Nový blok - dvojklikomSpojená škola Kollárova 17, Sečovce

 

 

 

 

 

 

 

 

Programovanie mobilných aplikácií

 

Juniorinternet

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2025                                                    Kristián Horňák, Filip Švanda a Adam Macko

Sečovce                                                                    

 

 

 

              Úvod

Súčasná generácia žiakov na stredných školách má blízky vzťah k digitálnym technológiám. Čas strávený s mobilom nemusí byť len strata času, ale môže žiakovi pomôcť rozvíjať zručnosti potrebné pre budúcnosť.

Blokové programovanie je oblasť programovania, ktorou sa dá začať a získať záujem žiaka o programovanie. Prvé témy, ktoré je vhodné spracovať sa týkajú života, a tak by sme ich mohli priradiť do predmetu biológia, konkrétne biológia človeka. Radi by sme predstavili tri z takýchto mobilných aplikácií.

Východiskom pre našu prácu bolo spracovanie prehľadu súčasných mobilných aplikácií podľa základných tematických okruhov.

V texte predstavujeme interaktívne nástroje Figmu a App Inventor, ktoré je možné jednoducho využiť v školskom prostredí, a tým výrazne napomôcť rozvíjaniu digitálnych kompetencií žiakov a rozvoju algoritmického myslenia. Nástroj Figmu sme zvolili pre návrh dizajnu mobilných aplikácií a App Inventor ako jednu z možností pre vytváranie mobilných aplikácií, ktoré je možné nainštalovať do mobilných zariadení. Predpokladáme, že žiak, vedený učiteľom biológie a informatiky, si jednoducho osvojí prácu aspoň s jedným prezentovaným nástrojom. Praktickým produktom našej činnosti je programovanie troch rôznych mobilných aplikácií.

 

1 Mobilné aplikácie a ich uplatnenie vo výučbe

Ako zaujať a inovatívne vyučovať generácie, ktoré sú podľa teórie Neila Howea, označované Z[1] a Alfa[2]?  To, že im je virtuálny svet bližší ako objektívna realita, predpokladá zakomponovať do výučby digitálne technológie.

Dnešní žiaci stredných škôl mali už od útleho veku umožnený prístup k mobilom, tabletom, herným konzolám a počítačom. Zoomeri nepoznajú svet bez internetu, pretože sa narodili do doby, kedy technológie a sociálne siete už mali na trhu svoje pevné miesto. Vystihuje ich aj označenie „mobile first“ generácia, ktorá je plne adaptovaná na život pred obrazovkou (Visibility, 2021). Predpoveďou je, že generácia Alfa na rozdiel od predchádzajúcej, nebude technológie už len používať, ale sa do nich úplne ponorí. Už v roku 2017 bol v BBC[3] publikovaný článok, v ktorom generáciu Z nazývajú „inovatívcami“ ('We're not lazy, we're innovative', 2017).

Silnou alternatívou, ktorá sa vo vyučovaní dá aktívne uplatniť, sú mobilné aplikácie, ktoré je možné dizajnovať a programovať, napríklad na platforme Figma a App Inventor.

1.1 App Inventor

App Inventor je intuitívne vizuálne programovacie prostredie, ktoré umožňuje vytvárať plne funkčné aplikácie pre telefóny so systémom Android, iPhone a tablety so systémom Android/iOS. Tento projekt zastrešuje Massachusettský technologický inštitút (MIT) a je financovaný spoločnosťou Google. Zdrojový kód je ukladaný v cloude, čo znamená, že užívateľ programuje priamo v internetovom prehliadači. Noví používatelia sa dokážu oboznámiť s aplikáciou
už v priebehu tridsať minút. Pri tvorbe aplikácií v klasickom programovacom prostredí
je neporovnateľne vyššia náročnosť na naštudovanie programovacieho jazyka, časový rozsah a logické myslenie pri tvorbe aplikácie. Projekt MIT App Inventor sa snaží demokratizovať vývoj softvéru tým, že umožňuje mladým, prejsť od spotreby technológií k ich tvorbe (MIT APP Inventor, 2022).

