Úvod do výukových programů

Cíl:

Cílem úvodní kapitoly je seznámení se s pojmem výukový program, vyjasnění si, jaké výhody a nevýhody výukové programy mohou mít. A samozřejmě seznámení s problematikou využití výukových programů ve výuce.

Klíčová slova:

Výukové programy, simulace, animace, hypertext.

Historie výukových programů

Tvorba výukových programů má své kořeny v teorii programovaného učení, která byla postupně rozvíjena již od roku 1954 (prof. B.J.Skinner). V té době vznikaly první programované učebnice, postupně začaly být používány různé vyučovací stroje a posléze především počítače. K bouřlivému rozvoji pak dochází v souvislosti s hromadným používáním nejprve osmibitových mikropočítačů a později IBM kompatibilních PC. Dnešní dobu lze charakterizovat především jako období rozvoje multimediálních aplikací a užívání sítě Internet.

Prvními aplikacemi založenými na Skinnerově teorii programovaného učení, která vycházela z principů pedagogické kybernetiky, byly koncem 60. let programy pro vyučovací automaty. U nás byl vyvinut jeden z nejlepších takových automatů Unitutor.

Každá stránka zde byla výkladem, na jehož konci byla kontrolní otázka s výběrem několika možných odpovědí. Podle provedené volby bylo možné program větvit a pokračovat na libovolné další straně. Informace o správném či chybném řešení představovala okamžitou zpětnou vazbu.

Programované učení

Přímé řízení výuky vychází z principu programovaného učení Zakladatelem programovaného učení se nejčastěji uvádí B. F. Skinner. Zde je učivo rozděleno na malé části, které se označují termínem kroky. Ty jsou uspořádány, seřazeny v organickém pořadí a vytvářejí ucelený program. Seřazení kroků zajišťuje, aby se postupně vytvářely předpoklady pro zvládnutí obtížnějších dovedností a vědomostí. Žák si osvojí strukturu, systém vědomostí. Po každém kroku následuje kontrola, zda žák zvládl dané učivo. Za každou odpovědí se dozví, zda reagoval správně či špatně. Celý proces je zajištěn buď programovacím strojem (počítačem) nebo speciálně upravenou, programovanou učebnicí. Nepustí žáka k dalšímu kroku, pokud nezvládl krok předchozí.

Toto učení klade důraz na kontrolu a sebekontrolu, znalosti výsledků, zpětné vazby při učení. Rozčlenění učiva na malé kroky umožňuje hojnější kontrolu a hlavně to, aby i průměrný a slabší žák zvládl učivo a tím dosahoval drobných úspěchů v učení. Představitelé programovaného učení zdůrazňují ve školách překonání atmosféry trestů, strachu, hrozeb a pozitivní motivovanost u žáků, radost z úspěchu v učení.

Programované učení usnadňuje individualizaci vyučování, přihlížení k individuálním rozdílům mezi žáky v jejich schopnostech, dovednostech a dosavadních vědomostech.

Podle toho, jak závazné jsou pro žáka sledy jednotlivých kroků, rozeznáváme dva hlavní typy programů: lineární a větvené.

Lineární programy předepisují pro všechny žáky pevný a závazný sled kroků v jedné linii. Učivo je probíráno po malém množství informací, nejlépe po jediné informaci v každém kroku. Vytvořený pojem se procvičuje podle potřeby, dokud ho žák plně neovládá. Od začátku do konce zde vede jediná přímočará linie, složená z pravidel, příkladů a odpovědí. Stručnost kroků nedovoluje rozvinout výklad, proto jsou lineární programy monotónní a po určitém čase se stávají nezajímavými a únavnými. Je vhodný zejména pro učení základů a principů problémů, pro vytváření slovní zásoby a nových pojmů.

Větvené programy připouštějí při řešení problémů rozmanitý postup. Jsou více přizpůsobeny individuálním rozdílům: žáci zde postupují po jednom kroku různým způsobem, po různých větvích programu, podle druhu chyby, kterou učinili. Alternativy „větví“ programu vedou nakonec k úspěšnému zvládnutí problému, každý žák však prochází cestou, jejíž délka odpovídá jeho osobnosti, znalostem a nadání.

Programované učení navázalo zejména na řadu progresivních principů psychologických i pedagogických, zejména na:

• zvyšování efektivity učení,
• učení s pochopením, se znalostí výsledků, s kontrolou a sebekontrolou, s maximálním využitím zpětné vazby,
• zdůraznění kladné motivace,
• pečlivý výběr učiva, jeho strukturování a systematizace vědomostí,
• předcházení nedostatků ve vědomostech a dovednostech,
• zdůraznění žákovy aktivity, jeho samostatné činnosti, řešení problémů, spojení teorie s praxí,
• individualizace vyučování atd.

Představitelé programového učení přispěli k dalšímu propracování a konkretizaci těchto principů, ale i přesto se vyskytla řada problémů a nedostatků, např.:

• časté pochvaly, větší dílčí úspěchy se stanou běžné, zevšední a slábne jejich motivační účinek,
• malé kroky mají pozitivní účinek, ale také na druhé straně berou příležitost žákům učit se  řešit složitější problémy,
• méně příležitostí k vlastní tvořivosti žáka,
• žák zde řeší úlohy zpravidla individuálně, což je účelné, ale na druhé straně potřebuje příležitost k tomu, aby se cvičil v spolupráci  při řešení úloh ve skupině,
• u některých druhů programů žák poměrně snadno může dojít k odpovědi náhodou atd.

Programované učení (v pojetí předchozích let) jako metoda výuky řízená počítačem se ukázalo být ne příliš vhodné. Programované učení bylo jakýmsi předvojem přímého řízení výuky počítačem dnešní doby.

Teprve s příchodem mikropočítačů a později osobních počítačů došlo ke značnému rozvoji programů na Unitutor navazujících. Zpočátku se objevilo nejvíce jednoduchých testů s výběrovou odpovědí.

