Aplikácie pre interaktívne tabule

Interaktívna tabuľa je v dnešnej dobe súčasťou takmer každej učebni na všetkých typoch škôl. Vzhľadom na výsledky viacerých prieskumov je cieľom tejto práce zefektívniť používanie interaktívnej tabule v procese výučby, a to predovšetkým prostredníctvom poskytovaného webového portálu, ktorý umožňuje tvorbu a zdieľanie interaktívnych aplikácií vytvorených pomocou HTML5 technológií. Obsahom predkladaného článku je krátke zhrnutie výsledkov prieskumu a oboznámenie sa s poskytovaným webovým portálom.

Úvod

Žijeme vo svete, kde technológia takmer prekonala ľudstvo. Súčasná zohráva vo všetkých aspektoch života veľmi dôležitú rolu [1], no napriek jej rozšírenému využívaniu prakticky v každom aspekte vzdelávania existujú isté nedostatky zabraňujúce rozsiahlej a efektívnej implementácii. Jedným z nedostatkov je nezáujem o adekvátny a nepretržitý profesionálny rozvoj pedagógov, ktorých povinnosťou by malo byť integrovanie nových technológií do učebných procesov. Spravidla sa stáva [2], že nové investície sú nedostatočne využívané, nepoužívané vôbec alebo využívané spôsobom, ktorý napodobňuje starý proces namiesto toho, aby sa inovovali nové procesy, ktoré môžu byť pre študentov pútavejšie.

Prostredníctvom získaných investícií sa postupne všetky školy istým spôsobom digitalizujú, resp. zabezpečujú priestory modernými technológiami, čím sa výučba dostáva na vyššiu úroveň. Jedným z takýchto prostriedkov ako povzniesť výučbu na vyššiu úroveň sú práve interaktívne tabule. Využívanie tejto interaktívnej pomôcky v posledných rokoch vzrástlo v školách po celom svete a jej popularita sa zvýšila najmä medzi mnohými pedagógmi [3]. Jedným z kľúčových dôvodov zavádzania interaktívnej tabule je možnosť umiestnenia v tradičnej triede bez toho, aby sa podstatne narušili učiteľské praktiky pedagógov [4]. V skutočnosti je vhodné podotknúť, že interaktívna tabuľa môže posilniť tradičné vyučovacie štýly.

Na trhu existujú rôzne typy interaktívnych tabúľ, ktoré sú dodávané spolu so softvérom podporujúcim jej používanie iným spôsobom ako len klasickou premietacou plochou. Každý typ tabule je svojím spôsobom špecifický, keďže poskytujú rôzne softvéry teda aj rôzne spôsoby jej používania. Práve od toho závisí do akej miery je možné danú tabuľu používať, resp. do akej miery je možné zefektívniť proces výučby. Súčasná doba poskytuje mnoho doplnkových online nástrojov a programov, ktoré môžu zefektívniť práve prácu s ňou, čím sa zároveň môže zvýšiť záujem aj o jej používanie.

Mnoho vedeckých prieskumov poukazuje na súčasné aplikovanie interaktívnych tabúľ do škôl a ich používanie z pohľadu pedagógov. Aj napriek ich dostatočnému množstvu v školách sa vo viacerých výskumoch preukázalo ich neefektívne využívanie. Najväčšie nedostatky boli práve nedostatočné skúsenosti a vzdelávania zamerané na prácu s interaktívnou tabuľou. V našej práci sme sa preto zamerali na prieskum využívania IKT (Informačné a komunikačné technológie) pomôcok a predovšetkým interaktívnej tabule na Technickej univerzite v Košiciach. Daný prieskum prebiehal v dvoch fázach [5], v roku 2017 a 2019, pričom po prvom prieskume sme poskytli pedagógom školenie týkajúce sa práce s konkrétnym typom interaktívnej tabule, ktorú majú k dispozícií v rámci vyučovania.

Na základe výsledkov získaných z prieskumov sme sa rozhodli vytvoriť mechanizmus na zdieľanie interaktívnych aplikácií, čo je hlavnou témou predkladaného článku. Jeho vytvorenie má napomôcť ku zefektívneniu výučby, keďže poskytuje zdieľanie interaktívnych aplikácií, vytvorených pomocou HTML5 technológií, prostredníctvom jedného webového portálu.

