Aplikace pokročilých e-learningových nástrojů do výuky a sdílení zkušeností v prostředí velké univerzity

Abstrakt:

Moderní studenti při studiu využívají nejrůznějších pomůcek a nástrojů původem převážně z oblasti výpočetních technologií. Učitelé mohou při výuce též používat řadu moderních prostředků, kterými zpříjemní přednes a usnadní si práci. Avšak zásadní kvalitativní rozšíření výuky přináší až využití výpočetní techniky k tvorbě nových učebních nástrojů, jako jsou animace, modely, interaktivní učebnice apod. Tvorba pokročilých e-learningových pomůcek je však náročná nejen z pohledu nutné časové dotace, nýbrž klade i netriviální nároky na učitele, který by měl zůstat vynikajícím pedagogem a odborníkem ve svém oboru, ale ještě se orientovat na poli moderních technologií. Za účelem snížení těchto nároků poskytují členové týmu Informačního systému Masarykovy univerzity (IS MU) odbornou asistenci při tvorbě elektronické podpory výuky. Vzájemnou spolupráci s učiteli, při které již vzniklo nepřeberné množství animací, schémat či elektronických publikací, se snaží tým IS MU podpořit a rozšířit pomocí nové agendy Katalogu e-learningu v sekci Elportálu.

Klíčová slova: e-learning, multimédia, sdílení zkušeností, Informační systém Masarykovy univerzity

1. Moderní technologie ve výuce

Studenti Masarykovy univerzity (MU) běžně využívají nejrůznější technologie, jako jsou notebooky, tablety, scannery či digitální pera. Přednášky zaznamenávají pomocí mobilních telefonů a místo psaných poznámek pořizují elektronické fotografie a sdílejí je ve společném úložišti Informačního systému MU (IS MU), tzv. Poskytovně. V průběhu přednášek jsou připojeni „on-line“ a neznámé termíny rovnou dohledávají na internetu. Jsou-li přednášky „streamovány“, mohou se studenti fyzicky nacházet mimo posluchárny a z pohodlí domova či počítačové učebny vzdáleně sledovat její průběh. Videozáznamy přednášek uložené ve Studijních materiálech IS MU využijí nejen ti studenti, kteří podcenili průběžnou přípravu během semestru.

Moderní technologie [5] však poskytují mnohem více než jen nové způsoby záznamu a sdílení informací prezentovaných konvenčními prostředky. Dovolují zásadně zvýšit účinnost výukových metod a zkrátit tak čas potřebný k pochopení látky. Mohou zvýšit atraktivitu předmětu, zpříjemnit vlastní proces učení a mj. minimalizovat vzájemná nepochopení mezi studentem a vyučujícím. Na jedné straně se jedná o nejrůznější vizualizační zařízení snímající podklady, fyzické předměty nebo obsah tabule simultánně se zobrazením digitální prezentace vyučujícího. Moderní vybavení poslucháren dovoluje učiteli současnou výuku v několika učebnách zároveň, a to i na geograficky vzdálených místech. Vyučující může přehrávat multimediální obsah, zobrazovat detaily přinesených exponátů, využívat tabuli či psát na papír a vše bude ve vysoké kvalitě zobrazováno posluchačům pomocí projektorů a může být zaznamenáno s možností střihu ve formě videa. Na straně druhé jde o tvorbu vlastního obsahu prezentací, animací a video-ukázek, o anotování audiozáznamů přednesu studentů při výuce cizích jazyků, o vytvoření nejrůznějších modelů včetně jejich fyzického tisku pomocí 3D tiskárny, o možnost zpětné vazby studentům po zkoušce vhodnou prezentací jejich chyb bez nutnosti osobní konzultace, o tvorbu elektronických testů a zkoušení u počítače, o tvorbu interaktivních a drilovacích učebnic, o tvorbu učebnic využívajících responzivního designu či specializovaných formátů přímo pro přenosná zařízení a mnoho dalšího.

První skupina pomůcek kvantitativně zefektivňuje aktivní část výuky učitele. Zvyšuje porozumění obsahu, atraktivitu přednesu a tím i procento studentů, kteří se dostaví na nepovinné přednášky. Druhá skupina však rozšiřuje výuku kvalitativně. Dovoluje studentům shlédnout křehké exponáty, ke kterým by se jinak hromadně nedostali. Dovoluje „zúčastnit se“ méně častých operací, kde na sále jednoduše není prostor pro více pozorovatelů. V neposlední řade se jedná o náhledy modelů zdůrazňujících základní principy bez zbytečných detailů.