S takovými programy se můžete stále ještě setkat. Většinou začínají přihlášením tj. zapsáním jména zkoušeného. Následuje sled za sebou jdoucích otázek, na které se odpovídá výběrem z nabídnutých možností. Odezva počítače informuje o správnosti volby a pak se přejde na další otázku. Za každou otázku se přidělují body, jejichž součet slouží k závěrečnému hodnocení celkové úspěšnosti, které se archivuje pro potřeby učitele. Lepší programy tohoto typu dovedou pořadí otázek i nabízených odpovědí různě náhodně pomíchat nebo je náhodně vybírat z většího počtu připravených. Pro učitele se někdy ukládá též informace o úspěšnosti u jednotlivých otázek (jsou to např. z novějších verzí programy DOTEST apod.).

Využití výukových programů

Výukové programy mají širší využití než napovídá jejich název. Výukový program se nevztahuje pouze k výuce ve škole, ale může sloužit k výuce, opakování učiva, testování a podobně i v prostředí mimo školu, převážně doma, na internátě apod.

Existují programy na výuku českého jazyka, matematiky, literatury, fyziky, chemie, biologie, dějepisu, zeměpisu. Dalšími zajímavými programy jsou programy pro výuku cizích jazyků. Můžeme si vybrat, zda se chceme učit anglicky, německy, francouzsky, italsky, španělsky, a dokonce i hebrejsky, čínsky a japonsky.

Mezi další pomocníky, kteří nám mohou usnadnit učení, patří například programy pro výuku psaní na stroji, multimediální autoškoly a další.

Proč používat výukové programy?

Výukové programy lze velmi dobře využít v domácí přípravě na výuku. S jejich pomocí je možno snadno vylepšit školní výsledky nebo dohnat zameškanou látku.

Výukové programy lze velmi efektivně využít zvláště k procvičení probírané látky jak ve škole, tak i v rámci domácí přípravy na vyučování. Pro rodiče, kteří se doma připravují se svými ratolestmi, představují tyto programy většinou značnou časovou úsporu.

Motivační prvky programů - skládání obrázků, pohádky, sci-fi příběhy, hry - představují vhodnou motivaci, která děti umožní snadno udržet u jinak nezajímavé (ale potřebné) učební látky.

Jaké jsou základní způsoby využití výukových programů?

Jako součást výkladu učiva.

K simulacím dovolujícím interaktivně měnit parametry a okamžitě sledovat vliv těchto změn na výsledek (např. sledování pokusů).

K procvičení osvojených dovedností.

K porovnávání a testování vědomostí žáků.

Využití výukových programů jako součást výkladu učiva

Úkolem výkladu učiva je zprostředkovat studentovi nové poznatky, a to formou vhodnější než učebnice a někdy třeba i zábavnější než výklad učitele. Výklad slouží většinou k samostatné práci. Je ovšem na učiteli, ví-li o programu, který obsahuje výklad vhodně doplňující výuku, aby studentům jeho použití doporučil a vysvětlil, jak s ním pracovat, nejlépe přímo na počítači. Předpokladem samozřejmě je, aby byl program všem studentům dostupný v počítačové učebně nebo doma.

Výklad na počítači uvítají zvláště slabší žáci a ti, co látku dohánějí z důvodů delší nepřítomnosti.

Využití výukového programu, který pracuje na základě simulace

Ve výuce mohou být simulační programy použity jako doplněk výkladu, jako prostředek napomáhající jeho pochopení. Výklad některých pojmů, vztahů nebo dějů je mnohem výhodnější realizovat pomocí počítačové simulace. Správná simulace popisuje daný problém nejčastěji v grafické podobě, dovoluje interaktivně měnit parametry (hodnoty proměnných) a okamžitě sledovat vliv těchto změn na výsledek.

Učitel může počítačovou simulaci použít jako prezentaci již během výkladu. Takovýto způsob využití počítače ve výuce však vyžaduje vybavení učebny nějakým promítacím zařízením schopným zobrazit výstup z počítače tak, aby na něj všichni viděli. Nejčastěji se pro tento účel využívá LCD panel.

Příkladem takové typické simulace může být program TRIGON z archivu InfoCentra, který jednoduchým grafickým způsobem vysvětluje podstatu trigonometrických funkcí.

simulační program TRIGON

Jako parametr se zde zadává úhel. Pro ten se počítá funkční hodnota všech tří funkcí. Z didaktického pohledu zajímavá je možnost nechat úhel plynule měnit a sledovat na grafu i číselně příslušnou změnu všech funkčních hodnot.

V některých případech je počítačová simulace jedinou možností, jak určitou věc dětem přiblížit. Jsou experimenty a pokusy, které ve škole prostě z různých důvodů dělat nelze. Jsou i takové, které dělat nelze nikdy a nikde. K těm patří i následující příklad. Jedná se o velice zjednodušenou simulaci jaderného reaktoru.

Řízení jaderné reakce se provádí zasouváním a vytahováním regulačních tyčí. Zasouváním tyčí se jaderná reakce zpomaluje, teplota v reaktoru se snižuje a výroba energie klesá. Naopak vytahováním tyčí se reakce urychluje, teplota stoupá a výroba energie též. Počítačová simulace ovšem dovoluje i to, co si ve skutečnosti dosud mohl vyzkoušet jen málokdo, a sice vytahovat regulační tyče tak dlouho, až dojde k havárii reaktoru. V tom případě u typu reaktoru, jehož se naše simulace týká, včas zasáhne automatika a reaktor bez možnosti zásahu obsluhy odstaví.

simulační program REAKTOR

Využití výukových programů k procvičení osvojených znalostí a dovedností

Některé výukové programy jsou zaměřeny na procvičování vědomostí. Je jich celá řada. Dá se říci, že je to nejčastější způsob využití počítače pro výuku vůbec. Čím nižší je věk cílové skupiny uživatelů, tím více by takové cvičení mělo připomínat hru.