Kódovanie v blokoch bolo najprv vyvinuté pre výučbu programovania na školách. Dostalo sa aj do svetovej kampane na podporu výučby programovania „Computer Science Education Week“, ktorý sa koná od roku 2013. Mottom kampane je citát Steva Jobsa: „Každý by sa mal naučiť programovať počítač, pretože sa zároveň učí premýšľať.“ Súčasťou kampane je „Hodina programovania“ (Hour of Code), do ktorej sa zapojilo už sto miliónov účastníkov. Počas jednej ukážkovej hodiny sa snaží ukázať, že každý sa môže naučiť základy programovania nezávisle od veku. V priebehu jednej hodiny sa nikto nestane počítačovým expertom, no stačí na to, aby žiaci zistili, že informatika je zábavná a tvorivá, dostupná pre všetky vekové kategórie, od škôlkarov po ich starých rodičov. Počas tejto kampane sa App Inventor dostal medzi desať najlepších prostriedkov na výučbu programovania (Hour of Code, 2023).

Pri práci v App Inventore „treba uviesť, že ku programovaniu môžeme pristupovať rôzne, buď ako murári bez architekta, alebo ako architekti a následne ako murári. My preferujeme druhý prístup. Najprv premyslíme návrh aplikácie a až následne svoj návrh realizujeme. Návrh aplikácie pozostáva z popisu používateľského rozhrania (vzhľadu) aplikácie a z popisu správania aplikácie... Žiaci tak získajú praktické skúsenosti s riadeným programovaním a potrebu robiť návrh aplikácie ešte pred jej kódovaním“ (Šnajder et al., 2020).

O osvojení si práce v App Inventore bližšie píšeme v kapitole 3.1.1.

1.2 Figma

 

Figma je nástroj na tvorbu grafického dizajnu, ktorý sa stal obľúbeným medzi vývojármi po celom svete. Používa sa na tvorbu mobilných a webových aplikácií. Názov pochádza z latinského slova „fingere“, čo znamená „vytvárať“ alebo „formovať“. Silnou stránkou je, že využíva internetový úložný priestor cloud, s možnosťou spolupráce a zdieľania projektov v reálnom čase. Umožňuje pridávať interaktívne prvky do svojich návrhov. Používanie tohto nástroja je veľmi jednoduché a intuitívne, čo ho robí prístupným aj pre začiatočníkov. V porovnaní s inými dizajnérskymi softvérmi, vytvára nielen statické obrazovky, ale aj animácie a interaktívne prototypy. Figma preferuje vektorové súbory. Dajú sa tu importovať bitmapové obrázky, no ich úprava je obmedzenejšia.

V kapitole 3.1.2 sa detailnejšie zameriavame na osvojenie si zručností vo Figme.

1.3  Mobilné aplikácie vo výučbe biológie

1.3.1 Mobilné aplikácie zamerané na tému bunka

Tabuľka 1Prehľad známych mobilných aplikácií o bunke

Modernizácia výučby zahŕňa aj zaradenie mobilných aplikácií. Ich využitie môže pomôcť žiakom lepšie porozumieť niektorým témam, napríklad základným procesom v bunke.

PRÍLOHA A

1.3.2 Mobilné aplikácie zamerané na tému rastliny a huby

Tabuľka 2 Prehľad známych mobilných aplikácií o rastlinách a hubách

 PRÍLOHA B

 

Tabuľka 3Prehľad známych mobilných aplikácií o živočíchoch

1.3.3 Mobilné aplikácie zamerané na tému živočíchy

PRÍLOHA C

1.3.4 Mobilné aplikácie zamerané na tému človek a medicína

Tabuľka 4Prehľad známych mobilných aplikácií o človeku a medicíne

 

PRÍLOHA D

 

 

 2 Ciele práce

Cieľom našej práce je:

1. Spracovať teoretický prehľad vybraných mobilných aplikácií vhodných pre výučbu biológie na základných a stredných školách.
2. Osvojiť si základy práce s nástrojom vhodným pre dizajn mobilných aplikácií, napr. s nástrojom Figma.
3. Osvojiť si základy práce s programovacím prostredím pre vývoj mobilných aplikácií (pre Android) App Inventor.
4. Navrhnúť mobilné aplikácie využiteľné pri výučbe biológie na základných a stredných školách. V rámci návrhu predstaviť dizajn a funkcionalitu navrhnutých mobilných aplikácií a porovnať tento nástroj s textovo orientovaným programovacím prostredím tak, že v nej naprogramujeme mobilnú aplikáciu a porovnáme jej vývoj i výsledné možnosti
5. Opísať navrhnuté mobilné aplikácie z pohľadu ich prínosu pre výučbu biológie, ako aj medzipredmetových vzťahov, predovšetkým vo vzťahu k informatike.
6. Zhodnotiť prínos mobilných aplikácií pre rozvíjanie digitálnych kompetencií žiakov.

