Ing. Martin Dosedla
Didaktika informatiky
Zdroje: Vaníček, J. – Přednášky z didaktiky informatiky a výpočetní techniky Pelikán, J. – Didaktika informatiky II
Proč vlastně vůbec učit počítače ve školách? Telefonovat mobilem ani ovládat televizi a video nás také nikdo neučí. Někteří odborníci navíc tvrdí, že počítače a Internet odvádějí děti od čtení, které poskytuje prostor pro rozvoj fantazie a představivosti.
a) Počítače jsou všude kolem nás, více než polovina lidí používá počítač a Internet jako pracovní nástroj (těžko bychom si představili firmu, která zavede Internet pro potěchu svých zaměstnanců).V domácnosti, kde se většina dětí s počítačem setkává, je však používán převážně jako hračka, pro zábavu. Je velmi důležité ukázat dětem právě funkci počítače jako pracovní pomůcky
b) Znalost práce s počítačem zvyšuje možnosti uplatnění jedince na trhu práce. Dnes již dochází k rozdělení společnosti právě podle dovedností v ovládání a využití informačních technologií, outsideři v této oblasti budou stále více sociálně slabšími.
Proč musí učitel látce tak dobře a do hloubky rozumět? Existují přece učící stroje, velký rozvoj eLearningu ve světě v poslední době dává tušit, že učitel bude ve vzdělávacím procesu alespoň z části odsunut do pozadí. Bude-li více hlídačem dětí, které se budou učit samy, nepotřebuje znát spoustu podrobností, které ani děti učit nebude. Učitel je nikoliv ten, který má žákům předat vědomosti (pak by stačilo, aby pojmům rozuměl pouze povrchně), ale ten, který řízením práce žáka jej vede k poznání. Musí tedy vědět, v čem je podstata častých problémů při nepochopení pojmu, musí umět vyhledávat nebo vymýšlet takové úlohy, na kterých bude žák moci dojít k hlubšímu poznání. Učitel si také musí projít svými „zapeklitými problémy“, aby věděl, v jaké situaci se žák při procesu pochopení pojmu na té které úrovni nachází. Je správné, že učitel je „fanda do počítačů“? U učitele - velkého fandy počítačů může hrozit riziko, že bude dávat přednost amatérským postupům namísto profesionálním (např. naučí žáky dokonale jednu aplikaci, kterou má rád a kterou beze zbytku ovládá, nebo seznámí žáky povrchně s množstvím různých ekvivalentních aplikací, bazíruje na znalostech technických detailů nebo sledování nejnovějších „módních“ trendů). Profesionál tyto své vášně dokáže krotit.
Specifika výuky Informatiky na ZŠ • Prostředí počítačové učebny, technické vybavení, řád učebny nenahrává hromadné výuce • Naopak každý žák může pracovat svým tempem • Lepší využitelnost učitele, věnuje se tomu kdo to potřebuje • Jiná forma výuky (individuální), ostatní (výklad, apod.) jsou doplňkové • Extrémně rychlé zastarávání informací a obtížné určování které jsou ty dlouhodobě platné
Role učitele • manažera a šéfa týmu, který vede děti za určitým cílem a motivuje je k jeho dosažení, • konzultanta, který s žákem rozebírá problém, který právě řeší • zákazníka, který klade jisté požadavky na vytvořené dílo, ale nechává určitou volnost tvůrci • spolužáka, který si nechá vysvětlit a „poradit“ řešení problému • komunikátora, který udržuje sociální vztahy ve třídě, kde každý pracuje individuálně
Požadavky na učitele Kromě odborných znalostí, kdy učitel rozumí učené problematice daleko hlouběji než vykládá žákům, se od učitele očekává, že: • dokáže stanovit cíle výuky, nacházet vhodné úlohy, na kterých žáci pochopí pojmy, má tedy didaktické schopnosti. • Učitel by měl umět dokázat řídit výuku, měnit rytmus hodiny, zařídit pracovní klima a kázeň, spolupracovat se třídou, tedy mít jisté sociální kompetence. • Vyučování je do jisté míry z hlediska učitele jakési divadlo, učitel musí zaujmout, být navenek viditelnou osobností, proto se dnes u vychovatele předpokládá jisté charisma a osobnostní vlastnosti. · Učitel by měl mít děti rád víc než počítače.