Přestože přítomnost pedagoga je vždy užitečná, jsou programy na procvičování látky určeny většinou k samostatné práci. Často bývají za účelem zvýšení motivace vybaveny měřením a ukládáním dosažených výsledků, což vyvolává zdravou soutěživost. Žáci se mohou střídat na jednom třídním počítači nebo pracovat zároveň v učebně vybavené lokální sítí. Zrovna tak se pochopitelně mohou navštěvovat také doma a závodit, kdo je nejlepší.

Využití výukových programů k porovnávání a testování vědomostí žáků.

Zcela zvláštní místo mezi výukovými programy mají testy. Existuje celá řada programů na generování tištěných testů. Zadání může být vytvořeno automaticky (například v matematice) nebo náhodně vybráno z databanky předem připravených otázek.

Učitel pouze specifikuje počet potřebných testů, počet otázek, látku případně její obtížnost. Současně s testy počítač generuje též klíč k jejich snadnému vyhodnocení.

Jsou však ještě jiné situace, kdy je možno počítačový test využít. Může to být například vlastní kontrola při studiu nebo soutěž, kdo dosáhne lepších výsledků.

Otázky a úkoly

Jaké další využití výukových programů byste navrhli?

Zamyslete se nad tím, jestli využíváte výukové programy ve všech možnostech, které vám nabízejí.

Které výukové programy používáte a které z nich byste doporučili svým kolegům?

Znáte některé www adresy, na kterých je možno získat výukové programy nebo jejich demo verze?

Pro kterou oblast vzdělávání je využití výukových programů podle vás nejvhodnější?

Setkali jste se s výukovými programy pro zdravotně postižené? Pokud ano, v čem vidíte výhody těchto programů?

Korespondenční úkol

Vyberte si z předcházejících otázek jednu, na kterou zpracujete 1-2 stránkový text k diskusi na tutoriálu. Text v předepsaném terminu dle harmonogramu zašlete rovněž tutorovi.

Výpočetní technika jako technický výukový prostředek ve výuce

Výpočetní techniku používanou ve výuce můžeme zařadit k technickým výukovým prostředkům, které lze zahrnout pod prostředky materiálně didaktické. Třídíme je podle jejich vztahu k učivu na učební pomůcky a ostatní materiální prostředky, mezi nimiž zaujímají nejdůležitější místo technické výukové prostředky.

„Technické výukové prostředky nejsou obsahem učení přímo determinovány. Slouží v nejobecnější rovině ke sdělování (reprodukci, přenášení, zprostředkování) auditivních, vizuálních, audiovizuálních a dalších řídících informací, a v případě prostředků umožňujících zpětnou vazbu také k jejich vyhodnocování a navrhování další výukové strategie“.

Technické výukové prostředky zahrnují auditivní, vizuální, audiovizuální, řídící a hodnotící techniku. Výpočetní techniku lze chápat podle účelu použití jako audiovizuální nebo řídící a hodnotící techniku.

K výpočetní technice používané k pedagogickým účelům počítáme kalkulačky, osobní počítače a větší počítačové systémy s více terminály. Počítače jsou dnes na takovém stupni vývoje, že jsou schopny nahradit většinu prostředků sloužící k výuce. Jsou schopny nejen auditivní, vizuální, ale i audiovizuální funkce. Umí mluvit, reagovat i zaznamenávat hudbu, statické i dynamické obrazy, řídit i vyhodnocovat výuku. Učitelům i žákům může ulehčit, zjednodušit i zpřístupnit vyučovací proces a stát se zdrojem jedinečných informací.

Pod pojmem výpočetní technika v další fázi práce rozumím osobní počítač s patřičným vybavením a případně připojením na Internet. Může ho využívat jak učitel, tak žák.

Učitel využívá počítač jako:

technický výukový prostředek sloužící k prezentaci látky, modelování, grafickému vyjádření, k simulacím atd.,

pracovní nástroj pro:

přípravu výuky (psaní textů apod.),

řízení výuky v učebnách,

administrativu výuky,

konzultace,

kontrolu vědomostí skupin i jednotlivců,

hodnocení výuky.

Žák může používat počítač jako prostředek pro podporu a řízení osvojovacího procesu jako:

technický výukový prostředek realizující:

a.       výukový dialog (prezentace látky, počítačová konzultace apod.),

b.      vytvářející výukové prostředí pro neřízené řešení úloh (učení se objevováním, experimentováním atd.),

pracovní nástroj:

a.       pasivní (informační služby),

b.      aktivní (textové a grafické editory).

Shrnutí

Tvorba výukových programů prošla v minulých letech rychlým vývojem. Především výrobou osobních počítačů a stále se zlepšujícími operačními systémy, mohou výukové programy využívat tuto rozsáhlou škálu možností – grafiku, zvuk apod.

Nabídka výukových programů i na našem trhu se stále více rozšiřuje. Výukové programy začínají být stále více využívány nejen učiteli na základních a středních školách, ale i v domácím prostředí při přípravě na vyučování, v případech nemoci a podobně.

Základní využití výukových programů můžeme rozdělit na:

• výklad,
• provádění simulací,
• procvičování vědomostí,
• testování.

Podrobnějšími funkcemi výukových programů se zabývá následující kapitola.

Funkce výukových programů a jejich druhy

Cíl:

Následující kapitola rozebírá podrobněji funkce výukových programů, jejich členění podle různých hledisek. Po prostudování kapitoly bude čtenář seznámen i s výhodami a nevýhodami využívání výukových programů.

Klíčová slova:

Výukový program, funkce výukových programů.

E. Mazák a V. Budinská uvádějí celkem osm základních funkcí programů:

výklad látky,

procvičování látky,

vyučování formou dialogu,

řešení problémů,

simulace problémů,

simulační hry,

realizace databanky,

opakování a autokontrola.