Toto vše systematicky napomáhá osvojení si nových znalostí, poznatků a snadnějšímu získávání zkušeností v nejrůznějších oblastech lidského poznání, avšak paušálně to klade velké nároky na učitele. Chtějí-li s moderními trendy držet krok a poskytnout studentům novodobé a neotřelé výukové prostředky a nástroje, musí zůstat odborníky a specialisty ve svém oboru, avšak měli by mít také netriviální přehled na poli moderních technologií používaných v oblasti vzdělávání [1]. Právě proto pokročilé multimediální e-learningové materiály na MU vznikají ve spolupráci učitelů – odborníků – a skupiny informatiků z Fakulty informatiky, kteří se na tvorbu moderních e-learningových pomůcek specializují [3]. Bez vzájemné kooperace členů týmu IS MU s učiteli, sdílení zkušeností a znalostí, bez prezentace výsledků a popularizace výsledných děl, stejně jako i zpětných vazeb a reakcí studentů, by výsledky nebyly možné nebo rychle stagnovaly.

2. Aplikace pokročilých e-learningových nástrojů

Pojem využití e-learningových materiálů při výuce již řadu let přesahuje pouhé vystavení souborů ve formátu PDF nebo DOC s přepisem učiva či statické prezentace v programu PowerPoint, ale zahrnuje nejrůznější multimediální obsah, aplikace a nástroje. Prezentované pokročilé multimediální techniky lze do jisté míry charakterizovat několika kategoriemi. Tyto samozřejmě nejsou zcela disjunktní, ale mají své principiální překryvy.

Nejatraktivnější výsledky typicky přináší audiovizuální (AV) díla . Budeme-li se držet AV číselníku ISAN [2], lze do této kategorie zahrnout jak multimediální obsah , tak též záznamy živých (skutečných) událostí nebo výukovou produkci . Mezi multimédia spadají pak nejrůznější animace, interaktivní mapy či atlasy. S lehkým nadhledem lze animace dále řadit k tzv. lineárním multimédiím, zatímco hypertextové učebnice, atlasy a mapy naopak k nelineárním variantám s interaktivními prvky pro ovládání procesu prezentace. Lze také od sebe odlišit techniky snažící se zachovat co nejvěrnější obraz reality a techniky založené na modelech, které realitu úmyslně zjednodušují. Metody první skupiny zachováním detailních informací poskytují úplný pohled na studovaný objekt, jev či činnost, avšak ten může být pro svoji komplexnost obtížně uchopitelný. Zde mohou pomoci metody druhé skupiny, které cíleně neobsahují nebo alespoň potlačují ty vlastnosti reality, jež jsou v danou chvíli pro pochopení principů podružné a jejich přítomnost by mohla být matoucí a kontraproduktivní. V takových případech jejich absence naopak prospěje snadnější tvorbě mentálního modelu, který je pro pochopení nezbytný [4].

Prakticky všechny výše zmíněné přístupy dovolují vytvořit velmi poutavé prezentace a dokumenty, avšak volba správné techniky je klíčová pro dosažení kýženého efektu – efektivní a přesné předání znalosti.

Zatímco animace první pomoci v oblasti teorie záchrany života, animace pohybů kloubů či dentální animace mají schopnost poskytnout přiměřený model reality, který usnadní pochopení principů, komentované videozáznamy operace hrudníku nebo záznam gynekologické operace mají naopak velmi reálné vzezření. Budoucí chirurgové jistě velmi ocení rozhodnutí vyučujícího přiblížit studentům postupy řady zákroků horní končetiny a jejich funkční důsledky pomocí animací chirurgie ruky. Ty, přestože nemají za úkol věrně zobrazit lidskou anatomii, zdůrazňují podstatné důležité úkony – kudy vést řez, kde napojit šlachy před sešitím apod. Díky 3D zobrazení je snadné dané úkony zaznamenat z nejvhodnějších úhlů pohledu po celou dobu jejich průběhu. Důležitý je též fakt, že dané animace učitel nevyužívá pouze jako doplňující prvek zpestřující výukovou hodinu, ale studenti mají materiály k dispozici po celou dobu semestru ve složkách IS MU. Mohou tedy potřebné sekvence opakovat do plného pochopení prezentovaných chirurgických úkonů. Více než 70 instruktážních videí s komentovaným řešením pokročilejších matematických příkladů o celkové délce přes 13 hodin rozšiřuje základní penzum příkladů a více než dostatečně kompenzuje redukovanou časovou dotaci matematického předmětu na Fakultě informatiky.

