Technická univerzita v Liberci FAKULTA PEDAGOGICKÁ
Katedra:
Pedagogiky a psychologie
Studijní program: Bakalá ský Kombinace:
Dopl kové pedagogické studium
Využití výpo etní techniky v mimoškolní výuce Usage of computers in the home education
Bakalá ská práce: 07–FP–KPP– 001
Autor:
Podpis:
Ing. Aleš Najman Adresa: Vrchlického 777 54401, Dv r Králové nad Labem
Vedoucí práce: Dr. Ing. David apek
Po et stran
slov
obrázk
tabulek
pramen
p íloh
45
52393
20
1
9
1+CD
V Liberci dne: 16. 5. 2007
1
Originální zadání
2
Prohlášení
Byl jsem seznámen s tím, že na mou diplomovou práci se pln vztahuje zákon . 121/2000 Sb. o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo. Beru na v domí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé diplomové práce pro vnit ní pot ebu TUL. Užiji-li diplomovou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si v dom povinnosti informovat o této skute nosti TUL; v tomto p ípad má TUL právo ode mne požadovat úhradu náklad , které vynaložila na vytvo ení díla, až do jejich skute né výše. Diplomovou práci jsem vypracoval samostatn s použitím uvedené literatury a na základ konzultací s vedoucím diplomové práce a konzultantem.
V Liberci dne: 16. 5. 2007.
Ing.Aleš Najman
3
Pod kování Rád bych na tomto míst pod koval za spolupráci všem student m, kte í se zodpov dn p ipravili na výuku tím, že p edem shlédli vytvo enou didaktickou pom cku pro výuku programu
-CAM, i t m, kte í ji následn svými kritickými poznámkami umožnili
objektivn zhodnotit. Dále bych zde rád pod koval ob ma pedagog m Ing. Radku Havlíkovi a Ing. Petru Kellerovi Ph.D. za odborné posouzení a vyjád ení k této didaktické pom cce z hlediska pedagogického využití p i výuce a v neposlední ad též vedoucímu této práce Dr. Ing. Davidu
apkovi, který mi svými odbornými
konzultacemi napomáhal ke zdárnému dokon ení této práce.
4
Abstrakt Cílem této práce je vytvo it u ební pom cku pro usnadn ní orientace v programu -CAM. Tato pom cka je ur ena p edevším pro za áte níky, kte í se s prací v tomto programu ješt nesetkali. Dále je zde popsán zp sob tvorby této flashové aplikace a zpracování výsledk pedagogického výzkumu.
Abstract The target of this work is to create an education utility for begin users of -CAM program. There is described method of flash application creating and results processing of pedagogical research.
Klí ová slova - key words domácí výuka, výuka po internetu, e-learning, home education, internet education, e-learning,
5
Obsah Seznam použitých zkratek.......................................................................... 7 Úvod.............................................................................................................. 8 1. Teoretická ást......................................................................................... 9
1.1. Výchova a vzd lávání................................................................................. 9 1.2. Didaktické prost edky................................................................................. 9 1.2.1. D lení didaktických prost edk ............................................................. 10 1.2.1.1. Materiální prost edky výuky............................................................... 10 1.2.1.2. Nemateriální prost edky výuky .......................................................... 13 1.3. Technické prost edky výuky..................................................................... 13 1.3.1. U ební pom cky .................................................................................... 13 1.3.1.1. P edm ty a reálie ................................................................................ 14 1.3.1.2. Zobrazení a znázorn ní p edm t a skute ností................................. 14 1.3.1.3. Textové pom cky pro studenty a u itele ............................................ 15 1.3.1.4. Po ady a programy prezentované didaktickou technikou................... 15 1.3.1.5. Speciální pom cky.............................................................................. 15 1.3.2. Didaktická technika ............................................................................... 16 1.3.2.1. Didaktická technika bez podpory osobního po íta e ......................... 16 1.3.2.2. Didaktická technika s podporou osobního po íta e ........................... 20 1.3.2.3. Internet a jeho využití ......................................................................... 21
2. Praktická ást ........................................................................................ 23
2.1. Program -CAM ....................................................................................... 23 2.2. Popis tvorby pom cky .............................................................................. 23 2.2.1. Program Demobuilder ........................................................................... 24 2.2.1.1. Zp sob tvorby prezentace b hem práce na PC................................... 26 2.2.1.2. Zp sob tvorby prezentace ze snímk pozadí...................................... 27 2.2.2. Další možnosti programu Demobuilder ................................................ 28 2.2.3. Popis didaktické pom cky pro výuku programu -CAM ..................... 28 2.3. Ov ení pom cky v praktické výuce ....................................................... 30 2.3.1. Popis zkoumané skupiny ....................................................................... 30 2.3.2. Vybavení u ebny ................................................................................... 30 2.3.3. Pozorování ............................................................................................. 30 2.3.4. Porovnání vlivu instruktáže na délku práce........................................... 32 2.3.5. Dotazník................................................................................................. 32 2.3.6. Vyhodnocení dotazníku ......................................................................... 32 2.4. Názory pedagog na didaktickou pom cku ............................................. 39 2.4.1. Strukturovaný rozhovor ......................................................................... 39 2.4.2. Vyhodnocení rozhovoru ........................................................................ 40
Záv r........................................................................................................... 41 Použitá Literatura ..................................................................................... 42
6
Seznam použitých zkratek CAD
computer aided design = po íta ová podpora konstrukce
CAM
computer aided manufacturing = po íta ová podpora výroby
-CAM
program umož ující po íta ovou podporu výroby
CNC
computerized numerical control = íslicové ízení po íta em
CNC stroj
(obráb cí) stroj s íslicovým ízením provád ným po íta em
PC
personal computer = osobní po íta
CD
compact disc - médium s uloženou zvukovou stopou
DVD
digital video disc - médium s uloženou audiovizuální stopou
CD/DVD ROM
média s uloženými po íta ovými programy
7
Úvod Život je v dnešním sv t velmi náro ný na p ežití v okolním prost edí. Již od po átku života se nov narozený tvor musí u it, jak obstát v silné konkurenci, kterou mu vytvá ejí nejen jeho sourozenci a soukmenovci, ale také p íslušníci jiných druh . lov k, jako živo išný druh se v tomto od zví at p íliš neliší, jen se díky své inteligenci musí nau it nejen p írodním zákonitostem, ale i v cem jež vytvo ily generace jeho p edk .
U ení je procesem jak instinktivním, ve smyslu p edem naprogramovaného nutkání k poznávání okolí, které pochází zevnit dít te, tak i procesem výchovy, kdy okolí p sobí na naše chování, což je p sobení z vn jšku dít te. K tomuto výchovnému p sobení napomáhají nejr zn jší nástroje, p ístroje, postupy, metody a jiné pom cky. S postupem vývoje byly ve výuce využívány nejmodern jší technické prost edky. Dnes se pro výuku stále více používá osobního po íta e vybaveného výukovými programy, který navíc m že být napojen na celosv tovou internetovou sí , na níž je nep eberné množství dalších informací vhodných k celoživotnímu vzd lávání.
Tato práce si klade za cíl vytvo ení didaktické pom cky, která by usnad ovala student m ovládání simula ního programu -CAM a zárove by jim byla p ístupná na internetové síti. Dalším cílem je prozkoumat její p ínos pro výuku jak z pohledu student , tak i z pohledu pedagog .
V první ásti se tato práce p evážn zabývá rešerší v oblasti didaktických pom cek a didaktické techniky. Druhá ást bakalá ské práce je v nována tvorb pom cky a analýze možností postup její tvorby. V t etí ásti jsou uvedeny výsledky šet ení užite nosti pom cky mezi studenty a pedagogy.
8
1. Teoretická ást 1.1. Výchova a vzd lávání Výchova je proces p sobení vn jšího okolí lov ka na n j samotného, který vyvolává zm ny v jeho chování. lov k m že p sobit i sám na sebe vlastní v lí - tento proces se nazývá sebevýchova. Jedná se o cílené formování jednotlivce žijícího ve spole nosti. Tímto procesem lze dosáhnout zm n v budoucí spole nosti. Výchova je zám rná, cílev domá a adresná innost. P i výchov jde o sou innost pé e, u ení a vedení.
Vzd lávání je nejen osvojování teoretických proces a praktických zkušeností, ale také utvá ení celkového postoje lov ka k lov ku, ale i ke spole nosti, což pak nalézá odraz v jeho uplatn ní ve spole nosti. Vzd lání je v každém sm ru užite né jak pro jednotlivce, tak i pro spole nost, ve které žije.
Výchova a vzd lávání jsou celoživotní procesy. Toto pak zvlášt
platí v moderní
spole nosti, kde se trend rozvoje technologií a celkového poznání neustále zvyšuje a zp es uje. V moderní spole nosti již nelze vysta it s v domostmi získanými v mládí, protože tyto poznatky jsou p i vstupu do aktivního života již mnohdy p ekonané, p ípadn jsou vytvo eny nové pracovní podmínky, ve nichž je nutno se znovu nau it pracovat. Aby vzd lanost tento trend alespo vzd lávacích
institucí
vytvá et
stále
áste n kopírovala, je nutné i v systému nové
možnosti.