S rozvojem informačních technologií dostávají i výukové programy nové možnosti. Jde především o programy, které nyní mohou využívat možností simulací, animací a například i složité výpočty, které na starších počítačích nemohly fungovat nebo by byly příliš pomalé.

K dalším funkcím, které mají svou důležitost zejména pro učitele, můžeme zařadit např. i vyhodnocení správnosti odpovědí nebo řešených úloh, ať už verbálně, číselnou klasifikační stupnicí, počtem dosažených bodů, procento správných odpovědí, nebo jejich kombinací, a dalšími způsoby.

Členění výukových programů

Členění výukových programů lze provádět podle různých hledisek, přičemž za základní jsou považována zejména funkční a obsahové kritérium, tj. rozdělení programů jednak podle jejich funkcí a jednak podle vyučovacích předmětů, pro které byly vypracovány.

Funkční hledisko

Funkční hledisko vychází z vymezení základních funkcí výukových programů. Podle tohoto kritéria můžeme programy rozdělit na dvě základní skupiny:

a) Monofunkční programy, které zajišťují pouze jednu funkci, např. textové výukové programy určené k výkladu učiva, které nahrazují tradiční učebnice.

b) Multifunkční programy, které zajišťuji více funkcí, nejen vlastní výklad látky, ale i její procvičení, kontrolu správnosti odpovědí nebo výpočtu, simulaci, atd.

Podle dominantní funkce výukových programů je můžeme rozdělit multifunkční programy např. na tyto základní skupiny:

Programy k výkladu učiva, převážně textové, které v zásadě suplují tradiční učebnice. Např. encyklopedické programy typu: jak věci pracují, naučné slovníky, dějepisné, zeměpisné a podobné programy. Předpokládají zpravidla úvodní výklad učitele. Jejich výhodou je možnost využití rozsáhlých databází, možnost tisku a grafické úpravy vybraných textů, atd. Základní nevýhodou je nízká aktivita žáka v interakci s počítačem, únavnost čtení rozsáhlých textů, atd.

Programy k procvičování učiva, zpravidla spojené s možností oprav, testování a hodnocením znalostí. Hlavní výhodou je odstranění zdlouhavé, monotónní, rutinní práce učitele, a objektivita hodnocení počítačem. Mezi nevýhody patří jistá dehumanizace procvičování a opakování učiva.

Demonstrační a motivační programy, které otevírají široké možnosti pro demonstraci učiva, umožňují promítat nejrůznější výukové firmy, schémata, grafy, animace obrázků apod. Motivační funkce programů je nejen v tom, že výuka je poutavá a aktivuje žáky, ale i v tom, že umožňují např. při výuce matematiky odvozovat matematický aparát potřebný k vytvoření geometrických obrazců v geometrii.

Simulační programy, které umožňují nahradit pokusy s reálnými objekty, které mnohdy nelze předvést experimentálně, modelovou simulací dějů probíhajících v předem stanovených podmínkách. Uplatňují se zejména ve fyzice, chemii,  biologii a matematice. Spoří čas a přispívají k snazšímu pochopení daných zákonitostí.

Programy řízení experimentů a procesů, kdy počítač snímá pomocí čidel např. hodnoty napětí, proudu teploty apod. a naměřené hodnoty statisticky a graficky vyhodnocuje. Hlavní oblastí aplikace těchto programů je ovšem komplexní automatizace a robotizace výrobních procesů, zejména v průmyslu a dalších národohospodářských odvětvích.

Programy pro zpracování databází, které je možné ve výuce využívat jednak napojením na tuzemské a zahraniční informační systémy prostřednictvím Internetu a jednak budovat vlastních malé databáze, přizpůsobené potřebám výuky.

Počítačové hry, které mají mezi výukovými programy do určité míry specifické postavení. Jsou z didaktického hlediska hodnoceny značně rozporně. Převládá názor, že k jejich hodnocení je nezbytné přistupovat diferencovaně. Kromě her s jednoznačně převažujícím negativním výchovným dopadem (válečné a akční 3D hry) má nesporně řada počítačových her, zejména v předškolní výchově a na prvním stupni své oprávnění, v duchu známé didaktické zásady J. A. Komenského škola hrou.

Obsahové hledisko

Obsahové hledisko, ve kterém členění výukových programů vychází z předmětů výuky nebo jejich skupin vymezených na různé úrovni obecnosti. Z obsahového (předmětného) hlediska můžeme výukové programy rozdělit v zásadě na:

a)      Jednoúčelové, které jsou využitelné v zásadě jen pro výuku jednoho předmětu, např. matematiky, bez možnosti širší aplikace.

b)      Víceúčelové, větvené, diferencované, které je možné využít např. ve výuce matematiky a fyziky nebo dějepisu a občanské nauky, výpočetní techniky a informatiky, apod.

Kromě uvedených dvou základních kritérií členění programů podle jejich funkce a obsahu, která můžeme z metodického hlediska považovat za nejdůležitější lze uplatnit i další hlediska třídění, ke kterým lze zařadit např. autorské hledisko, které rozlišuje výukové programy podle toho, zda jsou výsledkem práce speciálních profesionálních týmů odborníků (pedagogů, didaktiků, psychologů, programátorů, výtvarníků, počítačových grafiků, hudebníků, aj.) nebo byly vytvořeny uživateli: žáky ZŠ, studenty SŠ, studenty pedagogických a dalších fakult v rámci seminárních a diplomových prací, učiteli na jednotlivých stupních škol, případně jinými autory, pro které je programování amatérskou zálibou.

Dalším kritériem může být např. uživatelské hledisko, které určuje pro kterou skupinu uživatelů je program určen (pro žáky, studenty, dospělé atd.). Členění podle toho hlediska není ortodoxní a určité programy mohou být víceúčelové, vypracované v různých verzích a sloužit jak pro děti a mládež, tak pro vzdělávání dospělých nebo přípravu učitelů, i když programy pro jednotlivé skupiny by měly respektovat specifické požadavky vymezeného okruhu uživatelů.