Informatika jako věda (nebo jednotlivé oborové disciplíny výpočetní techniky, jako je např. programování, nauka o operačních a komunikačních systémech, teorie automatů, typografie) pracuje se zidealizovanými objekty, pracuje přesně axiomaticky, je vyžadována úplná argumentace. Pojmy jsou jasně definovány, jsou přesné, často popsány formálním jazykem. Informatické vědy jsou svým charakterem podstatně blíže k matematice než k didaktice. Didaktika informatiky je věda, kde se poznávání uskutečňuje pomocí pomalého zlepšování aproximací (postupného „přicházení věci na kloub“). Pojmy se mění s časem, zpřesňují a prohlubují se zkušeností a manipulací, argumentace nemůže být úplná. Definice: bit – nejmenší jednotka informace Digitální zápis dat: nějaká hudba nebo film je nahrán na kompaktní disk a jeho dalším používáním nedojde ke zhoršení kvality zvuku nebo obrazu, což je rozdíl oproti na magnetofonové kazetě či videokazetě, na kterou nenahráváme digitálně
základním cílem je naučit žáka ovládat počítač. Co to však znamená? Naučit se ovládat některé jeho aplikace které to jsou ty správné, reprezentativní aplikace? Co však znamená naučit se některou aplikaci? naučit se znát nabídky nástrojů? Které jsou ty důležité nástroje? Radši naučíme všechny? Vysvětlit jejich funkci, nejlépe přehledně a v definicích, a nechat žáky vyzkoušet, co nástroje dělají
Kde jsou chyby v tomto přístupu? • Je nevyužita možnost, že by žák mohl objevovat funkce nástrojů, povahu práce v dané aplikaci. Přitom je známo, že poznatek nesdělený, ale objevený je daleko hlouběji uchován v paměti právě pro emocionální zážitek spojený s objevem. Učitel by měl navádět žáky k tomu, aby sami objevovali. • Žák se nenaučí používat nástroje v reálných situacích. Zná sice, co který nástroj dokáže, ale neví, kdy který nástroj nasadit, nenapadne jej, že pro jistou situaci by se právě jistý nástroj výborně hodil použít. • Tím, že předem vysvětluje funkci nástrojů, nevyužívá možnosti naučit žáky orientovat se v neznámém prostředí. Je tak nevyužita možnost tréninku inteligence jako schopnosti zorientovat se v neznámém prostředí. • Tento přístup nijak žáky nevede k tvorbě pojmů, k jejich hlubšímu poznání.Výuka je povrchní, riziko formalismu je veliké.
- italic - cíle výuky
Úvod do VT Konkrétní výčet cílů Stanovme tyto cíle konkrétně; absolvent úvodního tématického celku by měl:
- umět ovládat klávesnici (psát znaky české abecedy a číslice, znát základní klávesy Enter, Delete, Backspace, Escape, Shift, mezerník, kurzorové šipky, CapsLock)
- umět ovládat myš (rozlišit klepnutí od poklepání, správné držení myši)
- orientovat se v grafickém uživatelském rozhraní (spouštět aplikace z nabídky Start, ukončit aplikaci)
- umět se přihlásit a odhlásit, správně vypnout počítač, rozumět těmto činnostem
- ovládat okna a dialogy (maximalizovat a zavřít okno, rozumět dialogovým tlačítkům Ano, Ne, Storno, OK)
- pracovat se schránkou (v textu, v grafice, mezi aplikacemi)
- používat multitasking (přepínání mezi aplikacemi při práci se schránkou)
- pracovat v jednoduchých aplikacích (grafické, textové, hry, lze i jednoduché programování )
- jednoduše prohlížet www stránky na Internetu (bez vyhledávání, bez ukládání dat)
- znát některé nebezpečné klávesy a aktivity (Reset, Ins, CapsLock a NumLock)
- umět uložit svoji práci (pojmenovat ukládaný soubor, bez hledání v adresářové struktuře)
- používat nápovědu (vědět, co v nápovědě lze najít)
- získat základní hygienické návyky (jídlo a posed u počítače, nastavení jasu obrazovky)
Z praktických důvodů k těmto cílům přiřadíme otevírání souborů a jejich nalezení v adresářové struktuře počítače.
