BLENDED LEARNING VE VÝUCE TEMATICKÉ KARTOGRAFIE BLENDED LEARNING IN CARTOGRAPHY LESSONS

BLENDED LEARNING VE VÝUCE TEMATICKÉ KARTOGRAFIE BLENDED LEARNING IN CARTOGRAPHY LESSONS Zuzana Šťávová, Vilém Pechanec, Vít Voženílek [email protected], [email protected], [email protected] ANOTACE Jeden z předmětů nabízených studentům na Katedře geoinformatiky PřF UP Olomouc v rámci pilotního projektu zapojení e-learningu do výuky je předmět Tematická kartografie vyučovaný formou tzv. blended learningu. V článku jsou popsány aspekty ovlivňující organizaci tohoto způsobu výuky, přípravu studijních materiálů nebo výukových aktivit stejně jako problémy a překážky, se kterými jsme se setkali během přípravy předmětů a v průběhu zavádění LMS a e-learningu vůbec. Zároveň je zde nastíněna celková koncepce výuky zmíněného předmětu a uvedeny konkrétní ukázky např. úkolů zadávaných studentům. KLÍČOVÁ SLOVA blended learning, tematická kartografie, LMS Moodle, zpětná vazba, sdílení znalostí SUMMARY Blended learning combines technology-based materials, face-to-face sessions and printed materials. A pilot project for blended learning course for students of Geography & Geoinformatics at Department of Geoinformatics at Palacky University Olomouc was compiled. The paper deals with one module in this course – Thematic cartography. The LMS Moodle was chosen for the on-line portion of the course. The biggest emphasis was given to educational activities, knowledge sharing and teamwork in a didactic scenario for the entire course. KEYWORDS blended learning, thematic cartography, LMS Moodle, feedback, knowledge sharing

1. Pilotní projekt V letním semestru 2007 byl na Katedře geoinformatiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci zahájen roční pilotní projekt zapojení e-learningu do výuky a do profesní přípravy kartografů. Jeho součástí je také předmět Tematická kartografie (TEMAK) nabízený ve formě blended learningu studentům oboru Geografie a geoinformatika, kteří vzhledem ke své studijní kombinaci mají poměrně vysokou počítačovou gramotnost a není pro ně překážkou vypracovávat a odevzdávat zadávané úkoly (mapy) v elektronické podobě. Blended learning kombinuje prezenční setkání a e-learning tzn. kombinuje živé přednášky popř. workshopy, cvičení nebo kurzy s elektronickým vzděláváním realizovaným prostřednictvím informačních a komunikačních technologií (ICT). Pro podporu a řízení výuky byl zaveden LMS Moodle vzhledem k jeho OpenSource charakteru a široké paletě nástrojů, které nabízí jak správci kurzu, tak jednotlivým učitelům i studentům. V současné době zatím probíhají formou e-learningu nebo blended learningu čtyři předměty, z nichž dva jsou vedeny interními pracovníky z naší Katedry geoinformatiky, jeden je veden externím vyučujícím a jeden předmět je v režii pracovníka Katedry geografie PřF UP Olomouc. 2. Organizace výuky Na začátku celého projektu bylo potřeba vybrat vhodný LMS (Learning Management System) a stanovit celkovou koncepci e-learningové výuky.

Rozhodli jsme se pro LMS Moodle a důvody, které nás k tomuto rozhodnutí vedly, jsou popsány dále. Následovalo vytvoření didaktického scénáře jednotlivých předmětů a e-learningové výuky na naší katedře. 2.1 LMS Moodle