Krom
vznikajících
rekvalifika ních kurz , které probíhají ve vzd lávacích institucích, vznikají i nové a zcela moderní možnosti vzd lávání dostupné po internetu pomocí osobních po íta . [1, 6, 9, 10]
1.2. Didaktické prost edky Student se u ením snaží získat poznatek, pomocí poznatk
dochází k rozvoji jeho
osobnosti, což je cílem u ebního procesu. Dosažení poznání napomáhají didaktické prost edky. Didaktický prost edek, je vše co napomáhá dosáhnout vyt ených cíl vyu ovacího procesu. Zatímco cíle výuky jsou pro studenta i u itele závazné, u ební
9
prost edky použité p i výuce jsou volitelné, tudíž mají ve výuce funkci pouze podp rnou. [1, 2, 6, 9, 10]
1.2.1. D lení didaktických prost edk Didaktické prost edky m žeme rozd lit na materiální a nemateriální (Obr. 1). Materiální prost edky jsou takové, které mají svoji fyzickou podobu, nemateriální prost edky jsou takové, které jsou p edevším duševního rázu. DIDAKTICKÉ PROST EDKY Materiální prost edky
Nemateriální prost edky
U itel
Výukové prostory
Obsah výuky
Výukové metody
Za ízení
Pot eby u itele
Výukové formy
Organizace výuky
U ební pom cky
Pot eby žáka
Scéná výuky
Ostatní n.p.
Didaktická technika
Ostatní m.p.
Obr. 1 Rozd lení didaktických prost edk
1.2.1.1. Materiální prost edky výuky Materiální didaktické prost edky jsou hmotné v ci umož ující nám prost ednictvím jejich vlastností dosahovat cíl výuky. Mezi tyto prost edky výuky pat í nejen u ební pom cky a didaktická technika, ale také osoba u itele, místo, kde probíhá výuka, v etn jeho vybavenosti. Dále pak sem pat í jednotlivé pot eby student i samotného u itele a následn i další materiální prost edky. Do t chto skupin náleží i naprosto b žné a zdánliv
nedidaktické v ci, jako nap íklad u itelovo oble ení, protože jinak bude
p sobit na žáka u itel ve formálním oble ení a jinak na n j bude p sobit u itel neupravený. Totéž platí i pro žáka, p ijde-li nap íklad na výuku t lesné výchovy oble en do „zimníku“ jen t žko si v praxi vyzkouší teoretické znalosti ze skoku do dálky.
10
Výukové prostory Místo, kde bude výuka probíhat, by m lo být zvoleno tak, aby co nejlépe umožnilo dosažení cíle výuky. V moderní výuce již nesta í vzd lávat žáky pouze v jedné t íd , nebo s postupným vývojem pom cek dochází ke zvyšování vybavenosti dílen pro dílenskou výuku, a laborato í zam ených na specializovanou výuku nejr zn jších p edm t jako jsou p írodní v dy, výpo etní technika, jazyky. Dalšími místy pro výuku pak jsou nap íklad pozemky školy, i t locvi na.
Za ízení výukových prostor Místo, kde probíhá výuka, nem že být prázdné a nevybavené základními výdobytky civilizace. V každé u ebn by m ly být p íslušné rozvody elekt iny, osv tlení a vody. N které laborato e svým zam ení musí být pro výuku specifického p edm tu vybaveny specializovanými rozvody (rozvod plynu, vody a kanalizace, klimatizace, rozvody elektrické a datové spolu s ochranými prvky a jiné). Mezi tyto p edm ty pat í nap íklad chemie, výpo etní technika a další p edm ty podobného zam ení. Tyto p edm ty kladou na vybavení u eben, co do technické vybavenosti místnosti, vyšší nároky než oby ejné u ebny. Krom rozvod
médií je nutný i speciální nábytek v chemické
laborato i nebo ochranné prvky pro zajišt ní bezpe né výuky. V neposlední ad i zde je nutné vhodn umíst né osv tlení, které nebude zp sobovat odlesky, spolu s možností kvalitního zatemn ní pro projek ní techniku.
Pot eby u itele Do pot eb u itele adíme nap íklad metodické pokyny, odbornou literaturu pro studium moderních sm r , výpo etní techniku pro vytvá ení u ebních text , informace o studentech, z kterých erpá informace nutné p i individuálním p ístupu ke studentovi, dále pak nap íklad rozmnožovací stroj pro množení materiál pot ebných pro výuku v n kterých p ípadech je pot eba i ochranný od v u itele a jiné pot eby nutné k výuce.
11
Školní pot eby student Do této kategorie adíme pom cky, které napomáhají p ímo studentovi v jeho cest za poznáním. Jsou to nap íklad psací a rýsovací pot eby, sešity a poznámkové papíry, obaly na u ebnice a sešity, batohy, cvi ební a ochranné od vy, p ez vky, p episovatelné datové nosi e a jiné pot eby.
U ební pom cky Moderní výuka se neobejde bez názorných pom cek a ukázek d j
i jejich simulací,
které si studenti mohou detailn prohlédnout a osahat, p ípadn vyzkoušet. V této t íd jsou za azeny pom cky nesoucí pedagogický obsah - jsou to jak u ebnice a další výuková literatura, tak i nást nné obrazy, mapy a modely. Zárove
sem pat í i
poznámky student . Tyto pom cky, krom poznámek student , kladou nemalé nároky na skladové prostory, které musejí spl ovat specifické požadavky. Sklady jsou v tšinou umíst ny v t sné blízkosti u ebny, aby transport pom cek byl co nejjednodušší a nejšetrn jší. Dále pak do této kategorie pat í také auditivní a audiovizuální pom cky zprost edkované didaktickou technikou.
Didaktická technika V této skupin jsou za azeny technické systémy zprost edkující student m smyslový vjem. Vjemy mohou být sluchové, zrakové, p ípadn
hmatové, které jsou
prost ednictvím techniky z nosi e informací p ehrávány. K tomuto ú elu se používají nejr zn jší p ístroje - od gramofon a magnetofon pro p enos zvukového záznamu, p es zobrazovací techniku jako je tabule s k ídou, i zp tný projektor s plátnem, až po vhodnou projek ní techniku jako jsou televizory pro p enos obrazových záznam . Tuto techniku dnes za íná vytla ovat stále dostupn jší a univerzáln jší p enosné po íta e, které, jsou-li vybaveny vhodným softwarem, p ehrávají jak zvuk, tak i statické i dynamické obrázky. Po íta e umož ují nejen shlédnout výukový záznam frontáln , ale také individuáln v po íta ové u ebn nebo je možné tento záznam mnohonásobn zkopírovat (samoz ejm s ohledem na autorská práva) a spustit jej doma na osobním po íta i. Výhodou didaktické techniky je, že záznam m žeme kdykoliv zastavit (neplatí pro promíta ku), krokovat, vrátit zp t a spustit znovu dokonce i 12
n kolikrát, zv tšit, zmenšit atd. Nevýhodou techniky je naopak to, že je pouze prost edníkem p ehrávaného d je. V p ípad vizuálního záznamu je student odkázán na pohledy, které zvolil režisér a nem že si prohlédnout zobrazovanou v c z jiného pohledu a v p ípad zvukového záznamu není vid t jak zvuk vzniká, p ípadn jej nem že sám vytvá et.
Další materiální prost edky Do této skupiny adíme pom cky, které se výukového procesu nezú ast ují p ímo, ale jsou nutné pro zajišt ní výuky. Jsou to nap íklad kabely, jimiž se propojují po íta s dataprojektorem, stojan pro zp tný projektor, prost edky údržby tabule (houba, ut rka) a další prost edky.
1.2.1.2. Nemateriální prost edky výuky Nemateriální prost edky výuky jsou oproti materiálním prost edk m veskrze duševního charakteru. Do této kategorie pat í nap íklad samotný obsah výuky nebo výukové metody, dále pak formy výuky a její organizace. V neposlední ad
pak
asová
posloupnost jednotlivých úkon a další. S ohledem na zadání této práce nebudou dále nemateriální prost edky rozebírány.
1.3. Technické prost edky výuky 1.3.1. U ební pom cky U ební pom cky jsou takové pom cky, které p sobí svým u ebním obsahem p ímo na studenty. U ební pom cky jsou prost edky názorného p sobení pedagoga na studenty. Pomocí u ebních pom cek se také realizuje výuková komunikace mezi nimi, a dále jsou nástrojem, kterými u itel m že ídit proces výuky a proces u ení student .