Co mezi cíle nepatří Je zbytečné vykládat začátečníkům kapitoly z historie počítače, podrobnosti o složení počítače a periferiích, pojmech jako hardware a operační systém. Všechny tyto vesměs teoretické pasáže především zdržují žáky od vlastní práce s počítačem. Nebojme se, že by žák neuměl používat myš bez toho, že by nevěděl, že se jedná o polohovací zařízení nebo hardware. Při výuce preferujeme cestu, že zobecnění má přijít po vlastní zkušenosti dítěte. Nejprve tedy ať dítě dlouhou dobu a opakovaně píše a opravuje texty, pak se může zabývat podstatou elektronického textu. Výuka terminologie K vlastní práci potřebujeme vysvětlit některé pojmy, „přeložit“ odbornou počítačovou mluvu do srozumitelného jazyka (kurzor, okno, tlačítko, klávesa, poklepání, kopírovat). Není třeba bazírovat na přesném znění odborných termínů, pokud to není na úkor srozumitelnosti. Klidně dítěti odpustíme, že „neaktivuje nástroj“, ale „klepne na tlačítko“ nebo že „neminimalizuje okno“, ale „schová program do spodní lišty“. Sami sebe nedostame do úzkých po dotazu, zda je správně řečeno „aktivizovat nástroj kliknutím na ikonu“ nebo „zvolit nástroj výběrem tlačítka“ apod.
Výčet typických úloh a aktivit: • napište svoji adresu, vizitku • změňte si heslo • pište názvy měst (států, květin, zvířat, řek), které znáte • nakreslete obrázek a uložte jej • nakreslete domeček s pěti stejnými okny • zjistěte aktuální zprávy o počasí na www.idnes.cz • spočítejte několik početních příkladů, výsledky vložte do textu • otevřete si soubor, obarvěte obrázek, tak aby vyjadřoval určitou náladu • nakreslete vlajku některého státu • nakreslete obrázek, uložte jej. Odhlašte se, přesedněte si k jinému počítači, přihlašte se a prohlédněte si obrázek. • kreslené postavičky z jednoho obrázku přeneste do jiného obrázku (třeba fotky krajiny) • opravte chyby v napsaném textu
PC Hry ? Hry rozvíjející úsudek, logické hry apod. mají navrch před postřehovými hrami. Kvalitní hry jsou např. Tetris, Sokoban, Mahjong, Piškvorky, Puzzle, Pexeso, Dweep, Fish Fillets, Cannibals, TIM, Písmenka, bludiště, hlavolamy, stolní deskové hry, jednoduché simulace, roli hry zastoupí některé výukové programy apod.
