Inovativní přístupy ve výuce informatiky: podpora žáků s lehkým mentálním postižením

Foto zdroj: Freepik

Aktualizace digitálního vzdělávání: Revize ICT v základním vzdělávání pro 21. století

Výuka informatiky, která odráží rychlý vývoj v oblasti digitálních technologií, se v současné době stala jednou z priorit českého školství.

Revize informačních a komunikačních technologií (ICT) v Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání, schválená usnesením vlády ČR v roce 2014, má za cíl aktualizovat vzdělávací obsah nezměněný od roku 2005 a zlepšit digitální kompetence žáků základních škol a nižších stupňů víceletých gymnázií. Tato revize reaguje na rostoucí význam digitálních technologií ve společnosti a usiluje o rozvoj informatického myšlení, nezbytného pro úspěch v osobním, společenském i pracovním životě. Aby se posílila oblast informatiky, došlo ke snížení časové dotace čtyř dalších vzdělávacích oblastí, přičemž jejich obsah byl upraven tak, aby odpovídal novým požadavkům. [1]

Revize kurikulárních dokumentů, se zaměřením na rozvoj digitálních kompetencích žáků, klade také nároky na digitální gramotnost vyučujících. Ta je akcentována v rámci Akčního plánu digitálního vzdělávání (2021–2027), který je iniciativou Evropské unie zaměřenou na podporu vysoce kvalitního, inkluzivního a přístupného digitálního vzdělávání v Evropě. Přijatý 30. září 2020, plán povzbuzuje v oblasti digitálního vzdělávání k větší spolupráci na evropské úrovni a reaguje na výzvy i příležitosti vyplývající z pandemie covidu-19. [2]

Plán také zahrnuje opatření zaměřené na podporu digitální gramotnosti vyučujících a pedagogických pracovníků a pracovnic. Jedním z klíčových opatření je vytvoření společných pokynů pro tuto cílovou skupinu, které mají pomoci zvýšit digitální gramotnost a současně bojovat proti dezinformacím prostřednictvím vzdělávání a odborné přípravy. [3]

Klíč k budoucnosti: Informatické myšlení a digitální kompetence v základním vzdělávání

Důležitým úkolem nové informatiky je rozvíjet u žáků a žákyň informatické myšlení a digitální kompetence.

Informatické myšlení je proces, který se uplatňuje při efektivním řešení problémů a zahrnuje několik klíčových aspektů. Jedná se o pečlivou formulaci problému a cíle, kterého chce dosáhnout. Dále zahrnuje hledání a testování různých postupů řešení, z nichž se vybírá ten nejvhodnější vzhledem k daným okolnostem. Tyto postupy jsou navrhovány tak, aby je nebylo nutné provádět ručně – jedná se o vytváření řešení nebo postupů, které mohou být automatizovány nebo delegovány na digitální nástroje, jako jsou počítačové programy nebo algoritmy. Tedy místo manuálního opakování úkonů se navrhují postupy tak, aby je mohl provést počítač nebo jiné technologické zařízení. Tato strategie je základním prvkem informatického myšlení, které klade důraz na efektivitu, přesnost a optimalizaci procesů. Informatické myšlení podporuje kreativitu, kritické uvažování a logické myšlení. [4]

V rámci rozvoje digitálních kompetencí by měli žáci a žákyně na konci základního vzdělávání disponovat širokou škálou těchto kompetencí. Měli by ovládat běžně používaná digitální zařízení, aplikace a služby, využívat je ve vzdělávacím procesu, ve školním životě i ve společnosti, a dokázat se rozhodnout o nejvhodnější technologii pro konkrétní úkoly nebo problémy. Měli by být schopni získávat, vyhledávat, kriticky posuzovat a spravovat data a informace, stejně jako sdílet digitální obsah, přičemž volí metody a prostředky odpovídající dané situaci a účelu. Dále by měli být schopni vytvářet a upravovat digitální obsah, kombinovat různé formáty a vyjadřovat se digitálně. Také by měli být schopni efektivně využívat digitální technologie k automatizaci rutinních úloh, zefektivnění a zjednodušení pracovních postupů a zlepšení kvality výstupů. Měli by porozumět významu digitálních technologií pro společnost, seznamovat se s novinkami, kriticky hodnotit jejich přínosy a rizika. Navíc by se měli orientovat na bezpečnostní aspekty, ochranu dat, fyzické a duševní zdraví a jednat eticky v digitálním prostředí, zvláště při spolupráci a komunikaci. [5]

