Možnosti edukační robotiky ve výuce STEM

Abstract

Diplomová práce se zaměřuje na využití edukační robotiky ve výuce STEM předmětů na základní škole s cílem prohloubit vztahy mezi informatikou, matematikou a fyzikou. Cílem je navrhnout a ověřit náměty úloh postavené na robotickém projektu využívající mikrokontrolery Arduino. Úlohy zahrnují 3D modelování, 3D tisk, konstrukci robotických systémů a jejich programování. Tyto náměty budou testovány v praxi prostřednictvím případové studie, realizované ve výuce s žáky devátého ročníku základní školy. Empirická část práce se detailně zabývá realizací případové studie, včetně definování výzkumných otázek, formulace hypotéz, stanovení vzdělávacích cílů a analýzy výsledků žáků. Sběr a analýza dat slouží k objektivnímu hodnocení efektivity a přínosů navržených metodických materiálů pro praxi výuky. Výsledkem této práce je soubor ověřených námětů a metodických materiálů, které podporují rozvoj praktických dovedností žáků a integrují moderní technologie do výuky STEM předmětů na základních školách. Tento přístup přispívá k posílení aplikovaného učení a připravuje žáky na efektivní uplatnění v novodobé společnosti. KLÍČOVÁ SLOVA Edukační robotika, STEM, Arduino, robotika, konstruktivismus, 2. stupeň ZŠ

This thesis focuses on the use of educational robotics in the teaching of STEM subjects in primary school in order to deepen the relationships between computer science, mathematics and physics. The aim is to design and validate task themes based on a robotics project using Arduino microcontrollers. The tasks include 3D modelling, 3D printing, construction of robotic systems and their programming. These themes will be tested in practice through a case study implemented in a classroom with ninth grade elementary school students. The empirical part of the thesis deals in detail with the implementation of the case study, including the definition of the research questions, the formulation of hypotheses, the setting of learning objectives and the analysis of the pupils' results. Colection and analysis of data used to objectively evaluate the effectiveness and benefits of the proposed methodological materials for teaching practice. The result of this work is a set of validated themes and methodological materials that support the development of students' practical skills and integrate modern technologies into the teaching STEM subjects in primary schools. This approach contributes to enhance applied learning and prepares pupils for effective employment in modern society. KEYWORDS Educational robotics,...