Témata bakalářských prací

Deskové strategické hry jako nástroj rozvoje informatického myšlení (IM)

Deskové strategické hry mohou rozvíjet informatické myšlení. Je možné se zkoumat jaké složky IM jsou rozvíjeny v jednotlivých hrách. Případně přístup studentů učitelství informatiky k tomuto tématu

Analýza výzkumu ICILS - části věnované informatickému myšlení (IM)

Výzkum ICILS dává k dispozici data získaná při výzkumu. Úkolem autora bude prozkoumat tato data, položit si otázky týkající se IM  a na ni z dat odpovědět.

Grafové algoritmy a jejich reálné využití

V práci autor představí jednotlivé grafové algoritmy a uvede jednoduché reálné příklady jejich využití

Analýza státních kurikulárních dokumentů jednotlivých evropských států

V poslední době jednotlivé státy přistupují k výuce informatického myšlení. Cílem této práce je získání a následné porovnání jednotlivých státních kurikulárních dokumentů v oblasti rozvoje informatického myšlení. V ČR státní kurikulární dokument = RVP

Výuka umělé inteligence na ZŠ

Výuka umělé inteligence na ZŠ je potenciálně novým směrem výuky informatiky. Koukněte na: https://clanky.rvp.cz/clanek/22973/KONSTRUKCIONISMUS-A-UMELA-INTELIGENCE.html Na toto téma lze vypisovat různé závěrečné práce  

Analýza dat z bobříka informatiky

Bobřík informatiky generuje velké množství dat. Máme především detailní data u programovacích úloh. Data vytšinou vypadají, jako jedna velká excelovská tabulka. Cílem práce je odpovědět na nějakou předem položenou výzkumnou otázku pomocí analýzi těchto dat. Výzkumnou otázku je třeba formulovat s vedoucím práce. Příkladem výzkumné otázky může být otázka: Existují genderové rozdíly v řešení ve způsobu řešení programovacích úloh?

Automatizovaná analýza dat z bobříka informatiky

Bobřík informatiky generuje velké množství anonymizovaných dat. Úkolem studenta bude navrhnout a naprogramovat systém, který bude automaticky získávat informace z dat. Bližší specifikace práce budou poskytnuty po domluvě se studentem. Práce se může dotýkat oblastí: programovaní, statistiky, data miningu, strojového učení.

Optimalizace prostředí programu, či webové stránky pomocí eye trackeru

Většinu ovládání programů jsme se naučili sami. Cílem práce je optimalizace grafického uživatelského prostředí a struktury programy, či webové stránky, tak aby pro uživatele bylo jednoduší jeho samostatné učení se ovládání. Optimalizace programu, či webové stránky proběhne na eye trackeru.  

Robotická stavebnice Cubelets v mateřské škole

Cubelets je sada dvanácti kostek. Každá kostka vykonává jinou funkci. Sestavením kostek dohromady vytváří dítě program, podle kterého se bude robot chovat. Student vytvoří a vyzkouší s dětmi sadu úloh s Cubelets, které povedou k rozvíjení přemýšlení a algoritmizace u dětí v mateřské škole    

Rozšíření sw Scratch pro robotickou stavebnici Lego Mindstorms

Programovatelná stavebnice Lego Mindstorms má svůj originální software, Scratch poskytuje rozšíření pro ovládání právě této stavebnice. Může být výhodné, pokud žák ovládá Scratch , aby jej použil k programování Lego Mindstorms. Student vyzkouší a otestuje rozšíření Scratch pro Lego Mindstorms. Zjistí, nakolik je toto rozšíření kompatibilní se stavebnicí, které příkazy jazyka fungují a nefungují nebo pracují s odchylkami a také jak pohodlné je jeho ovládání v porovnání s originálním programovacím prostředím. Student projde učebnici pro Lego Mindstorms a u jejích úloh zkontroluje, zda a do jaké míry jsou realizovatelné v prostředí Scratch, případně po jakých úpravách. Student vytvoří k originálním obrázkům kódu v této učebnici alternativní obrázky v kódu Scratch.  

