Výuka geometrie s virtuální realitou v NeoTrieVR

Abstract

Tato diplomová práce se věnuje využití virtuální reality (VR) v prostředí NeoTrieVR jako nástroje pro zefektivnění výuky geometrie těles na druhém stupni základní školy. Hlavním cílem práce je prozkoumat vliv práce v imerzivním digitálním prostředí na rozvoj prostorové představivosti žáků a na jejich schopnost řešit úlohy zaměřené na sítě krychle, objem, povrch a vnitřní uspořádání těles. Teoretická část práce analyzuje specifika virtuální reality, její didaktický potenciál i praktická omezení ve školním prostředí. Praktická část popisuje realizovaný výzkum postavený na metodě pre-testu a post-testu, mezi nimiž proběhla cílená výuková intervence ve virtuální realitě. Výsledky analýzy získaných dat ukazují na statisticky významné zlepšení úspěšnosti žáků ve většině sledovaných oblastí. Výrazný posun byl zaznamenán zejména u schopnosti identifikovat a konstruovat různé varianty sítí krychle a u porozumění objemu u těles se skrytými částmi, kde úspěšnost v konkrétních úlohách vzrostla o více než 100 %. Výzkum potvrdil, že možnost přímé manipulace s objekty a jejich pozorování z různých perspektiv ve VR pomáhá žákům korigovat časté geometrické miskoncepce a přecházet od pasivního vnímání 2D zobrazení k aktivnímu prostorovému chápání. Práce tak přináší důkazy o tom, že vhodně integrovaná virtuální...

This thesis explores the use of virtual reality (VR) within the NeoTrieVR environment as a tool for enhancing the teaching of solid geometry at the lower secondary school level. The primary aim is to investigate the impact of an immersive digital environment on the development of students' spatial visualization skills and their ability to solve problems involving cube nets, volume, surface area, and the internal structure of solids. The theoretical part analyzes the characteristics of virtual reality, its didactic potential, and its practical limitations within a school context. The practical section describes research employing a pre- test/post-test design, centered around a targeted instructional intervention in virtual reality. The results indicate a statistically significant improvement in student performance across most monitored areas. A marked progress was observed particularly in identifying and constructing various cube net configurations and in understanding the volume of solids with hidden parts, where performance in specific tasks increased by more than 100%. The research confirmed that the ability to directly manipulate objects and observe them from multiple perspectives in VR helps students correct common geometric misconceptions and transition from a passive perception of 2D...