Do u ebních pom cek adíme p edm ty a reálie, zobrazení a znázorn ní p edm t a skute ností, textové pom cky pro studenty i u itele a programy s po ady prezentované didaktickou technikou. [1, 2, 7, 8] 13
1.3.1.1. P edm ty a reálie Do této kategorie náleží p írodniny a již v p vodním stavu (jako jsou minerály, rostliny a další), nebo upravené pro výuku (jako jsou preparáty, vycpané exponáty, broušené minerály a další). Dále do této kategorie pat í výrobky a výtvory, které jsou v p vodním stavu jako jsou vzorky výrobk , stroje, um lecká díla a další, nebo jsou upravené pro výuku jako jsou výrobky, upravené ezem, jimž zám rn chybí kus obalu, aby bylo vid t vnit ní uspo ádání sou ástek (Obr. 2). Do této kategorie pat í také jevy a d je, které jsou fyzikálního, chemického, biologického i sociálního rázu. Ješt do této skupiny pat í reálné zvuky, hlasové projevy a hudební produkce. Ke vzniku zvuk jsou pot eba pom cky, které tyto zvuky p ímo vytvá ejí (toto mohou být nap íklad hudební nástroje).
Obr. 2 Výrobek se zám rn odstran nou ástí krytu (v ozna ené oblasti)
1.3.1.2. Zobrazení a znázorn ní p edm t a skute ností V této kategorii u ebních pom cek se nacházejí modely, které mohou být statické, jako jsou nap íklad modely geometrických útvar , ale i dynamické, jako jsou nap íklad modely motor . Dále jsou v této t íd zobrazení, která jsou prezentována p ímo jako jsou obrazy, mapy, nást nná znázorn ní a jiné, a zobrazení prezentovaná pomocí technických prost edk výuky mezi n ž pat í ru ní záznamy, staticky a dynamicky promítaná zobrazení z nejr zn jších projektor , nebo televizní techniky, p ípadn 14
z dataprojektoru spolu s po íta em. Do této skupiny dále pat í zvukové záznamy zprost edkované mechanicky, nap íklad pomocí gramofonu, p ípadn
pomocí
magnetického i optického média v magnetofonech, i cd p ehráva ích. Pat í sem však i optický záznam zvukového projevu.
1.3.1.3. Textové pom cky pro studenty a u itele Krom klasických u ebnic pro studenty sem pat í i jejich alternativy vydávané pro u itele, které jsou dopln ny o metodické postupy, klí e k ešením, seznamy pom cek a jiné užite né v ci pot ebné pro správnou výuku. Dále sem pat í pracovní materiály jako jsou pracovní knihy, sešity, sbírky úloh a další. Krom tohoto sem ješt pat í pomocná literatura, která nemá charakter u ebnic, jako jsou knihy povinné etby, asopisy a v neposlední ad i texty psané v internetové síti, u nichž je ale t eba být obez etný s ohledem na zdroj a pravdivost, nebo s p ibývajícím množstvím informací se jejich informa ní hodnota snižuje.
1.3.1.4. Po ady a programy prezentované didaktickou technikou V této skupin jsou po ady prezentované pomocí školního rozhlasu, p ípadn školní televize. Dále jsou zde programy realizované pomocí PC, ve form softwaru, dále pak mechanické programy na bázi d rných štítk pro klasické vyu ovací stroje, realizované nap íklad pomocí žakárového tkacího stavu nebo i programované pom cky vytvo ené pro speciální výuku, jako jsou simulátory v autoškolách, simulátor letu dopravního letounu v leteckých školách nebo i simula ní panel Hindúkuš pro simulaci ovládání jaderné elektrárny Tušimice.
1.3.1.5. Speciální pom cky Sem náleží u ební pom cky pro demonstra ní pokusy ur ené p evážn pro u itele, dále pak experimentální soupravy pro frontální, skupinovou nebo individuální práci student , ale i speciální dotykové pom cky pro tradi ní nevidomých.
15
výuku, ale i pro výuku
1.3.2. Didaktická technika N které u ební pom cky se neobejdou bez technické podpory dalších p ístroj . P ístroje jsou ve výuce nutné i pro znázorn ní ur itých d j , a již p i demonstraci u itelem, tak i p i výuce na jednotlivých stanovištích v laborato ích. T žko by docházelo k p esv d ení student pouze pomocí knih a strohých zápis matematických vztah p i výuce p írodních v d. V takovémto p ípad je velmi vhodné probíranou látku demonstrovat pomocí technických prost edk . Nap íklad m ený proud ve vodi i by šlo bez vhodných m ících p ístroj
jen t žko demonstrovat. Instruktážní film
zaznamenaný pomocí kamery pot ebuje k napln ní výukového cíle projektor, aby tak mohl zaznamenaný d j zprost edkovat student m. Výpo et složitých p íklad , na kterých se studenti procvi ují, by bez kalkulátoru trval velmi dlouho a byl by složitý. Pr svitné fólie by bez zp tného projektoru mohly sv j obsah sd lovat student m maximáln p i kolování této pom cky mezi studenty.
Vzhledem k tématu této bakalá ské práce, které zní využití výpo etní techniky v mimoškolní výuce,
budou v dalších kapitolách u ební pom cky rozd leny na
technické prost edky
bez podpory osobního po íta e a na technické prost edky
k jejichž realizaci je osobní po íta nezbytný. [1, 2, 7, 8]
1.3.2.1. Didaktická technika bez podpory osobního po íta e Jak název kapitoly napovídá, je z ejmé, že tyto prost edky ke svému provozu nepot ebují osobní po íta . V této skupin se nachází záznamové plochy (jako jsou tabule, nást nky, vitríny) a za ízení umož ující jim dob e prezentovat (jako jsou držáky, stojany, ale i há ky ve zdi). Dále pak je sem za azována promítací technika umož ující optické zobrazení film , diapozitiv a pr svitných fólií na plochu promítacího plátna. Zvuková technika umož ující p ehrávání zvukových záznam do didaktické techniky náleží také. V této t íd jsou jednak jednotlivé p ístroje, jako jsou p ehráva e zvukových médií dopln ná o reproduktory p ípadn i o sluchátka a mikrofony, ale i rozhlasové úst edny a auditivní laborato e sloužící k výuce jazyk a hudební nauky. Spojením projek ní techniky se zvukovými p ehráva i nabývá výuka dalšího rozm ru, tyto technické prost edky jsou n kdy také ozna ovány jako televizní technika. Mezi televizní techniku pat í
16
videomagnetofony, jež jsou dnes již na ústupu, videokamery, televizní p ijíma e, LCD panely, st ihové a režijní jednotky. Dále sem pat í technické výukové sestavy.
Promítací technika Projektory tvo í promítaný obraz pomocí paprsk sv tla procházejícího skrze pr svitný film, jako je tomu u diaprojektoru (Obr. 3), i te ky mikrozáznam , nebo odrazem sv tla od p edlohy, jak je tomu u epiprojektor (Obr. 4). Paprsky následn procházejí sadou optických o ek tvo ících objektiv p ístroje, který paprsky usm rní tak, aby na projek ní ploše byl obraz ostrý. Pro statickou projekci se také hojn užívá zp tný projektor (Obr. 5).
a
b
c
d
Obr. 3 Diaprojektor Vario 5500 a schéma tvorby obrazu a) reflektor, b)diapozitiv, c)objektiv, d)promítací plocha Projekce dynamických snímk
je provád na pomocí dynamických projektor ,
ozna ovaných jako promíta ka. Promíta ky vycházejí ze stejného principu jako diaprojekce, kde dochází k tvorb obrazu pr chodem sv tla skrze celuloidový film, aby se tento proud sv tla následn zobrazil na promítací ploše. Vým na snímk
d a
e
c
b Obr. 4 Epiprojektor Epirex a schéma tvorby obrazu a) reflektor, b)p edloha, c)zrcadlo, d)objektiv, e)promítací plocha 17
však
c
d
e
b a Obr. 5 Zp tný projektor Quadra 400 a schéma tvorby obrazu a) reflektor, b)transparentní fólie s potiskem, c)zrcadlo, d)objektiv, e)promítací plocha
probíhá rychlostí 24 snímk za sekundu, což umož uje maltézský mechanismus, který se vyzna uje krokovým pooto ením. Na tento mechanismus je p iložen film. Perforace filmu p esn zapadá do unášecích zoubk mechanismu, který p i pooto ení o jeden krok posune film vždy o jeden snímek.
Zvuková technika Zvuková technika (Obr. 6) je ve výuce používána pro reprodukci zaznamenaného zvuku. P i výuce se využívá sluchu, který je dalším nástrojem smyslového vnímání. Tato technika má ve výuce své místo, nebo pomocí zvukové techniky lze student m zprost edkovat i zvuky, které by v našich podmínkách mohly st ží slyšet. Zvukovými záznamy lze nap . podkreslit tématická výuka zem pisu, kde probíraná látka je doprovázena zp vy domorodc .
Obr. 6 Audiotechnika od po átku po dnešek
18
Zvukový záznam je zachováván bu
mechanicky, pomocí gramofonových desek na
nichž je vyryt záznam, který je následn pomocí jehly p enášen do zvukového ústrojí gramofonu. Postupem vývoje došlo ke vzniku nového média pro záznam zvuku pomocí magnetického kódování. Na magnetofonových páscích dochází k magnetoelektrickému analogovému záznamu, který je pomocí elektromagnetické indukce vytvá en polarizací feritových
ástic upevn ných na pásku a následn
stejným principem p ehráván.