Práce s texty
Psaní a editace textu
Postup, myšlení, klávesnice, schránka, typografické chyby, neviditelné znaky, jazyk, stylistika, gramatika, kontrola pravopisu
Formátování textu, styly Tvorba dokumentu
Vkládání objektů, tisk, ukládání, …
Metody výuky: • Frontální výuka přímo řízená učitelem • Hození do vody - silný motivační efekt • Pedagogický konflikt - motivačním charakteru vytvořené chyby, učitel vysvětlí princip, učitel navozuje úlohy vedoucí ke klasickým chybám (zkušenosti) • Projektová výuka
Etudy: Jazykový redaktor (žák v roli redaktora koriguje napsaný text, který „napsal jiný redaktor“) Oprava diktátu (žák je v roli učitele, opravuje dohodnutou formou napsaný text - Čj) Citáty (přepisování citátů z jiného zdroje, uspořádání do odrážek) Kratší projekty: Přání do nového roku (vytvoření PF s vloženými kliparty, ohraničením, stínováním) Básník (sepsání vlastních veršovánek, nejlépe dopředu připravených) Taháky (např. vzorce z matematiky - trénování horního indexu, letopočty, chemické vzorce) Pohádka, vlastní příběh (na dané téma, dokončení načatého příběhu dle vlastní fantazie) Diplom (pro různé školní soutěže - sport, jazykové a matematické, dopravní ...) Vizitka naší třídy (s fotografiemi a jmény spolužáků) Mé hobby (spojeno s vyhledáním obrázků a odkazů na Internetu) Doplňovačka s tajenkou (tabulky a jejich formát) Křížovka či osmisměrka (je potřeba dopředu připravit nebo opsat z časopisu) Cizí jazyk (slovníček, trénink psaní nečeských znaků na klávesnici) Referát (mezipředmětové vztahy, obrázky z Internetu, ale zásadně vlastní text) Skupinové a dlouhodobé projekty: Zpěvníček (každý žák píše text jedné oblíbené písně, na konečné úpravě dohlíží celý tým) Školní noviny (každý žák jednu stránku, rozdělí se role pro různé rubriky) Bestiář (katalog strašidel s vlastním vyobrazením) Píšeme učebnici (cizí jazyk, encyklopedie z naučného předmětu) Elektronická kronika školy, zájmového oddílu apod.
Grafika
Kdy je vhodné začínat s počítačovou grafikou? Co nejdříve. Argumenty podporující toto doporučení jsou dvojího druhu: Začátečníci se při kreslení obrázků učí ovládat myš a filozofii práce s aplikacemi (nejprve se vybere nástroj, pak se aplikuje klepnutím myší do pracovní plochy), ovládání grafických nástrojů je do značné míry intuitivní. Tedy grafika je výhodným úvodním tématem výuky práce s počítačem. Druhým důvodem je fakt, že lidský jedinec se učí vnímat dříve obrazové informace než textové – dítě dřív umí rozeznávat věci kolem sebe, než rozumět obsahu slov. Grafická vizuální informace je pro člověka přirozenou. Studenti by měli být seznámeni s prací ve třech základních typech grafických editorů - rastrových, vektorových a ve fotoeditorech. Postupujeme od jednodušších aplikací … složité programy později se znalostmi principů. Nebezpečí rozptylování žáků, nepochopení do hloubky, příliš mocné nástroje co dělají vše za uživatele
Pozn. Výtvarná výchova Odlišovat obecné výtvarné nadání vs. Počítačové grafické schopnosti
Osnova 1. Kreslení obrázků Využití nástrojů grafického editoru Osvojení pracovních postupů Pochopení pojmů spojených s kreslením 2. Technické informace o grafice Rozeznání bitmapové a vektorové grafiky Barevná hloubka Grafické formáty Tisk grafiky
? – jak jít do hloubky
3. Získávání grafických dat Skenování Digitální foto Video Internet jiný způsob (naprogramováním) 4. Aplikace (užití) grafiky Propojení grafiky s dalšími tématy do větších projektů, mezipředmětové vztahy Webová grafika Animace Speciální grafický software (podle typu střední školy) - CAD, 3D ...