Pro realizaci e-learningových a blended learningových kurzů jsme se rozhodli využít modulové objektově orientované vzdělávací prostředí LMS Moodle z těchto důvodů: • licenční politika – Moodle je OpenSource projekt a programové rozhraní je šířeno pod licencí GNU/GPL, takže je možno ho používat bezplatně. To mělo svůj význam při počátečním rozhodování, zda se o e-learning vůbec pokusit. Bezproblémová dostupnost systému, který umožňuje bezplatné odzkoušení všech nástrojů bez jakéhokoliv omezení s následným přechodem do reálného nasazení, bez finančních požadavků a dalších závazků, byla věc, která nás podpořila na naší cestě v budování e-learningových a blended learningových kurzů. • požadavky na studenta - příjemné a přehledné uživatelské rozhraní (mj. WYSIWYG editor) neklade zvláštní požadavky na počítačovou gramotnost studentů a k ovládání tohoto prostředí postačí základní dovednosti práce na PC. Student se pohybuje v prostředí internetového prohlížeče a „kliká“ na jednotlivé hypertextové odkazy. Orientaci v jednotlivých kurzech podporují dokonalé informace o krocích uživatele. • rozšířenost systému – jedná se o jeden z nejrozšířenějších LMS u nás i ve světě. Díky tomu existuje velké množství dokumentace, diskusních fór a wiki systémů orientovaných na správu a využívání systému, takže hledání řešení s případnými problémy během provozu jsou rychlá. • míra lokalizace do národního prostředí – systém je kompletně lokalizován a podporuje individuální výběr různých jazykových mutací pro kompletní interface. Přítomnost českého prostředí je pro řadu studentů při jejich prvním seznámí s tímto typem studia výhodné až (u některých) nezbytné. • autorizovaný přístup odkudkoliv – systém umožňuje definovat odděleně role tvůrce kurzu a učitele kurzu, přičemž poskytuje možnost tvorby/editace kurzu z jakéhokoliv místa po autorizovaném přihlášení. • technické požadavky systému – protože bylo od počátku jasné, že LMS chceme provozovat na našem vlastním serveru, hledali jsme řešení, které bude kompatibilní se základními technologiemi na serveru již nainstalovanými. Vzhledem k použití osvědčené trojkombinace Apache + PHP + mySQL byl Moodle pro nás primární volbou. Současná instalace Moodle je verze 1.7+ for Windows a běží na našem katedrálním serveru. Jedná se o 1-procesorový server se dvěma fyzickými hard-disky a operačním systémem Windows Server 2003. Server je umístěn v univerzitní serverovně, ve které je centrálně řešena ochrana proti výpadkům elektřiny a přepěťovým rázům, stálá teplota, omezená prašnost a autorizovaný přístup. Na serveru je v současné době nainstalován webový server Apache 2.2.3 doplněný o skriptovací jazyk PHP ve verzi 5.1.6 a databázový stroj mySQL 5.0.24 doplněný o databázového manažera phpMayAdmin 2.9.3. Průběžná kontrola plnění úloh vybraných předmětů systému Moodle je řešena doplňkovým PHP skriptem Moodle cron for Windows. Obsah databáze i file systém aplikace jsou pravidelně zálohovány v cyklu týdenní úplné zálohy systémem Cobian back-up 8. 2.2 Koncepce výuky

Před začátkem semestru byly všem studentům, kteří si zapsali některý z předmětů nabízených formou e-learningu nebo blended learningu, rozeslány e-mailem základní informace o této formě výuky (viz. obr. 1). Na začátku semestru pak proběhly vstupní tutoriály pojaté jako instruktážní setkání k organizaci výuky, práci v LMS Moodle včetně vyplnění vlastního profilu a podmínkám

úspěšného zakončení jednotlivých předmětů. Studentům byly sděleny klíče k zápisu potřebné pro přihlášení se do jednotlivých předmětů.

Obr. 1: Informační leták pro studenty, kteří si zapsali předmět TEMAK vyučovaný formou blended learningu na Katedře geoinformatiky PřF UP Olomouc v letním semestru 2007

V případě, že je předmět vyučován formou blended learningu, jsou během semestru organizovány face-to-face setkání, při kterých jsou se studenty probírány problémy spojené s řešením jejich samostatných prací a studenti si vyměňují své zkušenosti. Tato setkání tedy neslouží k probírání učební látky ale k jejímu procvičování. Vlastní teorii studují studenti ze studijních materiálů dostupných prostřednictvím LMS Moodle nebo z jiné doporučené literatury. Skrze Moodle jsou studentům zadávány úkoly a potřebné pokyny popř. zprostředkovávány další doprovodné výukové aktivity (fóra, slovníky, ankety, aj.). Filozofie práce a učení se v prostředí LMS Moodle spočívá v aktivní účasti studentů tj. přispívání do diskusních fór, hlasování v průzkumech, vyplňování on-line testů nebo vypracovávání písemných prací a jejich odevzdávání v elektronické podobě. 3. Předmět tematická kartografie Předmět Tematická kartografie (TEMAK) je rozdělen na 12 lekcí, přičemž počet lekcí je odvozen od počtu týdnů v letním semestru, plus je naplánováno šest face-to-face setkání. Výstupem většiny úkolů zadávaných studentům v rámci TEMAK je digitální mapa, která musí splňovat předem daná kriteria kartografické „správnosti“. Velký důraz je v celém předmětu kladen na osvojování si praktických dovedností tzn. aby studenti uměli veškeré nabité teoretické znalosti převést do praxe při vytváření vlastních map. Důležitou roli ve výuce hraje také sdílení znalostí a vzájemná komunikace mezi učitelem a studentem a mezi studenty navzájem. 3.1 Didaktický scénář předmětu

