Podpora technického vzdělávání pomocí počítačem řízených strojů

Mgr. Pavel MOC

Doctoral thesis

Support for technical education using computer-controlled machines

Abstract:

Programování počítačem řízených strojů je v dnešní době spíše záležitost odborných, technicky zaměřených středních škol, kam je v rámci přípravy na budoucí povolání toto učivo zařazováno. V následujících letech lze ovšem předpokládat značný rozmach robotizace nejen v průmyslu, ale i v běžném životě. Výzkum zkoumá úroveň schopnosti žáků, jaké jsou schopni dosáhnout na PLC automatu. Následně budou vyhodnoceny výsledky, zda je možné PLC automat na ZŠ použít a případně s jakou náročností. Ve výzkumu se zkoumá více proměnných, především v oblasti motivace žáků a profesní orientace. Cílovou skupinou výzkumu jsou žáci základních škol ve výuce Informatiky a Technické výchovy. Základní otázkou, na kterou se hledá odpověď, zda je pro nadcházející populaci potřeba zaměřit se na programování strojů již na základní škole nebo zda ponechat tuto problematiku až na střední odborné školy. Prozatím se domníváme, že s výukou programování počítači řízených strojů by se mělo začít co možná nejdříve, tzn. na základní škole, neboť tím se zvyšuje šance na objevení technicky zaměřených talentů z řad žáků základních škol a zároveň se tím zvyšuje i motivace. Dílčím přínosem práce je navržení metodiky pro výuku programování a práce s počítačem řízených strojů již na základní škole a její ověření v praxi. Toto považujeme za velmi důležité, neboť by se mnozí žáci mohli již v raném věku na základě získaného zájmu rozhodnout pro studium technických oborů na středních školách. Závěrem lze tvrdit, že algoritmizace, dovednost chápat pracovní postupy strojů se schopností jejich programování - řízení, by měla být přinejmenším zkoumána s ohledem na předpokládaný budoucí technologický rozvoj v oblasti počítačem řízených strojů, který již avizuje další vědeckotechnická revoluce - Průmysl 4.0.

Abstract:

Programming of computer-controlled machines is currently the domain of secondary schools with a technical focus, where it is taught as part of preparation for future careers. In the coming years, however, it is possible to expect a significant increase in the use of robotics not only in industry, but also in everyday life. The research investigates the level of ability of students to achieve on a PLC (Programmable Logic Controller) machine. The results will then be evaluated to determine whether it is possible to use a PLC machine in primary schools, and if so, with what level of difficulty. The research investigates a number of variables, primarily in the areas of student motivation and career orientation. The target group for the research is primary school students in the computer science and technical education curriculum. The main question to be answered is whether it is necessary for the next generation to focus on machine programming in primary school, or whether this issue should be left to secondary vocational schools. We believe that programming of computer - controlled machines should be introduced as early as possible, i.e. in primary school, as this increases the chances of discovering technically-oriented talents among primary school students and also increases motivation. A partial contribution of the work is the development of a methodology for teaching programming and working with computer - controlled machines in primary school and its verification in practice. We consider this to be very important, as many students could decide to study technical subjects in secondary schools based on their acquired interest at an early age. In conclusion, it can be argued that algorithms, the ability to understand the working processes of machines and the ability to program and control them, should at least be investigated in light of the expected future technological development in the field of computer-controlled machines, which already foreshadows the next scientific and technological revolution - Industry 4.0.

Keywords

CNC soustruh, CNC frézka, 3D tiskárna, vzdělávání na základních školách, stroje, technika, inženýrství, matematika, algoritmizace, počítačem řízený stroj, programovatelný logický automat, PLC, informační a komunikační technologie.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 10. 2023

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Prof. PaedDr. Jarmila Honzíková, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Education

Doctoral programme / field:
Specialization in Pedagogy / Information and Communication Technologies in Teaching