Využití robotické stavebnice Lego Mindstorms na základních školách

Cílem bakalářské práce je zmapovat přítomnost a případně využití robotické stavebnice Lego Mindstorms na základních školách. Za pomoci rozhovorů s personálem škol (zejména učiteli informatiky) student identifikuje, co dané školy vedlo k tomu, aby robotické stavebnice Lego Mindstorms pořídily a s jakou myšlenkou do pořizování vstupovaly. Student dále odhalí, jak moc se úvodní úmysl postupem času změnil, tedy v jakém rozsahu a za jakým účelem jsou robotické stavebnice využívány v současnosti při výuce (správa stavebnic, organizace výuky, práce žáků). Student na základě mnohonásobné případové studie identifikuje přínosy a negativa, které výuka s danou stavebnicí nese (jaké programovací dovednosti se žáci naučili, hodnocení prací žáků atd.).

Softwarové a online programovací prostředí Lego Mindstorms

Cílem bakalářské práce je zmapování dostupného programovacího softwaru a online cloudových prostředí pro programování robotické stavebnice Lego Mindstorms. Student popíše klady a zápory daných programovacích prostředí ze dvou různých pohledů. Za prvé z pohledu instalace a práce s nimi. Za druhé při testování funkčnosti (výhody, nevýhody z pedagogického hlediska) a možnosti korektního splnění vybraných úloh, které student vytvoří pro robotickou stavebnice Lego Mindstorms. Student vytvoří takové úlohy, aby mohl prokázat funkčnost na všech platformách a zároveň pár úloh, které na jistých platformách není možné uskutečnit.

Před přihlášením se zájemce o téma s problematikou předem seznámí z odborných článků na internetu, cíle a obsah bakalářské práce budou projednány osobně v konzultačních hodinách.

• Vývoj nativních aplikací pomocí webových technologií s využitím frameworku Elektron
• Webová data na mobilních zařízeních pomocí hybridních a progresivních aplikací
• Hotwire jako alternativní přístup k vytváření moderních webových aplikací.
• Sazba dokumentu v PDF pomocí webových technologií s využitím jazyka Markdown, CSS Paged Media a knihovny Paged.js
• Přístupnost webového obsahu s využitím aktuální metodiky WCAG 2.1 a WAI-ARIA.
• Tvorba interaktivních aplikací pro výuku konkrétního předmětu na ZŠ s využitím nativních, on-line či mobilních technologií (téma si může zvolit i více studentů pro různé předměty či různé technologie).

Využití ICT v neinformatických předmětech

Určeno pro studenty učitelství pro 2. stupeň ZŠ. V současné době zabrány předměty: AJ. Cílem bakalářské práce je zmapovat využití informačních a komunikačních technologií ve výuce na základních (případně středních) školách mimo informatiku. Student nejdříve zjistí a vyhodnotí možnosti využití informačních a komunikačních technologií ve svém druhém studovaném předmětu, a poté zjistí, jak reálně učitelé tohoto předmětu využívají tyto technologie během svojí výuky.

Využití ICT na 1. stupni ZŠ

Určené pro studenty primárního vzdělávání. Cílem bakalářské práce je zmapovat využití informačních a komunikačních technologií ve výuce na 1. stupni základních školách. Student nejdříve popíše možnosti využití informačních a komunikačních technologií ve výuce na 1. stupni ZŠ, a poté zjistí, jaký je přístup učitelů k využití těchto technologií během svojí výuky.

Sada úloh pro roboty Dash a Dot

Cílem bakalářské práce je vytvořit sadu úloh rozvíjející algoritmické a informatické myšlení pro dvojici robotů Wonder Dash a Dot. Student si prostuduje a analyzuje cizojazyčné materiály pro tyto roboty, a na jejich základě vytvoří vlastní sadu úloh určenou pro výuku robotiky na 1. (případně 2.) stupni základních škol. Sadu nakonec otestuje přímo ve výuce.