Na pomyslném přechodu k multimédiím nelineárního typu stojí kombinace videozáznamu přednášek a učebního textu lineární algebry a geometrie. Tzv. videoskripta automaticky přepínají stránky skript, podporují vyhledávání, odkazy i automatický posun záznamu videa při pohybu v textu. Plně nelineární jsou pak již interaktivní mapy lidských práv či interaktivní vizualizace průchodu stromem rozhodovacích procesů EU. Tyto nástroje poskytují dobrý model světa pro pochopení ratifikace mezinárodních smluv či komplikovanou provázanost procedur Unie. Aplikace geologického drilu a jiné virtuální učebnice usnadní studentům např. vstřebání znalostí geologické jednotky Českého masivu a následné testování. Kvalitativní rozšíření výuky nabízí také interaktivní webový atlas snímků embryologických preparátů pořízených speciálním mikroskopem, který zpřístupňuje zajímavá pozorování a srovnání stovkám studentů bez potřeby licence specializovaného software, jako tomu bylo dříve.

Ve spolupráci členů týmu IS MU nevznikají pouze vysokoškolsky orientovaná díla. Příkladem mohou být hned tři elektronické publikace vznikající za účasti budoucích učitelů matematiky na prvním stupni základní školy. Jejich součástí je mnoho rozličných schémat, úkolů a animací obohacených o teoretické texty.

Statické vizualizace v podobě atlasu cenných fosilií může na první pohled stát mimo oblast multimédií. Avšak i konvenční cesta netriviálně rozšířila možnosti výuky, neboť umožňuje snadný přístup k velmi křehkým exponátům bez rizika jejich poškození. Tomografické snímky průřezů mozkem, kde studenti mohou procházet napříč jeho strukturou, je zase neocenitelná při studiu anatomie a naplno již zapadá mezi moderní e-learningové nástroje. Z oblasti využití technik založených převážně na zvuku lze zmínit učitelem anotované nahrávky přednesu studentů. Při výuce cizího jazyka je velmi užitečné, že díky kvalitním nahrávkám si učitel může poslechnout studentův projev nerušeně v pohodlí kanceláře nebo domova a student při pořizování nahrávky netrpí nervozitou z přítomnosti autority. Přesto se snadno dozví kritiku a hodnocení svého projevu s přesným umístěním případných prohřešků.

3. Katalog e-learningu

I přes vysokou odbornost vyučujících na MU a zkušenou asistenci členů týmu IS MU je tvorba moderních e-learningových materiálů poměrně náročná. Pozitiva tvorby se typicky dostaví až později a počáteční motivace do tvorby moderního výukového prostředí nemusí být vysoká. Z tohoto důvodu vývojový tým IS MU rozšířil podporu prezentace vytvořených opor a sdílení zkušeností využití e-learningu v podobě nové agendy Katalogu e-learningu v sekci Elportálu . Ten již řadu let shromažďuje nepřeberné množství výukových prezentací, materiálů a publikací v nejrůznějších formátech zaměřených i na mobilní aplikace.

MU navíc již dlouhodobě podporuje pedagogy v tvorbě e-learningových nástrojů a pomůcek. Ty pak zůstávají studentům dostupné během semestru v úložišti IS MU. Díky odborné asistenci nemusí učitelé umět stříhat video, obsluhovat záznamová zařízení nebo upravovat grafické předlohy. Vzájemnou kooperací s učiteli byla výuka rozšířena o nepřeberné množství nejrůznějších animací, prezentací, názorných schémat a moderních publikací, jejichž některé příklady již zazněly.

Celá sekce Elportálu prošla nedávno kompletní rekonstrukcí, kdy vývojáři přizpůsobili jeho obsah, strukturu i design novým potřebám a požadavkům. Důraz je kladen na podporu mobilních zařízení včetně formátu ePub. Rozhraní portálu dovoluje nově snadné dohledání požadovaných publikací. Multimediální díla užívaná při výuce jsou rozdělena do tematických kategorií, které usnadní procházení publikacemi bez znalosti klíčových slov. Upraveným sekcím ukázek a případových studií s rozšířenými detaily podpory učitelů i studentů sekundují střípky z Open space konferencí o e-learningu.

Změny Elportálu završuje nová agenda Katalogu e-learningu, jejíž základním cílem je sdílení zkušeností, znalostí a nápadů, zpětné vazby a reakce studentů, zviditelnění výhod využití moderních e-learningových technik ve výuce a vzájemná inspirace pedagogů. Vzhledem k již poměrně široké základně učitelů využívajících moderní trendy výuky, může být výsledný synergický efekt přinejmenším překvapující.

Ve spolupráci s vyučujícími jednotlivých předmětů připravili členové týmu IS MU prezentace užívaných e-learningových nástrojů a dalších pomůcek v daných předmětech. Několik set předmětů napříč celou univerzitou má již takto vytvořenu „stránku“ prezentující nasazení elektronické podpory výuky. Souhlasí-li učitel se zveřejněním, jsou stránky katalogu dostupné jejich kolegům a studentům. Veřejným katalogem učitelé netriviálním způsobem zvyšují prestiž a atraktivitu svých předmětů. V katalogu se navíc objevují výukové techniky a nástroje, které vznikly vlastním přičiněním učitele i bez spolupráce se členy týmu IS MU. Za zmínku stojí třeba interaktivní vyhodnocování skriptů či zdrojových kódů při výuce programování na Fakultě informatiky. Nové nápady, zdroje, nové inspirace, to vše povede k dalšímu rozvoji a rozšíření elektronické podpory výuky a její nasazení v dalších vyučovaných předmětech na univerzitě.

