Anotácia projektu

Projekt sa orientuje na využívanie interaktívnych počítačových animačno­‑simulačných modelov (ASM) objektov reálneho sveta v edukácii. Simulačné modely zohrávajú významnú úlohu vo vyučovaní lebo podporujú aktívne a hĺbkové učenie sa tzv. „deep learning“ a to hlavne v exaktných vedách, kde predmetom vyučovania sú matematickým modelom vyjadriteľné dynamické javy a procesy. Účinnosť a didaktický prínos simulačných modelov zabezpečuje algoritmom riadená vizualizácia výsledkov experimentov vykonaných na modeli. Pomocou dobre naplánovaných simulačných experimentov žiaci, príp. študenti získavajú nové poznatky o objektívnej realite na základe vlastného bádania, pozorovania a objavovania. Takéto modely výrazným spôsobom ovplyvňujú aktívne učenie sa, učenie sa porozumením, pochopením podstaty dynamických javov a kauzálne súvislosti medzi nimi, podporujú rozvoj triezveho kritického myslenia pri interpretácii experimentovaním získaných výsledkov. Tiež umožňujú účinnú a efektívnu integráciu digitálnych, hlavne vizualizačných technológií do vzdelávania.

Projekt sa venuje tiež skúmaniu vhodnej kombinácie didaktických, metodologických a technologických postupov a nástrojov, ktoré by účinne podporovali aktívne získavanie nových vedomostí edukantov a súčasne rozvíjali ich schopnosť samostatného tvorivého a kritického myslenia na základe konštruktivistických teórií. Výskum sa zameria na metodiku využívania a tvorby a interaktívnych animačno­‑simulačných modelov, ktoré predstavujú koncentrovanú informáciu o skúmanom jave (vo forme exaktného matematického modelu). Dobre naplánované a správne realizované simulačné experimenty umožňujú odhalenie podstatných skutočností a vlastností skúmaného objektu a tak konštruovať nové poznatky a budovať vlastný poznatkový systém. Vytvorené a overené aplikácie a metodické materiály budú sprístupnené všetkým žiakom základných a stredných škôl a študentom vysokých škôl prostredníctvom webových technológií. Na vyhodnotenie účinnosti vybraných ASM vo vyučovacom procese bude realizovaný prieskum medzi používateľmi (učiteľmi, budúcimi učiteľmi a študentmi). Na základe získaných výsledkov prieskumu účinnosti jednotlivých modelov sa vypracuje komplexná metodika návrhu a efektívneho využívania ASM a ich zavedenia do vzdelávacej praxe.

Kľúčové slová: interaktivita, modelovanie, simulácia, simulačný softvér, umelá inteligencia.

Project Anotation

The project focuses on the use of interactive computer animation­‑simulation models (ASM) of real­‑world objects in education. Simulation models play an important role in teaching because they support active and deep learning. „Deep learning“ and that especially in exact sciences, where the subjects of teaching are different phenomena and dynamic processes. The efficiency and didactic contribution of simulation models is ensured by algorithm­‑controlled visualization of the results of experiments performed on the model. With the help of well­‑planned simulation experiments, learners gain new knowledge about objective reality through their own research, observation and discovery. Such models significantly influence active learning, learning by understanding, understanding the nature of dynamic phenomena and causal connections between them, support the development of sober critical thinking in the interpretation of experimental results. They also enable the efficient and effective integration of digital, especially visualization technologies, into education.

The project also examines the appropriate combination of didactic, methodological and technological procedures and tools that would effectively support the active acquisition of new knowledge of learners and at the same time develop their ability to think independently of creativity on the basis of constructivist theories. The research will focus on the methodology of the use and creation of interactive animation­‑simulation models, which represent concentrated information about the studied phenomenon (in the form of an exact mathematical model). Well­‑planned and correctly implemented simulation experiments make it possible to reveal the essential facts and properties of the researched object and thus to construct new knowledge and build one's own knowledge system. The created and verified applications and methodological materials will be made available to all primary and secondary school students and university students through web technologies. To evaluate the effectiveness of selected ASMs in the teaching process, a survey will be conducted among users (teachers, future teachers and students). Based on the obtained results of the survey of the effectiveness of individual models, a comprehensive methodology for the design and effective use of ASM and their introduction into educational practice will be developed.

Keywords: modelling, simulation, simulation software, interactivity, artificial intelligence.