Badatelsky orientovaná výuka s využitím BBC micro:bit

Cílem bakalářské práce je vytvořit sadu úloh, které budou využívat programovatelnou desku BBC micro:bit během badatelsky orientované výuky. Student vymyslí a navrhne několik úloh, ve kterých si žáci pomocí badatelských postupů a micro:bitu základy programování a robotiky. Tyto úlohy následně otestuje ve výuce nebo na kroužku robotiky.

Využití BBC micro:bit ve výuce fyziky

Cílem bakalářské práce je vytvořit sadu mezipředmětových úloh z informatiky a fyziky, které budou využívat desku BBC micro:bit a její senzory. Student vymyslí a navrhne několik úloh, ve kterých využijí některý ze senzorů micro:bitu, případně externího senzoru připojeného k micro:bitu. Tyto úlohy následně otestuje ve výuce nebo na kroužku robotiky.

Tvorba knihoven pro RaspberryPi Zero (rezervováno)

RaspberryPi Zero je jednodeskový počítač podobný Arduinu, který se připojuje ke stolnímu počítači (notebooku) pomocí rozhraní USB. Ačkoliv pro klasické RaspberryPi a jazyk Python 3 jsou dostupné knihovny umožňující pohodlné ovládání I/O periferií (ultrazvukového senzoru, potenciometru, ...), pro RaspberryPi Zero a jazyk MicroPython tyto knihovny neexistují. Cílem bakalářské práce je vytvořit knihovny pro jazyk MicroPython, které budou umožňovat pohodlné ovládání vybraných I/O periferií připojených k RaspberryPi Zero. Student kromě samotných knihoven vytvoří také jejich stručnou dokumentaci a tutoriály, jak je používat. Student ve spolupráci s vedoucím práce otestuje dané knihovny ve výuce a určí jejich přínosy a omezení. Práce je vhodná pro studenty, kteří v době zadání práce navštěvují předmět Jednodeskové počítače B.

Automatizované získávání dat pro výuku hromadného zpracování dat (rezervováno)

Cílem práce je vytvořit webovou aplikaci (lze použít mmj. jazyk Python), která bude umožňovat získávání dat z vybraných webových serverů pro následné použití při výuce hromadného zpracování dat v tabulkovém editoru (např. MS Excel). Student nejprve vytipuje servery obsahující vhodná data a následně navrhne a vytvoří aplikaci, která bude schopna tato data stáhnout a uložit jako soubor XLSX resp. CSV.

Vztah mezi účastí školy v soutěži Bobřík informatiky a výukou informatiky

Cílem bakalářské práce je objasnit vztah mezi účastí školy v soutěži Bobřík informatiky a způsobem výuky informatiky na této škole. Student nejprve nalezne reprezentativní vzorek škol, které se soutěže Bobřík informatiky neúčastní; které se soutěže dlouhodobě účastní (v loňském roce i v roce 2019); které se soutěže účastní nově (v loňském roce ano, v roce 2019 nikoliv). Student následně prostuduje ŠVP těchto škol a určí, v jakém rozsahu a jakým způsobem je vyučována na těchto školách informatika. Tato data student klasifikuje a následně analyzuje pomocí vhodných statistických metod.

Využití serveru a tenkých resp. zero klientů na základních školách

Cílem práce je zmapovat, jaké jsou možnosti a meze využití serveru (např. MS Multipoint Serveru) ve spojení s tenkými (resp. zero klienty) při výuce na základních školách. Student v práci realizuje případovou studii, ve které se zaměří na školu využívající takovéto řešení. Pomocí rozhovorů se správcem školní počítačové sítě a vybranými učiteli zjistí, jaké výhody s sebou dané řešení přináší a jaká jsou negativa daného řešení. Student na základě vhodných zátěžových testů zjistí, k jakému využití je dané řešení vhodné a k jakému nikoliv (např. pro práci s kancelářskými aplikacemi resp. úpravě fotografií resp. stříhání videa atp.).  