Do IS MU, a tedy i k Odevzdávárnám, uživatelé přistupují přes webový prohlížeč, kde zadávají přihlašovací jméno a heslo. Existují však situace, kdy uživatel potřebuje pouze přistoupit ke správci souborů, např. nahrát nebo stáhnout soubor. Typický případ jsou již zmiňované Odevzdávárny. Učitel založí v IS MU složku, která bude sloužit na odevzdávání domácích úkolů. Tato složka, nazvaná Odevzdávárna, má speciální vlastnosti. Studenti mohou pouze vkládat soubory, nikoliv číst cizí práce, vkládají do určitého data atd. Studenti do složky vkládají vypracované úkoly. Aby nenastal problém s rozeznáním souborů (většina studentů nenazve úkol např. jméno_úkol1, ale pouze úkol1. V IS MU je sice vidět, kdo úkol vložil, ale když si učitel stáhne soubor do svého počítače, vidí už jenom název dokumentu.), lze vložené soubory přejmenovat tak, aby před jménem souboru bylo uvedeno učo a jméno studenta (tedy učo-jméno_úkol1). Učitel tak i po stažení obsahu celé složky, tedy všech odevzdaných úkolů (typicky po uplynutí termínu na odevzdání prací), přehledně vidí autory. Učitel následně úkoly čte a po opravě je nahrává zpátky do Odevzdávárny. Lze opět nastavit, aby soubor mohl číst pouze jeho autor.

4. Závěr

Moderní výuková prostředí, e-learningové pomůcky a nástroje, elektronické publikace, to vše má pomoci zvýšit efektivitu výuky a atraktivitu studia, snížit neporozumění mezi učiteli a studenty a poskytnout dostatečný prostor pro uchopení a obsáhnutí nových znalostí. Leč bez odborných znalostí vyučujících nelze začít ani pokračovat. Tvorbou agendy Katalogu e-learningu a propagací výhod elektronické podpory výuky v sekci Elportálu se tým IS MU snaží šířit osvětu, využívat vzájemné inspirace, sdílet zkušenosti a reakce mezi učiteli a zvýšit tak míru nasazení moderních trendů ve výuce.

5. Literatura

[1] FRANKLIN, Teresa, Yanyan SUN, Nick YINGER, Jeffrey ANDERSON, Eugene GEIST. The changing roles of faculty and students when mobile devices enter the higher education classroom. In Sagini Keengwe (ED). Pedagogical Applications and Social Effects of Mobile Technology Integration, NY: Routledge/Taylor & Francis, 2013.

[2] ISAN International Standard Audiovisual Number [online] Geneva. Switzerland. ISAN International Agency. 2012 Dostupné z: http://www.isan.org/docs/isan_user_guide.pdf.

[3] LUNTER, Ľuboš, Jitka DAŇKOVÁ, Michal BRANDEJS a Jitka BRANDEJSOVÁ. Centrum interaktivních a multimediálních studijních opor na MU. In Sborník příspěvků z konference a soutěže eLearning 2012. Hradec Králové: Gaudeamus, Univerzita Hradec Králové, 2012. s. 108-113, 6 s. ISBN 978-80-7435-228-7.

[4] PELÁNEK, Radek. Modelování a simulace komplexních systémů: jak lépe porozumět světu. Vyd. 1. Brno: Masarykova univerzita, 2011, 233 s. ISBN 978-80-210-5318-2.

[5] SABA, Anthony. [online] Benefits of Technology Integration in Education. Boise State University. EdTech 501, 2009 Dostupné z: http://edtech2.boisestate.edu/sabaa/502/Saba_Synthesis_Paper.pdf.

6. O autorech

RNDr. Jaroslav Bayer
Masarykova univerzita, Fakulta informatiky
Botanická 68a, 602 00 Brno, Česká republika
e-mail: xbayer@fi.muni.cz

RNDr. Patrícia Eibenová
Masarykova univerzita, Fakulta informatiky
Botanická 68a, 602 00 Brno, Česká republika
e-mail: eibenova@fi.muni.cz

Ing. Jitka Brandejsová
Masarykova univerzita, Fakulta informatiky
Botanická 68a, 602 00 Brno, Česká republika
e-mail: jibra@fi.muni.cz

doc. Ing. Michal Brandejs, CSc.
Masarykova univerzita, Fakulta informatiky
Botanická 68a, 602 00 Brno, Česká republika
e-mail: brandejs@fi.muni.cz