Pozor! Používáte zastaralý prohlížeč, stránka se nemusí zobrazovat správně. Aktualizujte jej a zlepšete tak svůj uživatelský zážitek.

Matfyz.cz

Roboti ve školách aneb Kam směřuje vývoj technologií

Rozšířená realita by mohla obohatit nejen výuku fyziky

Moderní technologie pronikají téměř všude a nevyhýbají se ani školním učebnám. Tablety a interaktivní tabule se na mnoha školách staly běžnou součástí výuky. Jaké další chytré pomůcky by se ve třídách mohly brzy objevit?

Vypadá to, že nejsme daleko od chvíle, kdy učitelům na školách začnou asistovat roboti. Ostatně ve finském Tampere už takové pomocníky testují v hodinách matematiky a cizích jazyků. Nemusíme si však robota ve škole ihned představovat jako humanoidní učitelku Sofii, ale spíše jako chytré systémy, které dokáží vnímat potřeby žáků a zpětně na ně reagovat. Právě na vývoj takových systémů se soustřeďuje laboratoř iQL (Immersive Quantified Learning Lab), která byla zřízena v německém Kaiserslauternu.

Třída budoucnosti

Laboratoři, která vznikla ve spolupráci Technische Universität Kaiserslautern a Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, se přezdívá třída budoucnosti (the classroom of tomorrow). Toto vědecké pracoviště má totiž simulovat reálné výukové prostředí. Je vybaveno nejrůznějšími technologiemi a výzkum se tu realizuje ve spolupráci se školami a jejich žáky.

Technická univerzita v Kaiserslauternu (foto: M. Kekule)

Ve třídě jsou nejen chytré učební pomůcky, ale také speciální zařízení monitorující učební prostředí a pozornost žáků při hodině. Například infračervená kamera sleduje teplotu obličeje a vyhodnocuje hladinu kognitivní zátěže. Pomocný software by na základě této informace mohl sám upravovat výukový program nebo doporučit vyučujícímu, aby změnil tempo výuky. Podobně fungují náramky na zápěstí E4, které měří srdeční frekvenci nebo odpor kůže, a informují tak o hladině stresu. Tlakový senzor umístěný na židli zase zaznamenává, jak se žáci při hodině vrtí, což může signalizovat změnu pozornosti. Software je potom opět schopný odhadnout vhodný čas na přestávku, změnu tématu apod.

Je zřejmé, že tyto senzory budou jednou nezbytné pro budoucího učitele-robota, učitel-člověk dokáže do určité míry tyto věci intuitivně odhadovat sám. Existují však technologie, které by mohly výrazně pomoci i v současném systému vzdělávání.

Oční kamera/eye-tracking

Řada výzkumů se aktuálně zaměřuje na metodu zvanou eye-tracking. Kromě iQL se jí věnuje například i skupina na Katedře didaktiky fyziky MFF UK. Oční kamera je zařízení, které pomocí vyzařovaného infrazáření umožňuje zjistit, kam se člověk dívá a na jaké části textu nebo obrázku zaměřuje svou pozornost. Taková informace může být užitečná například pro tvůrce výukových materiálů, jako jsou elektronické učebnice.

Laboratoř iQL (foto: M. Kekule)

Inteligentní učebnice

Jednu tzv. inteligentní učebnici právě v iQL testují. Chytrá pomůcka vznikla na stejnojmenném pracovišti v rámci projektu HyperMind. Na první pohled jde o klasickou učebnici, která se ovšem při otevření na počítači vybaveném oční kamerou mění v interaktivní výukových materiál s řadou možností. Systém totiž reaguje na chování čtenáře a obsah učebnice přizpůsobuje jeho potřebám. Co to konkrétně znamená?

Učebnice využívá vlastností tzv. textu 2.0, který umožňuje např. adaptabilitu doprovodných obrazových materiálů nebo automatické vkládání přídavných oken. Když systém rozpozná tzv. skimming, tedy rychlé prolétávání textu, čtenáři se vysvítí klíčová slova. Učebnice také dokáže odhadnout, kdy je namísto obrázků vhodnější použít video, nebo pomocí vizuálních nápověd (visual cues) směřovat pozornost čtenáře k pasážím, které jsou klíčové pro porozumění probíraného tématu.

Text 2.0. Červená tečka znázorňuje pohled osoby, která právě čte daný text

Rozšířená realita/augmented reality

Potenciál obohatit výuku má také rozšířená realita (augmented reality). Konkrétně v přírodovědném vzdělávání se nabízí její využití zejména při experimentování. Na tuto problematiku se v současnosti zaměřuje projekt BeGreifen. Rozšířená realita například umožňuje doplnit reálně probíhající experiment grafickými prvky, které ukazují měřená data nebo žákům napovídají, kam mají směřovat pozornost a co je důležité.

Testování brýlí Microsoft Hololens (foto: M. Kekule)

Dnešní rychlá doba dává jen stěží možnost předvídat, kam bude vývoj technologií pro vzdělávání dále směřovat. Šéfredaktor magazínu Wallpaper Tony Chambers v této souvislosti upozorňuje na rozdílný přístup Západu a asijských zemí v čele s Japonskem. Asijská kultura, na rozdíl od té naší, není zatížena mytologií typu Promethea nebo frankensteinovského monstra a je mnohem otevřenější k využívání a vývoji podobných technologií. Je tedy možné, že v dalších letech bude vývoj technologií v různých koutech světa probíhat zcela odlišně.


Autorka navštívila laboratoř iQL v rámci International Collaboration Meeting in Physics Education Research. Akce byla zaměřená zejména na využití metody eye-trackingu ve fyzikálním vzdělávání.

Další obrázky
comments powered by Disqus

Matfyz.cz

Univerzita Karlova
Matematicko-fyzikální fakulta
Ke Karlovu 3
121 16  Praha 2
IČ: 00216208
DIČ: CZ00216208
web fakulty
studuj na Matfyzu
e-shop