V neposlední řadě můžeme rozdělovat programy podle technických nároků na typ a vybavení počítače. Pro každý program nebo skupinu programů musí být jednoznačně vymezeno pro jaký typ počítače jsou určeny, jaké technické parametry musí splňovat, jaká další přídavná a periferní zařízení jsou pro fungování programu nezbytná a na jakém paměťovém médiu je program poskytován.

Uvedená hlediska nevyčerpávají všechny přístupy k členění výukových programů a jednotlivé pohledy na tuto problematiku se různí.

Kontrolní otázky:

Jak rozdělíme výukové programy podle funkčního hlediska?

Projděte výukové programy, které máte k dispozici ve škole a zkuste je zařadit podle funkčního i obsahového hlediska.

Jak byste vaše programy zařadili z hlediska uživatelského a technického?

Požadavky na výukové programy

Programů, které by vyhovovaly náročným kritériím kladeným na výukový program není mnoho. Takovýto program by totiž měl splňovat následující požadavky:

• respektovat didaktické zásady,
• uživatelsky přívětivé prostředí,
• jednoduché a přirozené ovládání,
• ovládání v češtině,
• kvalitní dokumentace,
• rozumná cena,
• multimediální obsah.

Výhody a nevýhody vzdělávání prostřednictvím počítače

Jak bylo popsáno výše, využití výukových programů může být různorodé. Nejdůležitější roli hraje kvalita výukového programu. A to nejen správnost uvedených faktů, ale správný postup, dodržení didaktických zásad při tvorbě daného výukového programu. Můžeme se zamyslet nad tím, jaké výhody a nevýhody přináší využívání výukových programů.

Výhody vzdělávání prostřednictvím počítače:

1. Učení je poutavé a názorné. V programu jsou správně využity barevné obrázky, animace, videosekvence, hypertexty.
2. Učení je interaktivní. V programu je zahrnuta kontrola správných odpovědí, výběr způsobu průchodu programem.
3. Vlastní tempo. Uživatel prochází programem rychlostí, která mu vyhovuje.
4. Vlastní čas. Možnost spuštění programu v době, která vyhovuje uživateli.
5. Psychologická účinnost. Program má logické a strukturované uspořádání látky, rozdělení na kroky, efektivita.
6. Hodnocení výkonu uživatele počítačem je vnímáno jako spravedlivé (počítač si nezasedne).
7. Atraktivnost - děti pracují s počítačem většinou rády.
8. Učení může být zábavné. Dobře udělaný program dítě pobaví.
9. Užíváním PC dítě začíná považovat počítač za přirozený prostředek získávání informací a komunikace.

Je třeba vidět nevýhody a rizika:

1. Při příliš častém používání - namáhání zraku a nežádoucí omezení pohybových aktivit.
2. Vzdělávání prostřednictvím počítače zatím příliš nerozvíjí schopnost verbální komunikace.
3. Sociálně slabší rodiny nemohou dítěti počítač a výukový program zakoupit, takže není možné, aby učitel zadal žákům úkol – prostudování určité látky prostřednictvím počítače.
4. U počítačových her může hrozit až nebezpečí gamblerství.
5. Počítačová kriminalita – nelegální užívání software, neoprávněné průniky, tvorba virů.

Korespondenční úkol:

Doplňte další výhody a nevýhody využití výukových programů. Jak to vidíte vy? Vypracujte tabulku výhod a nevýhod, kterou zašlete tutorovi v předepsaném termínu.

Korespondenční úkol:

Seznamte se s libovolným výukovým programem, který máte ve škole nebo který získáte z internetu, prostudujte jeho možnosti a potom sepište výhody, nevýhody daného programu a možnosti jeho využití včetně doporučení, kdy a v jakém předmětu tento program využít.

Počítačové hry

Počítačové hry jsou skupinou programů, která je na počítačích v domácnostech určitě nejvíce rozšířena a právě díky jejich různé kvalitě dochází k nejvýraznějšímu ovlivňování dětí negativním způsobem.

Počítačové hry můžeme rozdělit například do těchto kategorií.

Logické hry – vyžadují logické přemýšlení a často je také pomáhají vytvářet. Většinou nemají žádný negativní vliv.

Hry s výukovým podtextem – „škola hrou“, např. skládačky států.

Adventury (chodičky) – hrdina prochází fiktivní zemí a protivníka fyzicky likviduje. Patří zde i hry bojové. Hlavně takové hry mají negativní vliv na žáky, protože se zde objevuje násilí.

Simulátory – hráč se stane pilotem formule F1 nebo třeba stíhacího bombardéru.

Strategické hry – tady patří hry budovatelské (podnikatelské) a válečné. Stavění města, silnice nebo budování válečných základen a rozmístění raket.

„Střílečky“, bludiště – cílem je rozstřílet protivníky, popřípadě projít cizí základnu a zlikvidovat protivníka.

Kontrolní otázky a úkoly

Jaké pozitiva vidíte ve výukových programech?

Vyjmenujte negativní stránky využívání výukových programů.

Jaké výukové programy jste ve své výuce použili? Zdálo se Vám, že tuto změnu přijali žáci pozitivně?

Zjistěte, které výukové programy vaše škola vlastní.

Najděte na www stránkách volně šiřitelné výukové programy a zjistěte, zda by bylo možné je využít na vaší škole.

Shrnutí

Využívání výukových programů ve škole nebo v domácí přípravě na vyučování má své kladné, ale i záporné stránky. Je důležité vybírat při nákupu takové programy, které jsou vytvořeny podle didaktických zásad a jsou určeny pro konkrétní věk žáka, studenta.

Využívání výukových programů bude v budoucnosti jistě rozšířenější než nyní. Přispívá k tomu stále se vyvíjející informační technologie a skutečnost, že počty počítačů v rodinách se zvyšují.

Vždy je třeba zvážit, kdy a jaký výukový program je vhodné použít.