 

3 Návrh mobilných aplikácií pre výučbu biológie

            V praktickej časti našej práce sme vo Figme navrhli tri aplikácie, ktoré je možné vytvoriť napríklad v prostredí App Inventor a porovnať tento nástroj s textovo orientovaným programovacím prostredím tak, že v nej naprogramujeme mobilnú aplikáciu a porovnáme jej vývoj i výsledné možnosti, Aplikácie sú vhodné na výučbu biológie nielen počas vyučovacích hodín, ale aj na samoštúdium.

3.1 Metodika práce

Metodika našej práce pre návrh mobilných aplikácií zahŕňa osvojenie si práce v App Inventore a Figme, návrh účelu aplikácií, požiadaviek na ich obsah a premyslenie funkcií a dizajnu. Naše aplikácie sú navrhnuté intuitívnym užívateľským rozhraním, ktoré uľahčuje navigáciu a používanie aplikácie. Obsahuje interaktívne prvky, ako napríklad animácie a kvízy, ktoré sú atraktívne pre žiakov a zvyšujú záujem o výučbu biológie.

Najprv sme spracovali prehľad vybraných mobilných aplikácií vhodných pre výučbu biológie. Predstavili sme možnosti vytvorenia mobilných aplikácií cez dizajnérsky nástroj Figma a programovacie prostredie App Inventor v porovnaní s prácou v textovom režime programovania. Mobilné aplikácie podporujú medzipredmetové vzťahy, najmä vo vzťahu k informatike, pretože žiaci získavajú nové digitálne zručnosti a osvojujú si základy programovania pri práci s aplikáciou.

Nasledujúce manuály majú potenciál slúžiť ako inšpirácia pre žiakov na tvorbu návrhov pre ďalšie témy.

 

3.1.1 Prieskum dostupných aplikácií pre biológiu    

            V našom prieskume sme zhromaždili informácie o dostupných mobilných aplikáciách pre operačné systémy Android a iOS, ktoré by boli užitočné pre výučbu biológie.

Na základe tohto prehľadu, ktorý uvádzame v teoretickej časti, sme v praktickej časti práce navrhli nové aplikácie, ktoré sú odlišné svojim obsahom a funkciami.

3.1.2 Osvojenie si práce v App Inventore

App Inventor je nástroj na tvorbu mobilných aplikácií pre operačný systém Android, ale v súčasnosti sú snahy o vytváranie aplikácií v tomto prostredí aj pre iPhone. Umožňuje používateľom bez programovacej skúsenosti vytvárať mobilné aplikácie pomocou grafického rozhrania[4] a funkčných blokov, ktoré sa dajú jednoducho spojiť, aby vytvorili programový kód. Pre používateľov je k dispozícii zdarma (MIT App Inventor 2 Tutorial, 2022).

Základné informácie pre prácu s App Inventorom:

1. Na stránke https://appinventor.mit.edu/ sa prihlásime pomocou Google účtu.
2. Klikneme na tlačidlo „New Project" a zadáme názov projektu.

1. Aplikácia pozostáva z rôznych obrazoviek, ktoré obsahujú textové polia, tlačidlá
   a obrázky. Nová obrazovka sa vytvára kliknutím na tlačidlo „Add Screen" v pravej časti obrazovky. Následne môžeme pridávať na obrazovku prvky pomocou palety z ľavej časti obrazovky.

   Obrázok 1App Inventor - režim Designer (vľavo) a režim Blocks (vpravo)   Obrázok 1App Inventor - režim Designer (vľavo) a režim Blocks (vpravo)

   
    
2. V prostredí App Inventor je možné pracovať v dvoch režimoch Designer a Blocks (Obrázok 1).
3. V časti Designer vytvárame používateľské rozhranie aplikácie, v Blocks programujeme správanie aplikácie pomocou funkčných blokov, ktoré sa dajú jednoducho spojiť (Šnajder et al., 2020).  
4. Jednou z výhod je okamžité testovanie aplikácií na svojich zariadeniach.
5. Po testovaní a doladení aplikácie je možné publikovať ju v Google Play Store.

3.1.3 Osvojenie si práce vo Figme

            Figma ponúka funkcie ako sú vektorové nástroje, prehľadný systém vrstiev, komponenty[5] a knižnice, interaktívne prototypovanie na testovanie používateľského rozhrania priamo v aplikácii v podobe prechodov medzi obrazovkami a klikateľných prvkov (Figma Design Tutorial, 2020).