Čtyři pilíře nové Informatiky: rozvíjení klíčových digitálních kompetencí ve vzdělávání 

Výuka vzdělávací oblasti Informatika v rámci revidovaného Rámcového vzdělávacího programu pro základní vzdělávání je na 1. stupni základní školy koncipována do několika vzdělávacích obsahů:

1. Data, informace a modelování – V rámci vzdělávání žáků a žákyň v obsahu „Data, informace a modelování“ se očekává, že budou schopni identifikovat a využívat data, která je obklopují, a to pro lepší rozhodování. Důležitým aspektem je schopnost uvádět příklady dat, popisovat konkrétní situace a znázorňovat je, stejně jako číst informace z daných modelů. Učivo zahrnuje sběr a záznam dat pomocí textu, čísel, barev, tvarů, obrazu a zvuku, stejně jako hodnocení a vyvozování závěrů z těchto dat. Dále se klade důraz na kódování a přenos dat s použitím značek, piktogramů, symbolů a kódů pro záznam, sdílení, přenos a ochranu informací. Modelování je pojato jako vytváření zjednodušených znázornění reality, využívající obrazové modely, jako jsou myšlenkové mapy, schémata, tabulky a diagramy, k prozkoumávání, porovnávání a vysvětlování jevů kolem žáka či žákyně.

2. Algoritmizace a programování – V rámci vzdělávání žáků a žákyň v obsahu „Algoritmizace a programování“ se od nich očekává, že se naučí sestavovat a testovat postupy, řešit jednoduché problémy a vytvářet programy v blokově orientovaném jazyce. Měli by umět identifikovat opakující se vzory a používat cykly a podprogramy. Důležitou součástí je také schopnost ověřovat správnost a opravovat chyby ve svých řešeních. Učivo zahrnuje krokování problémů, programování v blokovém prostředí a kontrolu řešení, včetně porovnávání, testování a efektivizace kódu.

Infobox:

For Loop: Opakuje kód po určitý počet opakování.

While Loop: Opakuje kód, dokud je splněna určitá podmínka.

Použitím cyklů můžeme například snadno procházet prvky v seznamu nebo opakovat akci, dokud není splněn určitý stav. [6]

Podprogramy: Podprogram je samostatná část kódu, která plní specifickou úlohu a může být volána (spuštěna) z různých míst v programu. Vytváření podprogramů umožňuje programátorům rozdělit složitý program na menší, spravovatelnější a znovupoužitelné části. To usnadňuje čtení, údržbu a testování kódu. Podprogramy mohou také přijímat vstupy (parametry) a vrátit výstupy (návratové hodnoty). Například podprogram pro výpočet průměru seznamu čísel může přijímat seznam jako vstup a vrátit průměr jako výstup. [7]

Oba tyto koncepty jsou základními stavebními kameny v programování a jsou klíčové pro vytváření efektivních a dobře strukturovaných programů.

Blokově orientovaný programovací jazyk a blokové programovací prostředí se vyznačují vizuálním způsobem programování, kde místo psaní kódu textem se programy sestavují skládáním jednotlivých bloků. Každý blok představuje určitý příkaz nebo funkci. Toto prostředí je často používáno ve vzdělávání, protože je intuitivní a snadno pochopitelné, což umožňuje i začátečníkům snadno se orientovat v základech programování.

Příklady blokově orientovaných jazyků a prostředí zahrnují Scratch, Blockly a Alice. V těchto prostředích mohou uživatelé vizuálně skládat bloky, které reprezentují různé programovací koncepty, jako jsou smyčky, podmínky, proměnné a funkce. Tyto bloky lze táhnout a upouštět do pracovního prostoru, kde se spojují do logických sekvencí a tvoří tak funkční programy.

