Nová informatika s Umíme: střední školy (základní blok)

Tento materiál nabízí základní inspiraci, jak využít Umíme informatiku ve výuce pro střední školy. Materiál lze využít mj. jako inspiraci pro přípravu školního vzdělávacího programu (ŠVP).

Přesné pojetí výuky informatiky se na jednotlivých středních školách může výrazně lišit, např. podle orientace školy, vstupních znalostí žáků a rozložení hodinové dotace. Místo rozpisu po ročnících uvádíme rozdělení na dva bloky. Základní blok, pokrytý v tomto dokumentu, popisuje témata a aktivity vhodné pro všechny typy středních škol. Navazující rozšiřující blok pak nabízí aktivity, které lze zařadit v závislosti na výukové orientaci školy.

Detailnější rozpracování možné organizace výuky nabízí výukové moduly. Pro základní blok v rámci SŠ výuky jsou vhodné především tyto moduly:

• Shrnutí blokového programování a ukázka Pythonu
• Programování v Pythonu: základy
• Digitální technologie (SŠ)
• Pokročilá práce s daty

Blokové programování a algoritmizace

Podle nových RVP by se žáci měli setkat s blokovým programováním na základních školách v poměrně velkém rozsahu. V přechodném období však mohou mít žáci přicházející na SŠ s blokovým programováním jen omezené zkušenosti. Může být tedy vhodné zařadit alespoň rychlou rekapitulaci pomocí následujících cvičení:

• Želví grafika
• ProgMalování
• Plošinovka
• Robotanik
• RoboAréna

Tato cvičení lze použít také pro procvičování algoritmizace. Uvedená cvičení obsahují i náročnější příklady, na kterých lze přirozeně procvičit témata jako návrh algoritmů, ladění programu či rozklad problému na podproblémy.

Programování v Pythonu

K tomuto tématu máme připravený samostatný metodický text Programování v Pythonu pro střední školy. Zde vypíchneme jen hlavní body.

Pro plynulý přechod z blokového programování lze využít navazující cvičení Želví grafika (blokové programování) a Python želva. Následně je vhodné procvičovat probírané koncepty mixem různých cvičení –⁠ některá kladou důraz na čtení kódu, jiná na vlastní tvorbu programů, přičemž oboje jsou nezbytné dovednosti, které je potřeba trénovat.

• Rozhodovačka (výběr ze dvou možností, základní koncepční porozumění)
• Psaná odpověď (psaná odpověď, typicky otázky „Co vypíše program?“)
• Porozumění (řešené příklady s kontrolními otázkami)
• Programování v Pythonu (samostatná tvorba programu)

V rámci základního bloku doporučujeme zaměřit se na následující témata:

• Proměnné a číselné výrazy v Pythonu
• Logické výrazy v Pythonu
• Sekvence příkazů v Pythonu
• Podmíněný příkaz (if) v Pythonu
• Cyklus for v Pythonu
• Cyklus while v Pythonu
• Vnořené cykly v Pythonu
• Funkce v Pythonu

Práce s daty

Ze základní školy by žáci měli být schopni základní práce s daty v tabulkovém editoru a umět tvořit a interpretovat jednoduché vizualizace dat. Tyto dovednosti je vhodné na SŠ především prakticky používat. Cvičení dostupná v Umíme však mohou posloužit jako velmi užitečná rekapitulace. Některé těžší sady úloh jsou navíc často náročné i pro žáky na SŠ:

• Tabulkový editor
• Vizualizace dat: principy
• Vizualizace dat: typy grafů

Na práci s daty v tabulkovém editoru lze navázat úvodem do databází (ten je zařazen v rozšiřujícím bloku).

Kódování, informace

V oblasti kódování informací tvoří provázaný celek učiva kódování čísel (binární a hexadecimální soustava), kódování barev (kde se žáci mohou prakticky setkat s hexadecimální soustavou) a logické spojky a pravdivostní tabulky (kde používáme binární zápis). Na tato témata pak přímo navazují praktičtěji orientovaná témata týkající se reprezentace a přenosu informací.

Tato témata by žáci měli v základní podobě znát ze základní školy. Na střední škole má smysl základní znalosti oprášit a věnovat se jim více do hloubky.

• Binární čísla: základy
• Binární čísla: aritmetika
• Binární čísla: záporná a desetinná
• Hexadecimální čísla
• Reprezentace barev
• RGB barvy
• Logické spojky a pravdivostní tabulky
• Informace, velikost dat
• Komprese dat
• Přenos dat

Modelování

V oblasti modelování nabízí Umíme dva základní směry procvičování. První se týká oblasti Modelování pomocí grafů. Zde je k dispozici široké spektrum příkladů od jednoduchých intuitivních (např. Grafy a abstrakce, Grafy: nejkratší cesty), až po náročnější, teoreticky orientované příklady (Teorie grafů: základní pojmy, Izomorfní grafy).

Druhý směr je Modelování a simulace. Tato část souvisí s volně dostupnou učebnicí Modelování a simulace komplexních systémů od jednoho z autorů Umíme. Zde lze mimo jiné využít cvičení využívající interaktivní ukázky simulací.

Digitání technologie

V oblasti digitálních technologií nabízíme zejména procvičení základních znalostí:

• Hardware
• Software
• Počítačové sítě
• Umělá inteligence
• Řešení technických problémů
• Technologie a zdraví

Zejména v oblasti hardwaru a softwaru je k dispozici poměrně široké spektrum obtížnosti otázek (od úplných základů až po témata, která jsou na poměry SŠ pokročilá). Podle zaměření školy je tak možné vybrat konkrétní skladbu procvičování.

Zpět na rozcestník metodických materiálů.