V dnešní dob je nejrozší en jší optický záznam zvuku pomocí digitálního záznamu v podob binárního kódování, které je vytvá eno a následn snímáno pomocí laseru, takovéto záznamy nesou ozna ení CD – compact disk. Tento záznam je pln kompatibilní i s moderní výpo etní technikou.
Audiovizuální technika Spojením projek ní a zvukové techniky došlo ke vzniku audiovizuální techniky v n kterých
p ípadech
ozna ované
jako
televizní
technika.
Spojením
obou
nejd ležit jších smyslových vjem zraku a sluchu dochází ke zintenzivn ní zážitk a tedy i k jejich lepší zapamatovatelnosti.
Pro záznam zvuku spolu s obrazem jsou nutné kamery s možností záznamu zvuku. Obraz i zvuk se jejich pomocí zaznamenává p ímo na filmový pás, který je opat en bu optickou nebo magnetofonovou stopou pro zvuk. Vyvolaný film se pak pomocí promíta ky p ehrává. Dalším, dnes již p ekonaným, ale stále používaným prvkem audiovizuální techniky, je videomagnetofon spolu s televizí. Zde se na magnetofonový pás zaznamenává jak zvuková tak i obrazová stopa. Na video p ipojené k televizi je možné nahrávat aktuální program probíhající v televizi, nebo z videa p ehrávat záznam zakódovaný na magnetofonovém pásku. Dnes se již b žn používají pro p ehrávání a záznam audiovizuálního záznamu p ehráva e p ípadn rekordéry optických disk . Tyto tzv. DVD záznamy jsou v porovnání s CD záznamy obohaceny o obrazovou složku, ale princip snímání pomocí laseru je velmi podobný. DVD záznamy jsou také pln kompatibilní s výpo etní technikou.
19
1.3.2.2. Didaktická technika s podporou osobního po íta e Výpo etní technika v posledních dvaceti letech doznala exponenciálního vývoje. Ze sálových po íta
byly postupem doby vyvinuty po íta e osobní. V dnešní dob je
po íta ová gramotnost sou ástí všeobecného vzd lání. Po íta se stal univerzálním p ístrojem, který m že za pomocí reproduktor p ehrávat auditivní záznamy, s pomocí mikrofonu m že kontrolovat správnou výslovnost p i výuce cizích jazyk , za pomoci monitoru m že zobrazovat statické obrazy a dynamické d je a p i sou innosti všech periferií m že p ehrávat ozvu ené filmy, toto však vyžaduje programové vybavení po íta e.
Po íta se skládá z vlastního t la, k n muž jsou p ipojeny periferie. Tyto p ístroje napomáhají p i chodu po íta e. Jednak jsou to zobrazovací periferie do nichž pat í monitory, displeje, tiskárny, plotry, interaktivní tabule, dataprojektory a jiná zobrazovací za ízení, dále jsou u po íta e ovládací prvky, mezi n ž adíme klávesnice, myši, dotykové obrazovky, elektronické tužky a další za ízení ur ená pro ovládání PC. K po íta i mohou být p ipojeny mikrofony a reproduktory p ípadn i sluchátka pro práci se zvukem. Po íta m že být vybaven dalším nep eberným množstvím p ístroj , které, pokud jsou takovýmto rozhraním vybavena, s ním mohou komunikovat. Nep ebernou variabilitu získaly osobní po íta e díky své stavebnicové konstrukci, která je dovoluje rozši ovat podle uživatelova požadavku.
b g
f
e d
c
a
Obr. 7 Osobní po íta s periferiemi a)sk í , b)monitor, c)myš, d)klávesnice, e)scanner, f)tiskárna, g)reproduktory 20
Výpo etní technika si získala ve výuce své nezastupitelné místo, protože v jednom p ístroji se díky softwarovému vybavení m že poskytovat výuka hned pro n kolik p edm t najednou. Výuka se dnes již t žko bez výpo etní techniky obejde, a už je to samotná výuka na po íta ích, nebo využití po íta e spolu s dataprojektorem jako prezenta ní techniky. Osobní po íta je také nutný k p íprav transparentních p edloh pro zp tný projektor, a v neposlední ad je nutný i pro získávání nových informací z internetové sít . Výhodou PC je, že studenti výpo etní techniku rádi používají, protože je nejenom nástrojem výuky, ale také zábavy a komunikace mezi nimi.
1.3.2.3. Internet a jeho využití P ipojením po íta e k síti se zvyšují jeho možnosti, a
už je to sí
školní nebo
internetová, p ípadn web1. Díky síti m že u itel jednak lépe pracovat se studenty, ale také kontrolovat práci všech student
v u ebn . Díky internetové síti m že u itel
komunikovat se svými studenty nap íklad i v dob jejich dlouhodobé nep ítomnosti. Výuka po internetu, díky webové kame e, m že probíhat i ve více u ebnách najednou, toto je velká možnost pro vznik za ínajících regionálních vysokých škol, které nemají možnost svoji výuku dokonale pokrýt a m žou díky internetu použít p ímého p enosu p ednášky z jiné školy, tím se ušet í p ednášejícím profesor m jednak cesta a také as. V takovémto p ípad se p enos p enáší v obou sm rech, jednak se p enáší p ednáška spolu s profesorem a v druhém sm ru se p enášejí p ípadné dotazy student ze vzdálené u ebny, tím je zajišt na i kvalita výuky.
V dnešní dob probíhá komunikace i mezi odborníky po celém sv t , zvlášt v léka ství se stále více po internetu p enášejí unikátní operace, p ípadn nové postupy v lé b . Takovéto internetové komunikaci se íká webová konference, d íve ve vysp lých zemích se d laly pokusy s telekonferencemi, kde místo po íta e a internetové sít se používaly videotelefony a telefonní sí , s dynamickým rozvojem internetu se za al
1
web -World Wide Web (WWW, také pouze zkrácen web), ve volném p ekladu „Celosv tová pavu ina“, je ozna ení pro aplikace internetového protokolu HTTP. Je tím myšlena soustava propojených hypertextových dokument .[5]
21
používat i k t mto ú el m. Dnes je již zcela b žné, že každé noviny i asopis, v decké nevyjímaje, mají své internetové stránky, kde prezentují své lánky.
Další zp sob výuky po internetu se jmenuje e-learning. E-learning v širším slova smyslu znamená proces, který ídí výuku a spolu se zp tnou vazbu tvo í základ po íta ových
kurz .
E-learningové
aplikace
v tšinou
obsahují
simulace
multimediálních lekcí, tj. kombinace textového výkladu s animacemi, grafikou, schématy, videem a elektronickými testy. Výhodou je, že každý student si m že zvolit formu vzd lávání, která mu nejvíce vyhovuje, dále si m že vybrat i as kdy studovat, m že studovat i p i zam stnání v dob osobního volna. Nevýhodou t chto kurz je neosobnost tedy jejich odtrženost od osoby u itele, n které kurzy sice nabízejí konzultace s u itelem a již v reálném ase, nebo pomocí elektronické pošty, ale i p esto zde chybí postava u itele, který krom pedagogické innosti poskytuje i jistou sociální stránku výukového procesu, jíž nelze žádným zp sobem nahradit.[5]
22
2. Praktická ást 2.1. Program -CAM Zadáním této bakalá ské práce bylo vytvo it praktickou didaktickou pom cku, která by studenty p ipravila na práci v programu -CAM. Program -CAM pat í do rodiny program
po íta em podporované výroby (CAM - computer aided manufacturing),
který testuje textový zápis instrukcí ur ených obráb címu stroji. Jednou z možností tohoto programu je vizualizace samotného obráb ní a testování možné kolize mezi nástrojem a obrobkem.
Ú elem výuky je studenty seznámit s tvorbou tzv. partprogramu, který je možné vytvo it v kterémkoliv vhodném textovém editoru. Partprogram je program ídící výrobní procesy v po íta em ízených obráb cích strojích, ozna ovaných písmeny CNC (computer numeric control). Do tohoto programu se zadávají jednotlivé instrukce obsahující p edevším geometrii obrobku v podob drah nástroje, dále pak jednotlivé stavové veli iny, jako je nap íklad rozto ení a zastavení v etene, funkce drah a další. Jelikož je CAM program mnoho, a každý výrobce používá jiný systém, není ú elem studenty nau it dokonale ovládat program -CAM, ale pouze je seznámit s možnostmi tohoto programu a demonstrovat na n m vizualizaci studenty vytvo ených partprogram . Z tohoto d vodu byla pro didaktickou pom cku, jež byla zadáním, zvolena metoda filmové instruktáže, která je pro zvolený cíl vhodným prost edkem.