Blokové prostředí je zvláště užitečné pro výuku základů programování a algoritmického myšlení, neboť umožňuje uživatelům a uživatelkám soustředit se na logiku a strukturu programu, aniž by museli zvládat syntaxi konkrétního programovacího jazyka. [8]

3. Informační systémy – Během vzdělávání v obsahu „Informační systémy“ jsou žáci a žákyně vedeni k pochopení a analýze systémů, které je obklopují. Učí se rozpoznávat jednotlivé prvky těchto systémů a vztahy mezi nimi. Cílem je, aby identifikovali části systému a porozuměli vzájemnému působení těchto částí, což může zahrnovat systémy z přírody, školy nebo jejich blízkého okolí. Další důležitou součástí vzdělávání v této oblasti je práce se strukturovanými daty. Žáci a žákyně se učí rozeznávat shodné a odlišné vlastnosti objektů, řadit prvky do seznamů a pracovat s tabulkami, včetně záznamu, doplnění a úprav záznamů. Tento přístup jim pomáhá lépe porozumět organizaci a struktuře informací v různých kontextech.

4. Digitální technologie – Během vzdělávání v obsahu „Digitální technologie“ se žáci a žákyně učí základním dovednostem souvisejícím s používáním digitálních technologií. Zahrnuje to schopnost nalézt a spustit aplikace a pracovat s daty různých typů. Dále se učí propojovat digitální zařízení a rozumět potenciálním rizikům spojeným s tímto propojením. Důležitým aspektem je také dodržování bezpečnostních a jiných pravidel při práci s digitálními technologiemi. Učivo zahrnuje pochopení rozdílu mezi hardwarem a softwarem, základní prvky uživatelského rozhraní, spouštění, přepínání a ovládání aplikací, ukládání a otevírání dat a souborů. Žáci a žákyně se také seznamují s počítačovými sítěmi, včetně (bez)drátového připojení, práce na internetu a ve sdílených prostředích, a s bezpečnostními aspekty, jako jsou uživatelské účty a hesla. [9]

Další informace o výuce nové informatiky a vzdělávacích obsazích na 2. stupni základní školy lze nalézt na webových stránkách MŠMT. [9]

Nová Informatika ve vzdělávání žáků a žákyň s lehkým mentálním postižením

Tyto změny ve výuce Informatiky se týkají také vzdělávání žáků a žákyň s lehkým mentálním postižením. Ti mohou být vzděláváni buď v běžných základních školách s podpůrnými opatřeními a přizpůsobeným vzdělávacím programem, nebo ve speciálních školách/třídách podle § 16 odst. 9 Školského zákona, pokud jejich potřeby vyžadují intenzivnější podporu, kterou nelze zajistit v běžném vzdělávacím prostředí. [10] 

Dle Fischera a Škody (2008, s. 91) je mentální postižení definováno jako „neschopnost dosáhnout odpovídajícího stupně intelektového vývoje, přestože je jedinec přijatelným způsobem výchovně stimulován.“ [11] 

Podle již zmíněných autorů (s. 95–96) je myšlení dětí s lehkým mentálním postižením typicky přilnuté k reálným situacím a mají omezenou schopnost abstraktního a logického uvažování. Tyto děti se často soustředí na určitý způsob řešení problémů a jejich učení má tendenci být spíše mechanického charakteru. Takové učení se obvykle vyznačuje opakováním a zapamatováním informací bez hlubšího porozumění nebo aplikace abstraktního myšlení. U těchto dětí může být omezená schopnost uchopit složitější koncepty, což vede k preferenci konkrétních, jasně definovaných a repetitivních úkolů. [11]

Na základě doporučení školského poradenského zařízení probíhá vzdělávání těchto žáků a žákyň v rámci podpůrných opatření obvykle podle minimální doporučené úrovně pro úpravy očekávaných výstupů v rámci podpůrných opatření. Konkrétní minimální doporučené úrovně pro novou Informatiku, určené pro žáky s lehkým mentálním postižením, jsou pak součástí revidovaného Rámcového vzdělávacího programu pro základní vzdělávání. [9]

Při vzdělávání žáků a žákyň s lehkým mentálním postižením je nutné brát v úvahu jejich specifické způsoby myšlení, a obzvláště ve výuce informatiky přizpůsobit výuku jejich schopnostem a dovednostem. Vyučující by měl v hodinách používat reálné situace a příklady, které jsou jim známé, a podporovat je v dosahování co největší míry samostatnosti, přičemž by měl klást důraz na bezpečné používání digitálních technologií. Je důležité, aby tito žáci a žákyně byli vybaveni dovednostmi, které jim umožní efektivně využívat digitální technologie nejen ve školním prostředí, ale i v každodenním životě. [12]

Jakým způsobem mohou digitální technologie přispět k výuce žáků a žákyň s lehkým mentálním postižením? 