Multimediální programy

Cíl:

Po nastudování následující kapitoly budete seznámeni s principy multimediálních programů, s jejich možnostmi a využitím.

Klíčová slova:

Multimédia, videosekvence, zvuk, grafika.

Počítače v dnešní době dokáží přehrávat zvuk, dokáží zobrazit obrázek, přehrát a editovat videozáznam a umí počítat trojrozměrnou grafiku v reálné čase. Spojením obrazu, zvuku a videosekvence vznikl nový směr v oblasti výpočetní techniky – multimédia.

Multimédia se stala velmi populární oblastí právě díky nenásilné formě podávání informací. Multimediální encyklopedie a příručky obsahují informace uspořádané takovým způsobem, jaký u běžně tištěných knih není možný. Jedná se především o hypertextové odkazy, různé prohledávací mechanismy a zejména o interaktivní komunikaci – tj. možnost zasahovat, usměrňovat a plně řídit tok přijímaných informací.

Existují stovky multimediálních encyklopedií, jež obsahují obrovské množství oborů lidské činnosti. Zpočátku vycházely především všeobecné multimediální encyklopedie, ale postupem času se multimediální programy stále více specializují na konkrétní oblast – od anatomie, přes zoologii až po strojírenství.

Jaké vlastnosti mají dobré multimediální programy

Oblíbené multimediální programy mají většinou tyto vlastnosti, jsou :

Interaktivní: multimediální programy jsou tzv. interaktivní. Znamená to, že komunikují s uživatelem. Uživatel určuje směr, kterým se program bude ubírat, může zasahovat do chodu programu, ovlivňovat zobrazovaná témata, zadávat potřebné údaje a podobně.

Graficky zpracovány: programy jsou většinou zpracovány a podány v kvalitní „líbivé“ počítačové grafice. Informace je tak podána nenásilnou a názornou formou a práce s multimediálním programem je často zábavná a poutavá.

Názorné s jednoduchým ovládáním: důležitá vlastnost nejen multimediálních programů. Jednoduché a hlavně intuitivní ovládání umožňuje rychlý pohyb a orientaci v programu.

Hypertextové: podobně jako u internetových stránek je i v multimediálních programech s oblibou používán hypertext. Prostřednictvím hypertextu se lze plynule dostat z jednoho tématu do jiné tématické oblasti pouhým klepnutím myši.

Zvukové s videosekvencemi: dnes naprosto samozřejmá součást každého většího multimediálního projektu. Audiovizuální prvky zatraktivňují program a činí ho poutavějším.

Výhody a nevýhody multimediální programů

Oblast multimediálních výukových programů dnes zahrnuje širokou nabídku titulů v oblasti vzdělávání. Využití grafiky, animace, zvuku a videa představuje novou škálu možností pro výklad v různých studijních oborech. Výukové programy pro nejmenší, tj. děti v mateřských školách jsou spíše hrou. Děti se formou hry učí počítat, poznávat barvy a mohou procvičovat svůj postřeh.

Pro žáky základních a středních škol jsou výukové programy rozděleny podle předmětů.

Následující tabulka porovnává výhody a nevýhody běžné knihovny s multimediálním programem :

Požadavky na multimediální počítač se mění velice rychle. Souvisí to s přicházením stále nových a náročnějších programů. Multimediální souprava obsahuje:

• zvukovou kartu,
• čtecí jednotku CD-ROM,
• sluchátka, reproduktory,
• příslušný software.

Při nedostatečném výkonu počítače mohou nastat při spuštění multimediální programu různé potíže. Například:

• úplné nespuštění programu,
• trhaný obraz při sekvencích,
• dlouhá doba čekání na odezvu,
• nedefinovatelné havárie v průběhu spouštění.

Shrnutí:

multimédia spojují zvuk, video, animaci, text, mluvené slovo,

interakce umožňuje uživateli zasahovat do průběhu programu, volit postup pro další práci,

multimediální programy mají široký okruh využití, právě v oblasti výukových programů,

multimedia mluví česky,

nedostatečné vybavení počítače způsobuje problémy s využíváním výukových multimediálních programů.

Vzdělávání pomocí počítače

Cíl:

Cílem této kapitoly je obecně se seznámit jak s některými nevýhodami a riziky při vzdělávání pomocí počítače, tak s výhodami využití počítačů.

Klíčová slova:

Riziko, psychika, komunikace.

Pojmy k zapamatování:

• schopnost improvizace,
• individualismus,
• komunikace a interakce,
• sociální cítění,
• komunikativní funkce,
• nonverbální komunikace,
• psychická a sociální závislost,
• realita, fikce, simulace,
• studijní skupina, studijní projekt,
• multimediální prostředky,
• názorná animace, filmové sekvence,
• virtuální programy,
• aplikace virtuální reality.

Nevýhody a rizika

Rizika v intelektuální oblasti

Myšlení se stává logičtějším, analytičtějším, přesnějším, avšak v nejednom případě se ztrácí fantazie a schopnost rychlé adaptace na proměňující se situace, tedy schopnost improvizace.

Rizika sociální

Projevuje se v tom, že čím intenzivnější je práce s PC, tím více se ztrácí schopnost umět mluvit a jednat s lidmi, pracovat v týmu. Projevuje se odtrženost a osamocení vedoucí k přespřílišnému individualismu.

• Práce s PC je prací silně individualizovanou, neposkytuje mnoho prostoru k týmové práci (i když za určitých podmínek je rovněž možná).
• Značně je omezena přirozená komunikace a interakce mezi lidmi, neboť člověk komunikuje s technickým prostředkem – s lidmi pouze zprostředkovaně.
• Technika do určité míry narušuje sociální cítění lidí, které je nezbytným předpokladem lidského soužití.

