Digital systems - computing education after curricular reform

Abstract

Digitální technologie ovlivňují téměř každý aspekt každodenního života, avšak výukové materiály pro druhý stupeň základních škol, které by žákům pomáhaly porozumět tomu, jak tyto technologie skutečně fungují a zároveň vycházely z výzkumných poznatků, jsou stále nedostatkové. Přestože mnoho národních kurikul, včetně českého, klade důraz na konceptuální porozumění digitálním systémům, učitelé, zejména tzv. "neaprobovaní", postrádají strukturované a pedagogicky ukotvené materiály k tématům, jako je počítačová architektura či infrastruktura internetu. Tato disertace tuto mezeru řeší prostřednictvím čtyř vzájemně provázaných komponent. První komponentou je syntéza empirických poznatků o žákovských prekoncepcích internetu, založená na systematickém přehledu literatury, autorčině magisterské práci a intervenční studii se smíšeným designem. Druhá komponenta - publikovaná jako recenzovaný článek v odborném periodiku - se paralelně zaměřuje na žákovské prekoncepce o principech počítačů. Zjištění z těchto dvou empirických částí představovala výchozí bod pro návrh výukových materiálů ve třetí a čtvrté komponentě, které byly zveřejněny jako příspěvky na mezinárodních konferencích. Tyto části představují a evaluují modelové hodiny zaměřené na principy internetu a principy počítačů, navržené podle modelu Evokace-...

Digital technologies shape nearly every aspect of everyday life, yet research-based instructional materials that help lower secondary students understand how these technologies actually work remain scarce. While many national curricula, including the Czech one, now emphasise conceptual understanding of digital systems, teachers, especially non-specialists, lack structured, pedagogically grounded resources for topics such as computer architecture and internet infrastructure. This dissertation addresses this gap through four interconnected components. First, it synthesises empirical findings on students' preconceptions about the internet, drawing on a systematic review, an interview-based master's thesis by the author, and a mixed-methods intervention study. Second, it examines students' preconceptions about computers using a parallel methodological approach; this component is presented in the form of a peer-reviewed journal article. Insights from these empirical components directly informed the design of the instructional materials developed in the third and fourth components, both of which are presented as conference papers. These two components introduce and evaluate model lessons on internet principles and on computer principles, designed according to the Evocation-Realization of Meaning-Reflection (ERR)...