Využití python knihovny Manim pro podporu výuky matematiky na 2. stupni ZŠ

Abstract

Náplní práce je na základě mapování relevantních kurikulárních dokumentů a dostupných vizualizačních pomůcek pro matematiku navrhnout vhodná matematická témata ke zpracování pomocí programování animací v knihovně Manim. Výsledné animace budou otestovány ve výuce matematiky, aby se zjistil jejich přínos pro pochopení daného matematického konceptu. Teoretická část práce zmapuje a vyhodnotí vhodná témata RVP ZV ve vzdělávacích oblastech matematika a informatika. Dojde k určení tematických okruhů matematiky, které je možné jednoduše podpořit pomocí tvorby názorné animace. V oblasti informatiky dojde k vyhodnocení vhodných tematických okruhů, do nichž lze zařadit tvorbu animací tak, aby se naplňovaly jejich očekávané výsledky učení. V závěru proběhne zmapování známých matematických vizualizačních nástrojů, jako například GeoGebra či Polypad využitelných na druhém stupni základní školy. Hlavním zaměřením tohoto mapování bude míra, s jakou je možné, pomocí daného nástroje, naplňovat očekávané výsledky učení v některém z tematických okruhů informatiky. Nástroje budou srovnány s knihovnou Manim, aby bylo možno demonstrovat její silné a slabé stránky. V praktické části budou vytvořeny animace pomocí programovacích funkcí knihovny Manim. Animace budou zaměřeny na názornou vizualizaci konkrétních matematických...

This thesis aims to design suitable mathematical topics for programming animations in the Manim library by mapping relevant curriculum documents and available visualization aids for mathematics. The resulting animations will be tested in mathematics instruction to evaluate their contribution to students' understanding of the targeted mathematical concept. The theoretical part will map and assess appropriate topics within the National Educational Programme for Primary Education (RVP ZV) in the educational areas of mathematics and informatics. It will identify mathematical thematic units that can be effectively supported through explicit visualization animations. In the informatics domain, the study will evaluate suitable thematic units in which the creation of animations can be integrated so that the expected learning outcomes are fulfilled. The conclusion will map well-known mathematical visualization tools usable at the upper primary level, such as GeoGebra or Polypad. The main focus of this mapping will be the extent to which a given tool can support the specified learning outcomes within a chosen informatics thematic unit. The tools will be compared with the Manim library to illustrate its strengths and weaknesses. In the practical part, animations will be created using the programming...