Každá z lekcí TEMAK obsahuje základní prvky: pokyny k samostudiu, složku se studijními materiály a jejich stručným popisem a fórum vztahující se k probírané látce. V duchu motta „Znalosti se získávají rozborem a analýzou věcí. Ale moudrost přichází pochopením toho, co je spojuje dohromady“ jsou studentům průběžně zadávány úkoly a cvičení. U každého úkolu je k dispozici zadání úkolu a pokyny k přípravě podkladů a vstupních dat pro vypracování tohoto úkolu. Protože jednotlivé úkoly většinou zahrnují osvojení si látky z více lekcí, není úkol obsažen v každé lekci, ale vždy po uzavření určitého tematického okruhu. Odevzdání vypracovaných úkolů (v elektronické podobě) je podmínkou pro úspěšné zakončení celého předmětu. Kromě úkolů jsou v některých lekcích cvičení sloužící také k procvičení a osvojení

si dané učební látky. Jejich vypracování není povinné a závisí na vlastní aktivitě každého studenta. V jednotlivých lekcích najdou studenti také související odkazy na konkrétní ukázky k probírané tematice např. na mapy nebo náměty na další samostudium. Aby studenti byli motivováni k plnění těchto dobrovolných aktivit, jsou za nejlepší výkony udělovány hmotné ceny s kartografickou a geoinformatickou tematikou např. knihy, časopisy, CD nebo materiály firem zabývajících se kartografií nebo geoinformatikou. Kromě dílčích úkolů byla studentům na začátku semestru zadána semestrální práce, která má být prověřením jejich dovedností získaných v průběhu celého semestru. Stěžejní částí semestrální práce je semestrální mapa minimálně formátu A2 (viz. obr. 2) představující aplikaci získaných vědomostí na konkrétní tematiku jejich mapy. Výběr tématu semestrální práce není omezen ani věcně, ani prostorově, ani časově, cílem je, aby si student vybral téma, které ho zajímá. Motivací pro studenty je možná účast v prestižní soutěži Mapa roku, která je pořádána Českou kartografickou společností a kam budou na konci semestru zaslány nejzdařilejší mapy. Svoji práci předloží studenti na tzv. závěrečném tutoriálu, kde bude probíhat zakončení celé výuky formou ústní obhajoby semestrální práce před ostatními účastníky a vyučujícími a veřejná diskuse nad průběhem a obsahem celého předmětu včetně komentářů k jednotlivým problémům.

Obr. 2: Ukázka semestrální mapy vypracované studentem v rámci předmětu TEMAK

Na face-to-face setkáních je stejně jako v průběhu e-learningové časti kladen důraz na pochopení a osvojení si dané učební látky. Studenti jsou vybízeni k samostatnému zamyšlení se nad daným problémem a jeho řešením nebo ke spolupráci ve dvojicích či ve skupinách. Důležité je zapojení kreativity, brainstorming a umění utřídit si a zpracovat informace o daném tématu a najít nejoptimálnější řešení. Pokud bychom měli hovořit o TEMAK ještě konkrétněji, tak v následujících řádcích jsou popsány některé lekce a s nimi související výukové aktivity. 3. 2 Příklady výukových aktivit

Ve výuce tematické kartografie se navazuje na to, s čím se studenti v podzimním semestru seznámili v rámci základních předmětů týkající se geografické kartografie a geografických informačních systémů. Jak již bylo řečeno dříve, výstupem většiny úkolů zadávaných studentům v rámci TEMAK je mapa, kterou studenti v elektronické podobě (formát .jpg, .tif, .pdf) odevzdávají prostřednictvím Moodle. Pro tvorbu map není nutná znalost jednoho konkrétního softwaru, ale záleží na studentovi, který program si zvolí pro zpracování zadaných úkolů. Vlastnímu zpracování úkolu předchází samostudium dané učební látky, např. metody kartogramu (postupně jsou během semestru probírány jednotlivé kartografické vyjadřovací metody jak pro znázornění kvantitativních, tak pro znázornění kvalitativních údajů do mapy).