Základné informácie pre prácu s Figmou:

1. Prvým krokom je vytvorenie si vlastného účtu na stránke: https://www.figma.com/.
   Tá ponúka aj možnosť stiahnuť si desktopovú aplikáciu, no pracovať sa dá aj online.
2. Po vytvorení účtu sa zobrazí základná obrazovka, ktorá je už samotným editorom. V záložke naľavo sú na výber tlačidlá „Recents“ s naposledy vytvorenými súbormi a ukážkami priamo od Figmy, s možnosťou vytvoriť nový súbor. Pod ním je tlačidlo „Drafts“, kde sa chronologicky ukladajú všetky súbory, ktoré si používateľ uloží. Ďalšou možnosťou je vytvoriť si „New team“ (nový tím) s vlastným názvom. Ten však funguje vo verzii zdarma len pre dvoch editorov, v profesionálnej verzii sa za každého ďalšieho člena platí mesačne 12 dolárov. Do editora je možné pozývať aj iné osoby s rozličnými právami – admin/môže editovať/môže sa len pozerať.
3. Projekty sa dajú vytvárať buď individuálne alebo skupinovo. Po kliknutí na nový projekt sa zobrazí pracovná plocha s mnohými vektorovými funkciami na kreslenie tvarov, tvorbu textových polí, vrstiev, exportovanie a importovanie vlastných obrázkov
   a pridávanie komentárov.

1. Obrázok 2Figma - Tlačidlo v snímke a komponenty (v hornej časti)

   
   S tvorbou dizajnu možno začať na prázdnej ploche alebo pomocou pripravených šablón. Vyberať sa dajú prednastavené rámy sociálnych sietí, mobilov, notebookov, tabletov, hodiniek a pod. Potom si už len volíme ľubovoľnú farbu pozadia, textové polia, objekty (tlačidlá), z ktorých vytvoríme komponenty (Obrázok 2).    
2. Po dokončení prácu môžeme exportovať ako obrázok alebo iný formát.
3. Tlačidlo „Present“ slúži na prezentovanie finálneho projektu vo vybranom mobilnom zariadení Android alebo iPhone (v zobrazení na šírku/výšku), na laptope alebo smart hodinkách. Fungujú tu prepojenia na iné snímky aj animácie a môžeme si tak overiť funkcionalitu dizajnu, akoby to bola skutočná aplikácia v mobilnom zariadení. 

Nástroj Figma je jednoduchá na pochopenie, inšpiratívna pre tvorcov a obohacujúca  pre používateľov navrhnutých aplikácií.    

3.2 Návrh mobilných aplikácií

            Na základe prieskumu dostupných aplikácií, a poznania, čo je možné vytvárať v App Inventore a Figme, sme vytvorili tri dizajny mobilných aplikácií – Vyskúšaj svoj reflex! Vieš, čo piješ? a  Zdravá pokožka.  Každá z týchto aplikácií je ilustrovaná a detailne popísaná vrátane funkcií a použitia pre vzdelávanie. Mobilnú aplikáciu Zdravá pokožka sme naprogramovali v textovom režime.

3.2.1 Návrh prvej mobilnej aplikácie

Prvá aplikácia v App Inventore s názvom Vyskúšaj svoj reflex! je najkomplexnejšia a kombinuje vzdelávanie so zábavou. Menu obsahuje päť tlačidiel. Prvým z nich je test reakcie, v ktorom hráč pomocou selfie kamery na mobile zasahuje oranžové značky, čím si testuje rýchlosť svojich reflexov. Je možné vybrať si medzi rôznymi režimami a úrovňami, a dokonca vyzvať kamaráta na súboj. Skóre závisí od rýchlosti reflexov a zobrazuje sa v tabuľke všetkých zapojených hráčov. Druhé tlačidlo aplikácie ponúka návody na rôzne aktivity pre dvojice, ako napríklad hru „Kto pleskne skôr“. Na hodine sa tak žiaci môžu deliť o svoje skúsenosti. Tretie tlačidlo „Nauč sa o reflexoch“ obsahuje krátke poznámky i interaktívne cvičenia. Pod bádateľskými otázkami sú vždy umiestnené riešenia, preto sa žiaci dozvedia zaujímavosti
o príčinách daných reflexov. V každom teoretickom okienku je video, ktoré žiakom priblíži zaujímavosti, ako napríklad priebeh očného vyšetrenia u neurológa a jeho súvis s nervovou sústavou či reflexmi. Po kliknutí na štvrté tlačidlo „Experimentuj“ sa žiakom zobrazia
tri pokusy, ktoré môžu realizovať vo dvojiciach priamo na hodine alebo doma. Nadobudnuté poznatky žiakom odporúčame overiť si v kvíze.  Zdrojový kód aplikácie je v PRÍLOHE E.

