivního a plodného života ve všech vyspělých zemích. Proto by každá společnost měla usilovat o rozvoj dobrého systému celoživotního vzdělávání (Žumárová, 2010; Vacek & Rybenská, 2014). Tento výzkum si klade za cíl získat více znalostí ohledně vzdělávání seniorů, přinést nové poznatky o současné situaci, ale také podněty k tomu, aby se vzdělávání seniorů v oblasti ICT věnovalo více času a úsilí protože již můžeme říci, že informačním a komunikačním technologiím patří budoucnost.

3.1 Vymezení výzkumného problému Co se týče samotného výzkumného problému, zkoumaným vzorkem jsou senioři věkové

kategorie 60 let3 a starší. Výzkumný vzorek je vybírán v lokalitě Hradce Králové. Senioři, kteří

3 Podle § 32 č. 155/1995 Sb., o důchodovém pojištění důchodový věk činí: a) u mužů 60 let, b) u žen 1. 53 let, pokud vychovaly alespoň pět dětí, 2. 54 let, pokud vychovaly tři nebo čtyři děti, 3. 55 let, pokud vychovaly dvě děti,

115

se vzdělávají anebo vzdělávat chtějí v oblasti ICT, pochází jak ze skupiny aktivních seniorů (jedná se o seniory doposud pracující), tak pasivních seniorů. Mezi těmito kategoriemi seniorů probíhá výzkum, který se zabývá vztahem jednotlivých seniorů k informatice a jejich dovednostem. Po zjištění znalostí seniorů, jejich zájmu o danou problematiku jsou vytvářeny tematické plány k výuce, podle kterých se vyučuje v rámci univerzity třetího věku a v individuálních kurzech. Co se týče proměnných, které jsou zkoumané, dovolme si stanovit příkladem několik zásadních činitelů, které ovlivňují výzkum. Jedná se v první řadě o věk a pohlaví. Ty hrají podstatnou roli. Dalo by se předpokládat, že o vzdělání v oblasti ICT budou mít větší zájem muži, než ženy, neboť se jedná o technický obor, který bude atraktivnější spíše pro muže. Na druhou stránku vzhledem k tomu, že se ženy dožívají zpravidla vyššího věku než muži, je zde vysoká pravděpodobnost, že bude počítače používat v seniorském věku více žen než mužů. Tento fakt částečně může potvrdit i graf níže (graf číslo 1). V tomto případě platí, že moderní technologie (počítače, smartphony, tablety) používají více ženy, než muži. Právě ženy jsou zpravidla více komunikativní, rády a častěji pečují o rodinu, nakupují a více či méně aktivně řeší chod domácnosti (v pokročilém věku ve větší či menší míře samozřejmě také). K tomuto jim může pomoci právě počítač a internet, neboť prostřednictvím něj mohou být v lepším kontaktu s blízkými, mohou si usnadnit nákupy a dozvědět se hodně pro ně důležitých informací.

Graf 1 Užití moderních technologií muži a ženami (Zdroj: Rybenská, 2016)

Dalšími proměnnými je zde zaměstnání, jaké vykonávali senioři před vstupem do důchodu (případně vykonávají). Někteří z nich mohli pracovat v zaměstnání s počítači (což samozřejmě nemusí zaručit, že s nimi umí dobře pracovat), jiní se s těmito zařízeními mohli setkat v podstatě až později. Lze předpokládat, že senioři, kteří mají za sebou práci s počítačem v zaměstnání, budou vykazovat rychlejší postup ve výuce s ICT. Nicméně není jisté, zda budou mít skutečně dobře naučenou práci s počítačem a budou chápat základní principy použití počítače, anebo zda budou mít pouze naučené jednotlivé kroky s nějakým specifickým softwarem. Důležitou proměnnou je také výše dosaženého vzdělání (je zde předpoklad, že senioři s vyšším vzděláním se s počítači budou učit rychleji a lépe, budou mít také větší zájem o další vzdělávání). Naopak ti senioři, kteří mají nižší vzdělání a třeba vykonávali i nějakou manuální práci, budou mít pravděpodobně větší problém se s počítači více sžít, případně o ně nebudou mít žádný zájem. Stejně tak je důležité celkové zdraví a hlavně pak mentální pohoda seniora. Pokud se senior cítí demotivován a necítí se psychicky

4. 56 let, pokud vychovaly jedno dítě, nebo 5. 57 let, jde-li o pojištěnce narozené před rokem 1936 Základním zákonem o odchodu do důchodu je zákon č. 155/1995 Sb., o důchodovém pojištění. Od té doby se však hranice věku odchodu do důchodu posouvá. Momentálně je směrodatný sněmovní tisk č. 277/0. Dále se věk odchodu do důchodu všem posouvá o dva měsíce ročně. Na počtu vychovaných dětí u žen už nezáleží. Všichni budou odcházet do důchodu ve stejném věku (Zákony pro lidi, 2010-2016).

116

v pohodě, nebude mít pravděpodobně vůbec žádný zájem se učit pracovat s počítači. K dalším proměnným, které zde lze zkoumat, jsou již získané vědomosti, které senioři v oblasti ICT mají. Nicméně testovat seniory v tomto případě není jednoduché. Vědomosti seniorů jsou zjišťovány spíše formou dotazníku, pozorováním při plnění praktických úloh a podobně. A zda se po kurzu prohlubují, zvyšují či nikoliv. Je nutné brát v potaz, že získané informace o vědomostech seniora v oblasti ICT jsou často silně subjektivní (senior hodnotí sám sebe). Také je třeba brát v úvahu, zda senioři žijí sami, jsou rozvedení, ovdovělí, žijící daleko od příbuzných a rodiny anebo společně.

Dalším stupněm vymezení výzkumného problému jsou hypotézy nebo jisté výzkumné otázky. Pro výzkum si stanovujeme tyto:

Je pravděpodobné, že senioři se budou v dnešní době chtít vzdělávat v oblasti ICT, pokud to shledají jako užitečné (někteří z nich si často nedovedou představit, co vše informatika obnáší, anebo k čemu by jim to bylo prospěšné).

o Role ICT v životě dnešních seniorů není zanedbatelná. Senioři s vyšším vzděláním a lepší motivací budou mít větší zájem a budou se učit lépe

v oblasti ICT, než senioři s nižším vzděláním. Senioři, kteří mají bohatý společenský život, budou považovat počítače a moderní

technologie za prospěšné a zajímavé, za technologie, se kterými se chtějí naučit pracovat na rozdíl od seniorů, kteří se příliš s dalšími lidmi nestýkají.

Při studiu ve skupince se senioři budou učit pomaleji a hůře, než v případě individuálních kurzů.

Na kurzy informatiky se budou hlásit častěji ženy, než muži.

3.2 Současný stav poznání V případě vzdělávání seniorů musíme mluvit o dvou pojmech. O andragogice

a o gerontagogice (geragogice či gerontopedagogice), která se postupně vyčleňuje z andragogiky. Andragogiku můžeme charakterizovat jako vědeckou disciplínu zabývající se veškerými procesy a souvislostmi s učením a vzděláváním dospělých (ČAS: Česká andragogická společnost, 2013). Objektem andragogiky je dospělý člověk a předmětem je celková edukační realita dospělých (Průcha, 2006). Gerontagogika se považuje se za aplikovanou andragogickou discipínu zaměřenou na výchovně-vzdělávací práci s dospělými a seniory a to ve smyslu výchovy a vzdělávání ke stáří, učení se stárnout i k aktivizaci a vzdělávání ve stáří (ČAS: Česká andragogická společnost, 2013). Kromě gerontagogiky se můžeme setkat ještě s pojmem gerontopedagogika, který je definován v užším slova smyslu jako edukace seniorů, v širším slova smyslu jako komplexní nezdravotnickou pomoc a péči o seniory (Ondráková, 2012). Starší lidé jsou ale předmětem zájmu řady dalších vědních disciplín. Například gerontologie, geriatrie, gerontopsychologie, gerontopsychiatrie, gerontoergonomie či gerontogygiena a podobně (ČAS: Česká andragogická společnost, 2013).

Co se týče samotného dalšího vzdělávání dospělých, tak moderní technologie mění značně jeho podobu. Technologie i metody se ve vzdělávacím procesu vyvíjí poměrně rychle. Byla by chyba spojovat technologie pouze s mladými lidmi a dívat se na zralé lidi či na seniory jako na křehké jedince, neschopné se naučit pracovat s technologiemi. Na internetu je rozsáhlá a kvalitní nabídka dalšího vzdělávání. Online prostředí nabízí kromě různých stránek a zájmových blogů a fór také populární video-blogy anebo webináře, které mohou nahradit hodinu, když není lektor osobně k dispozici anebo kurz, kterého se potřebuje zúčastnit více lidí z různých koutů republiky či dokonce světa. K dalším populárním způsobům, jak se vzdělávat skrze počítače a internet patří například univerzitní přednášky nebo také kurzy

117

MOOCS (Massive open online courses), které nabízí například některé (hlavně americké) univerzity4.

Je jisté, že žádná informační technika nenahradí živý kontakt s lidmi, ale někdy často právě senioři z různých důvodů nemohou na kurzy a danou výuku docházet. Proto v případě, že se naučí pracovat s počítačem a budou si moci najít a spustit nějaký kurz či výukové video, přinese jim to opět další rozšíření znalostí a může jim to pomoci ke zkvalitňování života. Navíc valná většina podobných kurzů je zdarma (Kejhová, 2016).

Co se týče překážek a omezení při vzdělávání seniorů, můžeme zde hovořit hlavně o těch, které jsou spojené s omezením seniora. Sem nejčastěji můžeme řadit:

Starším lidem zabere osvojování poznatků často více času. Senioři si hůře osvojují logicky nestrukturované informace. Nedostatečně zvládnutá strategie učení představuje problém. Látka, která je prezentována rychleji, omezuje u seniora kvalitu i kvantitu naučeného. U seniorů se zhoršuje výkon v případě delších přestávek mezi výukou. Fyzický, psychický a celkově zdravotní stav jedince zde hraje velkou roli. Velmi významný je zde stupeň aktivity a síla motivace. Vyučovaná témata by rozhodně měla někam směřovat, měla by mít intencionální

charakter. Problémy výše uvedené lze částečně eliminovat z pozice lektora anebo zvolení určitých témat k výuce. Jiné potíže se ale stále vyskytují například kvůli tomu, že je senior nedostatečně chápán jako specifická osoba v oblasti vzdělávání. Samozřejmě jsou zde další překážky, které mohou seniory omezovat ve vzdělávání. Například bariéry (nedostatečný provoz MHD, špatné možnosti bezbariérového přístupu v budovách), špatně přizpůsobené prostory pro seniory. V příliš velké posluchárně mohou senioři z některých míst hůře vidět na plátno anebo špatně slyšet lektora. Také dlouhé, několika hodinové exkurze bez možnosti si sednout a odpočinout si, mohou být pro seniory únavné a vyčerpávající. Stejně tak mohou být některé akce příliš drahé, anebo se konat v dobu, kdy senior nemá čas (anebo v době, kdy by se musel vracet později večer domů). Pokud to shrneme, tak bariéry mohou být časové, finanční a místní. Co se týče lektora, který vede kurzy, tak senioři často vyžadují, aby měl lektor znalosti jak odborné, tak hlavně všeobecné (Ondráková, 2012). Lektora chápou také trochu jako poradce, chtějí po něm, aby mluvil nahlas a byl vstřícný. Lektor by měl mít oborově předmětové, psycho didaktické a didaktické, obecně pedagogické, diagnostické, sociální, komunikativní a psychosociální, manažerské, profesně a osobně kultivující, poradenské a konzultativní kompetence (Janiš, Kraus & Vacek, 2004). Problém se objeví v případě, kdy jsou často právě počítačové kurzy vedeny odborníky na informatiku, kteří ale nemají kompetence k výuce seniorů (Žumárová, 2010). Co je třeba brát vždy v potaz je, že před námi sedí senior, nikoliv „pitomec“ anebo „mentálně retardovaný“ jedinec. Tento přístup k seniorům není ojedinělý, je ale potřeba náš způsob komunikace účelně přizpůsobit. Ve výuce seniorů bychom se rozhodně měli vyvarovat využívání slangových výrazů, nevhodných anglických slov, používání příliš odborného jazyka a silných haptických projevů (při výuce je lepší je nepoužívat). (Ondráková, 2012)

Na závěr této kapitoly ještě popišme některá místa, kde se senioři mohou nejčastěji vzdělávat. Vzdělávání seniorů mohou realizovat různá občanská sdružení, spolky a podobné instituce. Jednou ze základních institucí pro vzdělávání seniorů je Univerzita třetího věku (dále jen U3V). Další institucí jsou tak zvané Akademie třetího věku, které se výrazně podobají U3V a to hlavně v organizaci vzdělávací činnosti a svou náročností. Kurzy mohou být ale provozovány i jinými institucemi, než jsou vysoké školy (například krajem, městem, knihovnou). Kluby aktivního stárnutí jsou méně koncepční než uvedené U3V a akademie.

