Na Pedagogické fakultě UP každoročně probíhá grantová soutěž IGA, určená k podpoře výzkumu akademických pracovníků i studentů fakulty. Prostřednictvím připravovaných článků bychom vás rádi seznámili s některými z řešených projektů. Dalším z nich je projekt Computer‐Based Mathematics Teaching na základní škole. Ten nám představil hlavní řešitel Jiří Vaško z katedry matematiky.
Mohl byste čtenářům Váš projekt trochu představit? O čem je?
Projekt „Computer-Based Mathematics Teaching na základní škole“ navázal na projekt „Počítačem podporovaná výuka matematiky – Computer-Based Mathematics Teaching“, v rámci kterého se pokračovalo v propagaci a zkoumání možností realizace výuky matematiky v souladu s trendem Computer-based mathematics teaching (dále jen CBMT). Ten poukazuje nejen na užívání ICT v matematickém vzdělávání, ale také na potřebu učit matematiku v plném rozsahu a nebudovat u žáků ve škole jen numerickou gramotnost, ale matematickou gramotnost. Numerické výpočty a vizualizace již řadu let umožňují různé softwarové nástroje, které by měly výuku matematiky zefektivnit, zmírnit vynaložené úsilí na výpočetní operace a tím umožnit vynakládat ušetřené úsilí na další kroky rozvíjení matematické gramotnosti (viz čtyřkrokový proces řešení matematických problémů dle WOLFRAM, C. (2020). The Math(s) Fix: An Education Blueprint for the AI Age. Wolfram Media, Inc.). V rámci projektu jsme pracovali s matematickým softwarem Wolfram Mathematica a online platformou Wolfram Cloud, ale také jsme využívali potenciál nástrojů dynamické geometrie Geogebra.
Co bylo cílem Vašeho projektu?
Cílem projektu bylo připravit další metodické materiály podporující trend CBMT za využívání nástrojů Wolfram Mathematica či Wolfram Cloud (jak v českém jazyce pro naše učitele a žáky, tak v anglickém jazyce pro zahraniční publikace, zahraniční odborné komunity) a materiály poukazující na potenciál nástrojů dynamické geometrie pro podporu badatelsky orientovaného přístupu v matematickém vzdělávání a hledání nových metod řešení matematických problémů (byla dokončena řešení Apolloniových úloh tradičními i novými metodami aplikovatelnými na všechny stupně škol dle konkrétní úlohy). Vybrané materiály byly ověřovány na školách, výsledky byly prezentovány na konferencích a poté publikovány.
Trend Computer-based mathematics teaching poukazuje nejen na užívání ICT v matematickém vzdělávání, ale také na potřebu učit matematiku v plném rozsahu a nebudovat u žáků ve škole jen numerickou gramotnost, ale matematickou gramotnost.
V rámci ověřování jste zavítal na několik ZŠ. Jak testování dopadlo?
V rámci ověřování materiálů na základních školách bylo provedeno testování materiálů na čtyřech základních školách v České republice. Zkoumalo se zvýšení efektivity při využití SW Wolfram Cloud oproti realizaci bez využití daného SW. Z tohoto výstupu vznikl článek Porovnání efektivnosti ručních a počítačem provedených výpočtů při řešení slovních úloh na dělitelnost publikovaný v časopise Elementary Mathematics Education Journal. Pak proběhl na jedné základní škole projektový den. Jednalo se o školu, kde již předtím proběhlo prvotní testování, takže žáci byli se SW seznámeni.
Jak testování probíhalo?
V rámci projektového dne s žáky byli probrány dva Wolfram notebooky a den byl ukončen diskusí. Z tohoto vznikl článek Wolfram Cloud as an Interactive Tool to Support Secondary School Teaching prezentovaný v rámci mezinárodní konference 15th Annual International Conference of Education, Research and Innovation (ICERI).
Po představení a publikování aktivit realizovaných v projektu s využíváním nástrojů Wolfram Mathematica a Wolfram Cloud na konferenci ICERI jsme byli osloveni ředitelem Community Engagement z Wolfram Research dr. Vitaliy Kaurovem a poradcem pro Academic and Community Engagement z Wolfram Research dr. Ahmedem Elbannou, kteří označili náš příspěvek jako velmi působivý. Proto by jej chtěli sdílet s Wolfram Community, aby byl k dispozici široké komunitě odborníků a učitelů této sítě. V rámci této komunity byl příspěvek označen a zařazen mezi speciální díla vynikající kvality.
Místo výuky počítání by žáci měli být připravováni na využití nástrojů digitální éry 21. století, kdy jim tyto nástroje ulehčí numeriku, ale zato budou mít více času na to, aby se věnovali reálným problémům, které mohou matematizovat a pomocí software vyřešit.
Je podle Vás využívání technologií při výuce matematiky na dobré úrovni?
Celý výzkumný tým stojí za myšlenkou, že by v rámci výuky matematiky na základních školách měl být více kladen důraz na rozvoj digitálních kompetencí a místo výuky počítání by žáci měli být připravováni na využití nástrojů digitální éry 21. století, kdy jim tyto nástroje ulehčí numeriku, ale zato budou mít více času na to, aby se věnovali reálným problémům, které mohou matematizovat a pomocí software vyřešit.
Co by případně podle Vás mohlo vést k posílení?
V rámci České republiky a současného nastavení kurikula je podpora výuky nevhodná, protože vzhledem k jednotné přijímací zkoušce, je to spíše kontraproduktivní. Žáci jsou při přijímání na střední školy testování z výpočtů a každá chyba, kterou udělají, je stojí cenné body při skládání testu. Proto se test primárně věnuje mechanickým věcem a do pozadí vstupuje logické matematické myšlení, které by bylo rozvíjeno za pomoci digitálních technologií. Současné nastavení považuji za vcelku nešťastné, protože díky tomu jsou žáci ve školách primárně drilování a až sekundárně se rozvíjí matematická gramotnost, která by měla být zásadním výstupem pro život. Pokud se Česká republika rozhodne plně vstoupit do 21. stolení, tedy do digitální éry, je potřeba i v tomto případě změnit přístup ke školství. A to nejen v rámci kurikulárních dokumentů pro základní či střední školství, ale pak také v rámci přípravy budoucích pedagogů na fakultách. Tímto si myslím, že jsme jako katedra matematiky napřed, protože své studenty se již nyní snažíme vzdělávat tak, jak by bylo vhodné a troufám si říct, že každý student po magisterském studiu od nás odejde s určitými zkušenostmi a je jen na něm, jak s nimi v životě naloží a co mu je v rámci jeho budoucího působení umožněno.
Zpracováno redakcí U21
Foto: Lukáš Blokša