1. Prieskum využívania interaktívnych tabúľ

V roku 2017 bol realizovaný prieskum zameraný na využívanie informačno-komunikačných technológií, predovšetkým interaktívnej tabule. Prieskumu sa zúčastnilo 213 respondentov zo 480 oslovených. Pred samotným sprostredkovaním boli stanovené tri základné hypotézy ale v tomto článku sme sa zamerali iba na dve z nich [5]:

• H1: “Predpokladáme, že učitelia vo všeobecnosti nedostatočne využívajú interaktívnu tabuľu ako modernú didaktickú pomôcku v procese edukácie.”
• H2: “Predpokladáme, že učitelia nedisponujú dostatočnými zručnosťami pre prácu s interaktívnou tabuľou ako modernou didaktickou pomôckou.”

Z výsledkov výskumu sme si vyčlenili odpovede respondentov z vysokých škôl, čo predstavuje 30% zo všetkých zúčastnených. Na otázky týkajúce sa používania interaktívnej tabule sme dostali predovšetkým menej pozitívne odpovede, keďže až 60,87% respondentov sa vyjadrilo, že tabuľu nepoužívajú takmer vôbec. Týmto výsledkom sa nám potvrdila prvá, vyššie spomínaná, hypotéza.

Predpokladali sme nedostatočné množstvo školení, ktoré by mohli napomôcť lepšej práce s interaktívnou tabuľou a zároveň jej aplikovanie do procesu výučby. Na základe výskumu sa nám tento predpoklad potvrdil, keďže až 95,65% respondentov uviedlo, že im neboli poskytnuté školenia, teda nemali možnosť získavať bližšie informácie o jej používaní.

Na základe týchto dvoch faktov je možné usúdiť nedostatočné zručnosti pedagógov pre prácu s interaktívnou tabuľou ako modernou didaktickou pomôckou. Mnoho pedagógov využíva tabuľu predovšetkým iba ako premietaciu plochu čím sa stráca efektivita a zmysel samotnej interaktívnej tabule.

Po ukončení a vyhodnotení prieskumu bolo pedagógom z Katedry spoločenských vied na Technickej univerzite v Košiciach poskytnuté školenie týkajúce sa práce s konkrétnym typom interaktívnej tabule, ktorú majú k dispozícií v rámci vyučovania. Po dvoch rokoch možného aplikovania skúseností získaných v rámci daného školenia sme navštívili pedagógov Katedry spoločenských vied s otázkami: “Zmenil sa spôsob výučby na vašej katedre?”, “Vzrástol počet pedagógov, ktorí začali využívať interaktívnu tabuľu v procese výučby?” a v neposlednom rade bola položená otázka “Využívate interaktívnu tabuľu aj iným spôsobom ako iba premietaciu plochu?”. Na základe rozhovorov s pedagógmi sme dospeli k dvom záverom:

1. Aj napriek poskytnutému školeniu pedagógovia nejavia záujem o používanie interaktívnej tabule v procese výučby.
2. Možné potreba viacerých interaktívnejších školení, ktoré by viedli k širšiemu obzoru používania interaktívnej tabule v procese výučby.

Vzhľadom na získané poznatky z oboch prieskumov, ktoré boli realizované v priebehu dvoch rokoch je možné zhodnotiť, že pedagógom chýbajú školenia a predovšetkým motivácia pre prácu s interaktívnou tabuľou. Je možné podotknúť, že samotný softvér dodávaný spoločne s interaktívnou tabuľou nie je natoľko motivujúci aby ju pedagógovia začali používať v plnej miere.

1.1 Interaktívna tabuľa

Ako bolo vyššie spomenuté, každá tabuľa je istým spôsobom špecifická. Dodávaný softvér umožňuje síce pracovať s tabuľou ako interaktívnou pomôckou, no žiaľ neumožňuje vytvárať iné interaktívne aplikácie, ktoré by mohli rozšíriť obzory či už pedagógov alebo študentov. Nepodporuje zdrojové kódy, ktoré by sa mohli aplikovať na predmetoch zameraných na výučbu programovania. Nie je možné vytvárať rôzne animácie, ktoré by rovnako mohli uľahčiť vysvetlenie a pochopenie učiva. Celý systém podporuje vytvárať iba napr. hry, ktoré sa zakladajú na slovách či obrázkoch. Pomocou softvéru je možné ovládať prezentáciu a vpisovať do nej prostredníctvom priloženého interaktívneho pera. Poskytovaná funkcionalita interaktívnej tabule je vhodná pre základné a v niektorých prípadoch aj pre stredné školy, no čo sa týka vysokých škôl sa vyžaduje vyššia úroveň používania. Na výučbu niektorých predmetov nie je postačujúci základný softvér a preto je skôr nutnosťou rozširovať obzory vysokoškolských pedagógov ako by mohli využiť interaktívnu tabuľou aj iným spôsobom.