4 Jmenujme například Standford University, Harward či MIT (Kejhová, 2016).

118

Nabízené vzdělávací akce jsou různorodé a zpravidla netvoří žádný ucelený rámec. Nabízí ale i širší kulturní vyžití. Pak se samozřejmě můžeme setkat s výukou seniorů v knihovnách anebo základních školách, kde se senioři učí nejčastěji pracovat s počítači pod vedením nezkušených lektorů – žáků či jiných dobrovolníků. V neposlední řadě v některých zemích světa5 existují například ještě tak zvané virtuální univerzity třetího věku, kde se senioři vzdělávají prostřednictvím počítače a internetu z domova. A pak jsou to také různé e-learningové kurzy, dostupné i v Čechách, které ale nemusí být nutně zacílené přímo na kategorii seniorů, může se do nich přihlásit kdokoliv (Ondráková, 2012).

3.3 Popis zvolených metod

Jako výzkumné metody byly zvoleny metoda dialogu (rozhovory), jako stěžejní je zde použita případová studie, která je klasickou metodou kvalitativního výzkumu. Tato metoda se vyskytuje ve všech oblastech věd o člověku, hlavně pak ve vědách humanitních. Aplikace této metody je použitelná jak pro budování teoretického zázemí daných disciplín, tak i pro praktické použití mimo vědeckou linii (Olecká, 2010). Nicméně pro výzkum jsou využité i dotazníky, které posloužily při zjišťování odpovědí na standardizované6 otázky. Tyto dotazníky jsou ale spíše doplněním, nejedná se o hlavní zvolené výzkumné metody. Pro zjištění nejpodstatnějších a nejdůležitějších odpovědí na otázky se využívají hlavně rozhovory s otevřenými otázkami. Metoda rozhovoru, známá také pod pojmem interview, je založena na přímém dotazování, na verbální komunikaci mezi výzkumným pracovníkem a jedním anebo více respondenty. Způsoby užití této metody můžeme dělit do několika kategorií, nicméně není cílem této práce je všechny popisovat. Zmiňme jen, že v tomto výzkumu je předně využívaná metoda rozhovoru individuální, kdy výzkumník pracuje jen s jedním respondentem, minimálně pak metoda rozhovoru skupinová, kdy výzkumník pracuje s více respondenty najednou (Švarcová, 2005). Tato metoda byla použita jen v ojedinělých případech pro zjištění převládajícího názoru například při skupinové výuce informatiky na Univerzitě třetího věku. Co se týče struktury otázek, pak rozhovor využíváme nestandardizovaný, kdy jsou připravené jen některé základní otázky a okruhy a celý rozhovor se více podřizuje dotazovanému.

4 Praktická část V této kapitole bude částečně popsán průběh výzkumu a analýza prozatímních výsledků,

které jsou součástí práce.

4.1 Popis průběhu výzkumu V rámci výzkumu byly doposud provedeny následující kroky. Byl proveden výzkum

v oblasti zájmu seniorů o vzdělávání v oblasti ICT a také jejich potřeb, ve vztahu k tomuto vzdělávání. Cílem tohoto specifického výzkumu, bylo popsat současnou situaci seniorů, která se týká jejich zájmu anebo nezájmu dále se vzdělávat v oblasti ICT. Na základě zjištěných informací byly vytvořeny okruhy témat, které vyplynuly z výzkumu jako nejdůležitější pro mnohé ze seniorů. V tomto výzkumu byly také zodpovězeny dvě základní otázky, a sice zda mají senioři zájem se dále v oblasti ICT vzdělávat a za jakých podmínek. Z výzkumu vyplynulo, že senioři rozhodně o další vzdělání v oblasti ICT zájem mají, ale za předpokladu, že témata jim nabízená budou pro ně něčím zajímavá a že bude výuka pokud možno zdarma či za nízkou cenu. Na základě vzniknuvších tematických okruhů probíhá výuka na Univerzitě

5 Například ve Finsku anebo v Austrálii (Ondráková, 2012). 6 Nejedná se zde o standardizované dotazníky, ale otázky jsou ve všech dotaznících, které předbíhají kvalitativnímu výzkumu (rozhovorům, pozorování) jednotlivců stejné a každý z respondentů, než se přistoupilo k jeho výuce a rozhovorům a dalšímu výzkumu tyto dotazníky vyplnil (poznámka autorky).

119

v Hradci Králové v rámci U3V a také probíhají individuální kurzy ICT (Vacek & Rybenská, 2014).

Další specifický výzkum, který proběhl, byl zaměřený na zjištění oblastí ICT, ve kterých se senioři nejhůře orientují, s jakými problémy se v oblasti používání ICT senioři potýkají, jakým způsobem je řeší a jak se s nimi vnitřně vyrovnávají. Poměrně častým jevem se zde objevovala skutečnost, že i když je skupinová výuka pro seniory v mnohých ohledech atraktivní, dají, pokud mají možnost, přednost výuce individuální. Nejčastěji tak volí z důvodu, že se při skupinové výuce mnohdy schází velmi nesourodá skupina. Jednotná metodika, která by pomohla rozdělit skutečné začátečníky a pokročilé se příliš nevyskytuje. Technicky vzato by zřejmě nebylo možné ani seniory nijak před vstupem do kurzu testovat. Posouzení stupně znalostí v ICT je tedy spíše individuální záležitostí. Navíc, když jsou senioři již správně rozřazeni ve skupinách, často se zde objevuje jistý stud a strach nejen z lektora, ale i z reakce okolí na to, když zjistí, že je třeba něčeho neznalý a absolutně neví, co s počítačem dělat. Z výuky informatiky si pak senioři mohou odnášet i psychické bloky. Ale nejen odtud. Nakonec i doma, v rodině se pojem „technika“ stává poměrně častou diskusí. Náš kvalitativní výzkum prokázal, že v mnohých případech je pro seniory nejvhodnější individuální způsob výuky, který jim přináší různé výhody, o které by v případě výuky skupinové přišli (Vacek & Rybenská, 2015).

Jeden z menších výzkumů, který proběhl letos, byl zaměřený na duševní hygienu seniorů a také na možnosti využít ICT ke zkvalitnění života, mentálnímu tréninku či určité formě relaxace každého člověka. Dotazovaní senioři se shodli na tom, že práce s počítačem je dovede naplnit, zabavit a přinést jim do života nové poznatky. Je nepopiratelné, že práce s počítačem umožňuje trénovat mysl, udržovat sociální kontakty, učit člověka něco nového, zjišťovat nepřeberné množství informací a dále se vzdělávat. Dle výzkumu používají senioři počítač anebo tablet i v případě, že se cítí unaveni a vyčerpáni a vnímají jej jako formu relaxace. Nicméně tyto technologie nevyužívají příliš dlouhou dobu (průměrně 1 hodinu denně). Moderní technologie jsou pak pro valnou většinu z dotazovaných důležitým prvkem, bez kterého by se sice obešli, ale neradi by se jej vzdali.

Letos ještě probíhá specifický výzkum s cílem porovnat kategorie seniorů (žijící s rodinou, žijící sami anebo v domovech důchodců či podobných institucích) a zjistit, jaké mají důvody používat (anebo nepoužívat) moderní technologie. Jak jsou technologie a obecně ICT pro ně důležité, z jakých důvodů a proč.

Dále probíhá výuka seniorů v rámci U3V a individuálních kurzů. 4.2 Popis a analýza výsledků

Respondenti jsou muži a ženy (ty počtem převažují). Konkrétně probíhají kurzy U3V s 24 jedinci (ve dvou skupinách – začátečníci a pokročilí) a k tomu individuální výuka se 4 jedinci7. Respondentů na první pohled není mnoho, ale jedná se o výzkum primárně kvalitativní, postavený na případových studiích. Jeho jádrem je bližší proniknutí do psychiky seniora a zjištění okolností, co jej vede k dalšímu vzdělávání v oblasti ICT (nebo naopak proč ICT odmítá) a podobně. Výuka probíhá v lokalitě Hradec Králové a je zaměřená na seniory z tohoto města a přilehlého okolí. Senioři mají různé dosažené vzdělání a pochází z různých pracovních pozic (v minulosti). Nyní někteří z nich ještě pracují, ale pouze ve formě brigády (přivýdělek k důchodu). Všichni ze seniorů mají rozhodně zájem se dále vzdělávat, ne pouze v informatice. Většina z nich je silně vnitřně motivovaná, někteří jsou mírně frustrovaní svým věkem a dle jejich pohledu „neschopností“ se efektivněji učit. Věková kategorie všech respondentů je nejnižší 60 let a starší. 7 Slabou stránku lze spatřovat ve skutečnosti, že od počátku výzkumu se bohužel proměnila skladba seniorů – letos přibylo zájemců pro individuální výuku, z loňska jeden zájemce z časových důvodů z výuky odešel. Poznámka autorky.

120

Co se týče užívání moderních technologií, je pro dotazované seniory důležité se naučit s těmito nástroji pracovat. Senioři mají zájem si rozšířit své znalosti ICT. I když někteří z respondentů uvádí, že jsou spokojení se svými znalostmi, které v oblasti moderních technologií mají, rozhodně souhlasí s tím, že by kurz informatiky anebo individuální výuku navštěvovali velmi rádi. Stejně tak většina z dotazovaných uvedla, že držet krok s dobou a získávat nové informace a nabývat další znalosti v oblasti ICT je pro ně důležité (viz graf 2).