2.2. Popis tvorby pom cky Pro tvorbu výukové pom cky byla zvolena metoda flashové animace2, která byla vytvo ena pro vytvá ení jednoduchých animací. P edností této aplikace je její nenáro nost na objem dat p enášených po datových sítích a velmi dobré grafické zpracování. Pro tvorbu byl zám rn
zvolen program Demobuilder, který krom
2
Flash je grafický vektorový program, který se používá p edevším pro tvorbu (p evážn internetových) interaktivních animací, prezentací a her, vyzna ujících se malým objemem dat (ve smyslu binárním ne ve smyslu po tu informací). [5]
23
možnosti samotné tvorby flashové prezentace ve form filmového záznamu, umož uje do prezentace vkládat p edem p ipravené prvky, jichž má ve svých knihovnách dosta ující množství, s možností je dále modifikovat.[2, 3, 5, 7, 8]
2.2.1. Program Demobuilder Program Demobuilder je aplikace umož ující snadné a rychlé vytvá ení jednoduchých prezentací, které následn
pomocí jednoduchého p íkazu m že p ekonvertovat do
flashové aplikace vhodné pro zve ejn ní na internetových stránkách. Program Demobuilder vytvá í prezentaci ve form instruktážního filmu, která lze v libovolnou chvíli zastavit, p ípadn
i zopakovat. Výhodou je, oproti jiným prezenta ním
program m jako je nap íklad program Microsoft PowerPoint, možnost v prezentaci ukázat animace pohyb myši a stisky tla ítek s následnou reakcí na stisk tla ítka, které jsou vhodné pro znázorn ní d j odehrávajících se na obrazovce. Program zaznamenává informace ur itých stav , které pak následn animuje. Nevýhodou programu je, že neumí zaznamenat animaci probíhající na pozadí, které si zaznamená pouze jako statický obraz pracovní plochy, toto ale na ú el zadání nemá vliv a lze tedy tuto drobnou nevýhodu zanedbat.
Na obrázku (Obr. 8) vidíme základní pracovní prost edí programu Demobuilder. Naho e je klasické roletové menu (Obr. 9) známé i z jiných program , jejichž použití je zcela intuitivní. Nachází se zde nabídka „File“, kde jsou skryty základní p íkazy pro práci se soubory. Vedle je pak nabídka „Edit“ skrývající p íkazy pro vkládání, kopírování a mazání prvk a další funkce jako krok zp t i vp ed. Další položkou v tomto menu je nabídka „View“, jež po rozbalení skýtá možnosti zviditeln ní n kterých oken jako je asová osa, umíst ná pod pracovní plochou, p ehled snímk , ležící v levé ásti obrazovky. Dále tato nabídka poskytuje možnost zviditeln ní m ížky na pracovní ploše. Vedle nabídky „View“ leží menu „Preview“,
jež má v sob
zakomponovány nabídky pro náhled na aktuáln vytvá ený snímek, p ípadn celou prezentaci.
24
Obr. 8 Pracovní prost edí programu Demobuilder V levé ásti obrazovky je (je-li tato nabídka povolena) umíst na ást, kde se zobrazuje p ehled jednotlivých snímk . Tento p ehled slouží zárove jako seznam ikon, pomocí nichž lze p echázet mezi jednotlivými snímky prezentace.
Mezi ástí snímk a pracovní plochou je umíst na lišta s paletou ikon, které jsou odlišné pro hlavní snímek a ostatní snímky. Hlavní snímek v této oblasti má ikonu pro shlédnutí celé prezentace, ikonu umož ující rychlý p evod prezentace do jiného formátu a ikonu pro vložení nového snímku. Ostatní snímky tuto paletu mají bohatší. Jsou zde ikony pro jednoduchý pohyb mezi snímky jako je hlavní, p edchozí a následující snímek, dále je zde ikona sloužící k prohlédnutí snímku. Vedle t chto ikon je zde paleta nástroj , jež lze vkládat do prezentace. Sem pat í ikona vložení komiksové bubliny opat ené
a)
b) Obr. 9 Ukázka menu a) roletové menu, b)paleta ikon 25
ukazovátkem, aby bylo jasné k emu se text v ní napsaný vztahuje, dále je zde nástroj vložení poznámky, textu a základních tvar nástroj
jako obdélník a elipsa. Vedle t chto
m žeme do snímku vkládat obrázky, animovaný text, „klikací“ oblast a
jednoduchou animaci. Každý nástroj má celou škálu možností, která se zobrazuje po zvolení nástroje v lišt nabídek. Tato lišta se nachází nad pracovní plochou a pro každý nástroj je jiná.
2.2.1.1. Zp sob tvorby prezentace b hem práce na PC Program Demobuilder nabízí dva hlavní zp soby tvorby prezentace. Prvním z nich je zp sob tvorby prezentace soub žn s prací na po íta i. Takto vytvá ené prezentace jsou ur ené p edevším pro záznam pohyb myši p i ovládání ur itého programu, ímž je vytvá en instruktážní film, jak ovládat ur itý program. Na p edem zvolené ploše, jež m že zahrnovat jednak celou obrazovku, jednak velikost aktuálního okna nebo i libovoln zvolené oblasti obrazovky. Program snímá pohyby myši v etn zvukové kulisy stisku tla ítka, a takto se program chová i v p ípad , že použijeme klávesnici. P i každé zm n plochy je automaticky uloženo její pozadí, ímž je vytvo en další snímek prezentace. Krom
tohoto je ke každému snímku vygenerován popisek ve tvaru
„komiksové“ bubliny s automaticky vygenerovaným anglickým textem, dále dráha a zvukový projev myši. To vše je zakomponováno do asové osy.
Texty popisk obsahují anglický popis akce, která se na obrazovce provádí a název tla ítka i oblasti, kde se akce provádí. Jelikož názvy tla ítek program získává ze zdrojového kódu snímaného programu, dochází ke vzniku hybridních popisk složených z anglického a mate ského jazyka , jako je nap íklad popisek „select the
Vyhledat Alt+F7 menu“ uvedený na obrázku (Obr. 10). Tento zp sob tvorby probíhá soub žn s prací na po íta i, a jestliže se uživatel spokojí s celkovou „neu esaností“ výsledné prezentace, je toto velice efektivní a jednoduchý zp sob jejího vytvá ení. Tuto prezentaci je možné okamžit po skon ení ukázky práce s PC p evést do flashové prezentace, nahrát ji na p enosové médium a poskytnout ji student m pro zopakování na domácím po íta i, p ípadn ji ihned umístit na internetové stránky.
26
Tento zp sob, i p es své výhody v oblasti rychlosti vytvá ení, však p i tvorb pom cky nebyl použit práv
z estetického hlediska a z d vodu možnosti pom cku dále
v budoucnosti používat pro pedagogické ú ely.
Obr. 10 Ukázka hybridního esko-anglického zápisu
2.2.1.2. Zp sob tvorby prezentace ze snímk pozadí Druhý zp sob, jak v programu Demobuilder vytvá et prezentaci, je pomocí obrázk umíst ných na pozadí. Obrázek je možné použít bu pro jeden snímek, a pro následující pak zvolit jiné pozadí, nebo je možné jej použít pro více snímk najednou, p ípadn jej lze použít i pro celou prezentaci. Do prezentace se pak vkládají jednotlivé prvky, kterých má program Demobuilder celou škálu.
Do vizualiza ních prvk , které program Demobuilder nabízí, náleží popisek v podob komiksové bubliny, poznámka v podob zápisníku, dále pak textové pole a základní grafické tvary obdélník a elipsa. Opomineme-li vložení hotového obrázku, je nabídka statických prvk vy erpána. Dále jsou zde v nabídce dynamické vizualiza ní prvky, mezi které pat í pohyb kurzoru, animovaný text, „klikací“ zóna a jednoduchá animace.
Zvukové záznamy se vkládají ke každému snímku zvláš
nebo k celé prezentaci
najednou. Ke vložení zvuku slouží ikona v horní lišt , která umož uje vkládat jak zvuky
27
z p edem p ipravené nabídky, tak i zvuky vlastní, p ípadn
nahrát zvuk vlastní
pomocí mikrofonu.
2.2.2. Další možnosti programu Demobuilder Program Demobuilder skýtá i možnost vytvo ení jakési simulace ovládání programu. Prezentaci m že kdykoliv zastavit jak uživatel, dle své pot eby a rychlosti, ale i programátor v p edem naprogramovaných místech, chce-li zastavením v prezentaci vzbudit zájem uživatele, p ípadn
m že zastavením upozornit na ur ité možnost
v tvení. V p ípad , že s funkcí zastavení prezentace použijeme i takzvanou „klikací“ oblast, m že být v uživateli vyvolán pocit, že se v programu p ímo pohybuje a ovládá jej. P i této funkci je však nutné dokonale promyslet celý scéná a veškeré možnosti pohybu v prezentaci. Logickou strukturu prezentace lze i v tvit do jednotlivých linií, vracet se na p edešlé snímky, p ípadn n které snímky p esko it nebo jen p echázet na následující a p edešlý snímek. Pokud uživatel klikne na jiné místo než mu bylo vymezeno „klikací“ oblastí, nestane se nic nebo m že být na tuto chybu upozorn n popiskem nebo zvukem, který však v prezentaci musí být p edem p ipraven. Po kliknutí na správné místo se provede nastavený úkol, v tšinou se jedná o p echod na ur itý snímek.