Individualizace výuky: Digitální nástroje poskytují možnost vzdělávání na míru. Vyučující mají schopnost připravit úkoly a výukové materiály specificky navržené tak, aby vyhovovaly individuálním požadavkům každého dítěte s lehkým mentálním postižením.

Vizuální podpora: Digitální technologie mohou pomoci dětem s lehkým mentálním postižením lépe pochopit abstraktní koncepty a vizualizovat výuku. Interaktivní animace, videa a grafika mohou být efektivními učebními nástroji.

Reedukační programy: Specializované aplikace a programy jsou navrženy pro podporu dětí s lehkým mentálním postižením v cíleném rozvoji kognitivních funkcí, jako je paměť a pozornost, a základních studijních dovedností, jako je čtení a psaní.

Podpora komunikace: Pro děti s lehkým mentálním postižením a s narušenou komunikační schopností existují aplikace usnadňující komunikaci, od jednoduchých obrázkových slovníků až po nástroje s možností hlasového výstupu.

Tipy na pomůcky vhodné pro rozvoj informatického myšlení a digitálních kompetencí u dětí s lehkým mentálním postižením 

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy v rámci Národního plánu obnovy (projekt Inovace ve vzdělávání v kontextu digitalizace) rozděluje od roku 2020 finanční prostředky školám s cílem

revidovat kurikulum, podpořit IT vzdělávání a smysluplné zapojování digitálních technologií do výuky, implementovat revidované kurikulum a rámce DigCompEdu a také zvýšit úroveň digitalizace škol a preventivně řešit digitální propast mezi jednotlivými školami i žáky a žákyněmi. [13]

Načítání obrázků...

Školy tak mají možnost vybrat si z velkého množství digitálních učebních pomůcek, které budou při výuce nové Informatiky používat. Pomoci při výběru může také například Inspiromat digitálních učebních pomůcek. [14]

Škála nových výukových nástrojů je rozsáhlá, což může učitelům ztížit výběr těch, které nejlépe odpovídají požadavkům žáků a žákyň s lehkým mentálním postižením. Klíčové jsou pomůcky s vysokou mírou názornosti, snadným ovládáním a možností adaptace složitosti úloh podle individuálních potřeb těchto žáků.

Blue-Bot 

Jedná se o robotickou hračku ve tvaru včelky (podobně jako Bee-Bot), která se dá programovat pomocí tlačítek nebo pomocí Bluetooth a připojení k počítači. Má průhledný kryt, takže žáci a žákyně vidí, co se děje uvnitř robota. Blue-Bot jim pomáhá rozvíjet logické myšlení, prostorovou představivost, plánování a základní matematické dovednosti.

QOBO

Qobo je interaktivní robotický šnek, který se dá programovat pomocí karet s různými symboly. Žáci a žákyně mohou vytvářet cesty a úkoly pro šneka Qobo, který je vykonává pomocí svých senzorů, světel a zvuků. Robotická hračka jim pomáhá rozvíjet logické myšlení, kreativitu, spolupráci a základní dovednosti v kódování.

Sphero indi

Sphero indi jsou interaktivní robotická autíčka, která mají zabudovaný barevný senzor a programují se pomocí barevných karet. Žáci a žákyně staví bludiště, trasy a formou hry se učí pracovat s příkazy, osvojují si základní principy blokového programování.

Animační studio 

Jedná se o pomůcku, díky které si žáci a žákyně mohou vyzkoušet tvorbu animovaného filmu. Pracují na počítači nebo tabletu s programem Stop Motion Studio a pomocí různých technik tvoří své vlastní příběhy. Tato pomůcka pomáhá rozvíjet jejich kreativitu, spolupráci, komunikační dovednosti a má přesah do dalších předmětů, například do českého jazyka nebo výtvarné výchovy.