Graf 2 Pro seniory je důležité držet krok s dobou v oblasti znalosti moderních technologií (Zdroj: Vacek & Rybenská, 2014) Tabulka níže podrobněji ukazuje výsledky z výzkumu, který se mimo jiné zabýval také zjištěním, k jakým úkonům senioři nejčastěji využívají počítač. Účastníci výzkumu mohli zaškrtnout několik možností podle toho, co vše na počítači obvykle dělají. Pokud to shrneme, tak nejvíce seniorů (73 %) používá samozřejmě počítač pro vyhledávání informací na internetu, dále pak (67 %) nejčastěji využívá počítač k zasílání e-mailů, k volání skrze Skype, čtení zpráv na internetu a podobně. Nejméně často sledují senioři filmy či seriály, také neznají příliš jiné nástroje na telefonování si skrze internet než je Skype (viz tabulka číslo 1). Co se týče dvou respondentů, kteří počítač v podstatě nevyužívají vůbec (buď jej nemají anebo jej měli, ale přišli o něj), pak se jedná o muže 73 let a ženu 76 let, kde se v prvním případě jedná o člověka ze strojírenské profese s výučním listem a ve druhém případě o bývalou ošetřovatelku se středoškolským vzděláním. Oba žijí na okraji města a nespatřují zatím v počítačích smysl. Tabulka 1 Nejčastější užití počítače seniory (Zdroj: Vacek & Rybenská, 2014).

Tabulka - k čemu nejčastěji používáte počítač? Procenta Počet Počítač nepoužívám 13% 2

Posílání a čtení emailů 67% 10

Volání skrze program Skype 47% 7

Volání skrze program Gtalk (Hangouts) 7% 1

Chatování 13% 2

Vyhledávání informací na internetu 73% 11

Čtení zpráv na webových portálech jako je například iDnes, Novinky 47% 7

Čtení zájmových webových stránek, blogů 33% 5

Sledování filmů 7% 1

Sledování seriálů 13% 2

Úprava fotografií 33% 5

Tvorba grafiky 0% 0

Hraní počítačových her 27% 4

Práce s Wordem či jiným textovým editorem 33% 5

Správa souborů, ukládání souborů 33% 5

Na činnosti spojené s mou profesí (prací) 33% 5

0%10%20%30%40%50%60%

Rozhodněano

Spíše ano Spíše ne Rozhodněne

Jak je důležité držet krok s dobou v oblasti digitálních technologií

121

Vstupní znalosti, se kterými chodí senioři například do kurzů U3V, se samozřejmě liší. Navíc jsou posuzovány subjektivně (senior sám se rozřazuje do té skupiny, o které se domnívá, že tam patří. Senioři nepíší žádný test ani nejsou zkoušeni). S respondenty byly (nejen) na toto téma provedeny rozhovory. Jednou z otázek, kterou senioři obdrželi v úvodu, bylo, zda umí zapnout a vypnout počítač. Na tuto otázku byly získány různé odpovědi. V podstatě buď samozřejmě počítač zapnout a vypnout umí, anebo jej mají již zapnutý a nepřemýšleli nikdy nad tím, jak na to. Jedna ze seniorek dokonce uvedla, že zapíná a vypíná počítač stiskem tlačítka (tedy, alespoň co se vypínání počítače týče, nedělá to skrze operační systém).

Další znalosti, které dle vlastního názoru senioři v oblasti ICT při vstupu do kurzu mají, i když ne ucelené, je používání digitálního fotoaparátu, kde 47 % uvádí, že digitální fotoaparát spíše používat umí. U digitální kamery je tato znalost uváděná u 27 % uživatelů. Jak prohloubené znalosti tito uživatelé s danými zařízeními mají, lze z jejich výpovědí hůře posoudit: „S foťákem fotit umím. Ono to má automatiku. Ale u kamery nevím, to by mi museli ukázat naši kluci (myšleno synové).“ Žena, SŠ, 60 let. „Já si beru na výlety foťák. Mám takovej obyčejnej, fotím na automatiku. Kameru nevím. To bych musel zkusit, ale asi to je stejný?“ Muž, VŠ, 70 let (Vacek & Rybenská, 2014).

Navrhované okruhy témat k výuce byly vybrány dle aktuálních požadavků seniorů, které vyplynuly z dotazníkového šetření a rozhovorů. Respondenti odpovídali na různé otázky zaměřené na to, co by je v oblasti ICT zajímalo, co by se rádi naučili nebo v čem by chtěli získat hlubší znalosti. Nejvíce (60 %) dotázaných uvedlo, že je velmi láká orientovat se a umět používat moderní technologie typu smart zařízení (tablety, smartphony a podobně), 53 % respondentů uvedlo, že by se chtěli naučit používat internet například ke komunikaci s lidmi, vyhledávání zajímavých webových stránek. Také se prostřednictvím internetu i vzdělávat. Dále 40% dotázaných uvedlo, že je zajímá úprava pořízených digitálních fotografií, používání programů pro volání na internetu (například Skype), psaní a odesílání e-mailů a práce v textových editorech. Některé seniory zajímají i taková témata, jako jsou tvorba grafiky anebo tvorba prezentací (Vacek & Rybenská, 2014).

Pomocí těchto získaných informací byly navrženy okruhy témat, které přispěly k výuce v zájmových oblastech seniorů:

Úvod do problematiky ICT (co je to ICT, úvodní vhled do informatiky) a obecná práce na počítači (práce s plochou, složkami v počítači, práce s USB Flash diskem..),

Současné moderní technologie (ovládání a základní práce s tabletem), Internet a multimédia (co je to internet, jak vyhledávat informace, základy bezpečného

používání internetu, webové stránky a blogy, YouTube videa..), E-mail (napsání, odeslání, připojení a stažení přílohy..), Socializace pomocí internetu (sociální sítě, nástroje pro komunikaci na internetu

(Skype), bezpečnost při komunikaci po internetu), Zálohování dat (vypalování, jiné možnosti zálohy dat), Digitální fotografie (pořízení a základní úprava digitální fotografie), Základní práce s Open Office (hlavně pak na tvorbu prezentací). Jedná se zde o okruhy, které jsou poměrně široké. Výuka, která podle nich proběhla, nebyla

striktně do detailů naplněna vzhledem k nesourodým skupinám seniorů. Témata nešla do hloubky, avšak každý z okruhů byl z velké části splněn. Výuka byla dvousemestrální a každý týden byly odučeny dvě vyučovací hodiny. Hloubka probraných témat se odvíjela od toho, zda je vyučována skupina začátečníků anebo mírně pokročilých.

Co se týče nejčastějších obav či řešených problémů v oblasti ICT, se kterými se senioři potýkají, pak se k největším problémům senioři řadili stahování obrázků a souborů z internetu (80 %), zakládání a přejmenování složek (80 %), přesouvání souborů mezi složkami (80 %).

122

Dále pak je problematické přejmenování souborů (60 %) a stažení přílohy z emailů (40 %). Nelze u všech dotázaných ale vždy potvrdit, že je situace naprosto stejná. Co se týče nových moderních technologií (v otázce jsme uváděli například tablet nebo smartphone), se kterými senioři mohou přijít do styku, nejčastěji reagují váhavě: "Nové technologie mě lákají a mám z nich radost, když si je mohu osahat. Ale většinou mi není jasné jak to používat a trochu se toho bojím. Hlavně tablet nevyužiju." Žena, SŠ, 60 let (Vacek & Rybenská, 2015).

Při shrnutí získaných výpovědí a výsledků pozorování, můžeme konstatovat, že problémy seniorů v oblasti ICT mají shodné rysy. Většina problémů pramení ze žádných anebo špatně naučených základů práce s počítačem, z nedostatku trpělivosti lektora anebo rodiny. Senioři se zde ve většině shodují, že se cítí trochu na obtíž u svých dětí nebo vnoučat, když je musí stále dokola obtěžovat se stejnými problémy a ani trochu se jim nediví, že je rychle odbydou a nic jim nevysvětlují (Vacek & Rybenská, 2015).

Co se dalších výsledků týče, byly napsány skripta pro výuku U3V s moderními technologiemi a ICT obecně. Tato skripta budou ale ještě rozšířena o některé další pojmy. Momentálně je zpracováván také další specifický výzkum, který je zaměřený již více na tablety a další smart technologie a na jejich užití seniory. Dále je pokračováno na výzkumu k disertační práci. 4.3 Diskuse

Na disertační práci zbývá dopracovat teoretickou část, dopodrobna popsat praktickou část, ucelit metodiku a cíle, ty více a podrobněji vysvětlit. Je nutné dodělat probíhající specifický výzkum, doplnit a celkově vyhodnotit rozhovory s některými seniory. U každého vyřešeného problému se navíc objevují další otázky, na které je třeba se alespoň z části zaměřit. Na seniory není možné aplikovat pouze andragogické metody výuky, i když samotnou andragogiku lze brát v jistém smyslu také v potaz. Tyto metody budou blíže popsány v samotné disertační práci.

Problém lze také spatřovat v tom, že senioři, kteří se hlásí do výzkumu anebo na individuální kurzy jsou často mladší 60 let (tito lidé se za seniory považují). Někteří senioři jsou také na kurzy přihlašování (hlavně tedy co se U3V týče) svými příbuznými, dostanou kurz darem a v podstatě o něj ani nestojí. Také je nutné se zamyslet nad tím, kdo je to vlastně senior? Lze se domnívat, že někteří senioři se neumí správně zařadit ve své nové životní roli.

Přínos práce lze spatřovat v mnohých aspektech. Obecně vzdělávání seniorů je v současné době stále důležitější, obzvláště pak v oblasti moderních technologií. Pro vzdělávání seniorů existují různé instituce a také přístupy. Ne každý z těchto přístupů a ne každá z institucí dokáže skutečně vhodným způsobem naučit seniory pracovat s počítači či podobnými technologiemi. Senioři se také často učí s technologiemi pracovat sami. Jakým způsobem a proč využívají cesty a různé nástroje pro dosažení svých cílů při práci s moderními technologiemi ale není zcela jasné. Znát postoje k technologiím a jejich role v životě současných seniorů je též velmi důležité, protože to může přispět nejen v samotné výuce, ale hlavně v pochopení toho, jak senioři v dnešní době o těchto věcech smýšlejí a jakým způsobem se to liší například od dnešní mladé generace. Tyto a další otázky budou zodpovězeny v disertační práci. 5 Závěr

Cílů práce bylo několik. V první řadě zjistit, zda mají senioři zájem se vzdělávat v oblasti ICT a za jakých okolností. Na tuto otázku lze odpovědět kladně. Senioři opravdu zájem o vzdělání mají, pokud možno za předpokladu, že budou kurzy levné anebo zdarma. Mají zájem spíše o kurzy individuální, anebo takové, kde bude uvolněná atmosféra, a nebudou se obávat se na cokoliv zeptat. O vzdělání mají zájem z různých důvodů. Předně proto, že moderní technologie, ICT jsou součástí dnešního života a seniorům mohou přinést nejen mnoho nového ale hlavně užitečného. Mnozí z respondentů počítače a internet využívají hlavně

123

ke komunikaci s přáteli či s rodinou, pokud zrovna nemají možnost se s nimi setkat osobně. Pokud někdo projevil nesouhlas s dalším vzděláváním v oblasti ICT, bylo to proto, že spíše zájem o vzdělání nemá obecně, anebo proto, že nemám doma počítač, případně se obává, že to nezvládne či to nepotřebuje. Co se týče konkrétních technických obtíží, tak nejčastěji se senioři setkávají s problémem při práci se složkami, stahováním dokumentů z internetu, stažením přílohy z e-mailu anebo při různých dílčích úkonech souvisejících s internetovým prohlížečem (například nastavení stránky do oblíbených anebo nastavení domovské obrazovky a podobně). Pro seniory jsou v první řadě atraktivní individuální kurzy, nicméně kurzy skupinové, které mohou navštěvovat například v rámci U3V jim také v jistém smyslu vyhovují. A to hlavně proto, že tyto kurzy neposkytují pouze výuku. Senioři se zde mohou seznamovat, navazovat kontakty, takové kurzy plní tedy i roli socializační.