Rozšíření sw Scratch pro robotickou stavebnici Lego WeDo

Programovatelná stavebnice Lego WeDo má svůj originální software, ovšem Scratch poskytuje rozšíření pro ovládání právě této stavebnice. Může být proto výhodné, pokud žák Scratch ovládá, aby jej použil k programování Lego WeDo. Student vyzkouší a otestuje rozšíření Scratch pro Lego WeDo. Zjistí, nakolik je toto rozšíření kompatibilní se stavebnicí, které příkazy jazyka fungují a nefungují nebo pracují s odchylkami a také jak pohodlné je jeho ovládání v porovnání s originálním programovacím prostředím. Student projde učebnici Lego WeDo a u jejích úloh zkontroluje, zda a do jaké míry jsou realizovatelné ve Scratch, případně po jakých úpravách. Student vytvoří k originálním obrázkům kódu v této učebnici alternativní obrázky v kódu Scratch.

Informatická počítačová hra

Některé počítačové hry mohou rozvíjet hráče v jeho schopnostech nebo znalostech. Např. tato hra rozvíjí informatické myšlení hráče: https://uccser.github.io/dt-puzzle-journey/ Student naprogramuje originální počítačovou hru s příběhem, v níž bude hlavní hrdina řešit úkoly informatické povahy. Navrhne story, grafiku a ovládání hry, vybere vhodné úkoly. Náměty pro jednotlivé problémy k řešení může student čerpat např. z úloh soutěže Bobřík informatiky. Funkčnost hry student ověří na respondentech věku, pro něž je hra určena.

Softwarový nástroj pro analýzu školního rozvrhu

Student vyvine, zahoří a nasadí v praxi softwarový nástroj, který bude mít jako vstup rozvrh hodin všech tříd nějaké školy a bude zpracovávat např. rozmístění vyučovacích hodin během dne, návaznost hodin různých předmětů, naplněnost odborných učeben, rozložení hodin jednoho předmětu během týdne apod. Software takto bude schopen porovnávat rozvrhy více škol.

Grafický editor pro Ozobota

Ozobot je minirobot – jezdítko, používané pro výuku informatiky na ZŠ. Sleduje nakreslenou čáru a podle barevných kódů, zapsaných na papíře nebo na obrazovce monitoru/tabletu, mění své chování. Pro použití Ozobota při ježdění po obrazovce je užitečný jednoduchý grafický editor, který by uměl kreslit čáry a vkládat na čáry tyto barevné kódy. Student vytvoří aplikaci pro Android – jednoduchý grafický editor s těmito vlastnostmi. K aplikaci vytvoří návod a vyzkouší jej prakticky s Ozobotem se skupinou dětí.

Použití fyzikálního měřicího senzoru při programování ve Scratch

Čidlo Vernier Go Direct Force & Acceleration měří sílu, akceleraci a náklon. Je propojitelné s prostředím Scratch, čímž umožňuje vytvářet programovací projekty se vstupy z tohoto senzoru. Student vytvoří sadu programovacích úloh, v nichž bude senzor Force & Acceleration použit jako vstup dat. Může jít o úlohy, které pomáhají učit programování, třeba i o jednoduché hry za použití tohoto senzoru, nebo o úlohy pro výuku fyziky. student úlohy sestaví do promyšleného kurikula a vyzkouší se skupinou žáků odpovídajícího věku.

Alternativy software MS Excel pro výuku hromadného zpracování dat na ZŠ

Na českých školách se vyučuje hromadné zpracování dat nejčastěji v sw MS Excel, ten je ale placený. Otázkou je, zda existují alternativy, které jsou zdarma a přesto dostojí nárokům na potřeby výuky na základní škole. Student prozkoumá internet a vyhledá aplikace, které by mohly sloužit k výuce hromadného zpracování dat. Na základě zvolených kritérií, především pedagogických, provede porovnání těchto softwarů a vybere jeden nebo dva, které by mohly fungovat jako alternativa. Pro ně vytvoří (nebo převede z dostupných učebnic nebo hotových vzdělávacích materiálů) úlohy a vytvoří jejich sadu, která bude sledovat cíle výuky informatiky na základní škole a bude moci posloužit jako alternativní výukový materiál. Vybraný software spolu s materiály vyzkouší ve věkové skupině žáků, na něž je cílen.