S každou metodou souvisí také volba vhodných vyjadřovacích prostředků, tzn. je potřeba zároveň s metodou kartogramu seznámit studenty např. s použitím barvy pro kvantitativní rozlišení jevů. Zatímco kapitola barva pro kvantitativní rozlišení jevů navazuje na kapitolu o kartogramech, předcházela kapitole o metodě kartogramu část věnovaná druhům stupnic a tvorbě intervalových stupnic pro kartogramy a kartodiagramy atd. Znamená to tedy, že jednotlivé kapitoly spolu velice úzce souvisí a navzájem na sebe navazují a odkazují se, ale zároveň je nahlíženo na probíranou látku jako na celek. Ukázka osnovy tvou týdnů v TEMAK je uvedena dále. 26. únor 4. březen

Kartogram a barva Samostudium ColorBrewer Kartogramy v atlase "Mapping Census 2000: The Geography of U.S. Diversity" 3_studijní materiály Soutěž "O nejlepší barevné kartogramy" - zde můžete vkládat své kartogramy do soutěže a vyhrát některou z věcných cen Možnosti klasifikace kvantitativních dat v ArcGIS 9 5. březen 11. březen

Rastr a první mapa Samostudium Jak správně citovat 4_studijní materiály Příprava dat Kartogram – první mapa - pozor, první velký úkol Kartogram aneb Pomožte si navzájem Zkusili už jste ESRI Virtual Campus?

Když si student nastuduje podle zadaných pokynů studijní materiály určené k samostudiu, je vyzván, aby se pustil do vypracování úkolu, který prověří, nakolik pochopil danou látku. Pro zpracování mapy si student musí připravit potřebná data, instrukce k tomu jsou uvedeny v prezentaci týkající se přípravy dat (odkud brát data, jaká data, jak je předpřipravit atd., viz. obr. 3)

Obr. 3: Prezentace týkající se přípravy dat potřebných pro vypracování zadaného úkolu

V zadání úkolu nalezne student přesné pokyny, jak má výsledná mapa vypadat, do kdy má být odevzdána a v jaké formě, a zároveň může případné problémy při řešení úkolu konzultovat se spolužáky prostřednictvím fóra k danému úkolu. Jedním z úkolů je například sestrojit

jednoduchý homogenní kartogram hustoty zalidnění států Evropské unie ve zvoleném roce za použití barvy a rastru pro kvantitativní rozlišení jevů a opatřit tuto mapu kromě základních kompozičních prvků jako je název, měřítko atd. také nadstavbovými kompozičními prvky, konkrétně tabulkou vstupních údajů a citací zdroje informací. Další úkoly jsou např. vytvoření plošného kartodiagramu (se strukturními kruhovými diagramy) pro moravské a slezské okresy z dat Sčítaná lidu, domů a bytů 2001, mapy využívající areálovou metodu pro vyjádření využití půdy dle dat Ministerstva životního prostředí ČR nebo využívající metodu teček pro zobrazení dat z databází Ústavu pro informace ve vzdělávání ČR. Vedle map jsou výsledkem některých úkolů i textové protokoly např. kritické zhodnocení vybrané mapy, zpráva o tematických českých státních mapových dílech nebo úkol AKS mapy, ve kterém mají studenti ve dvojicích za úkol vybrat z přidělené publikace ESRI Map Book vhodnou ukázku analytické, komplexní a syntetické mapy. Když student odevzdá svůj úkol v elektronické podobě v požadovaném formátu, vyučující si ho prohlédne a napíše své poznámky a připomínky „rovnou do mapy“ (viz. obr. 4) popř. některé v textové podobě a pošle úkol studentovi zpět k přepracování. Tento proces se opakuje, dokud mapa není bez chyb a uznáno splnění daného úkolu.

Obr. 4: Vypracované cvičení od studentky, do něj vepsané poznámky od učitele a opravená mapa