Co se týče limitů, se kterými se senioři setkávají při práci na počítači, tak se jedná o to, že se senioři učí pomalejším tempem, zapomínají rychleji a některé věci jim déle trvají. Někteří z nich se domnívají, že z tohoto důvodu se nemohou naučit více než jen základy v informatice. Senioři občas váhají a mají strach při poznávání nových technologií.

Další z plněných cílů je skutečnost, že byly vytvořeny tematické plány pro výuku seniorů začátečníků, středně pokročilých a pokročilých. Bohužel odučené hodiny byly doposud pouze se začátečníky a středně pokročilými.

V oblasti využitelnosti předložených výstupů, pak v případě sestavení jednotné metodiky k výuce seniorů, k správnému pochopení v čem je vzdělání seniorů specifické a v případě doplnění okruhů témat k výuce, by se dala tato práce použít pro další vzdělávání na univerzitách třetího věku či podobných institucích, a to ne nutně jen v informatice.

Práce může mít dobrý vědecký přínos v oblasti výuky ICT pro tak specifickou skupinu, jako jsou senioři. Je zapotřebí této problematice věnovat další pozornost, jít více do hloubky nejen v oblasti vzdělávání seniorů celkově, ale hlavně v oblasti vzdělávání ICT pro seniory. Populace stárne a je důležité, aby lidé chodili déle do práce. Právě díky zvládnutí ICT je zde vysoká šance, že senioři zůstanou déle pracovně aktivní a budou moci v některých případech třeba pracovat i z domu. K tomu, abychom ale mohli seniory správně učit, je musíme pochopit. Musíme je popsat a vědět, jaké jsou jejich slabé a silné stránky ve vzdělávání v oblasti ICT. Jak je namotivovat.

V neposlední řadě také vědět, co konkrétně učit, protože Informační a komunikační technologie jsou velmi širokou oblastí plnou různých témat a odvětví, která mohou být nepopiratelně velmi zajímavá, ale pro seniory zbytečná anebo těžko pochopitelná. Velmi důležité je také pomoci seniorům si uvědomit, že stářím život nekončí, že mají co nabídnout okolí a společnosti a pokud se budou nadále vzdělávat, mohou žít dlouhý a velmi kvalitní život.

Na závěr můžeme konstatovat, že vytčených cílů bylo z větší části dosaženo. S ohledem na to, co je třeba ještě dopracovat, byly nicméně základní otázky zodpovězeny. V článku nebyly zmíněny některé další části disertační práce, například současný stav poznání a nebyl zde hlouběji specifikován samotný výzkum. Stejně tak zde nebyly zmíněny veškeré prameny, které k tomuto výzkumu náleží. Tyto a mnohé další části výzkumu budou podrobněji zpracovány v disertační práci.

LITERATURA 7.1.3 - Zdravý způsob života v seniorském věku. Krajská hygienická stanice Královéhradeckého kraje: Kurs 6 - Podpora zdraví [online]. 1999 [cit. 2016-05-29]. Dostupné z: http://www.khshk.cz/e-learning/kurs6/kapitola_713__zdrav_zpsob_ivota_v_seniorskm_vku.html

Co je ICT? Zkus IT: Rozhodni se pro budoucnost [online]. Dexus Internet s.r.o., 2010 [cit. 2016-06-28]. Dostupné z: http://www.zkusit.cz/proc-zkusit/co-je-ict.php

124

Definition of an older or elderly person. World Health Organization [online]. 2015 [cit. 2015-01-18]. Dostupné z: http://www.who.int/healthinfo/survey/ageingdefnolder/en/

DIVÁCKÁ, Jitka. Kvalita života a sociální problémy seniorů ve společnosti. Brno, 2011. Dostupné také z: http://digilib.k.utb.cz/bitstream/handle/10563/17253/div%C3%A1ck%C3%A1_2011_bp.pdf?sequence=1. Bakalářská práce. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně.

Edukační vědy – pedagogika, andragogika a gerontagogika. ČAS: Česká Andragogická Společnost [online]. 2013 [cit. 2016-06-28]. Dostupné z: http://www.andragogika.info/blog/edukacni-vedy-pedagogika-andragogika-a-gerontagogika

FORD, G. & FORD S. Internet Use and Depression Among the Elderly. Phoenix Center Policy Paper Number 38. Retrieved March, 31, [online] 2009 [2015-06-06]. Dostupné z: http://www.phoenix-center.org/pcpp/PCPP38Final.pdf

HAŠKOVCOVÁ, Helena. Manuálek sociální gerontologie. Vyd. 1. Brno: Institut pro další vzdělávání pracovníků ve zdravotnictví, 2002, 72 s. ISBN 80-7013-363-5.

HAŠKOVCOVÁ, Helena. Sociální gerontologie, aneb, Senioři mezi námi. 1. vyd. Praha: Galén, 2012, 194 s. ISBN 978-80-7262-900-8.

Chytrá hůl pro seniory. Doktorka.cz: O zdraví a kráse [online]. 2013 [cit. 2016-06-28]. Dostupné z: http://zdravi.doktorka.cz/chytra-hul-pro-seniory

In Sborník prací Filozofické fakulty brněnské univerzity. Brno: Masarykova univerzita, 2006,

Informační a komunikační technologie. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2015 [cit. 2016-06-28]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Informa%C4%8Dn%C3%AD_a_komunika%C4%8Dn%C3%AD_technologie

JANIŠ, Kamil, Blahoslav KRAUS a Pavel VACEK. Kapitoly ze základů pedagogiky: studijní text. Hradec Králové: Gaudeamus, 2004. ISBN 80-7041-102-3.

KALVACH, Zdeněk. Úvod do gerontologie a geriatrie: integrovaný text pro interdisciplinární studium. 1. vyd. Praha: Karolinum, 1997, 193 s. ISBN 80-7184-366-0.

KEJHOVÁ, Hana. Moderní technologie mění i podobu dalšího vzdělávání dospělých. NUV: Národní Ústav pro Vzdělávání [online]. NÚV - Národní ústav pro vzdělávání, 2016 [cit. 2016-06-28]. Dostupné z: http://www.nuv.cz/t/moderni-technologie-meni-i-podobu-dalsiho-vzdelavani

KRETSCHMEROVÁ, T. & ŠIMEK, M. (2001). Populační prognóza České Republiky do roku 2030. Český statistický úřad [online]. 2001 [cit. 2014-04-27]. Dostupné z:http://www.czso.cz/cz/cisla/1/18/archiv/ademogr/dem0003/projekce.htm

MÍČEK, Libor. Duševní hygiena. Praha: Státní pedagogické nakladatelství Praha, 1986.

OECD. Maintaining prosperity in an Ageing Society. OECD. Paris. [online]. 1998, s. 84 [cit. 2015-12-7]. Dostupné z: https://books.google.cz/books?id=_YM-ecunFcgC&pg=PA142&lpg=PA142&dq=Maintaining+prosperity+in+an+Ageing+Society.+

125

OECD,+Paris,+1998&source=bl&ots=IjM_V9ew4L&sig=ap0tdh-vb9gZtiuvzi94TAdY70E&hl=cs&sa=X&ei=6maiVdyfEoj3ULjtgrAF&ved=0CEkQ6AEwBA#v=onepage&q=Maintaining%20prosperity%20in%20an%20Ageing%20Society.%20OECD%2C%20Paris%2C%201998&f=false

OLECKÁ, Ivana a Kateřina IVANOVÁ. Případová studie jako výzkumná metoda ve vědách o člověku. Metodologie výzkumné práce [online]. 2010 [cit. 2015-06-17]. Dostupné z: http://emi.mvso.cz/EMI/2010-02/10%20Olecka/Olecka.pdf

ONDRÁKOVÁ, Jana. Vzdělávání seniorů a jeho specifika. Červený Kostelec: Pavel Mervart, 2012. ISBN 978-80-7465-038-3.

PETŘKOVÁ, Anna a Rozália ČORNANIČOVÁ. Gerontagogika: úvod do teorie a praxe edukace seniorů. Olomouc: Univerzita Palackého, 2004. ISBN 80-244-0879-1.

PRŮCHA, Jan. Srovnávací pedagogika. Praha: Portál, 2006. ISBN 80-7367-155-7.

Předpis č. 155/1995 Sb.: Zákon o důchodovém pojištění. Zákony pro lidi [online]. Aion, 2016 [cit. 2016-06-27]. Dostupné z: http://www.zakonyprolidi.cz/cs/1995-155

RABUŠIC, Ladislav. Vzdělávání dospělých v předseniorském a v seniorské věku.

RYBENSKÁ, Klára. Moderní technologie a duševní hygiena seniorů. Hradec Králové, 2016. Seminární práce. Univerzita Hradec Králové. Vedoucí práce doc. PhDr. Jana Miňhová, CSc.

RYBENSKÁ, Klára. Pojem senior a jejich vztah k informačním a komunikačním technologiím na základě případových studií. DiTech: Časopis vydaný u příležitosti konference DiTech 2015. 2015, 1-6.

ŘÍČAN, Pavel. Cesta životem. Vyd. 2., přeprac., V Portálu 1. Praha: Portál, 2004, 390 s. ISBN 80-7178-829-5.

SAK, P. & KOLESÁROVÁ, K. (2012). Sociologie stáří a seniorů (1. vyd.). Praha: Grada.

Saunders, E. J. (2004). Maximizing computer use among the elderly in rural senior centers. Educational Gerontology, 30, 573 – 585.

Senior citizen. Macmillan Dictionary [online]. 2016 [cit. 2016-06-27]. Dostupné z: http://www.macmillandictionary.com/dictionary/british/senior-citizen

ŠVARCOVÁ-SLABINOVÁ, Iva. Základy pedagogiky. Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2005. ISBN 80-7080-573-0.

VACEK, P., RYBENSKÁ, R. (2014) Research of interest in ICT education among seniors. In: ScienceDirect Procedia - Social and Behavioral Sciences 00 (2015) 000–000.

VACEK, P., RYBENSKÁ, R. (2015) Analysis of frequent problems senior citizens face in ICT. In: ScienceDirect Procedia - Social and Behavioral Sciences 00 (2016) 000–000.

ŽUMÁROVÁ, M. (2010). The Role of ICT in the Lives of Senior Citizens. Advanced topics on fuzzy systems: proceedings of the 9th WSEAS International Conference on Fuzzy Systems (FS'08) : Sofia, Bulgaria / honorary editors, Janusz Kacprzyk, Lotfi A. Zadeh

126

[online]. 9 [cit. 2014-03-06]. Available from: http://www.wseas.us/e-library/conferences/2010/Tunisia/EDUTE/EDUTE-13.pdf.

ŽUMÁROVÁ, M. (2012). Subjektivní pohoda a kvalita života seniorů (1. vyd.). Prešov: Akcent print.

ŽUMÁROVÁ, Monika a Beáta BALOGOVÁ. Medzigeneračné mosty. Košice: MENTA MEDIA, 2009. ISBN 978-80-89392-08-7.

PUBLIKAČNÍ ČINNOST

MANENA, V. M. MANENOVÁ, K. MYŠKA & K. RYBENSKÁ (2014). Comparative study of online tools in preparation for future teachers for use in cooperative learning methods. Future Communication Technology and Engineering: Proceedings of the 2014 International Conference on Future Communication Technology and Engineering (FCTE 2014), Shenzhen, China, 16-17 November 2014. ISBN: 978-1-138-02777-0.

