Project based learning for increasing attractivity of technical education at elementary schools and high schools

Abstract

Příspěvek má za cíl referovat o výukovém projektu vytvořeném za účelem zatraktivnění technického vzdělávání a přilákání žáků základních škol ke studiu technických oborů. Příspěvek stručně prezentuje aktuální situaci v technickém vzdělávání v České republice a snahy Západočeské univerzity v Plzni o jeho vyšší atraktivitu. V příspěvku je prezentován jednoroční multioborový studentský projekt, který byl za učelem motivace žáků základních (a středních) škol ke studiu techniky v letech 2017-2022 několikrát úspěšně implemenován. Studentský projekt je zaměřen na návrh a zprovoznění mobilního robota založeného na platformě Arduino s využitím moderních metod ve fázi návrhu, výroby a vlastního zprovoznění. Projekt zahrnuje využití moderního CAD systému SolidWorks pro návrh podvozku robota s důrazem na lehkou konstrukci a sestavení celého robota z přemodelovaných nakupovaných dílů, výrobu podvozku robota pomocí aditivních technologií (3D tisk z materiálu PLA), vytvoření digitálního dvojčete robota a naprogramování základního chování v simulačním prostředí TinkerCAD, přenesení kódu na fyzického robota a realizaci dalších pokročilejších úloh (vyhýbání se překážkám, sledování čáry, průchod bludištěm, apod.). Studentský projekt může být implementován jako celek v rámci jednoročního kurzu (motivační efekt pro žáky základních škol v rámci zájmové činnosti) nebo po jednotlivých částech v cyklicky se opakující výuce např.na středních školách, kde jsou jednotlivým etapám projektu věnovány celé předměty nebo jejich části. Studentský projekt je založen na principu projektového učení, kdy je cílem poskytnout žákům dostatečné informace relevatní pro vyřešení úkolu, ale současně je nezahltit velkým množstvím informací, jejichž aplikovatelnost jim v tu chvíli nebude zcela zřejmá. Tento přístup je v kontrastu s obvyklým výukovým modelem používaným na základních a středních školách v České republice, kdy je student zahrnut obrovským množstvím informaci, které musí zpracovat (memorovat) často bez zdůraznění vzájemných vazeb, aniž by tušil, k čemu je bude moci použít. To je podle názoru autorů jeden z důvodů nízké atraktivity technických oborů, a právě projektově zaměřené učení by mohlo přispět k změně tohoto stavu.