V posledních letech došlo k proměně funkce prostředků výpočetní techniky. Začíná převažovat funkce komunikativní – zejména u studentů, kteří PC využívají k získávání nejrůznějších informací a ke komunikaci i s lidmi sobě naprosto neznámými prostřednictvím Internetu a emailu. Na první pohled se tedy může zdát, že uvažované sociální riziko je silně oslabeno. Při podrobném zkoumání zjišťujeme, že prostřednictvím Internetu se mohou utvářet i poměrně velké skupiny lidí (vědecké, pracovní aj.), zpravidla je však komunikace mezi členy těchto skupin značně anonymní, není tedy v plné míře komunikací mezi lidmi z masa a kostí, ale je to komunikace lidí „bez tváře“. Chybí komunikace nonverbální (mimika, gesta, výraz očí aj.).

Obdobně lze hovořit o elektronické poště. Rovněž tato široce využívaná komunikace nemá plný lidský rozměr. (Nemá např. lidský hlas.) Je silně anonymní, takže vede např. ke ztrátě přirozeného studu (stačí si pročíst některé dopisy, jaké by nikdo neposlal, kdyby psal rukou).

Sociální vztahy mohou být tedy značně široké, avšak mnohdy anonymní. Nehrozí ovšem až tak obávané přílišné odcizování se lidem a ztráta lidských kontaktů. I když jsou tyto kontakty přece jen jiné než kontakty bezprostřední. Je tedy třeba podotknout, že práce s PC umožňuje daleko větší lidskou aktivitu než pasivní sledování televizních obrazovek a že televize může být mnohem větším nebezpečím pro sociální sféru než výpočetní technika.

Na druhé straně je nutné si uvědomit, že se počítač pro některé skupiny lidí právě může stát zprostředkovatelem komunikace (zdravotně postižení občané).

Rizika zdravotní

Někteří studenti a žáci pociťují určité zdravotní problémy, zejména bolesti očí, páteře, bolesti hlavy, zvýšenou únavnost.

Suchost anebo nadměrné slzení očí, rozostřené vnímání písma – tyto zrakové dysfunkce může způsobit i počítač. Proto pro jeho pravidelné používání platí několik zásad:

• Monitor by měl být umístěn zhruba 50 – 70 cm od obličeje, jeho horní část ve výši očí. Pro minimalizaci nadměrné zátěže očí je nutno volit režim zobrazení s dostatečnou obnovovací frekvencí obrazu (alespoň 70 Hz).
• Jasnost pozadí by měla být ztlumena natolik, aby nešlo rozeznat rastr obrazovky.
• Volit vhodné barevné kombinace (např. modrá barva na temném pozadí), vhodný jas a kontrast.
• Velikost písma na monitoru by měla být co největší. Studie z minulých let ukazují, že používání menšího písma vede ke zvýšení krevního tlaku a vyšší úrovni stresu.
• Monitor by neměl být umístěn před oknem ani proti oknu. Nejlepší je nepřímé osvětlení s rozptýleným světlem.
• Nábytek by měl být z málo odrazových materiálů, aby se zamezilo vzniku odrazů a odlesků.

Bolesti páteře, zad, vadné držení těla minimalizujeme např.:

• Správným umístěním stolní desky (výška nad podlahou zhruba 70 cm) a její správnou velikostí (šířka alespoň 80 cm, hloubka minimálně 70 cm).
• Správnou polohou klávesnice (níže než pracovní deska stolu).
• Prostorovým rozvržením pracoviště (vycházíme z rozměrů lidské postavy), umístěním příslušenství v našem dosahu.
• Vhodnou výškou židle.
• Přestávkami v práci.

Riziko návykové

Zde nejde o typickou závislost jako např. u alkoholu, drog apod., tj. závislost podmíněnou biologicky, ale o závislost psychickou a sociální. Tato závislost vytěsňuje některé stránky lidské psychiky spojené se schopností člověka pohybovat se v lidském světě. Tento svět je nahrazován světem odcizeným, postrádajícím lidské teplo.

Různý stupeň ovládání práce s PC u studentů a žáků

Mnozí žáci a studenti přicházejí do škol poměrně dobře připraveni na práci s PC, jen v ojedinělých případech práci s PC neovládají vůbec. Měla by být proto časově omezená řízená výuka (základní kurs) a místo ní by se mělo věnovat více pozornosti individuální práci žáků a studentů. Pro učitele z toho plyne požadavek věnovat se formulaci úkolů při samostatné či kolektivní práci. Pověřovat studenty získáváním hodnotných informací prostřednictvím Internetu, směřovat Email do kontaktu s jinými studenty na odborná témata aj.

Gamblerství

Je nutné, aby především rodiče měli kontrolu také nad obsahem počítačových her. Jsou-li hry nepřiměřeně brutální, dítě pak nemusí zcela správně odlišit realitu od počítačové fikce. Následně pak může násilí okoukané z počítačových her použít na své okolí. Jisté nebezpečí skrývají taká hry simulující jízdu v autě nebo řízení letadla, protože mohou vyústit v poruchu koordinace pohybů či v nevolnost. Pozor také na blikající světla, ty mohou u disponovaných osob vyvolat epileptický záchvat.

Rodič by měl mít rozhodně vždy kontrolu nad tím, kolik času dítě u počítače tráví a čím se zaobírá.Přispěje tomu umístění počítače na dobře viditelné místo.

Kriminalita

Zde jde především o nelegální kopírování a přepalování CD, programů aj. Mnohé to svádí také k tomu, že si touto činností přivydělávají, což je trestné.

Kontrolní otázky:

Které schopnosti jsou ohroženy v intelektuální oblasti?

Jak se mění komunikativní funkce prostředků výpočetní techniky?

Jaká je prevence zdravotních problémů při práci u počítače?

Jak se může projevovat závislost člověka na počítači?

Úkoly k textu:

Prohlédněte si vlastní pracoviště u počítače a pokuste se určit zda minimalizuje zdravotní rizika.

