Didaktické využití stavebnice LEGO Mindstorms ve výuce matematiky se zaměřením na fraktály

Abstract

NÁZEV: Didaktické využití stavebnice LEGO Mindstorms ve výuce matematiky se zaměřením na fraktály ABSTRAKT: Cílem této diplomové práce je zjistit, zda má výuka fraktální geometrie podpořená počítačem a robotickou stavebnicí LEGO Mindstorms NXT své místo ve vzdělávání žáků základních a středních škol v České republice. Teoretická část práce se věnuje klíčovým tématům a osobnostem, které s touto problematikou úzce souvisí, obsahuje též stručný historický přehled vývoje fraktální geometrie a její možnosti využití ve výuce matematiky (s odkazem na turecké kurikulární dokumenty), a popis stavebnice LEGO Mindstorms NXT, který může dobře posloužit i jako manuál pro učitele či žáky. Praktická část obsahuje kromě návodu na stavbu robotické želvy také návrh výukového bloku, jehož cílem je u žáků podpořit algoritmické a geometrické myšlení, včetně klíčových kompetencí. Součástí experimentu je kromě kvantitativní komparace výsledků testu převzatého z turecké studie také zhodnocení projektu jak autorem, tak samotnými žáky. KLÍČOVÁ SLOVA: LEGO Mindstorms NXT, fraktál, programování, Logo, learning by doing, želva, Papert, L-systém, mikrosvěty

TITLE: LEGO Mindstorms: Didactic utilization in mathematics with a focus on fractals ABSTRACT: The objective of this thesis is to determine whether the teaching of fractal geometry supported by computer and robotic LEGO Mindstorms NXT has its place in the education of primary and secondary schools pupils in the Czech Republic. The theoretical part focuses on key topics and personalities closely connected to fractal geometry problematics. It provides a brief historical overview of the fractal geometry development, its potential use in teaching mathematics (with reference to Turkish curriculum documents), and a description of LEGO Mindstorms NXT which can well serve as a manual for teachers and pupils. The practical part contains instructions for building a robotic turtle as well as a proposal of teaching block aimed to support pupils' algorithmic and geometric thinking including key competencies. Quantitative comparison of the results taken from Turkish studies and evaluation of the project by the author and pupils are a part of the experiment as well. KEYWORDS: LEGO Mindstorms NXT, fractal, programming, Logo, learning by doing, turtle, Papert, L-system, microworlds