Využití autorských nástrojů k tvorbě fyzikálních modelů a simulací

Mgr. Jaroslav KOREŠ

Disertační práce

Use of Authoring Tools to Create Physical Models and Simulations

Anotace:

Práce se zabývá možnostmi využití autorských nástrojů ve výuce fyziky, zejména při vytváření fyzikálních modelů a simulací, a jejich přínosem pro jednotlivé oblasti výuky. Využívání autorských nástrojů je v práci úzce diskutováno v souvislosti s didaktickými teoriemi konstruktivismu a didaktickými znalostmi obsahu. Konkrétní obsah těchto teorií a důvody jejich propojení se sledovaným tématem jsou uvedeny v teoretické části práce. Zde je také zmapován současný stav vývoje ICT nástrojů s přihlédnutím k jejich možnému uplatnění při výuce fyziky. Jsou uvedeny některé vybrané autorské nástroje i s příklady jejich využití. V stěžejní experimentální části práce jsou nejdříve formulovány výzkumné otázky a příslušné výzkumné hypotézy. Ty budou pak v rámci výzkumu testovány. Výzkumná otázka zněla: "Vede využití autorských nástrojů k prokazatelnému zlepšení výsledků žáků v oblasti pochopení a aplikace učiva?". Důvod této formulace a příslušné hypotézy jsou v práci uvedeny. Na základě výzkumných hypotéz byl zvolen výzkumný přístup a použitá metoda - v tomto případě (didaktický) experiment. Do výzkumu byly zapojeny různé školy a učitelé. Obsahem testování vlivu autorských nástrojů byly i různé oblasti fyzikálního vzdělávání. Jednotlivé experimenty a jejich výsledky jsou popisovány v samostatných kapitolách. Součástí každého popisu je i didaktický rozbor vybrané simulace a zdůvodnění smyslu využití autorského nástroje v daném případě. U každého experimentu jsou uvedeny zjištěné hodnoty statistické pravděpodobnosti potvrzující/vyvracející testované hypotézy. V závěru práce je provedeno celkové zhodnocení experimentů a na tomto základě jsou doporučeny způsoby implementace autorských nástrojů do výuky. Některé další návrhy na využití autorských nástrojů, jdoucí za rámec experimentu, vycházejí z autorovy osobní zkušenosti a výukové praxe. Je doporučeno věnovat opomíjené problematice autorských nástrojů ve výuce větší pozornost v dalším didaktickém výzkumu.

Abstract:

This thesis deals about the use of authoring tools in physics, especially in creating physical models and simulations, and their contribution to different areas of teaching. The use of authoring tools is in the thesis closely discussed in connection with the teaching theories of constructivism and pedagogical content knowledge. The specific content of these theories and the reasons for their links to reference topics are listed in the theoretical part. Here is the survey of the current state of ICT tools with regard to their potential application in the teaching of physics. These are some examples of the selected authoring tools and examples of their use. In the experimental part of the thesis are first formulated research questions and the research hypotheses. That will be tested in the research. The research question was: "Has the use of authoring tools significant improvement in pupils' understanding and application of the curriculum?". The reason for this formulation and relevant hypothesis are described in the paper. Based on the research hypotheses was chosen research approach and used method - in this case pedagogical experiment. In the research were involved in various schools and teachers. The content of testing the effect of authoring tools were also different curriculum in physical education. Individual experiments and their results are described in separate chapters. In each description is a didactic analysis and justification of the selected used simulation maded by authoring tool. For each experiment, the values are given statistical probability of confirming/rejecting the hypothesis. In conclusion, the overall evaluation experiments and on this basis are recommended ways to implement authoring tools into teaching. There were described some other suggestions to use authoring tools, going beyond the experiment, based on the author's personal experience and teaching practice. It is recommended to dedicate neglected issue of authoring tools in teaching more attention in other pedagogical research.

Klíčová slova

Algodoo, autorský nástroj, didaktické znalosti obsahu, experiment, fyzika, ICT, konstruktivismus, Yenka.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 31. 10. 2013

Zveřejnit od: 31. 10. 2013

Obhajoba závěrečné práce

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Pedagogická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Specializace v pedagogice / Informační a komunikační technologie ve vzdělávání