Robotická stavebnice jako prostředek pro rozvoj abstraktního myšlení žáků základní školy

Abstract

Disertační práce se věnuje oblasti edukační robotiky a využití robotických stavebnic ve vzdělávání. Jejím hlavním cílem bylo zjistit, jaký je aktuální stav výuky robotiky na základních školách v České republice a jak si žáci počínají při řešení úloh s robotickou stavebnicí. Za účelem naplnění hlavního cíle byly provedeny tři dílčí výzkumné studie. V první studii byly analyzovány státní kurikulární dokumenty pro české základní školství. Cílem bylo zmapovat, jaký mají robotické stavebnice potenciál pro začlenění do výuky. Výsledky byly porovnány s obsahem kurikulárních dokumentů Slovenské republiky, abychom zjistili, zda je ve výuce robotiky v těchto dvou historicky spjatých zemích podobné nastavení. Druhá výzkumná studie byla zaměřena přímo na vyučující. Jejím cílem bylo zjistit, analyzovat a popsat stávající stav výuky robotiky na českých základních školách. Studie zároveň mapovala postoje učitelů k výuce robotiky, jejich informovanost, metodické a technické zázemí školy s ohledem na chystané změny v kurikulu. Zvláštní zřetel byl věnován robotickým stavebnicím. Použili jsme metodu dotazníkového šetření. Oslovili jsme vybrané základní školy a víceletá gymnázia po celé České republice. Celkem bylo osloveno 3911 škol, ze kterých jsme získali 360 odpovědí. V rámci třetí výzkumné studie bylo naším cílem zjistit, jak si žáci základní školy počínají při řešení úloh ze školní robotiky. Zaměřili jsme se zejména na úlohy obsahující prvky abstrakce, jejichž náročnost se ve sledu úloh postupně zvyšuje. Vytvořena byla specifická testovací sada patnácti úloh, které byly primárně zaměřeny na pohyb sestaveného robota v prostoru. Vzhledem k povaze úloh museli žáci při řešení zapojovat své abstraktní myšlení. Tento fakt jsme brali na zřetel při volbě cílové skupiny. Na základě poznatků z vývojové psychologie byli zvoleni žáci 6. ročníku, kteří se v rámci svého psychomotorického vývoje nachází na začátku stádia formálních operací. Průběh testování byl podrobně zaznamenáván a byl z něj pořizován videozáznam. Získané výsledky nám napomohly zmapovat, jak jsou žáci schopní adaptace v programovacím prostředí LEGO Mindstorms EV3 bez předchozích znalostí, kde nejčastěji chybují, jak si poradili s různými programovacími koncepty, jak se vyvíjí jejich pozornost a chování v průběhu testování nebo například zda se dají vysledovat některé faktory, které ovlivnily jejich dosažené výsledky. Závěry disertační práce byly zaměřeny především na rozbor počínání žáků v průběhu testování. Na jejich základě byla formulována některá doporučení, která mohou v počátcích usnadnit výuku robotiky a upozorní vyučující na problematické faktory.