Výuková aplikace pro grafové úlohy

Úlohy pro práci s grafy jsou důležitou součástí výuky informatiky. Školám chybí výuková aplikace nebo web, v němž by žáci mohli takové úlohy procházet. Student navrhne a naprogramuje aplikaci (ideálně webovou), v níž bude žák řešit vybrané úlohy pro práci s grafy. Počítač bude dávat zadání, žák bude interaktivně sestavovat grafy, upravovat je nebo popisovat a počítač zkontroluje, zda žák řešil správně. Student bude moci úlohy pro svoji aplikaci vybírat z učebnic nebo z archivu soutěže Bobřík informatiky. Jako inspirace pro samotnou interaktivitu grafů může posloužit např. editor grafů v módu Draw. Student následně ověří aplikaci na věkem odpovídající skupině žáků.

Programovací úlohy pro děti ve Scratch s využitím multimédií

Prostředí pro výuku programování Scratch obsahuje multimediální prvky pro práci se zvukem a hudbou. Student prozkoumá všechny možnosti tohoto software v dané oblasti včetně rozšíření Hudba a navrhne sady různých úloh od seznamovacích a objevovacích po větší projekty. Vytvoří sadu zadání programovacích úloh a pracovní projekty s připravenou grafikou a zvukem a metodickou příručku se správnými řešeními a radami. Student vytvořené materiály vyzkouší s věkem odpovídajícími žáky. Výhodou pro studenta je znalost hudební nauky nebo hry na hudební nástroj.

Vzdělávací hry pro děti s použitím mobilních zařízení s geolokací

Mobilní telefony obsahují geolokační senzory, které umožňují využívat aktivity v terénu, jako zánam trasy, Geocaching, WhereIGo a další. Tyto aktivit umožňují jednak porozumět tomu, jak se používají geolokační aplikace, tak tomu, jaká data sbírají a jak je vyhodnocují. Student připraví a se skupinou dětí vhodného věku (např. v rámci výuky, dětského tábora nebo zájmového kroužku) ověří některé z aktivit využívajících mobilní zařízení a geolokaci. Některé z aktivit by měly vést k pochopení, jaká geolokační data zařízení poskytuje a jak je zpracovává.

Základy robotiky pomocí Micro:bit Move

Move (https://rpishop.cz/roboti/893-move-mini-buggy-kit-for-microbit.html) je jednoduché vozítko s konzolí pro vložení Micro:bitu. Ten pak může ovládat pohyb vozítka a true color LED pásek. Student vyzkouší možnosti vzájemné kombinace těchto dvou výukových pomůcek a sestaví sadu programovacích úloh pro využití Micro:bit Move, které budou využívat možnosti vozítka a možnosti programovacího prostředí. Podle možností vyzkouší při práci s dětmi nebo předvede studentům učitelství informatiky.

Výuková aplikace pro úlohy na kódování

Úlohy na kódování textu a obrázků jsou důležitou součástí výuky informatiky. Školám chybí výuková aplikace nebo web, v němž by žáci mohli takové úlohy procházet. Student navrhne a naprogramuje aplikaci (ideálně webovou), v níž bude žák řešit vybrané úlohy z kódování. Počítač bude dávat zadání, žák bude interaktivně úlohy řešit a počítač zkontroluje, zda žák řešil správně. Student bude úlohy pro svoji aplikaci vybírat z učebnic nebo z archivu soutěže Bobřík informatiky. Jako inspirace pro samotnou aplikaci mohou posloužit např. JOP nebo Práce s daty. Student následně ověří aplikaci na věkem odpovídající skupině žáků.

Nehardwarová rozšíření prostředí Scratch

Prostředí pro výuku programování Scratch má kromě základní sady nástrojů řadu rozšíření, vesměs pro spolupráci s různým hardwarem, především roboty. Mimoto má rozšíření nehardwarová, např. Vnímání videa, Text na hlas, Překlad. Student prozkoumá možnosti tvorby programovacích projektů, založených na těchto rozšířeních, případně jejich kombinaci. Objeví nebo vytvoří sadu smysluplných úloh, využívajících tyto funkčnosti a vhodných pro výuku programování. Tuto sadu úloh ověří ve výuce s věkově přiměřenými žáky.