Nové směry ve vývoji software a hardware pro počítačem podporovanou výuku

1. Nové směry ve vývoji software a hardware pro počítačem podporovanou výuku Erika Mechlová Martin Malčík

2. Obsah • Úvod • Typy počítačem podporovaných laboratoří • Žák v současné době vs. počítačem podporované laboratoře • Posun ve vyučování přírodním vědám • Závěry a vize kyberučebny

3. Typy počítačem podporovaných laboratoří • Tradiční • Plug and play • Vzdálené • Virtuální

4. Vzdálené laboratoře http://kf.truni.sk/remotelab http://www.ises.info

5. Vzdálená laboratoř http://kdt-14.karlov.mff.cuni.cz/cz/intro.html

6. Plugand play • autodetekce HW a SW • jen se zapojují (do USB) a automaticky se zařadí do měření • tradiční lokální měření • vzdálená měření pouhou změnou • IP adresy - též lze automatizovat

7. Měření radioaktivty

8. Virtuální laboratoře • applety • flashe • simulace, modelování • http://phet.colora C.E. Wieman, Colorado University Walter Fendt

9. Tradiční počítačem podporované laboratoře

10. Tradiční počítačem podporovaná laboratoř s EdLab

11. Vlastnosti Edlab • Technické parametry - Microchip PIC18F4455 • USB, 6 portů pro analogová čidla • 2 porty pro digitální čidla, ovládání vstupů, výstupů aj. • Specializovaný software • Knihovna úloh – dilleo.slamka.cz • Metodika k úlohám • Metodika rozvíjení přírodovědných gramotností • Vazba na LabView • Řízení procesů • Možnosti výuky algoritmizace

12. Knihovna pokusů

13. Žák – současná situace • Žije v době rozporu techniky a technologiís tím, co se učí na školách - rozvoj PC, mobilů, bezdrátů, biomedicíny • Počet informací je 260, za 5 let 270 … i kdybychom studenty naučili úplně vše, tak za 5 let jsou stejně ztraceni • Žáky bychom měli učit správné otázky - žák se bude muset umět na vše nové aktivně doptat nikoliv reprodukovat správné odpovědi • Učit základní vědomosti a dovednosti - neučit informace, informace přestaly mít cenu.. (Google, Wiki,…) x • Žák žije multitaskingovým životem - sleduje kamarády naFaceBooku, hraje on-line hry, neustále komunikuje s vyhledávači, bez mobilu, iPadu a FaceBooku neumí žít… • Žák je součástí komunity, ale chce se odlišovat - píše si blogy, kdekdo je spisovatelem, každý chce mít své stránky • Žák může vše, má 10 životů - omyly jsou běžnou součástí strategie

14. Pozitiva ve využívání laboratoří • Rozvoj zručnosti, jemné motoriky, technických dovedností • Poznávání vnitřní struktury různých věcí, přístrojů apod. • Poznávání vlastností materiálů • Badatelsky orientované vyučování, Stuchlíková rozděluje badatelsky orientované vyučování na několik typů: • potvrzující bádání – otázka i postup jsou žákům poskytnuty, výsledky jsou známy, jedná se o to ověřit je vlastní praxí • strukturované bádání – otázku i možný postup sděluje učitel žáci na tomto základě formulují vysvětlení studovaného jevu • nasměrované bádání – učitel dává výzkumnou otázku, žáci vytvářejí metodický postup a realizují jej • otevřené bádání – žáci si kladou otázku, promýšlejí postup, provádějí výzkum a formulují výsledky

15. Pozitiva ve využívání laboratoří • Motivace žáků k vyššímu zájmu o přírodovědné a technické obory, a to jak ve výuce, tak i při úvahách o budoucím profesním uplatnění • Zvýšení kvality a efektivity vzdělávání a výchovy v oblasti přírodovědných a technických předmětů pomocí: • experimentů • demonstrací • prvků projektového a skupinového vyučování • Rozvíjení čtenářské gramotnosti prostřednictvím: • vytváření hypotéz • interpretace dat • formulace a dokazování závěrů • Podpora talentovaných žáků se zájmem o přírodovědné a technické obory

16. Posun ve vyučování přírodním vědám • 1. Důraz na neurčitésituace - ne přesně definované • Dnešní žáci by měli být lépe seznámeni s neurčitými situacemi a učitelé s postupy, jak je zařadit do výuky • 2. Důraz naporozumění pojmům • Existuje několik strategií, jak učit a posuzovat pojmy, například průzkum, výklad, analogie, mnemotechnika, zobrazení, pojmové mapy a pojmové otázky • 3. Použití holistického přístupu - v protikladu k analytickému přístupu • Holistické chápání systémového myšlení (uchopení reality vcelku jako systému) a interdiscipinární výzkumné přístupy jsou však považovány za zásadní, pokud chceme dosáhnout komplexnějšího chápání reality v současném systému světa • 4. Týmová práce a virtuální týmy ve světě • Existuje množství argumentů, že skupinové vyučování (také počítačem podporované nebo zprostředkované) zvyšuje výkonnost týmu pomocí prostředků, které umožňují navzájem si sdělovat myšlenky, strukturovat skupinový dialog a rozhodování • 5. Stírání rozdílu mezi duševní a fyzickou prací • Globální systém výroby a distribuce je založen na stírání rozdílů mezi duševní a fyzickou prací a na neustálém vylepšování výrobního procesu praktickou aplikací znalostí. Tato změna je tak významná, že představuje zásadní posun pro velkou část světaa je nutné ji respektovat v základních učebních a vyučovacích strategiích

17. ZÁVĚRY • Nové požadavky na žáky • Nové požadavky na učitele • Paradigma konstruktivismu, konektivismu ve vzdělávání • Různé typy laboratoří • Badatelsky orientované vzdělávání

18. Kyberučebna - vize • Ač se žák individualizuje, stále dochází do školy, dokonce tam tráví i více času. Výuka je nejefektivnější v „kyberučebně“ • Má tam k dispozici učitele, který činnosti usměrňuje • Uplatňuje se skupinová výuka, projektová výuka, skupiny jsou organizovány dle zájmu a nikoliv podle věku, místa bydliště aj. • Ve škole jsou „kyberučebny“ vybavené počítači, internetem, interaktivními pomůckami -tabule, ale i sbírky školních pokusů • V „kyberučebně“ jsou všechna multimédia, včetně videokonferencí • V „kyberučebně“ je i manuální koutek, kde si lze některé věci manuálně, či experimentálně odzkoušet

19. Děkujeme za pozornost