Konceptuální porozumění matematice: využití Manim pro výuku a učení goniometrie

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá možnostmi využití open-source knihovny Manim (Python) ve výuce matematiky na středních školách, se zaměřením na konceptuální porozumění goniometrii. Cílem práce bylo vytvořit didaktický materiál, který učitelkám a učitelům umožní integraci vizuálních animací do výuky, a zároveň kriticky zhodnotit stávající výukové opory. Metodická část práce se věnuje procesu tvorby matematických animací a přináší přímé srovnání nástroje Manim se známým softwarem GeoGebra z hlediska didaktického potenciálu a technické náročnosti. Další částí práce je obsahová analýza současných středoškolských učebnic matematiky s ohledem na to, do jaké míry podporují konceptuální porozumění goniometrickým pojmům. Praktickým výstupem práce je ucelená sada 20 autorských videí vytvořených v nástroji Manim, která jsou spolu s doprovodnými didaktickými poznámkami a krátkými procvičovacími úlohami volně dostupná na webovém portálu. Pro ověření přínosu a srozumitelnosti těchto materiálů byl realizován kvalitativní výzkum formou dotazníkového šetření mezi 20 respondentkami a respondenty, kteří hodnotili vybraná 4 videa a navazující cvičení. Výsledky šetření potvrdily jejich potenciál pro použití ve výuce. Sada vytvořených materiálů může sloužit jako okamžitě využitelná didaktická pomůcka pro vyučující matematiky na...

This master's thesis explores the possibilities of utilizing the open-source library Manim (Python) in secondary school mathematics education, with a specific focus on developing a conceptual understanding of trigonometry. The primary objective was to create a set of didactic materials to help teachers integrate visual animations into their lessons, while critically evaluating current educational resources. The methodical part explains the process of creating mathematical animations and provides a direct comparison between Manim and the widely used GeoGebra software in terms of didactic potential and technical complexity. The thesis also includes a content analysis of current secondary school mathematics textbooks, examining the extent to which they support students' conceptual understanding of trigonometric concepts. The practical output of the thesis consists of a series of 20 original videos created using Manim, which are freely accessible on a dedicated website along with accompanying didactic notes and short practice exercises. To verify the benefits and clarity of these materials, qualitative research was conducted via a questionnaire survey involving 20 respondents who provided detailed feedback on 4 selected videos and the subsequent exercises. The findings of the survey confirmed their potential...