MANĚNA, V., HUBÁLOVSKÝ, Š., CHADIMOVÁ, L, RYBENSKÁ, K. (2015). The Use of Web Technologies in Teaching at Primary and Secondary Schools. In: Advanced educational technology and information engineering., Lancaster 2015, 126 – 133.

MANENA, V., M. MANENOVÁ & K. RYBENSKÁ (2014) Comparative study of open source e-learning systems. Management, Information and Educational Engineering: Proceedings of the 2014 International Conference on Management, Information and Educational Engineering (MIEE 2014), Xiamen, China, November 22-23, 2014.ISBN 9781138027282 - CAT# K25043.

MANENA, V., R. ŠPILKA & K. RYBENSKÁ (2014). A comparison of free and open source technologies suitable for future authoring tools in education. Future Communication Technology and Engineering: Proceedings of the 2014 International Conference on Future Communication Technology and Engineering (FCTE 2014), Shenzhen, China, 16-17 November 2014. ISBN: 978-1-138-02777-0.

MANĚNA, V., ŠPILKA, R., RYBENSKÁ, K. (2015). Research of mobile technologies used by students in primary school as a basis for the creation of teaching materials. In: Advanced educational technology and information engineering. Lancaster 2015

MYŠKA, K. B. CELÁ & K. RYBENSKÁ (2014) Using open source software and mobile devices for collecting research data in terrain. Management, Information and Educational Engineering: Proceedings of the 2014 International Conference on Management, Information and Educational Engineering (MIEE 2014), Xiamen, China, November 22-23, 2014.ISBN 9781138027282 - CAT# K25043.

RYBENSKÁ, K. (2015). Pojem senior a jejich vztah k informačním a komunikačním technologiím na základě případových studií. DiTech: Časopis vydaný u příležitosti konference DiTech 2015, 1-6.

ŠEDIVÝ, J, KUDOVÁ, L. AND RYBENSKÁ, K. (2014) ´Comparative Analysis of the Use of Open Source Software in Teaching of Data Processing´, International journal of education and information technologies, vol. 8, no. 8, pp. 130-137.

127

ŠEDIVÝ, J., KUDOVÁ, L. AND RYBENSKÁ, K. (2014) ´Comparative analysis of statistic software used in education of nonstatisticians students´ Recent Advances in Computer Engineering, Communications and Information Technology´Communications and information technology (CIT 2014), Tenerife, pp. 152-156.

VACEK, P., RYBENSKÁ, R. (2014) Research of interest in ICT education among seniors. In: ScienceDirect Procedia - Social and Behavioral Sciences 00 (2015) 000–000.

VACEK, P., RYBENSKÁ, R. (2015) Analysis of frequent problems senior citizens face in ICT. In: ScienceDirect Procedia - Social and Behavioral Sciences 00 (2016) 000–000.

128

EXPERIMENTÁLNÍ OVĚŘENÍ EFEKTIVITY VÝUKY ANGLICKÉHO JAZYKA S VYUŽITÍM MYENGLISHLAB

autor: Danuše Vymetálková, Mgr, Přírodovědecká fakulta UHK, 123danuse@centrum.cz

školitel: prof. RNDr. Eva Milková, Ph.D., Přírodovědecká fakulta UHK, eva.milkovavuhk.cz

Abstrakt Nároky na kvalitu výukových materiálů ve smyslu zaměření na individuální učební styly a potřeby studentů vyžadují, aby pedagogové nejenže měli o takových materiálech přehled, ale aby rovněž věděli, co nabízejí, dále pečlivě zvážili jejich výběr a konečně zvolili z nabídky digitálních nástrojů takový, který by jejich výuku zefektivnil, učinil ji atraktivní pro studenty a přiměl studenty přirozeně se do procesu učení zapojit. Jedním z těchto materiálů je online komponent různých anglických tištěných učebních materiálů – MyEnglishLab. Výzkum, který probíhá na Přírodovědecké fakultě Univerzity Hradec Králové, testuje a ověřuje účinnost metody blended learning, jejíž distanční část je aplikovaná pomocí online komponentu MyEnglishLab, který je součástí zvolených tištěných materiálů NewTotalEnglish zaměřených na dospělé studenty. V příspěvku představujeme samotný komponent MyEnglishLab a jeho přínos pro metodu blended learning na pozadí rešerše, dále prezentujeme zamýšlený dizertační projekt, probíhající výzkum a první výsledky z něj vyplývající.

Abstract Demands on the quality of teaching/learning materials in the sense of targeting students´ individualized learning styles and needs make educators know, carefully consider, and then choose from many different digital tools in order to make their teaching more effective, appealing and engaging for students in the learning process. One of such tools is an online component to different paper-printed English learning materials – MyEnglishLab. The research having been carried out at the Faculty of Science, University of Hradec Kralove, tests and verifies the effectiveness of blended learning model whose distant part is applied by MyEnglishLab online component that is part of chosen paper-printed materials NewTotalEnglish intended for the use with adult students. In the paper we present MyEnglishLab component itself, its contribution to blended learning model on the background of other researches, then we introduce our intended dissertation project, the ongoing research work and the first results coming out of the research work.

Klíčová slova

dospělí studenti, blended learning, anglický jazyk, MyEnglishLab komponent, výuka podpořená technologií

Key words

adult learners, blended learning, English language, MyEnglishLab component, technology enhanced learning.

1 ÚVOD

Přírodovědecká fakulta Univerzity Hradec Králové je nejmladší z jejích čtyř fakult a byla založena v r. 2010. Od počátku jejího založení byl anglický jazyk součástí výuky všech jejích i doposud se rozšiřujících oborů s cílem udržet a případně rozšiřovat již získanou jazykovou úroveň studentů získanou v předcházejících formách studia či samostudia, ale především rozšířit jejich znalosti o odborný anglický jazyk s přihlédnutím k oboru studia. Předpokládanou vstupní úrovní znalostí byla dle Společného evropského referenčního rámce (SERR), anglicky Common European Framework of Reference for Languages (CEFR, CEF nebo CEFRLD) úroveň B2. Bohužel, z výsledků vstupních testů studentů z předešlých let před zahájením kurzu anglického jazyka se předpoklad očekávané úrovně znalostí nepotvrdil; tato se pohybovala převážně na úrovni A2. Již před zahájením našeho výzkumu jsme diskutovali o možných

129

důvodech a příčinách takto nízké úrovně jazykových znalostí studentů, nicméně dále jsme se zaměřili pouze na tento fakt – nižší než předpokládaná vstupní jazyková úroveň, která byla potvrzena výsledky vstupních testů i z následujících let.

Jelikož výuka anglického jazyka pro všechny obory Přírodovědecké fakulty probíhá jednou týdně dvě vyučovací hodiny (dvakrát 45 minut), není možné pouze v rámci této dotace plnohodnotně zajistit, zda studenti zvládají požadavky kladené na odborný anglický jazyk. Z tohoto faktu vyvstala otázka, jaké učební materiály zvolit či vytvořit, aby byla pro studenty zajištěna dostatečná flexibilita a individualizovaná výuka, aniž by vyučující sám musel vyhledávat nebo vytvářet materiály pro jednotlivé studenty nebo skupiny studentů zvlášť v závislosti na jejich potřebách. Tato činnost by byla pro učitele velice náročná jak z nároku časového, tak i nároků na tvorbu těchto materiálů jako takovou, s přihlédnutím i k dalšímu faktu, že učitel již vyhledává a vytváří odlišné podklady vhodné k výuce každého daného oboru vyučovaného na Přírodovědecké fakultě UHK zvlášť.

Spojením nároků na flexibilitu, individualizovanou výuku a moderní trendy ve výuce jsme se od počátku shodli a zaměřili na metodu blended learning využívající kombinovanou formu studia. Nutností bylo prozkoumat co nejvíce možností v rámci této metody, především tedy pro její distanční část, a najít takové řešení, které by vyhovovalo požadavkům fakulty co nejlépe.

2 VÝZKUMNÝ DESIGN

2.1 Formulace výzkumného problému Na počátku výzkumu prováděného v rámci zamýšlené disertační práce byl formulován následující výzkumný problém:

analyzovat proces nácviku jednotlivých jazykových kompetencí (vyjma mluvení) v distanční části modelu blended learning, aby bylo možné zjistit, zda je tento proces ovlivněn tím, jakým způsobem byly při procvičování a upevňování těchto jazykových kompetencí využity informační technologie

2.2 Předpoklad

Na základě výše formulovaného výzkumného problému byl stanoven následující předpoklad: různé způsoby nácviku jazykových kompetencí v distanční části modelu blended

learning mají odlišný vliv na úroveň procvičení a upevnění jazykových kompetencí

2.3 Cíle

[1] Cílem zamýšleného dizertačního projektu je experimentální ověření efektivity modelu

blended learning aplikovaného pomocí komponentu vyučovacích materiálů MyEnglishLab ve výuce anglického jazyka u studentů PřF UHK.

[2] Dílčími cíli jsou

kvantitativně analyzovat proces nácviku gramatických znalostí a jazykových kompetencí (vyjma mluvení) na základě pretestu, průběžných testů a posttestu

kvalitativně analyzovat proces nácviku gramatických znalostí a jazykových kompetencí (vyjma mluvení) na základě dotazníku zpětné vazby a statistik z MEL

130

na základě uvedených analýz určit a ověřit, zda je proces procvičování a upevňování gramatických znalostí a jazykových kompetencí ovlivněn tím, jakým způsobem jsou v jeho průběhu využity informační technologie

[3]

2.4 Hypotézy

[4] V souvislosti s prováděným výzkumem jsme stanovili následující hypotézy: [5] H1: Úroveň získaných gramatických znalostí nezávisí na technologii zařazené do

výuky anglického jazyka k jejímu procvičování a upevňování. [6] H2: Úroveň získané jazykové kompetence čtení s porozuměním nezávisí na technologii

zařazené do výuky anglického jazyka k jejímu procvičování a upevňování. [7] H3: Úroveň získané jazykové kompetence poslech s porozuměním nezávisí na

technologii zařazené do výuky anglického jazyka k jejímu procvičování a upevňování. [8] H4: Úroveň získané jazykové kompetence písemný projev nezávisí na technologii

zařazené do výuky anglického jazyka k jejímu procvičování a upevňování. [9]

2.4 Proměnné

[10] Jako nezávisle proměnné jsme stanovili použití aplikace MyEnglishLab, závisle proměnnými jsou zlepšení úrovně osvojených znalostí AJ detekovaných pomocí didaktických testů a hodnocení zvýšené motivace a aktivní účasti v edukačním procesu detekované buď rozhovorem, dotazníkem nebo pozorováním v závislosti na počtu respondentů. Intervenujícími proměnnými jsou aktuální funkčnost technologií (dostupnost připojení online, funkčnost projekčních zařízení), studovaný obor u jednotlivých studentů, předcházející = vstupní úroveň jazykových kompetencí a digitální kompetence studentů.

[11]

2.4 Základní soubor

[12] Základním souborem je 121 studentů oborů Přírodovědecké fakulty UHK zahajující studium v akademickém roce 2015/16 s výhledem na další navýšení počtu studentů zahajující studium v akademickém roce 2016/17, akademičtí pracovníci téže fakulty a frekventanti kurzů celoživotního vzdělávání. Základní soubor byl rozdělen do dvou skupin - experimentální skupiny, kterou v tomto akademickém roce tvoří 61 studentů a kontrolní skupiny čítající 60 studentů.