2.2.3. Popis didaktické pom cky pro výuku programu -CAM Pro výuku základ CNC programování, jež je sou ástí p edm tu automatické výrobní systémy, je nutné studenty nau it základnímu ovládání programu
-CAM. Jelikož
ovládání samotného programu není cílem pedagogické innosti a asová dotace této ásti výuky je pouze 4 vyu ovací hodiny, z nichž se v 1. polovin probírají jednotlivé p íkazy tvo ící partprogram spolu s definicemi jednotlivých vztažných bod obráb cího stroje, zbývá na praktické vyzkoušení programování pouze 2 vyu ovací hodiny, v nichž se student musí nau it základnímu ovládání programu
-CAM, naprogramovat
jednoduchý partprogram a na konci hodiny jej p edvést. A koliv je základní ovládání programu jednoduché, dochází p i výkladu ovládání programu spolu s nutnými administrativními úkony k asi patnáctiminutové ztrát , o kterou pak studenti musí
28
hodinu prodloužit, p ípadn partprogram dokon it jako domácí úkol a odzkoušet ve svém volnu.
Z tohoto d vodu byla vytvo ena didaktická pom cka ve form instruktážního filmu, kterou si studenti mohou spustit doma na osobním po íta i (tato pom cka je sou ástí elektronické p ílohy). Tato pom cka, aby byla co možná nejdostupn jší, je k dispozici na internetových stránkách. V p ípad , že student nemá p ístup na internet, je možné ji získat p ímo od u itele.
Výhodou této pom cky je, že se as, nutný k výkladu práce s ovládáním programu, p esouvá z vyu ovací hodiny do domácího prost edí a student si tuto ást výuky m že zpest it p i práci na po íta i a návšt v internetových stránek. Další výhodou je, že si student m že prezentaci pustit vícekrát nebo zastavit jako normální film, p ípadn jej p etá et dop edu i zp t.
Nevýhodou této formy výuky je neosobnost ve smyslu komunikace mezi studentem a u itelem, to znamená, že se studenti s p ípadnými nejasnostmi a otázkami nemohou obrátit p ímo na u itele, p ípadn i v opa ném sm ru, kdy u itel nem že studenta opravit p i chyb .
Pro tuto formu výuku bych doporu il následující postup: 1) na konci teoretické hodiny studenty upozornit na didaktickou pom cku umíst nou na webových stránkách školy, spolu s p esnou adresou a zd raznit jim d ležitost shlédnutí. 2) na za átku praktické výuky b hem administrativních úkon
tuto instruktáž
promítat pomocí dataprojektoru, aby ji m li možnost vid t i studenti, kte í ji ješt nevid li. 3) po skon ení instruktáže dát možnost student m položit otázky. 4) upozornit studenty na možnost shlédnout instruktáž i b hem vypracovávání úkolu.
29
2.3. Ov ení pom cky v praktické výuce Po vytvo ení instruktážní prezentace bylo nutné, zjistit, zda je pro studenty a u itele prosp šná, a zda došlo ke zlepšení ú innosti výuky. K šet ení byly použity následující metody: pozorování, dotazník a strukturovaný rozhovor. [2, 6, 7, 8,10]
2.3.1. Popis zkoumané skupiny Pom cka byla úsp šn
vyzkoušena na dvou skupinách student
p edm tu
automatizované systémy ízení 4. ro níku FS TUL na KVS. První skupina ítala trnáct student , druhá skupina ítala student patnáct. Tyto dv skupiny byly pak porovnány se skupinou z minulého roku absolvující tentýž p edm t.
Pro zjišt ní odborného hlediska byl ješt
proveden rozhovor s pedagogy, kte í se
zabývají výukou podobného p edm tu. Ing. Radek Havlík vyu uje CNC programování na SPŠSE v Liberci a Ing. Petr Keller Ph.D. vyu uje CNC programování na KVS FS TUL.
2.3.2. Vybavení u ebny V u ebn je celkem dvanáct po íta
vybavených softwarem -CAM, z nichž jeden
po íta je vyhrazen pro práci u itele. Tento po íta je navíc vybaven dataprojektorem, který práci u itele na po íta i promítá p ímo na plátno umíst né frontáln p ed všemi po íta i, tak aby na n j byl dobrý výhled od každého po íta e. Pro studenty bylo k dispozici jedenáct po íta , proto n kte í museli pracovat ve dvojicích.
2.3.3. Pozorování Pro ov ení, zda má po et student u jedné stanice vliv na rychlost jejich práce, bylo provedeno pozorování rychlosti práce v závislosti na po tu student , pomocí zápisu asu p i odevzdávání práce. Výsledky tohoto pozorování jsou uvedeny v následující tabulce (Tab. 1) pro každou skupinu a grafické znázorn ní je na obrázku (Obr. 11), zde je použit graf spole ný pro ob skupiny. V tabulce i grafu zám rn chybí stanice íslo 4, protože ta je rezervována pro vyu ujícího. 30
íslo stanice 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12
Po et 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1
pr m rný as u dvojic pr m rný as u jednotlivc
Frézování Soustružení 12 13 11 23 22 24 29 32 25 26 25
24 26 25 38 41 37 49 39 40 35 35
12 25,75
25 39,25
íslo stanice
Po et
1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12
2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1
pr m rný as u dvojic pr m rný as u jednotlivc
Frézování Soustružení 13 15 12 14 24 22 28 32 25 27 29
24 26 23 24 33 38 36 43 35 34 36
13,33 25,13
24,33 34,88
Tab. 1 Závislost délky asu vypracování úkol na po tu student u po íta e vlevo skupina 1, vpravo skupina 2; stanice 4
vyu ující
Z druhé ásti tabulky, která uvádí pr m rný as, je patrné, že spolupráce dvou student na jednom pracovišti je z hlediska rychlosti práce efektivn jší. Studenti si práci rozd lili tak, že jeden údaje etl a následn diktoval z výrobního výkresu a druhý je zapisoval do po íta e. P i za átku práce na druhém p íkladu si své role vym nili, tak aby bylo dosaženo cíle výuky. Nevýhodou spolupráce student na jednom po íta i je, že si problematiku dostate n neprocvi í, naopak výhodou je utužování týmové spolupráce. Jednotlivci, jelikož museli jednak íst výkres, tak i zapisovat partprogram do po íta e, práci odevzdávali u frézování zhruba o jednou tak delší dobu, u soustružení se tento rozdíl mírn
zmenšil u obou skupin, což m že být zp sobeno již odzkoušeným
ovládáním programu -CAM, kdy se studenti již zabývali samotným programováním partprogram a ovládání simula ního programu již znali z prvního p íkladu.
Obr. 11 Graf závislosti délky as vypracování úkol na po tu student u po íta e 31
2.3.4. Porovnání vlivu instruktáže na délku práce Výuka t chto dvou skupin, které m li p ístup k filmové prezentaci ovládání programu -CAM na internetu,
byla navíc porovnána se skupinou z minulého ro níku. Vliv
výukové pom cky p ed il o ekávání vyu ujícího. Zatímco v minulém roce na samotnou instruktáž ovládání programu -CAM musel vy lenit, z asu vyhrazeného pro výuku, zhruba 15 minut + asi 15 minut na p ípadné dotazy a rozdání zadání, nyní zadal shlédnutí instruktáže za domácí úkol a na za átku v noval zopakování, dotaz m a zadání práce dohromady 10 minut, tímto ušet il asi 20 minut. Ušet ený as se projevil zejména p i odevzdávání práce, kdy i mén
zdatní studenti odevzdali práci p ed
skon ením výukového bloku, na rozdíl od minulého roku, kdy museli studenti práci dod lávat za domácí úkol.
2.3.5. Dotazník Pro zjišt ní názor
student , byl vytvo en dotazník, který je sou ástí p ílohy
(P íloha I.). Na otázky obsažené v dotazníku odpov d lo celkem 29 dotázaných. Dotazník obsahoval celkem 11 otázek, kde prvních p t otázek bylo obecného rázu zam ených p edevším na výzkum využívání internetu a výpo etní techniky ve vlastním vzd láváni. Tyto otázky si kladly za cíl zjistit od respondent jejich schopnost ve využívání moderních technologií p i samostudiu.
Dalších šest otázek se týkalo témat souvisejících s programováním CNC stroj , programu -CAM, vytvo ené prezentace a vlastního názoru na ni. Otázky sm ovaly k odhalení dosavadního vzd lání v této oblasti. Zárove se tímto m li odhalit studenti, kte í mají v problematice vyu ovaného p edm tu jistý náskok z d ív jšího studia v oblasti znalostí nap íklad dílenského programování CNC-stroj .
2.3.6. Vyhodnocení dotazníku První otázka se dotazovaných ptala na používání internetu p i svém studiu. Na tuto otázku odpov d lo 100% ANO (Obr. 12). Tato odpov
byla p edpokládána již p ed
zadáváním dotazníku, protože internet je v dnešním sv t
velice rozší eným
informa ním systémem, kde jsou informace jak ze všedního života, ale také informace 32
Obr. 12 Graf pom ru student (ne)používajících internet velice odborného zam ení. Je zcela pochopitelné, že studenti, kte í jsou dnes po internetu zcela zvyklí komunikovat mezi sebou navzájem, tedy využívají moderní technologie zcela b žn , využívají internet i pro hledání informací souvisejících s jejich studiem.