 

 

3.2.2 Návrh druhej mobilnej aplikácie

Tretia mobilná aplikácia Zdravá pokožka ponúka viac funkcií. Je vytvorená pre porovnanie v textovo orientovanom programovacom prostredí. Umožňuje žiakom kontrolovať svoju kožu pomocou jednoduchej fotografie a následného vyhodnotenia skenu umelou inteligenciou (AI). Fotky znamienok sa ukladajú do databázy, aby ich prípadný vývoj mohol byť porovnávaný s aktuálnymi fotografiami v budúcnosti. Aplikácia pomáha odhaliť potenciálne problémy s kožou, ako napríklad melanóm, a zároveň slúži ako sprievodca pre samovyšetrenie materských znamienok pomocou pravidla ABCDE. Okrem toho poskytuje aj rady na uchovávanie zdravia pokožky a odporúča, kedy navštíviť dermatológa. Heslo aplikácie, „Skorá diagnostika zachraňuje,“ zdôrazňuje dôležitosť časného odhalenia príznakov rakoviny kože, čo môže výrazne zvýšiť šance na úspešnú liečbu.

Aplikácia je písaná vo frameworku React Native, použitím Typescriptu, HTML a CSS, originálne sme ju začal tvoriť, aby som sa toho viac naučil v oblasti mobilných aplikácií než len kvôli Juniorinternet. Vďaka procesu robenia tejto aplikácie som si zlepšil schopnosti v oblasti React Nativu a AI learning machine, čo je open-source model builder od Google.

Aplikácia je funkčná na Androide aj Ios,

Po otvorení aplikácie si môžete vybrať kameru alebo galériu, automaticky po sfotení sa Vás apka opýta či chcete použiť túto fotku a AI začne posudzovať pokožku podľa určeného modelu. Zdrojový kód aplikácie je v PRÍLOHE G.

.

3.2.3 Návrh tretejej mobilnej aplikácie

Našim druhým návrhom v App Inventore je aplikácia Vieš, čo piješ?. To je zároveň výskumnou otázkou, na ktorú žiaci odpovedajú vyskúšaním aplikácie. Ponúka výber z dvadsiatich rôznych nápojov na predikciu hodnoty pH, čo aplikácia potvrdí alebo vyvráti. Cieľom tohto modelu je pomôcť žiakom myslieť kriticky a konfrontovať svoje očakávania so skúsenosťami. Táto edukačná aplikácia pomôže žiakom objaviť skutočné pH hodnoty nápojov, ktoré denne konzumujú. Týmto spôsobom môžu žiaci zlepšiť svoje stravovacie návyky a uvedomiť si vplyv, ktorý majú sladené či energetické nápoje na ich zdravie. Posledná snímka aplikácie vysvetľuje dôležitosť udržiavania zdravej acidobázickej rovnováhy v tele. Zdrojový kód aplikácie je v PRÍLOHE

Celkový popis aplikácií, ich funkcií a využitia na vyučovaní bližšie popisujeme vo výsledkoch práce.
4 Výsledky práce        

            Navrhnuté mobilné aplikácie na prinášajú žiakom a učiteľom niekoľko benefitov:

1. Interaktívny spôsob výučby – mobilné aplikácie sú edukačné, pomáhajú precvičovať, upevňovať a systematizovať učivo. Využívajú animácie, videá, obrázky, cvičenia
   a zvukové efekty. Tieto prvky môžu pomôcť žiakom lepšie porozumieť zložitým konceptom a procesom.
2. Flexibilitu – žiaci môžu mať prístup k aplikácii kedykoľvek a kdekoľvek, čo umožňuje flexibilné učenie. To je obzvlášť užitočné pre študentov, ktorí majú obmedzený čas
   na učenie v škole alebo doma. Sú vhodné aj pre projektovú a dištančnú výučbu.  
3. Aktualizáciu nových poznatkov – biologické poznatky sa neustále menia a aktualizujú. Mobilné aplikácie prinášajú najnovšie informácie a objavy, ktoré sa ešte nedostali
   do učebníc.

Nami navrhnuté aplikácie pomôžu zatraktívniť vzdelávanie o biologických procesoch
a javoch.