3D tiskárna a 3D pera

3D tisk pomáhá rozvíjet kreativitu a technické myšlení zábavnou formou. Žáci a žákyně vytváří v programu Tinkercad různé návrhy, ale také předměty, jako jsou odznaky, medaile nebo přívěsky.

Ke kreativní práci se dají využít také 3D pera, která jim pomáhají rozvíjet jemnou motoriku, představivost a pozornost. Mohou vytvářet různé obrazce, geometrické tvary nebo 3D objekty.

Pro školy je také připraven program Průša pro školy poskytující podporu po technické i didaktické stránce.

ChatterPix Kids

ChatterPix Kids je aplikace zdarma, která podporuje kreativní a spolupracující činnosti, umožňuje vytvářet animované obrázky s mluvícími postavami. Proces začíná výběrem nebo vyfocením fotografie, na kterou se poté přidají ústa nakreslením čáry, následuje nahrání vlastního hlasu, který je přiřazen k obrázku. Aplikace může být využita v různých vzdělávacích oblastech, například pro tvorbu příběhů, recitaci básní, představení historických osobností nebo popis zvířat. Žáci a žákyně mají také možnost obrázky dále upravovat přidáním samolepek, rámečků a filtrů.

Scratch

V této aplikaci se žáci a žákyně seznamují se základy programování pomocí blokově orientovaného programovacího jazyka. V rámci aplikace mají možnost vytvořit si vlastní příběhy, hry a animace, přičemž pracují s různými postavami a zvuky a plní různorodé úkoly, které mohou učitelé nalézt v online učebních materiálech. Například na stránce imysleni.cz jsou dostupné bezplatné učebnice a metodické materiály pro pedagogy ke stažení.

Hra Scottie Go! Edu

Tato edukační hra představuje žákům a žákyním základy programování. Jejich úkolem je spojování kartonových dlaždic, čímž vytvářejí programovací příkazy. Poskládané dlaždice jsou následně skenovány do aplikace na mobilním telefonu nebo tabletu, což umožňuje postup ve hře spolu s hlavní postavou, mimozemšťanem Scottem. Hra nabízí různé úrovně náročnosti a je zaměřena na rozvoj analytických a logických dovedností a schopnosti řešit problémy.

Zásadním prvkem výuky současné Informatiky jsou unplugged aktivity, neboli aktivity, které nevyžadují použití počítačů. Tyto aktivity zahrnují šifrování, kódování, krokování, bludiště, práci s tabulkami a grafy, nebo pixel art, což je metoda vytváření obrázků pomocí sítě bodů. Každý pixel, nejmenší část bitmapového obrazu, má své souřadnice a barvu. [15] Tyto aktivity umožňují dosahovat vzdělávacích cílů nové informatiky ve všech jejích oblastech, a to bez potřeby digitálních nástrojů.

Závěr

Informatika je dynamicky se rozvíjející disciplína, v níž se objevuje tolik nových informací, že někdy není jednoduché určit, kde začít. Je zásadní, aby se vyučující učili, jak digitální technologie využívat efektivně, a byli otevřeni novým přístupům. Toto přístupné a flexibilní využívání technologií nám umožňuje poskytovat kvalitní vzdělání všem žákům a žákyním, nezávisle na jejich individuálních vzdělávacích potřebách. Nakonec nabízíme několik prakticky ověřených rad a tipů:

Začínejte se základními pojmy. Postupné budování znalostí od jednoduchých témat, která jsou žákům a žákyním známá z každodenního života, je důležité. Vytvářejte pevné základy, na nichž lze stavět další vzdělání (např. práce s tabulkami, grafy, šifrování, úprava obrázků a fotografií atd.).

Využívejte dostupné zdroje. Existuje množství online kurzů, webů a edukačních materiálů zaměřených na novou Informatiku. (Pro konkrétní tipy se podívejte pod text).