1.2 Typy aplikácií umožňujúce zefektívnenie procesu výučby

V každej miestnosti, v ktorej sa nachádza interaktívna tabuľa sa môže dosiahnuť vyššia úroveň vzdelávania a tým pádom aj lepšie výsledky samotných študentov. Pomôcť tomu môžu predpripravené pútavé materiály na vyučovací proces, pre ktoré inšpiráciou by mohli byť aplikácie publikované na poskytovanom webovom portáli.

Pri práci s interaktívnou tabuľou a príprave materiálov na vyučovanie je nutné dbať na používateľský zážitok študentov ako aj pedagógov. Tento fakt je možné dosiahnuť efektívnou prácou s interaktívnou tabuľou, čo znamená pracovať s ňou bez potreby použitia klávesnice ako vstupného zdroja. Príkladom môžu byť tri typy aplikácií: animácie, hry a prototypy aplikácií.

V prípade prvé typu aplikácií, animácie by mali slúžiť pre lepšie vysvetlenie učiva, ako napr. rôznych algoritmov, prezentovanie správania sa zložitých systémov a pod. Aj napriek tomu, že nie je možné s nimi interagovať, vždy ide o lepšiu formu podania prednášaného učiva, resp. pochopiteľnejšiu ako len hovorené slovo.

V rámci druhého typu aplikácií, hry predstavujú priamy spôsob interagovania s interaktívnou tabuľou. Príkladom môžu byť krátke náučné hry, ktoré predpokladajú spoluprácu viacerých osôb, čím by sa mohla zvýšiť aktivita, záujem či lepšie pochopenie prednášanej problematiky.

Posledný typ aplikácií, prototypy môžu predstavovať názornú ukážku čomu bude venovaná prednáška. Tento typ je najlepšie využiteľný v rámci kurzov programovania, kde prednášajúci na začiatku danej hodiny ukáže jej cieľ, teda očakávaný výsledok. Týmto spôsobom môžu mať študenti lepší prehľad o predkladanom učive už na začiatku hodiny.

2. Webový portál poskytujúci zdieľanie aplikácií

Na základe prieskumov a postupnej analýzy sme vytvorili webový portál poskytujúci tvorbu a zdieľanie javascriptových aplikacíí. Inšpirovali sme sa známym webovým portálom TeXample.net, ktorý podobným spôsobom poskytuje zdieľanie aplikácií na základe dostupného kódu, pričom ich zameranie je predovšetkým na typografický systém LaTeX.

Náš systém je postavený na webovom frameworku Django, ktorého tvorba prebiehala vo viacerých fázach vývoja, čím sa postupne zdokonaľovalo systémové, ale aj používateľské rozhranie. Počiatočné fázy vývoja umožňovali základnú funkcionalitu stránky, čo predstavovalo vytváranie aplikácií a ich zdieľanie. Spočiatku sa predpokladalo zdieľanie prostredníctvom HTML tagu iFrame, ktorý je ľahko použiteľný pre viacerých používateľov s rôznymi úrovňami znalostí v oblasti programovania. V neskorších fázach vývoja sme aplikovali zdieľanie aplikácií pomocou API služby, v rámci ktorej je možné aplikáciu zdieľať čiastkovo (HTML, CSS alebo JS kód) a to pomocou automaticky vygenerovaných liniek:

Pre inšpiráciu používateľov sme vytvorili jednoduchú implementáciu hry Robot Karel, ktorá má predstavovať aplikáciu vhodnú pre interaktívne tabule. Na nasledujúcom obrázku je znázornená jej forma prezentovania na webovom portáli. Ako je možné vidieť, detail aplikácie pozostáva z krátkeho popisu, zdrojov pre zdieľanie a samotnej spustiteľnej aplikácie. Z toho vyplýva, že aj menej skúsený používateľ vie danú aplikáciu zdieľať prostredníctvom URL adresy do svojej prezentácie alebo iného dokumentu.