[13] Výběr výzkumného vzorku byl proveden metodou náhodného výběru.

131

3 VÝZKUMNÝ DESIGN

3.1 Metodologické zařazení

Výzkum v této zamýšlené disertační práci lze na základě faktorů volně zpracovaných podle Gavory, 2000, Průchy, 2000, Hendla, 2005, Chrásky, 2007 a Pospíšila, 2009 charakterizovat následujícím způsobem:

Základní paradigma: kvantitativní – didaktické testy, dotazníky zpětné vazby

kvalitativní – dotazník zpětné vazby

Míra obecnosti: aplikovaný

Míra postižení předmětu: dílčí

Vztah ke skutečnosti: empirický

Délka trvání: dlouhodobý

Komplexnost objasňování: monodisciplinární

Účel: deskriptivní – proces procvičování a upevňování jazykových kompetencí

Výzkumný přístup: experimentální

Prostředí realizace výzkumu: terénní (přirozené)

Způsob využití: akční

3.2 Časové vymezení

Během prvního ročníku probíhalo vyhledávání informací týkajících se využívání různých informačních technologií ve výuce anglického jazyka. Souběžně s tímto byly vyhledávány a zpracovávány dostupné studie zabývající se modelem blended learning aplikovaného ve výuce anglického jazyka, byla zpracována přehledová studie, která vedla k rozhodnutí výběru komponentu MyEnglishLab pro aplikaci v distanční části modelu blended learning. Pro účel vytvoření přehledové studie bylo vybráno a nastudováno 237 textů, které odpovídaly alespoň jednomu z následujících kritérií: využití moderních technologií ve výuce jazyků, výuka podpořená ICT, modelu blended learning ve výuce cizího jazyka, modelu blended learning ve výuce anglického jazyka. Zároveň byl vytvořen pretest detekující vstupní úroveň jazykových kompetencí studentů zahajujících studium v různých oborech PřF UHK tak, aby byla detekována vstupní úroveň dle požadavků Společného evropského referenčního rámce (SERR).

Ve druhém roce proběhla iniciace pedagogického experimentu, studenti zahajující studium různých oborů PřF UHK byli rozděleni do dvou skupin – experimentální a kontrolní, probíhala výuka anglického jazyka formou blended learning a studenti byli dále testováni pomocí průběžných testů - progress tests ověřující získané gramatické znalosti a jazykové kompetence (reading, listening, writing – čtení, poslech, písemný projev), dále pomocí achievement tests - dalších typů průběžných testů zahrnující učivo větších celků = po více lekcích, šesti nebo sedmi, v závislosti na počtu výukových lekcí v učebnici, a v poslední fázi posttestu. Rovněž probíhal sběr výsledků z testů a první předběžná vyhodnocení.

132

V následujícím roce budou stejným způsobem vyučováni a testováni studenti zahajující studium v akademickém roce 2016/17, bude i nadále probíhat sběr výsledků z testů a dat a bude pokračovat výuka a testování studentů, kteří zahájili studium v akademickém roce 2015/16. Z nasbíraných dat bude provedena statistická analýza.

3.2 Prostorové rozvržení a cílová skupina

Při tvorbě přehledové studie jsme se zaměřili na výsledky výzkumů z velké míry v zahraničí, ale rovněž i v České republice. Cílovou skupinou jsou studenti různých oborů Přírodovědecké fakulty Univerzity Hradec Králové v denním i dálkovém studiu zahajující své studium v akademickém roce 2015/16 a v akademickém roce 2016/17, akademičtí pracovníci téže fakulty a frekventanti kurzů celoživotního vzdělávání.

4 TEORETICKÁ VÝCHODISKA

4.1 Požadavky na moderní vzdělávání – všeobecné aspekty

Rychlost vývoje informačních a komunikačních technologií se neustále zvyšuje a implementace inovací v oblasti ICT v praxi je obvykle nejméně jeden krok za tímto vývojem. A obojí, jak vývoj, tak i a praktické využití, jsou rychlejší než jejich teoretické reflexe. Terminologie pro tento obor studia se změnila v průběhu vývoje informačních a komunikačních technologií mnohokrát: od počítačových technologií, přes informační technologie, informačních a komunikačních technologie k digitálním technologiím. U nás je nejrozšířeněji používaným termínem informační a komunikační technologie (ICT). Během posledních deseti let byla zavedena a přibyla v ICT slovníku slova, která jsme dříve vůbec neslyšeli: tablety, chytré telefony, sociální sítě, webináře, geocaching, Creative Commons, eTwinning, cloud computing, BYOT, mooc atd. Velká pozornost byla věnována studiu, jak informační a komunikační technologie ovlivňují lidi, jejich myšlení, emoce nebo chování. V současné době není pochyb o vlivu ICT na každého, kdo je používá. Pedagogové patří mezi ty, kteří mohou jako první pozorovat všechny tyto změny a dopady na žáky a studenty v procesu vzdělávání. (Dziuban, Moskal, Hartman, 2005). Nezřídka je to spíše negativní zkušenost, kterou pedagogové získávají coby důsledek propasti mezi nimi samotnými, coby digital immigrants (digitální imigranti) a jejich žáky či studenty, coby digital natives (digitální domorodci). ( Prensky, 2001) Implementace informačních a komunikačních technologií do vzdělávacího procesu je záležitostí komplexní. Pomocí audiovizuálních zařízení, např. interaktivních tabulí, může být výuka zajímavější, používáním ICT se studenti mohou učit, přijímat či pamatovat si informace mnohem lépe ve srovnání s použitím pouze tištěných materiálů. Nicméně, v mnoha případech používání ICT podporuje pouze postoj učitel-studenti, tj. učitel je poskytovatelem informací, je to on/ona, kdo rozhoduje o obsahu a využívá ICT především jako zařízení pro předávání nebo přenos informací. Takové používání ICT, bohužel, nemůže být považováno za skutečnou integraci ICT do vzdělávacího procesu, i když i to může být užitečným obohacením výuky. (cf. Mishra, P., & Koehler, M., 2006, Otte, G a M. Benke, 2010, Ottenbreit-Leftwich, A. T., 2010). Odpověď na otázku, proč toto používání nemůže být považováno za skutečnou integraci lze nalézt i v tzv. kompetencích studenta pro 21. století. I když můžeme nalézt různé odpovědi, je zřejmé, že všechny se shodují ve svém základu. V dokumentu z roku 2010 Alberta Education odkazuje na kompetence, které by měli studenti získat, popsané v dokumentu Framework for

133

Student Learning. Těmi jsou: postoje, dovednosti a znalosti, které podporují samostatné myšlení studentů a přispívají k tomu, že se studenti stávají zodpovědnými etickými občany s podnikatelským duchem. (Alberta Education , 2010) Pokud se dále podíváme na požadavky pro 21. století, v dokumentu Framework for 21st Century Learning se uvádí: normy pro 21. století, hodnocení, curriculum, výuka, profesní rozvoj pedagogů a vzdělávací prostředky musí být v souladu s požadavky a úrovní vývoje pro 21. století, a to tak, aby výstupem byl student s kompetencemi pro 21. století. (Framework for 21st century learning) S odkazem na výše uvedené, získání a osvojení si faktických znalostí není jediným a hlavním cílem vzdělávání, ale dle výše uvedeného je to spíše kritické, objektivní posouzení faktických informací, jejich spojování a schopnost aplikovat příslušné znalosti založené na získaných informacích na problémy reálného světa.

4.2 Požadavky na moderní vzdělávání z pohledu učitele

Učitelé – digital immigrants nezřídka zažívají prohlubující se propast mezi nimi samotnými a žáky nebo studenty, coby digital natives. Bohužel, jak již bylo zmíněno výše, implementace ICT pouze jako prostředek pro přenos informací nerozvíjí kompetence studentů adekvátním způsobem. Schopný učitel by neměl být pouze schopen používat ICT ve vzdělávacím procesu, ale měl by být schopen používat je tak, aby s jejich pomocí podpořil proces učení u studentů nebo žáků. O smysluplné implementaci a integraci ICT ve vzdělávacím procesu můžeme hovořit pouze tehdy, pokud zahrnuje aktivní a smysluplnou práci studentů. (Dean R., 2015) Otázkou zůstává, které technologie by měly být použity ve vzdělávacím procesu. Vyjma známých internetových zdrojů informací, můžeme dále použít např. sociální sítě (social networks):Google+, Schoology, blogy (blogs) s lidmi se stejnými nebo podobnými zájmy, podcasty (podcasts): BBC, British Council, diskusní skupiny, on-line videa a prezentace, videokonference, clouds (Google Apps), webcasty, webináře LMS (Moodle), mooc, atd. Typickými znaky těchto moderních digitálních nástrojů je jejich dostupnost a přístupnost 24/7 (24 hodin denně, sedm dní v týdnu) z libovolného počítače, mobilního telefonu nebo tabletu, některé z nich jsou zdarma, jsou uživatelsky přátelské (user-friendly) a spojují účastníky vzdělávání kdykoli a kdekoli jsou. Požadavky v tomto smyslu kladené na učitele, se zdají být zřejmé; učitel by měl mít o různých ICT přehled, alespoň přibližně vědět, co je jejich náplní a jak fungují, zároveň, udržovat a mít přehled o nových a na základě těchto informací by měl být schopen najít a zvolit si nejvhodnější prostředky ICT podle potřeb svých a podle osnov. Některé digitální nástroje umožňují učitelům rozvíjet i své vlastní výukové materiály. Tato činnost je však náročnější a klade většinou vysoké požadavky na schopnosti učitele takové materiály vytvářet. Je to zároveň činnost vysoce profesionální a velmi časově náročná, což jsou hlavní důvody toho, proč učitelé tímto směrem nepostupují. K tomu, aby se učitelé stali, i nadále byli nebo zůstali váženými a ctěnými učiteli i v následující éře ovlivněné digitálními technologiemi stále intenzivněji, neodmítáme nebo nedoporučujeme opustit stará paradigmata, ale věříme, že právě spojení tradičních způsobů výuky spolu s racionální integrací moderních digitálních nástrojů činí práci učitele skutečným posláním. (cf. Bonk, C. & Graham, C., 2005 , Mishra, P., & Koehler, M., 2006, Ottenbreit-Leftwich, A. T., 2010)

4.3 Požadavky na moderní vzdělávání z pohledu studenta

Naprostá většina studentů ve vyspělém světě si již nedokáže představit svůj život bez nějakého druhu technologie ve svých rukou. Tyto technologie jsou pro ně nezbytnou součástí každodenního fungování a stěží by se bez nich obešli. Tak, jako jsou tyto technologie součástí