Angažujte co nejvíce žáky a žákyně. Nechte je experimentovat, zkoumat a vytvářet vlastní projekty. Podporujte jejich kreativitu a zvídavost. Často vás mohou překvapit svými schopnostmi v oblasti digitálních technologií.

Spolupracujte s kolegy a kolegyněmi. Sdílejte své zkušenosti a učte se jeden od druhého. Mnoho konferencí a setkání nabízí možnosti pro inspiraci a sdílení. (Pro tipy se podívejte pod text).

Buďte trpěliví a otevření novým věcem. Nejdůležitější je začít a neobávat se změn!

Zdroje:

[1] MŠMT ČR & NPI ČR. (2023). Pomáháme základním školám při zavádění nové informatiky a digitálních kompetencí do výuky. [online]. Praha: MŠMT. Dostupné z: https://revize.edu.cz/. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[2] European Education Area. (nedatováno). Akční plán digitálního vzdělávání (2021–2027). [online]. European Commission. Dostupné z: https://education.ec.europa.eu/cs/focus-topics/digital-education/action-plan. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[3] European Education Area. (nedatováno). Akční plán digitálního vzdělávání – opatření 7. [online]. European Commission. Dostupné z: https://education.ec.europa.eu/cs/focus-topics/digital-education/action-plan/action-7. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[4] Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích. (2018). Informatické myšlení. [online]. České Budějovice: Jihočeská univerzita. Dostupné z: https://imysleni.cz/. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[5] MŠMT ČR & NPI ČR. (2023). Klíčové kompetence. [online]. Praha: MŠMT. Dostupné z: https://revize.edu.cz/files/k4-rvp-zv-se-zmenami.pdf. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[6] Sklenička, P. (2010). Cykly neboli smyčky. [online]. dotNETportal.cz. Dostupné z: https://www.dotnetportal.cz/clanek/176/Cykly-neboli-smycky. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[7] Wikipedie, otevřená encyklopedie. (2022). Podprogram. [online]. San Francisco, CA: Wikimedia Foundation Inc. Dostupné z: Podprogram – Wikipedie (wikipedia.org). [dat. cit. 15. 12. 2023].

[8] Logické myšlení. (2021). Návod na Python – podprogramy, funkce. [online]. Logické myšlení: web o logice, myšlení a programování. Dostupné z: https://logickemysleni.cz/navod-na-python-podprogramy-funkce/. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[9] MŠMT ČR & NPI ČR. (2023). Nová informatika v RVP ZV. [online]. Praha: MŠMT. Dostupné z: https://revize.edu.cz/nova-informatika-v-rvp-zv. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[10] MŠMT. (2023). ŠKOLSKÝ ZÁKON. Aktuální znění zákona č. 561/2004 Sb. [online]. Praha: MŠMT. Dostupné z: https://www.msmt.cz/dokumenty-3/skolsky-zakon. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[11] Fischer, S. a Škoda, J. (2008). Speciální pedagogika: edukace a rozvoj osob se somatickým, psychickým a sociálním znevýhodněním. Vyd. 1. Praha: Triton, 205 s. ISBN 978-80-7387-014-0.

[12] MŠMT ČR & NPI ČR. (2023). Nová informatika pro společné vzdělávání. [online]. Praha: MŠMT. Dostupné z: https://revize.edu.cz/spolecne-vzdelavani/nova-informatika. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[13] MŠMT ČR & NPI ČR. (2023). 3.1 Inovace ve vzdělávání v kontextu digitalizace. [online]. Praha: MŠMT. Dostupné z: https://www.edu.cz/npo/komponenty-npo-v-gesci-msmt/komponenta-3-1-inovace-ve-vzdelavani-v-kontextu-digitalizace/. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[14] MŠMT ČR & NPI ČR. (2023). Digitální učební pomůcky – inspiromat pro školy. [online]. Praha: MŠMT. Dostupné z: https://www.edu.cz/digitalizujeme/digitalni-ucebni-pomucky/. [dat. cit. 15. 12. 2023].

[15] ITnetwork.cz. (nedatováno). Lekce 1 – Pixel art – Co to vlastně je? [online]. Dostupné z:  https://www.itnetwork.cz/grafika/pixel-art/pixel-art-co-to-vlastne-je. [dat. cit. 15. 12. 2023].