V prípade zdieľania prostredníctvom API služby je potrebná prítomnosť skúsenejšieho programátora, keďže sa pre zdieľanie a spustenie aplikácie vyžaduje napísanie kódu, ktorý postupne ťahá jednotlivé časti (HTML, CSS, JS) z webového portálu. Na nasledujúcom obrázku je príklad zdrojového kódu, pomocou ktorého je možné zdieľať aplikáciu, hru Robot Karel, do vlastnej HTML prezentácie.

<link href="http://pavlap-dp.j13.sk/application/karel/css" rel="stylesheet" type="text/css" />

<!-- ***************  -->

<script>
 $.ajax({
        method: "get",
        url: "http://pavlap-dp.j13.sk/application/karel/html",
        success: function(result){
                $('body').append(result);
                $.getScript("http://pavlap-dp.j13.sk/application/karel/js");
        }
 });
</script>

V konečnom dôsledku sme vytvorili webový portál, ktorý je prístupný širokej verejnosti, keďže umožňuje publikovanie a zdieľanie aplikácie pre používateľov s rôznymi úrovňami skúsenosti. V neposlednom rade sme sa zamerali na istú bezpečnosť pre jej používateľov a to z hľadiska používateľských účtov a preverenia aplikácií pred ich samotným publikovaním. Aj napriek tomu, že neprihlásený používateľ má možnosť editovať publikované aplikácie, nedôjde k jej prepísaniu v samotnom systéme. Každú aplikáciu si spravuje jej autor, poprípade vlastník webového portálu. Celý tento systém by mal pomôcť rozšíriť obzory pedagógom, ktorý pracujú s interaktívnou tabuľou a zároveň zdieľať svoje nápady s inými pedagógmi.

Záver

Vzdelávanie je neodmysliteľnou súčasťou života každého človeka. Predstavuje roky v škole ale aj v pracovnej oblasti, kedy sa človek musí naďalej neustále vzdelávať. V súčasnej dobe významný krok v oblasti vzdelávania predstavujú moderné technológie. Prinášajú mnoho výhod, ale predovšetkým skúsenosti a širší obraz o súčasnej technologickej dobe. Jedným z takýchto nástrojov sú práve aj interaktívne tabule, s ktorými sa možno stretnúť v takmer každej učebni na školách, konferenčných miestnostiach či v iných priestoroch prispôsobených na prezentovanie. Interaktívne tabule sa stávajú našou súčasťou, hoci doterajší spôsob používania ich zatiaľ predstavuje iba ako plochu na prezentovanie. Uvedená skutočnosť nás viedla k vytvoreniu webového portálu na zdieľanie aplikácií, ktoré by mohli viesť k pútavejšiemu používaniu interaktívnej tabule, no predovšetkým na rozšírenie obzoru pedagógov z pohľadu možnosti predvádzania materiálov a to všetko na jednom mieste.

Vytvorený portál poskytuje zdieľanie aplikácií vytvorených pomocou HTML5 technológií, pričom jej využitie je umožnené aj menej skúseným používateľom v oblasti programovania. Jej používanie je zacielené najmä na predmety, ktorých učivo je možné podať aj inou formou ako len slovnou. Jedným z takýchto predmetov môžu byť práve prednášky z programovania, kde sa dá zábavnou a zároveň náučnou formou poukázať na viaceré programovacie jazyky a ich techniky spracovania.

Zoznam použitej literatúry

1. UNIVERSITYHOMEWORKHELP, 2017. 15 Disadvantages of Technology in Educa- tion. Dostupné tiež z: https://universityhomeworkhelp.com/15-disadvantages-of-technology-in-education/.
2. NAGEL, David, 2013. 6 Technology Challenges Facing Education. THE Journal: Technological Horizons in Education. Dostupné tiež z: https://thejournal.com/articles/2013/06/04/6-technology-challenges-facing-education.aspx.
3. AFLALO, Ester; ZANA, Lizet; HURI, Tehila, 2018. The interactive whiteboard in primary school science and interaction. Interactive Learning Environments. Roč. 26, č. 4, s. 525–538.
4. GREGORCIC, Bor; ETKINA, Eugenia; PLANINSC, Gorazd, 2018. A New Way of Using the Interactive Whiteboard in a High School Physics Classroom: A Case Study. Research in Science Education. Roč. 48, č. 2, s. 465–489.
5. PICHANIČOVÁ, Pavla, 2017. Použitie interaktívnej tabule pri výučbe spoločenských vied. Fakulta elektrotechniky a informatiky. Bakalárska práca. Technická uni- verzita v Košiciach.