Obr. 13 Graf odpov dí na otázku „Jaké informace ohledn studia hledáte na internetu?“ Informace jež mají souvislost se studiem a studenti je hledají na internetu byly tématem druhé otázky. Odpov di byly rozt íd ny do 12 kategorií a následn se teny. Výsledky jsou znázorn ny v grafu (Obr. 13). Nejvíce studenti vyhledávají u ební texty. Do této kategorie byly za azeny odpov di jako skripta, instruktáž, u ebnice, knihy. Druhou 33
nejvíce frekventovanou odpov dí byly programy. Na t etím míst jsou informace o p edm tech, pr b hu zkoušky, vyu ujících a sylabech. Až na tvrtém míst se objevil informa ní systém STAG. Na pátém míst jsou zdrojové kódy pro programátory, za nimi katalogy, nápov dy a diskuse o programech, výpo ty, e-learningové aplikace, hotové semestrální práce a ostatní odpov di bez kategorie.
Obr. 14 Zdroje informací T etí otázka zjiš ovala zda se studenti b hem svého studia setkali na internetu s n jakou pom ckou, která by byla vhodná pro jejich studium, a pokud ano, kde se o ní dozv d li. Na první ást otázky odpov d li všichni studenti kladn , tudíž zodpov d li i druhou ást, kde se o této pom cce dozv d li. Z výsledk odpov dí je z ejmé, že studenti na internetu hledají sami nové informace, protože jich tuto možnost ozna ilo plných 100%. Hned na druhém míst byl informa ním zdrojem u itel, který sám pro vlastní výuku pom cku vytvo il. Z tohoto je patrné, že u itelé nespoléhají jen na prefabrikované pom cky, ale zárove se za adili do moderního informa ního systému, kterým internet je, a vytvá ejí je sami, a již ve form
internetových stránek, nebo vytvo ených
prezentací umíst ných na stránkách školy. Dalším zdrojem, významným i z hlediska komunikace mezi studenty, jsou spolužáci, kte í si zdroje informací navzájem poskytují a nehledí na sebe jako na budoucí konkurenty, jak tomu ob as bývá v západních zemích. Na tvrtém míst je zdrojem informací u itel, jenž informace na internetu vyhledal. Toto sv d í o d kladné a dynamické p íprav u itel
na výuku, protože
naleznou-li pom cku na internetu jeden rok, nemusí to znamenat, že ji tam naleznou i v p íštím roce. Dále to sv d í i o tom, že dovedou svoji výuku p izp sobit aktuáln nalezené pom cce. V této odpov di se jist nacházejí i ti u itelé, kte í sice pom cku vytvo ili, ale studenti to o nich nev dí. Výsledky t etí otázky jsou znázorn ny grafem (Obr. 14). 34
V po adí tvrtá otázka si kladla za cíl zjistit jak moc jsou dnešní studenti zvyklí pracovat s osobním po íta em. Jelikož po íta e se staly každodenní pom ckou jak v osobním život , tak i p i studiu, není p ekvapením, že všichni dotazovaní na tuto otázku odpov d li kladn a dokonce ozna ili možnost, že výpo etní technika je pro n nezbytná.Výsledek je znázorn n na grafu (Obr. 15).
Obr. 15 Nutnost PC p i studiu Posouzení výhod a nevýhod výuky provád né na po íta ích z vlastního hlediska m li studenti vyjád it heslovit v páté otázce. Zde nejvíce respondent uvedlo prakti nost výuky a její názornost, následovala s jedenácti hlasy rychlost, a dále využitelnost v praxi, šesti dotázaným vyhovuje domácí prost edí, p ípadn variabilita denní doby, kdy se takto mohou vzd lávat. Zatímco výhody m li vypln ny všichni dotázaní, nevýhody ve využití po íta ové výuky nespat ují tém
žádné. Nejmarkantn ji se
projevují se ty mi hlasy po izovací náklady na výpo etní techniku, dále pak se dv ma
Obr. 16 Grafy výhod a nevýhod po íta ové výuky 35
hlasy stav po íta
ve výuce a neosobní p ístup výukových program
respektive
s jedním hlasem nemožnost klást u iteli dopl ující dotazy. Z pom ru mezi ob ma grafy (Obr. 16) je z ejmé, že v o ích student výhody výuky na po íta ích p ed í jejich nevýhody.
Druhá polovina otázek se týkala již konkrétního zam ení na programování CNC stroj . Otázka šestá m la odhalit jestli studenti, kte í se již s programováním na CNC strojích již setkaly, mají náskok oproti student m kte í tuto problematiku vid li poprvé. Výsledky korespondují s grafem (Obr. 11), kde studenti dosahující kratších
as
v tšinou byli absolventy pr myslových škol se strojním zam ením. Pom r mezi studenty, kte í CNC znali a t mi kte í ne, je znázorn n na grafu (Obr. 17). Dalším cílem této otázky bylo také zjistit jaké programy tito studenti ve škole využívali. Bohužel na tuto
ást otázky nikdo neodpov d l, nebo název programu již zapomn l. Všichni
dotázaní, kte í se s touto problematikou již setkali uvedli délku 1 rok, nezávisle na škole, kterou navšt vovali.
Obr. 17 Graf pom ru mezi studenty s d ív jšími znalostmi CNC programování
V po adí sedmá otázka dotazníku m la zjistit, jestli studenti znají program -CAM. Tato otázka byla do dotazníku za azena jako vy azovací, nebo znal-li by n který z dotázaných tento program, musel by být vylou en, protože by výsledky ankety zkresloval. Na tuto otázku odpov d lo 100% dotázaných záporn . Pro všechny dotázané byl program nový, tudíž byly všichni respondenti za azeni do statistik.
36
Osmá otázka se již p ímo zam ovala na vytvo enou didaktickou pom cku. Všem student m byl na konci teoretické hodiny zadán domácí úkol shlédnout didaktickou pom cku umíst nou na internetu. Na grafu (Obr. 18) je vid t rozložení
etnosti
shlédnutí instruktážní prezentace. Vztah mezi po tem shlédnutí a rychlostí vypracování zadaného úkolu nebyl zpozorován, protože všichni studenti se potýkali s tvorbou partprogramu a pro ovládání programu -CAM nem li pot ebu klást vyu ujícímu žádné dotazy. N kte í studenti si prezentaci spustili i b hem hodiny, což jenom potvrzuje užite nost pom cky.
Po et shlédnutí instruktážní prezentace
3x až 4x 28%
vícekrát 3%
nevid li 14%
1x až 2x 55%
Obr. 18 Graf po tu shlédnutí didaktické pom cky Subjektivní názor o užite nosti mohli studenti vyjád it v deváté otázce, kde byly dotazováni na to jestli jim pom cka pomohla. Krom
ty student , kte í prezentaci
v bec nevid li, všichni ozna ili možnost ANO. Zbylí ty i studenti byly následn dotázáni z jakého d vodu se na prezentaci nepodívali, dva studenti zapomn li a dv ma student m prezentace nešla spustit. Odpov di na tuto otázku jsou vid t na následujícím grafu (Obr. 19).
Obr. 19 Subjektivní názor student na užite nost instruktáže
37
V desáté otázce m li studenti možnost vznést p ipomínky, p ípadn p isp t svými pozm ovacími návrhy k vytvo ené prezentaci. Krom
ty student se v odpov dích
bu neobjevilo nic, nebo takto odpov d li, p ípadn nev d li co by cht li zm nit. Jeden student by prezentaci rozší il o ukázku zápisu partprogramu, jelikož prezentace se týkala ovládání programu
-CAM a zápis partprogramu probíhá v editoru notepad, jež
s programem -CAM nemá nic spole ného není nutné toto v prezenta ním programu uvád t. Jeden student m l p ipomínku k délce prezentace, která by podle n j mohla trvat pouhých 30 sekund, tato p ipomínka m že být realizována pouze na úkor názornosti celé prezentace, protože celá prezentace je doprovázena zvukovým záznamem s hlasovým výkladem vyu ujícího by tato stopa musela být odstran na. Hlasová stopa obsahuje všechny texty uvedené v „komiksových“ popiscích a byla do prezentace zám rn p idána, aby se uživatel mohl soust edit na d je probíhající na obrazovce, protože zapamatovatelnost v takovémto p ípad je mnohem vyšší než u strohého textu. Další dva studenti m li výhrady k prohlíže i (internet explorer) ve kterém byla prezentace p ehrávána, toto však není závislé na prezenta ním filmu, ale na softwarovém vybavení po íta e.