134

jejich fungování, stejně tak očekávají, že budou používány technologické nástroje i v jejich vzdělávání, očekávají je jako jeho přirozenou součást. Studenti nechtějí zažívat pocit při chození do školy, jako by se vraceli zpět v čase. Mohou a možná mají i nárok se ptát, jak mohou důvěřovat informacím poskytnutým jejich pedagogy, kteří jako jediný nástroj ještě stále používají „zastaralé technologie“ ve smyslu pouze tabule a křídy. V konečném důsledku se propast mezi očekáváním studentů a tím, jak jsou vedeny jejich hodiny ve škole, stále více prohlubuje. Ve srovnání s učiteli se studenti popisují jako lidi hovořící různými jazyky. Mnoho studií popisuje, jaký dopad mají digitální technologie na učební styly studentů a jejich přístup k učení. (cf. Reece, M. and B. Lockee, 2005) Velký počet studentů potřebuje a dávají přednost vizuálním podpůrným materiálům, mnoho mladých studentů zažívá nepříjemné pocity při sledování delších lineárních textů a dávají přednost použití např. myšlenkových map nebo jiných materiálů či takových nástrojů, které jsou jiné, než tradičně tištěné a jiné než lineární texty. (Schoenfeld-Tacher, R., S. McConnell, and M. Graham, 2001) Jak uvádí Prensky, příchod a šíření digitálních technologií v posledním desetiletí 20. století změnil způsob, jakým studenti přemýšlejí a zpracovávají informace, takže je pro ně obtížné dosahovat vynikajících výsledků v akademickém prostředí používajícím zastaralé metody výuky. (Prensky, 2001) Mnoho studentů oceňuje to, že jejich učitelé používají digitální technologie ve vzdělávacím procesu, na druhou stranu by však ocenili, kdyby jejich vzdělávací proces zahrnoval technologie v rámci všech aspektů jejich vzdělávání – nejen tedy ve škole, ale i doma nebo mimo domov či vzdělávací prostředí. (cf. Manena, V. et al, 2015) V mnohých případech, kdy se učitelé rozhodnou pro používání technologií ve výuce, žáci a studenti jej hodnotí jako nesystematické, nenavazující, nespolehlivé, nekonsekutivní. (cf. Ausburn, L.J., 2004, Otte, G and M. Benke, 2010, Ottenbreit-Leftwich, A. T., 2010)

4.4 Model blended learning - definice a terminologie

[14] Existuje mnoho definic pro blended learning, např. Gavin Dudeney & Nicky Hockly (2007) definují blended learning jako učení, které spojuje kombinaci e-learningu a face-to-face learningu. Tato definice se ale zdá být vágní. Bonk a Graham (2005) popisují blended learning jako kombinaci face-to-face výuky a počítačem zprostředkované výuky. The Online Learning Consortium (2003), původně nazvané Sloan Consortium, definuje blended learning jako učení, které integruje online výukové aktivity s tradičními face-to-face aktivitami plánovaným, pedagogicky hodnotným způsobem. Ačkoliv můžeme diskutovat nad tím, co znamená pedagogicky hodnotný způsob, nebo diskutovat nad různými definicemi, je zřejmé, že blended learning používá nástroje informačních a digitálních technologií.

[15] K vytváření obsahu kurzu v elektronické podobě se využívají různé verze aplikací systémů, např. Moodle, Blackboard, Edmodo, Schoology, Mahara aj. Pojmy LMS (Learning Management System) a VLE (Virtual Learning Environment) jsou v odborné literatuře definovány různě a často velmi obšírně. Jak dále uvádí Václav Maněna a kol. (2015), LMS a VLE si můžeme představit jako pokročilé redakční systémy, které jsou určeny pro e-learning. LMS představuje komplexní e-learningovou platformu, která kromě nástrojů pro elektronické vzdělávání obsahuje další funkce pro řízení aktivit uživatelů v jednotlivých e-learningových kurzech i v rámci celého systému.

135

V anglicky psané literatuře je možno pro výraz blended learning najít i výraz Hybrid learning – hybridní vyučování, Flipped classroom – převrácená třída nebo Flexible learning – flexibilní výuka. (Osguthorpe, R., & Graham, 2003)

[16] Pro naše účely jsme definovali blended learning jako kombinovaný model využívající na jedné straně přednosti prezenční formy výuky, neboli přímého kontaktu s pedagogem a případně i s ostatními studenty v učebním prostředí (třídě), a na straně druhé využívá přednosti distanční formy výuky a nástrojů moderních digitálních technologií, např. e-mail, chat, webinář (webový seminář) nejen za účelem předávání výukového materiálu. Studenti se mohou učit pomocí distančních textů, e-learningu nebo on-line.

V zahraničních studiích se používá označení face-to-face pro prezenční formu studia a online pro distanční formu studia. Tato definice se nám jeví jako nepřesná, protože studenti sice potřebují internetové připojení, aby získali iniciační přístup k materiálům, ale dále již mohou studovat tyto materiály po stažení a následném uložení offline. (cf. Osguthorpe, T. R. and R. C. Graham, 2003) Vybrat správný nástroj pro distanční části modelu blended learning je poměrně složité a náročné, pokud zanedbáme samotný fakt, že většina systémů vyžaduje ať už vytvoření obsahu, doplnění obsahu nebo přizpůsobení obsahu požadavkům učitele nebo výuky. Tyto tvůrčí činnosti lze považovat za vysoce profesionální, velmi náročné a především časově náročné. Všechny tyto aspekty mohou být skutečnou překážkou pro učitele - digital immigrants. Výsledkem bývá to, že se mnoho učitelů snaží vyhnout používání digitálních technologií, pokud to není nezbytně nutné. (cf. Thorne, K., 2003) Blended learning tedy využívá jak výhod učení podporovaného učitelem, tak i autonomního učení, může poskytnout učiteli takové nástroje, které učiní jeho výuku atraktivnější a poutavější pro studenty. Čím více jsou studenti vtaženi a zainteresovaní ve výuce, tím dosahují lepších výsledků, stejně jako i motivaci pro další práci, a to nejen ve třídě, ale kdykoliv a kdekoliv jsou. (cf. Long, M. a H. Jennings, 2005, Osguthorpe, T. R. a R. C. Graham, 2003, Picciano, A. G., 2006, Singh, H. a C. Reed, 2001, Schoenfeld-Tacher, R., S. McConnell, a M. Graham, 2001)

4.5 Distanční část jako součást modelu blended learning

[17] Pro distanční část blended learningu se zdá být klíčový správný výběr nástroje. Pokud se rozhodneme vytvořit distanční část za pomocí některého z výše jmenovaných nástrojů, má to svá úskalí. Jedním z nich může být finanční náročnost, jinými jsou úroveň znalostí a schopnosti tvůrce, náročnost na požadavky, časová náročnost aj. Všechny tyto jmenované aspekty mohou mít za důsledek vytvoření e-learningových materiálů především na základě textových dokumentů, které se zdají být nejjednodušší variantou. Pouze textové dokumenty mohou být pro příjemce – studenta, v našem případě studenta anglického jazyka, nedostatečně přitažlivé, nedostatečně podnětné a nelákající k dalšímu individuálnímu studiu. Naopak materiály využívané v distanční části by měly být multidimenzionální a multimodální, což zpětně klade vysoké profesionální požadavky na tvůrce.

4.6 MyEnglishLab komponent, jeho atributy a přínos pro blended learning

4.6.1 MyEnglishLab – základní charakteristika

[18] Britská vzdělávací společnost Pearson (zal. 1884) uvedla komponent MyEnglishLab pro různé učební materiály vydávané touto společností, např. Speakout,

136

Top Notch, New Total English, Choices, Market Leader aj. Část prezenční využívá kromě paper-based materiálů, tzn. tištěných materiálů (učebnici, pracovní sešit), také nástrojů smartboardu (dotykové tabule), a distanční část je zastoupena online kurzem.

[19] MyEnglishLab (dále jen MEL) je web-based systém (systém založený na webu) systém, který poskytuje uživateli, v našem případě studentům angličtiny, online přístup 24/7 (24 hodin denně, 7 dní v týdnu) do kurzu spravovaného a řízeného učitelem.

[20] Kombinací a propojením obou forem výuky, tedy prezenční a distanční, pokrývá MEL obojí, jak individuální, tak i sociální přístup k výuce a dále přístup autonomní a podporovaný učitelem přístup. MEL používá multidimenzionální a multimodální přístup k výuce a učení výhodný a oslovující studenty preferující různé učební styly - auditivní, vizuální, taktilně-kinestetický (Mareš, 1998) apod. Studenti se učí nejen pomocí textů, ale i obrazových materiálů, zvukových materiálů, videí, animací aj. Díky všem možnostem, kterými MEL disponuje, si může učitel upravit obsah kurzu podle individuálních potřeb svých nebo jednotlivého studenta či skupiny vytypovaných studentů. V rámci části prezenční může učitel rovněž využívat digitální verzi učebnice ActiveTeach s DVD, která obsahuje množství interaktivních aktivit a používá nástroje smartboardu.

[21] [22] 4.6.2 Klíčové elementy a jejich charakteristika [23] [24] Existují tři základní elementy MEL, které jsou přínosem pro blended learning,

a to:

Enriched learning = obohacená výuka Informed teaching = informované vyučování Flexibility = flexibilita/přizpůsobivost [25]

[26] a/ Enriched learning = obohacená výuka zahrnuje interaktivní aktivity, úkoly a testy implementované do obsahu kurzu. Díky různorodosti a pestrosti aktivit se učitel i student může zaměřit na procvičování jednotlivých jazykových dovedností formou přitažlivou pro studenty a tím zvýšit jejich zájem a zapojení se do vzdělávacího procesu. Důležitými atributy Enriched learningu je vysoká kvalita a moderní zpracovaní aktivit. Studenti mohou využívat nabídku tips = tipy/rady, pomocí které mohou procházet danou látku tolikrát, kolikrát potřebují, a která je rovněž odkazuje na stránky, kde najdou další vysvětlení. Dále studenti mohou využívat nabídku hint boxes = nápovědu, pomocí které se mohou dobrat správné odpovědi. Všechny tyto možnosti by měly přimět studenty přemýšlet a analyzovat to, co právě dělají, uvědoměle odpovědi doplňovat a ne je jen odhadovat. Studentům je zároveň ihned poskytnut feedback (zpětnou vazbu) pomocí nabídky automatic grading = automatického opravování, která by jim měla umožnit sledovat svou úspěšnost a pokrok.

[27] b/ Informed teaching = informující výuka pomáhá učitelům sledovat pokrok, dosažené úspěchy a celkovou úspěšnost studentů. Tradičně je toto možné pozorovat buď přímým pozorováním v hodinách, opravou domácích úkolů nebo testováním (pomocí testů psaných na papír) a jejich opravováním a vyhodnocováním. Není to jen samotné opravování testů, které je pro učitele poměrně časově náročné, především při jejich větším množství, ale i jejich vyhodnocování, určování silných a slabších stránek jednotlivých

137

studentů. MEL umožňuje opravu zadaných úkolů automaticky a funkce Common Error Report umožňuje určit nejčastější chyby a určit oblasti, ve kterých student nejčastěji chybuje. c/ Flexibility = flexibilita, kterou komponent MEL umožňuje, může být využita u studentů s různými potřebami a různými slabými místy, které buď pociťují oni sami, nebo byly u nich vyhodnoceny jako slabiny, nebo které by naopak student sami chtěli více procvičit nebo se na ně zaměřit. MEL umožňuje učiteli nastavit jednotlivá cvičení nebo celé lekce podle potřeb ať už ze strany učitele, na základě vyhodnocení, nebo z pohledu preference požadovaných studentem. MEL rovněž umožňuje komunikaci mimo třídu (vzdělávací prostředí) a samozřejmě přístup 24/7.