Kromě úkolů a fór si student u příslušného tématu může projít související literaturu nebo odkazy, např. prohlédnout si kartogramy v atlase z amerického sčítání lidu, přečíst si, jak správně citovat zdroje informací dle normy ISO 690 nebo vyzkoušet si některý z kurzů nabízených firmou ESRI v rámci tzv. Virtual Campus. Dále jsou v některých kapitolách zařazeny i výukové aktivity jako je tvorba slovníku, kdy studenti i učitel mohou přidávat, upravovat a komentovat jednotlivá hesla týkající se daného tématu, např. diagramů na mapách a kartodiagramů. Příkladem aktivity probíhající celý semestr je akce „Vyber si svého BUUČu“, v rámci které mají studenti geoinformatiky zapsaní na TEMAK možnost spolupracovat s některým ze studentů učitelství zeměpisu (BUUČ = budoucí učitel) při zpracování jeho semestrální mapy do předmětu tematická kartografie, který pro studenty učitelství probíhá „klasickou“ prezenční formou a dle odlišné koncepce než blended learningový předmět TEMAK. Jde o formu vzájemné výpomoci, která by jim měla ukázat jiný pohled na stejnou problematiku a při které by se měli přiučit něčemu novému. Prioritou je jejich vzájemná komunikace a snaha najít nejlepší řešení vzniklých problémů. 3. 3 Komunikace a zpětná vazba

Důležitou roli v blended learningové výuce hraje sdílení znalostí a vzájemná komunikace mezi učitelem a studentem stejně jako mezi studenty navzájem. Učitel není brán jako vševědoucí encyklopedie ale spíše jako rádce a průvodce studiem. Zároveň ale student přebírá, stejně jako při „plnohodnotném“ e-learningu, odpovědnost za vlastní vzdělávání a osvojení si potřebných dovedností. Vedle jednotlivých lekcí je v TEMAK založeno několik fór týkajících se výuky a také fórum týkající se kartografie a map obecně, ve kterém si studenti sdělují např. své zkušenosti z akce „Vyber si svého BUUČu“, nápady na téma semestrální práce, tipy na návštěvu výstavy map

nebo odkazy na nejlepší mapové servery. Dále je zde fórum pro řešení technických problémů (tzv. technická rovina) a fórum umožňující osobnější kontakt studentů nejen na „oficiální“ úrovni (tzv. sociální rovina). Každý má možnost založit v jakémkoliv fóru diskusi na zvolené téma nebo přidat příspěvek do některé již existující diskuse. Z asynchronních nástrojů komunikace mohou studenti pro komunikaci s učitelem kromě fór využít zasílání zpráv prostřednictvím Moodle a posílaní e-mailů, ze synchronních nástrojů je možné kontaktovat učitele přes skype nebo telefonní pevnou linku. Stěžejním nástrojem pro vyhodnocení celého pilotního projektu bude tzv. SWOT analýza, která identifikuje silné a slabé stránky stejně jako příležitosti a hrozby. Bude vycházet z posouzení zpětné vazby rozpoznatelné podle aktivity studentů v průběhu semestru, z jejich reakcí ve fórech, účasti v dobrovolných soutěžích nebo aktivity během prezenčních setkání. Kromě toho chceme využít pro evaluaci průzkumy nebo ankety a zhodnotit celkové i dílčí výsledky i z pohledu vyučujících a administrátora LMS. 4. Zhodnocení S blended learningem a e-learningem jsme na Katedře geoinformatiky PřF UP Olomouc teprve na začátku a čeká na nás vyřešení ještě celé řady potíží a zádrhelů jak technického tak pedagogického rázu. Určitě ale hodláme v tomto způsobu výuky pokračovat, protože dosavadní reakce studentů jsou velmi pozitivní a je vidět, že je tento odlišný způsob výuky zaujal a přinesl jim nový pohled na učení se a přípravu do školy vůbec. Vzhledem k tomu, že na Přírodovědecké fakultě UP Olomouc doposud možnosti e-learningu využívány nebyly, uvítáme jakékoli kritické připomínky nebo rady. LITERATURA: [1] FRANC D., Rovnice pro e-learning, Centrum distančního vzdělávání Univerzity Palackého v Olomouci, Olomouc, 2006 [2] MATLESS D., The Uses of Cartographic Literacy. In: Cosgrove, D. (ed): Mapping. Reaktion Books, 1999 [3] moodle [online]. [cit. 23. 3. 2007]. Dostupné z WWW: [4] moodle [online]. [cit. 23. 3. 2007]. Dostupné z WWW: [5] NOCAR D., Distanční vzdělávání a e-learning, Vydavatelství Univerzity Palackého v Olomouci, Olomouc, 2006 [6] VOŽENÍLEK V. Cartography for GIS – geovisualization and map communication. Univerzity Palackého v Olomouci, Olomouc, 2005

Mgr. Zuzana Šťávová Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Katedra geoinformatiky Mgr. Vilém Pechanec, Ph.D. Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Katedra geoinformatiky doc. RNDr.Vít Voženílek, CSc. Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Katedra geoinformatiky