Poslední otázka se dotazovala na to, jestli by student m vyhovoval p edm t vedený formou takovéto prezentace. Sedmnáct student na tuto otázku odpov d li ANO, ty i studenti ozna ili odpov
NE a zbylých osm ozna ili odpov
NEVÍM. Na druhou ást
otázky, co by v takovém p edm tu uvítali, bohužel neodpov d l žádný z respondent . (Obr. 20)
Obr. 20 Názor na pr b h výuky
38
2.4. Názory pedagog na didaktickou pom cku Po zjišt ní názor student bylo nutné ješt zjistit odborný názor pedagog . Aby byl názor objektivní a odborný, bylo nutné vybrat pedagogy, kte í vyu ují podobné p edm ty a k výuce používají program
-CAM. Ke zjišt ní názor
pedagog
na
výukovou pom cku, byl použit strukturovaný rozhovor. [6, 10]
2.4.1. Strukturovaný rozhovor Rozhovor s Ing. Petrem Kellerem, Ph.D.
Jaký p edm t vyu ujete? - Vyu uji p edm t „programování NC stroj “ na FS TUL.
Využíváte ve své výuce program -CAM? -Ano.
Dala by se tato pom cka využít ve vašem p edm tu? -Ano, dala by se využít v po átku semestru, aby student m usnadnila práci.
Využil jste tuto pom cku ve své výuce a jestli ano v jakém sm ru vám pomohla? -Ne, ale v p íštím semestru ji ur it student m nabídnu, aby si ji prohlédli.
Jaké spat ujete výhody v použití pom cky? -Myslím si, že není ur ená p ímo pro výuku v našich laborato ích, nebo to co je v ní uvedeno student m íkám v rámci výuky, její využití vidím spíše pro studenty distan ního studia. Pro n
bude ur it
velkým p ínosem umíst ní
pom cky na internetu, ale i pro studenty denního studia bude p ínosem pro zopakování ve volném ase.
Myslíte si, že tato pom cka má n jaké nevýhody? -Nevidím nevýhodu v instruktáži, ale spíše v horší komunikaci mezi u itelem a studentem, která by v p ípad dopl ujících dotaz mohla nastat.
Jak byste tuto pom cku zm nili, aby se dala využít ve vašem p edm tu? -Myslím, že by mohla z stat tak jak je, jen by mohly být vytvo eny i další, kde by byly odkryty i další možnosti programu -CAM, protože tato instruktáž se zabývá úplným za átkem. 39
Rozhovor s Ing. Radkem Havlíkem.
Jaký p edm t vyu ujete? -U ím základy CNC programování na SPŠSE.
Využíváte ve své výuce program -CAM? - Ne u nás na škole máme program VariCAD, ale program -CAM znám.
Dala by se tato pom cka využít ve vašem p edm tu? -Ne, ale kdyby byla takto vytvo ena instruktáž pro program VariCAD, ur it bych ji student m doporu il.
Využil jste n kdy n jakou podobnou pom cku ve své výuce a jestli ano v jakém sm ru vám pomohla? -Ano svým student m pouštím instruktážní filmy, aby doplnily výuku. Mají ale nevýhodu v tom, že nejsou p ístupné na internetu.
Jaké spat ujete výhody v použití pom cky? -Ur it to, že je p ístupná na internetu, že ji lze používat jako film, myslím tím možnost zastavení a opakovaného p ehrání, líbí se mi na ní její pr vodce v podob u itele, který navozuje pocit jako p i normální výuce.
Myslíte si, že tato pom cka má n jaké nevýhody? -Myslím, že nemá žádné nevýhody.
2.4.2. Vyhodnocení rozhovoru Vzhledem k p evážn
kladným názor m pedagog , naskýtá se domn nka, že tato
flashová instruktáž, má své místo ve výukovém procesu. Její výhody výrazn p evyšují nedostatky a vzhledem ke stále se rozvíjejícím možnostem internetu a výuky pomocí webových aplikací (e-learning) je toto jeden z možných sm r kam se v budoucnu m že výuka ubírat.
Nevýhoda (nemožnost klást dotazy), která padla p i rozhovoru, by mohla být vy ešena dopln ním aplikace o diskusní fórum, které by podléhalo redigujícím podmínkám, jež by obsluhoval u itel p ípadn jeho kolegové a zárove by odpovídal na dotazy. Tyto by byly on-line k nahlédnutí a to pro všechny. 40
Záv r Cílem této bakalá ské práce bylo vytvo it funk ní, kvalitní a dostupnou didaktickou pom cku, pro pomoc ve výuce simula ního programu pro podporu CNC obráb ní s názvem -CAM. Pom cka ve tvaru internetové flashové animace vznikla za pomocí programu Demobuilder, který je pro toto vytvo en. Pom cka je v dob psaní této práce dostupná
na
internetových
stránkách
katedry
výrobních
URL: < http://www.kvs.vslib.cz/alfacam/alfacam.html>
a
dále
systém je
také
na adrese sou ástí
elektronické p ílohy této práce.
Pom cka byla úsp šn vyzkoušena v praxi na dvaceti devíti studentech Fakulty strojní. P i výuce probíhalo pozorování t chto skupin, dále byly studenti dotazováni pomocí dotazníku zjiš ujícím jejich názory a na konec byl proveden rozhovor se dv ma pedagogy zabývajícími se výukou podobných p edm t .
Z pozorování skupin bylo zjišt no, že doba vypracování zadaných úkol se zkrátila a p i výuce kladli studenti mnohem mén dopl ujících otázek, než ve skupin z minulého roku, kte í pom cku ješt k dispozici nem li.
V dotaznících studenti vyjad ovaly svoje svobodné názory na tuto pom cku, dotazník byl zcela anonymní a dobrovolný. Dotazník m l jedenáct otázek (P íloha I.) a jeho výsledky jsou p ehledn zpracovány do graf v kapitole 2.3.6.
Ve strukturovaném rozhovoru byl dotazován názor pedagog , zabývajících se výukou podobných p edm t , na vytvo enou didaktickou pom cku. Názory obou pedagog byly, jak je z jejich odpov dí patrné, p evážn kladné.
41
Použitá Literatura [1] Nikl, J.: Didaktické aspekty technických výukových prost edk , studijní texty pro distan ní studium, TU Liberec 2002. 63 s. ISBN 80-7083-635-0 [2] Rambousek, V.: Technické výukové prost edky, SPN, Praha 1989. 304 s. ISBN 14-703-89 [3] URL
[cit. 2007-05-11] [4] Boldiš, P.: Bibliografické citace dokumentu podle SN ISO 690 a SN ISO 690-2: ást 2 – Modely a p íklady citací u jednotlivých typ dokumentu. Verze 3.0 (2004). c 1999–2004, poslední aktualizace 11. 11. 2004. URL: . . [5] URL[cit. 2007-05-14] [6] Horák, J., Kratochvíl, M., Pa ízek, V.:Základy pedagogiky, studijní texty pro distan ní studium, TU Liberec 2005. 84 s. ISBN 80-7083-534-6. [7] Vacek, J.: Didaktická technika:Technická
ást, TU Liberec 1998. 41s.
ISBN-80-7083-304-1. [8]
ech, M.: Moderní technické prost edky ve výuce, SPN 1968. 236 s. 1.vydání.
[9] Horák, J.: Kapitoly z teorie výchovy: Problematika hodnot a hodnotové orientace, TU Liberec 1997, 109 s. ISBN 80-7083-224-X [10] Kratochvíl, M., Solfronk, J., Urbánek, P.: Základy didaktiky, studijní texty pro distan ní studium, TU Liberec 2002, 85 s. ISBN 80-7083-567-2
42
P ÍLOHA I.
43
DOTAZNÍK 1. Používáte p i svém studiu internet? ANO NE 2. Uve te heslovit , jaké informace ohledn studia na internetu hledáte? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 3. Setkali jste se na internetu b hem svého studia s n jakou pom ckou, vhodnou pro vaše studium? (Zaškrtn te pouze jednu možnost) NE ANO Pokud ANO kde jste se o ní dozv d li? (Zaškrtn te jednu nebo i více možností) od u itele, který ji pro ú el výuky vytvo il od u itele, který ji na internetu pouze našel od spolužák našel jsem ji sám jinde, uve te kde ………………………………………………………………. 4. Myslíte si, že vám výuka pomocí po íta e m že pomoci p i studiu? (Zaškrtn te pouze jednu možnost) ANO, je pro m nezbytná ANO NE NE, zcela se obejdu bez výpo etní techniky 5. V em vidíte výhody a nevýhody výuky provád né na po íta ích? ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 44
6. Setkali jste se již d íve s CNC programováním? NE ANO Pokud ANO : Kde?…………………………………………………………………….…….. V jakém asovém rozsahu? (po et hodin/týden/let)…….……………………. Jaký program jste používali pro simulaci obráb ní?…………………………. ……………………………………………………………………………….. 7. Znali jste program -CAM d íve p ed touto výukou? ANO NE 8. Kolikrát jste p ed touto výukou vid li instruktážní film ovládání programu -CAM? Uve te po et…………….. 9. Pomohl vám tento film s ovládáním programu -CAM? ANO NE NEVÍM 10. Co byste na tomto instruktážním filmu zm nili? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 11. Vyhovoval by vám p edm t vedený touto formou výuky? ANO NE NEVÍM Co byste v takovém p edm tu uvítali?………………..………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………….…………..………………….
45