4.6.3 MyEnglishLab a dosavadní výzkumy

Komponent MEL doplňující kurzy anglického jazyka pro různé paper-based materiály se nepoužívá dlouho. Pearson neuvádí, kdy přesně mohli pedagogové spolu se studenty začít využívat tento komponent. Dotazovali jsme se českého zastupitelství vzdělávací společnosti Pearson na dobu zavedení MEL – v České republice se jedná o začátek roku 2012, ve světovém měřítku průběh roku 2011. Ačkoliv počet uživatelů MEL stoupá, v současné době výsledky případných výzkumů týkajících se MEL nebyly publikovány. Pearson uvádí nepříliš obsáhlé tzv. Efficacy reports, neboli zprávy či hlášení o efektivnosti pro různé zdroje paper-based materiálů, ale obsáhlejší výzkumy zatím nebyly publikovány. (Pearson v současné době žádá o výsledky případných studií či výzkumů za účelem zveřejnění). Z tohoto důvodu jsme se na začátku naší práce soustředili na studie a výzkumy spojené s blended learning.

5 PRAKTICKÁ ČÁST 5.1 Současný stav rozpracování zamýšleného dizertačního projektu

K dnešnímu dni byla zpracována přehledová studie zaměřená na model blended learning aplikovaný ve výuce cizích jazyků. Zvláštní pozornost byla věnována studiím zaměřených na model blended learning při výuce jazyka anglického. V rámci probíhajícího pedagogického experimentu jsou porovnávány výsledky testů (pretestu, progress testů, achievement testu a posttestu u dvou skupin – experimentální a kontrolní po prvním roce používání komponentu MyEnglishLab. V těchto dnech byla navázána spolupráce s odborníkem-statistikem, se kterým budou konzultovány vhodné metody pro statistické vyhodnocení výsledků. Prozatimní výsledky byly předběžně zpracovány pomocí softwarového programu Excel. Práce na výzkumu byly prezentovány na konferencích a publikovány tak, jak je uvedeno v Publikační činnosti – viz. níže. 5.1 Získaná data Studenti zapojení do výzkumu od září 2015 vyplnili pretest, šest progress testů, dva achivement testy a jeden posttest. Pretest studenti vyplňovali v prvním týdnu zimního semestru po zahájení studia na PřF UHK. Výsledkem tohoto pretestu jsou data o vstupní úrovni gramatických znalostí a jazykových kompetencí: 9% studentů je na úrovni Starter, 57% studentů je na úrovni A1+, 27% studentů je na úrovni A2 + až B1 a 7% studentů je na úrovni B1-B2. (Úroveň jazykových kompetencí je dána a definována v rámci SERR – Společného evropského referenčního rámce.)

138

První progress test proběhl ve čtvrtém týdnu zimního semestru a ukázal, že dosažené výsledky testů byly v obou skupinách srovnatelné (průměrné skóre v kontrolní skupině bylo 75,3%, průměrné skóre v experimentální skupině bylo 78,4%). Druhý progress test proběhl v průběhu sedmého týdne semestru. Test ukázal následující výsledky: průměrné skóre v kontrolní skupině bylo 73,1%, průměrné skóre v experimentální skupině bylo 78,7%. Třetí progress test proběhl v desátém týdnu semestru. Třetí progress test ukázal následující výsledky: průměrné skóre v kontrolní skupině bylo 68,8%, průměrné skóre v experimentální skupině bylo 74,3%. První achievement test proběhl po prvním semestru, tj. po 14 týdnech studia. Tento test ukázal následující výsledky: průměrné skóre v kontrolní skupině bylo 67,1%, zatímco v experimentální skupině to bylo 77%. V letním semestru ve stejných týdenních odstupech jako v zimním semestru proběhlo testování následujícím způsobem: studenti vyplňovali tři progress testy a jeden achievement test. Výsledky těchto testů jsou momentálně zpracovávány.

6 ZÁVĚR Probíhající výuka anglického jazyka pro různé obory Přírodovědecké fakulty Univerzity Hradec Králové zahrnuje především odborný anglický jazyk zaměřený na vybraný obor studia. Předpokládaná vstupní úroveň znalostí jazykových kompetencí vhodná pro osvojení si odborného anglického jazyka je úroveň B2. Během předešlých let se však ukázalo, že očekávání této úrovně a realita se zásadně liší. Z tohoto důvodu jsme aktivně začali řešit koncepci výuky tak, aby studenti dosahující nižší úrovně než B2 měli možnost doplnit si a rozšířit své jazykové kompetence pod vedením učitele, ale zároveň i individuálně, jelikož hodinová dotace výuky (dvakrát 45 minut) by byla nedostačující. Na základě další úvahy jsme zvolili jako nejvhodnější model blended learning. Nejzávážnějším krokem bylo dále zvážit vhodný nástroj pro distanční část blended learningu. Jelikož vyučující již vytváří výukové materiály pro jednotlivé obory PřF UHK, což je značně časově náročné, bylo nutné vyhledat vhodný nástroj. Zvolili jsme online komponent tištěných výukových materiálů – MyEnglishLab, a to pro materiály NewTotalEnglish určené pro dospělé studenty. Cílem našeho pedagogického experimentu je ověření efektivity výuky modelu blended learning, jehož distanční část je aplikovaná pomocí online komponentu MyEnglisLab. Dosavadní studie zabývající se modelem blended learning, jehož distanční část je zastoupena různými nástroji, včetně Blackboardu, Moodlu a jiných, přinášejí jak kladná, tak i záporná hodnocení těchto nástrojů, coby nástrojů pro distanční část modelu blended learning. Vzhledem k faktu, že tento online komponent je nový, uvedený na trh v r. 2012 a studie hodnotící efektivitu tohoto komponentu zatím doposud nebyly publikovány, jsme přesvědčeni, že výsledky našeho pedagogického experimentu tak, jak je výše popsaný, přispějí k hodnocení efektivity modelu blended learning ve výuce cizích jazyků, konkrétně jazyka anglického, jehož distanční část je zastoupena právě tímto online komponentem. V budoucnu bude i nadále probíhat výuka formou modelu blended learning aplikovaného online komponentem MyEnglishLab v jeho distanční části. Výzkumný vzorek se rozšíří o studenty zahajující studium v akademickém roce 2016/17. Tito studenti budou vyplňovat testy tak, jak je uvedeno výše a zároveň budou i nadále testováni studenti, kteří zahájili studium na PřF UHK v akademickém roce 2015/16.

139

LITERATURA Alberta Education. Inspiring education: A dialogue with Albertans. 2010. Retrieved from http://www.oecd.org/site/eduilebanff/48763522.pdf Ausburn, L.J. Course design elements most valued by adult learners in blended online education environments: An American perspective. Educational Media International, 2004. 41(4), 327-337. Bonk, C. & Graham, C. Handbook of blended learning: Global perspectives, local designs. San Francisco, CA: Pfeiffer Publishing, 2005. Bransford, J.D., Brown, A.L., & Cocking, R.R. How people learn: brain, mind, experience and school. National Research Council. Washington, D.C.: National Academy Press, 2000. Dziuban, C., Hartman, J., & Moskal, P. Blended learning. ECAR Research Bulletin, 2004. Available online at http://www.educause.edu/ecar/ Dudeney, G. et Hockly, N. How to Teach English with Technology (with CD-ROM). Harlow : Pearson Education, 192 p., 2007. ISBN : 978-1-4058-5308-8.

Dziuban, C.D., Moskal, P.D., Hartman, J. Higher education, blended learning, and the generations: Knowledge is power: No more. In J. Bourne & J.C. Moore (Eds.), Elements of Quality Online Education: Engaging Communities. Needham: MA: Sloan Center for Online Education, 2005. Framework for 21st century learning. Available at http://www.p21.org/our-work/p21- framework Gavora, P. 2006. Sprievodca metodológiou kvalitatívneho výskumu. Bratislava: Regent, 2006. ISBN 80-88904-46-3. Hendl, J. 2005. Kvalitativní výzkum. Praha: Portál, 2005. ISBN 80-7367-040-2 Long, M., and H. Jennings. “Does it work?”: The impact of technology and professional development on student achievement. Calverton, Md.: Macro International, 2005. Manena, V. et al,: MODERNĚ S MOODLEM Jak využít e-learning ve svůj prospěch? CZ.NIC, z. s. p. o., 2015 Mishra, P., & Koehler, M. Technological pedagogical content knowledge: A framework for teacher knowledge. The Teachers College Record, 2006. 108(6), 1017-1054 Osguthorpe, T. R. and R. C. Graham. Blended learning environments. Quarterly Review Of Distance Education 4(3): 227–233, 2003 Otte, G and M. Benke. Online learning: New models for leadership and organization in higher education. Journal of Asynchronous Learning Networks 10(2): 23–31, 2006. Ottenbreit-Leftwich, A. T. Teacher technology change: How knowledge, confidence, beliefs, and culture intersect. Journal of research on Technology in Education, 42(3), 255-284, 2010. Picciano, A. G. Blended learning: Implications for growth and access. Journal of Asynchronous Learning Networks 10(3): 85–91, 2006.

140

Pospíšil, R. Základy pedagogického výzkumu, Brno: Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, 2009. Dostupné on-line z: http://is.muni.cz/do/rect/el/estud/pedf/ps09/uvod_ped/web/vyzkum.html Prensky, M.: Digital Natives, Digital Immigrants. On the Horizon, MCB University Press, Vol. 9 No. 5 (2001) 1–6 Reece, M. and B. Lockee. Improving training outcomes through blended learning. Journal of Asynchronous Learning Networks 9(4): 49–57, 2005. Singh, H. and C. Reed. A White Paper: Achieving Success with Blended Learning: 2001 ASTD Schoenfeld-Tacher, R., S. McConnell, and M. Graham. Do no harm: A comparison of the effects of online vs. traditional delivery media on a science course. Journal of Science Education and Technology 10 (3):257–65, 2001. Thorne, K. Blended Learning: How to Integrate Online & Traditional Learning. London: Korgan Page Ltd, 2003.

ZAHRANIČNÍ STÁŽE:

Brighton, říjen/listopad 2014, 2 týdny

PUBLIKAČNÍ ČINNOST

1. Milková, E., Vymetálková D. (2014) Adult active teaching and learning of English language Proceedings of Psychology and psychiatry, sociology and healthcare, education (SGEM 2014), Albena, Bulgaria, September 1-10, 2014, pp. 615 – 622.

2.Practising and Reenforcing Skills Using Puzzles By: Milkova, Eva; Vymetalkova, Danuse; El-Hmoudova, Dagmar Edited by: Ozdamli, F Conference: 4th World Conference on Educational Technology Researches (WCETR)Location: Univ Barcelona, Barcelona, SPAINDate: NOV 28-29, 2014 4TH WORLD CONFERENCE ON EDUCATIONAL TECHNOLOGY RESEARCHES (WCETR-2014) Procedia Social and Behavioral Sciences

Publisher ELSEVIER SCIENCE BV, SARA BURGERHARTSTRAAT 25, PO BOX 211, 1000 AE AMSTERDAM, NETHERLANDS ISSN: 1877-0428 3. Paper: Blended Learning and MyEnglishLab Application as a Powerful Tool Leading Towards Autonomy in the Process of Learning English Language Targeting and Activating Both Brain Hemispheres bude publikován v Global Journal on Social Sciences and Humanities, jako selected proceedings a bude dostupný v databázi SPROC (www.sproc.org) a rovněž submitted do

141

ERIC,EBSCO, SCOPUS a THOMSON REUTERS CONFERENCE PROCEEDINGS CITATION INDEX (ISI WEB OF SCIENCE) k vyhodnocení k zařazení do seznamu. Článek bude publikován během následujících dvou měsíců. 4. Paper: MyEnglishLab Component Used in the Distant Part of Blended Learning byl přijat na konferenci International Conference on Web-Based Learning (ICWL2016) , která se bude konat 26. – 29.10. 2016 v Římě, Itálie: (http://icwl2016.dis.uniroma1.it).