Lesní požáry — metodické poznámky k hodině
Související materiály:
- Kapitola učebnice
- Plán hodiny (k použití přímo ve výuce)
Tato hodina nabízí krátký vhled do oblasti simulace komplexních systémů. Žáci prostřednictvím přiměřeně jednoduchého appletu získají některé základní zkušenosti, například:
- obtížnou předvídatelnost chování modelu,
- nutnost zjednodušování a vyplývající výhody a nevýhody,
- citlivost na hodnoty vstupních parametrů, výchozí situaci a náhodu.
Procvičují při tom úvahy spojené s modelováním, orientaci v neznámé aplikaci a ladění formálního popisu. Hodina nemá přímou návaznost na grafy jako takové. Stejně jako u grafů ale jde o reprezentaci reality, tedy modelování, jen jiným způsobem.
Průběh hodiny
V úvodu hodiny se žáci seznámí s ovládáním appletu, aby se mohli pustit do prvních úprav simulovaného světa. Při těch zjistí, že i jednoduchá úprava parametrů může vést k neočekávaným výsledkům, a to i přestože pracují s velmi jednoduchým modelem. Postupně žáci zkouší implementovat stále rozsáhlejší změny modelu. Motivací je zpřesnění modelu a ověřování hypotéz, které by pomohly zvládat lesní požáry.
Další poznámky
- Různí žáci potřebují různý přístup. Někteří se sami pustí do zkoumání a postupně samostatně objeví jak ovládání, tak princip fungování simulace. Ostatní potřebují více vysvětlení a vedení (ať už od spolužáka nebo od vyučujícího). Vynasnažíme se proto hodinu zorganizovat tak, aby mohly být uspokojeny tyto různé skupiny. Vedeme ty, kteří to potřebují, nezdržujeme ostatní. V každém případě potřebují žáci dostatek času k vlastnímu průzkumu a k práci.
- Snažíme se, aby žáci nepostupovali jen způsobem pokus-omyl, ale aby prováděli změny záměrné a pokoušeli se předem formulovat očekávané výsledky změn v chování systému.
- Žáci zde opět dostávají možnost interaktivně pracovat s formálním popisem (tentokrát s pravidly změn stavů buněk) a vedle něj s jeho realizací. Jemně je to připravuje na programování.
- Simulace se patrně nebude chovat vždy přesně podle přání žáků. To nám poskytne příležitosti rozvíjet strategie ladění: přesné pozorování situace krok za krokem, procházení pravidel řádek po řádku, neustálé porovnávání s očekávaným chováním a kódem a další. Jako ve výuce programování tak i zde není naším úkolem jim pravidla naservírovat, ale naučit je opravit si pravidla (jakož i vlastní či cizí kód) sami.
- Jedna z možných komplikací: oheň proskakuje bariérou (např. potokem). Žáci mohou uvažovat, proč se to děje. Pečlivými pokusy a pozorováním odhalí, že oheň projde tehdy, když se dvě políčka bariéry dotýkají rohem, nikoliv stranou. Základní nastavení totiž pojem sousední políčko chápe právě takhle, tedy i včetně šikmého směru. Tohle nastavení lze ale změnit v panelu napravo (což žákům dále usnadňuje odhalení příčiny tohoto chování). Jiní žáci to řeší posílením slabých míst bariéry.
- Někteří žáci dají průchod své tvořivosti a v lese se objeví např. zajíci a řada dalších prvků, které s požáry příliš nesouvisí. Tomu není nutno bránit. Cíli hodiny vyhoví, když žáci nezratí ze zřetele vazbu zajíců simulovaných se zajíci skutečnými. Pokud chování zajíců záměrně modeluje nějaký aspekt chování zajíců skutečných, dělají žáci právě to, co potřebujeme.
- Žáci, kteří sklouznou k vytváření dekorativních animací, se naopak cílům hodiny vzdálili. Ani těm ale nejspíš nemá příliš smysl bránit. Můžeme zkusit je aspoň přimět k cíleným úpravám jejich výtvorů. Tedy nikoliv jen pokus-omyl, ale také k úvahám o tom, jakým nastavením pravidel dosáhnou žádoucího chování animace.
- Samozřejmě se zde nabízí spolupráce s učiteli souvisejících předmětů.