Náměty pro práci a grafické projekty - kreslení souměrných obrázků (motýl, obličej, letadlo zepředu, větrník, ozdobné písmeno S) - logo školy, města, obce, firmy - vlajky států (možnost použití kopírování pro podobné typy vlajek) - vlastní monogram (stínové písmo, podpis psaný křivkami) - ilustrace (pohádky, příběhu, odborné knihy) - vlastní vizitka (s fotografií, adresou) - plakát (hudební skupiny, fotbalového klubu, filmového představení) - pozvánka (na maturitní ples, na školní besídku či výlet, na narozeniny či párty) - diplom (školní soutěže: sportovní, vědomostní, dopravní, olympiády) - koláž (z fotek oblíbené skupiny, sportovního týmu, aut, květin, zvířat) - plán školy či jejího okolí, plán bytu či vlastního pokoje - geometrické konstrukce - krásné pozadí plochy do Windows (s opakujícími se motivy) - obrázková galerie jako spořič obrazovky - obrázek pro puzzle - titulní stránka knihy, obal na CD - kreslený vtip - vlastní erb (znak vyjadřující charakterové vlastnosti nebo záliby) - skupinové foto třídy (party) - koláž - reklama na určitý výrobek - design výrobku nebo obalu na výrobek (hodinky, krabice od vysavače, mobil...) - příprava obrázků pro www stránku (osobní, školní, na dané téma) - elektronické album (skenování a úprava starších fotografií) - tvorba informační brožurky školy (+ fotografování) - pohyblivé obrázky (gif, proužková reklama nebo comics) - pohyblivé obrázky (prezentace s vlastními animacemi)
Tabulkové procesory, databáze
Právě pro svoji obtížnost a vysokou abstrakci danou používáním matematických výrazů, kvantifikátorů, nutností rozumět grafům apod. je toto téma velice náročné, a to jak pro žáky, tak pro učitele. Omezení při jeho zařazení do výuky jsou dána též matematickými znalostmi a schopnostmi žáků různého věku a typu školy.
Cíle výuky Cíle výuky v práci s tabulkami i databázemi bychom mohli najít ve velmi podobné struktuře: • ovládat tabulkový procesor (databázový program), orientovat se v jeho prostředí • porozumět novým pojmům - adresy, vzorce, funkce, formáty … (dotazy, sestavy, relace…) • řešit úlohy na zpracování dat (převedení problému „do počítače“, tedy matematizace problému, a opět správné převedení výsledku „z počítače“, tedy interpretace výsledky) • pochopit princip činnosti tabulkového procesoru (databázového systému) • trénink životních dovedností (např. řešení problémů, používání zdravého rozumu, spolupráce …)
Úlohy a projekty Tabulkové procesory • elektronická žákovská knížka (počítání průměrů známek, odhadů, jakou známku dostat, aby „vyšla“ dvojka na vysvědčení) • nakupujeme (nákupní košík, faktura, účtenka) • spoříme (úroky, porovnání služeb bank) • domácí úkol z matematiky, fyziky (vzorečky) • jubilant (kolik je mi dní, sekund) • zpracování údajů získaných z Internetu (zeměpisných, demografických, statistických) • porovnání tarifů služeb (elektřina, telefon, mobil) • zpracování sportovních ligových výsledků • výplatní páska zaměstnance, daňové přiznání • zpracování ankety, průzkumu • finanční rozvaha podnikatele, systém hodnocení zam. • základy teorie náhodných čísel – výzkum Databáze • inventář • knihovna • videopůjčovna • internetový obchod • realitní kancelář • malá firma
Internet Cíle výuky
žák umí vyhledat informaci na Internetu (a to i takovou, která se hned nenabízí a i v EN) umí Internet použít jako prostředek ke komunikaci mezi lidmi umí použít Internet k přenosu dat student střední školy umí publikovat svoji práci na Internetu umí využít mezinárodního prostředí Internetu umí využít služeb Internetu pro své další vzdělávání, pro svoji práci do jiných předmětů rozumí základním bezpečnostním rizikům práce s Internetem
Ideální prostředí pro projektové vyučování – i mezipředmětové
Programování Proč učit programování? podobně jako matematika je řešení úloh algoritmizací tréninkem mozku. programování je proces řízení (vydávání instrukcí), přičemž vykonání nenásleduje bezprostředně po vydání pokynu. Toto oddálení vykonání příkazu trénuje představivost a abstrakci žáka. schopnost naprogramovat si svoji činnost, schopnost přečíst si návod, postupovat podle něj a schopnost takový návod (či postup zapsat) jsou životní dovednosti V programování tedy zařazujeme další umělý jazyk, do jehož struktury musí dítě proniknout, což opět vede k trénování inteligence. Profese programátora nebude vnímána povrchně jako „pána, který sedí za počítačem“, pokud žák „přičichne“ k problémům, které musí programátor řešit. Volba programovacího prostředí Profesionální aplikace vs. „dětská programová prostředí“
Informatika
Děti by měly (na různých příkladech) porozumět tomu, co znamená informační společnost a jak se liší pojem informace od pojmu data. Především by však toto téma mělo být využito k poznání, jak vlastně počítač pracuje. To je podstatnější pro rozvoj žáka než poznání, z čeho se počítač skládá. Poznatky typu „jádrem či srdcem počítače je procesor“, „paměť si pamatuje čísla“ a „v počítači je základní deska, takzvaný motherboard“ jdou poměrně po povrchu poznání, nijak výrazně nezlepšují představu, co to vlastně počítač je. Jiné jsou otázky typu „jak vlastně počítač s těmi jedničkami a nulami počítá“, „co se v počítači, stane, když zmáčknu klávesu A“, „jak počítač uchovává obrázky a zvuky, když má k dispozici pouze ty jedničky a nuly“. Stěžejním termínem je tedy pojem digitalizace.