Výhody a klady

Samostatnost

Samostatnost (dítě vnímá počítač jako přirozený prostředek získávání informací). Jde o to, aby žák mohl použít počítače jako encyklopedie, mapové databáze, prohlédnout si v nich sluneční soustavu či atomovou elektrárnu. Dokáže-li dítě vyhledat např. v databázi mapy světa měsíční průběh srážek a teplot v různých místech na Zemi, samo porovnání těchto údajů jej může dovést k poznání, že např. v tropech se nestřídají roční doby a že tam existuje období dešťů apod. Takovéto vědomosti mají daleko větší trvanlivost a žák si osvojí i způsob jejich získávání.

Spolupráce a komunikace

Jde o spolupráci mezi žáky – buď v rámci jedné třídy, kdy např. jednotlivci vyhledávají různé informace a pak si je vzájemně předávají a společně o nich diskutují, nebo v rámci školy při přípravě a zhotovování různých projektů. Jde rovněž o komunikaci s žáky a studenty jiných škol prostřednictvím Internetu a emailu – sběr informací a jejich výměna, či s dalšími neznámými lidmi (studijními, pracovními, příp. vědeckými skupinami). Patří sem i zapojení do mezinárodních žákovských či studentských projektů.

Všestranný rozvoj dítěte

Na všestranný rozvoj dítěte od nejútlejšího věku mohou mít kladný vliv mnohé počítačové hry – je však velmi důležitý jejich správný výběr také s ohledem na věk dítěte. Jde především o hry poučné, hry podněcující dětskou fantazii a hry rozšiřující vědomosti.

Hry strategické učí komunikaci se světem a jeho ovládnutí, a jde tedy při nich o počátky řídící činnosti.

Simulační hry jako tenis, řízení letadla, fotbal apod. umožňují získat přesnost, bystrost a schopnost rychlé reakce.

Předpokladem ovšem je, aby se rodiče na výběru her podíleli, dohlíželi, jestli u programu dítě netráví příliš mnoho času, a kontrolovali, čím se ještě zabývá.

Pomoc při domácí přípravě

Počítač může být při domácí přípravě dobrým pomocníkem, rodiče by se však měli snažit najít svým ratolestem na počítači takové aktivity, které by jim byly prospěšné – je-li dítko slabé v českém jazyce, mohou pořídit program na výuku gramatiky, na monitoru se dítě může naučit kreslit nebo lépe zvládat matematiku.

Poutavost, pestrost, kreativita, zajímavost

Využití multimediálních prostředků, např. vhodně sestavené obrazovky, programů, názorné animace, filmové sekvence, zvukové vstupy.

Možnost využití simulačních programů.

Interaktivnost

Školicí a vzdělávací programy jsou doplněny různými interaktivními úkoly k prohloubení poznatků a k zapamatování si učiva, tzn., že student musí podle předcházejícího výkladu správně splnit úkol, který prověří, jestli výklad byl pochopen správně. Učební materiál si student může opakovat neomezeně, vybírat potřebné kapitoly a má ho neustále k dispozici.

Kontrola

Žák či student má možnost sledovat průběh vzdělávání a výsledky zvládnutí jednotlivých etap. Stejnou možnost má rovněž učitel. Ten si o průběhu vzdělávání svých žáků může vést záznamy a výuku individuálně upravovat.

Spravedlivé hodnocení

Při hodnocení je vyloučena subjektivita vyučujícího. Hodnocení probíhá na základě výpočtu a provádí ho počítač. Mnohdy bývá součástí vzdělávacího programu.

Existují ovšem případy, kdy hodnocení pomocí počítače vhodné není.

Možnost vzdělávání tělesně postižených

Existují speciální programy pro osoby s různým postižením, např. pro dyslektiky, hluchoněmé apod.

Existují  také možnosti využití virtuálních programů pro vozíčkáře a také pro lidi, kteří jsou upoutáni na lůžko – současné aplikace virtuální reality pracují se zrakem, sluchem a hmatem. Postižený člověk tak může např. cestovat, sportovat, sjet si virtuálně třeba niagarské vodopády, náročnou sjezdovku v Alpách či zažít jiné dobrodružství. (Jde o tzv. pasivní aplikace – fungují jako film – nelze je ovlivňovat.)

Aktivní aplikace

Zařízení v tomto případě dovoluje virtuální prostředí libovolně zkoumat. Je možno se v něm pohybovat, prohlížet si ho ze všech stran, slyšet odpovídající zvuk.

Tento stupeň se prakticky používá např. k vyvolání dojmu, který může mít určitý léčebný efekt u pacientů postižených fobiemi nebo duševními poruchami.

Může sloužit k prezentaci virtuálních uměleckých děl, pro vizualizaci informací v různých oborech (např. trojrozměrné zobrazení funkcí více než dvou proměnných apod.) aj.

Simulace – letecké trenažéry, ovládání robotů na dálku (hašení požáru), simulace střelby aj.

Dostupnost

Vzdělávání může probíhat v libovolné době – využívá se spíše ve firmách (zaměstnanec se vzdělává tehdy, kdy mu to vyhovuje) nebo doma.

Nízké náklady

Platí hlavně pro firmy. Jde o eliminaci nákladů na vzdělávání souvisejících s pronájmem místností, cestováním, ztrátou času apod.

Kontrolní otázky:

Jak lze rozvíjet komunikaci pomocí počítače?

Co je to interaktivnost a jak se projevuje

Co je důležité při domácí přípravě pomocí počítače?

Jaký je rozdíl mezi pasivními, aktivními a interaktivními aplikacemi?

Úkoly k textu:

V jaké oblasti může být ohrožen všestranný rozvoj dítěte?

Pokuste se objasnit vztah počítačových her k realitě a naopak.

Shrnutí kapitoly:

Závěrem lze říci, že vzdělávání pomocí počítače s sebou přináší určité nevýhody a rizika. Jsou však známy způsoby, kterými je lze minimalizovat.

Na druhé straně takové vzdělávání přináší mnoho výhod a předností a bylo by škoda je nevyužívat.