Jak počítače uchovávají v paměti jedničky a nuly? Jak je to s těmi bity a byty? Dvojková soustava…
Počítače a společnost
Informační společnost – co všechno je počítač a k čemu se využívá …. Jak by vypadal den (svět) bez počítačů … Počítač a postižení lidé Ochrana autorských práv Viry a antiviry … … etc.
Další témata
Prezentace Síťové prostředí Přenosy dat Instalace aplikací Tvorba www Výukové aplikace …
Hodnocení Hodnocení práce je velice potřebné, neboť splňuje řadu funkcí, např.: Zpětná vazba (poskytuje informaci, zda žák pracuje správně)
Motivace (pozitivní - pochvala, pěkná známka, vidina úspěchu či zlepšení práce, negativní – obavy z neúspěchu, napomenutí nebo pokárání, strach ze špatné známky)
Informační funkce (informuje o tom, jak žák ovládá látku, jak pracoval)
Sociální funkce (hodnocení žáka ovlivňuje jeho sociální postavení ve třídě, premiant třídy má jinou pozici než slabý žák)
Diagnostická funkce (učitel zjistí, jak naučil látku, jak žáci porozuměli jeho výkladu, kde dělají chyby)
Nehodnoťme žáka, ale jeho práci - odosobnění Místo toho, co je snadné hodnotit, hodnoťme to, co má smysl hodnotit. pozorování
Test
Samostatná práce
Projekt
Příprava výuky
Kurikulum je, volně přeloženo, „běh vyučování“, tedy „co se bude dít, čím bude výuka naplněna“. Kurikulum tedy není rámcovým vzdělávacím plánem. Rámcové vzdělávací plány sdělují, která témata se probírají a které dovednosti se mají děti naučit, ale nesdělují, v jakém pořadí, jakými formami, na jakých aktivitách se bude učit. Kurikulum je z tohoto pohledu širší termín. Za vytvořené kurikulum je učitel zodpovědný.
1. Stanovení cílů výuky – z odrazů z minulé výuky, konkrétně 2.Výběr úloh, aktivit, motivačních příkladů – zaručující splnění cílů 3. Sestavení kurikula hodiny – časová posloupnost, pestrost aktivit, … 4.Vytvoření učebních pomůcek 5. Doladění přípravy – hodnocení, individualizace, … 1 vyučovací hodina: Opakování z minulé hodiny Nová látka Procvičení nové látky Shrnutí
5 min 20 min 15 min 5 min
Metodická doporučení Nesvádějte své případné ne-úspěchy na:
špatné vybavení školy vstupní úroveň znalostí žáků
Nesnažte se ve výuce působit jako velcí odborníci, ale snažte se, aby se velcí odborníci stali z vašich žáků Práce na hranicích možností je vždy zajímavá Ovládnutí obsluhy počítače či programovacího jazyka ne-jsou skutečné cíle, ale pouze prostředky k jejich dosažení – cílem je pochopení principů Probíranou látku je třeba neustále modernizovat Výpočetní technika je pouze prostředek