 

4.1 Aplikácia – Vyskúšaj svoj reflex!

 

Mobilná aplikácia Vyskúšaj svoj reflex! ponúka edukáciu spojenú so zábavou. Hlavné menu má päť tlačidiel, vrátane najčastejších otázok s odpoveďami a rebríčka s bodmi. Prvým na zozname je „Test reakcie“. V ňom sa dajú, pomocou selfie kamery na mobile, otestovať vlastné reflexy a zlepšovať reakčný čas hravým spôsobom, bez použitia akéhokoľvek vybavenia. Stačí čo najrýchlejšie zasahovať oranžové značky, ktoré sa objavia na obrazovke. Nové ciele sa zobrazujú okamžite, takže je dôležité ich zasiahnuť čo najviac a čo najrýchlejšie. Na triafanie je možné zvoliť si jeden alebo dva ciele, či hru boj o prežitie, v ktorej má hráč tri životy na to, aby získal čo najviac bodov. Aktivita abecedný režim je výzvou nielen pre telo, ale aj pre myseľ, pretože vyžaduje zasiahnutie cieľov v abecednom poradí (Reflexes - Activities at Home, 2021). Okrem toho sa dá vybrať úroveň a dĺžka testu. Ikony vpravo hore predstavujú úspechy i možnosť vyzvať na súboj kamaráta po prihlásení sa do Google účtu.  

Obrázok 9 Dizajn aplikácie - Vyskúšaj svoj reflex!

Obrázok 10 Dizajn aktivity „Test reakcie“

Čím rýchlejšie
sú vaše reflexy, tým vyššie je vaše skóre v tabuľke všetkých hráčov (Obrázok 3, 4). 

 

            V sekcii „Zahraj sa“ (Obrázok 5) sú návody na aktivity pre dvojice, v ktorých si okrem vyskúšania svojich reflexov osvoja zaujímavosti o príčinách daných reflexov. Hra „Kto pleskne skôr“ je veľmi známa už od detstva. Dvaja žiaci si sadnú oproti sebe, pričom jeden z nich drží ruky otočené dlaňami nadol a druhý má ruky umiestnené pod jeho rukami, dlaňami otočenými nahor. Pozerajú sa jeden druhému do očí a ten, kto má ruky dole sa snaží nečakane plesnúť
po rukách svojho spolužiaka. Ten, kto má ruky hore, by mal svoje ruky včas odtiahnuť.
Ak sa danému hráčovi podarí plesnúť po rukách druhého hráča, hráči si vymenia úlohy. Po tejto praktickej skúsenosti sa žiaci pokúšajú odpovedať na otázku: „Prečo vaše vzrušenie počas hry stúpa?“ Prebieha krátka riadená diskusia, po ktorej si žiaci otvoria správne riešenie v aplikácii. Vďaka tomu dospejú k záveru, že je to najmä preto, že hra závisí od rýchlosti. Kvôli bolesti spôsobenej úderom, žiak odťahuje svoje ruky čoraz častejšie, aj keď sa ho spolužiak nesnaží plesnúť. Ide o podmienený reflex. Ďalšia hra s názvom „Žmurkneš prvý?“ prezrádza,
že vyhráva ten, kto sa dokáže pozerať dlhšie bez žmurkania. Opäť je tu priestor na dialóg v triede, kedy sa žiaci vysvetľujú, prečo nakoniec každý musí žmurknúť. V tlačidle s riešením zistia, že úlohou žmurkania je zvlhčiť povrch očí. Je to nepodmienený reflex, ktorý sa vyvolá automaticky aj napriek našej vôli, keď naše oči vyschnú. „Chyť sysľa“ predstavuje 3D scénku, v ktorej sa žiak pokúša dotknúť prstom sysľa, ktorý sa objavuje náhodne. Potom žiaci odpovedajú, aká bola ich skúsenosť, či bol ich výkon čoraz lepší alebo sa zhoršoval. Následne si prečítajú riešenie v aplikácii, ktoré potvrdí, že „výkon sa najprv zlepšuje, lebo sme koncentrovaní a precvičujeme. Po čase sa nám však unaví nervová sústava, predlžuje
sa reakčný čas a výkon klesá. Výsledok ovplyvňuje aj to, či sme oddýchnutí.“ V hre „Odmeraj svoj reakčný čas“ žiaci zistia, za aký čas dokážu zareagovať na nejaký stimul. Jeden zo žiakov drží 30 cm pravítko za horný koniec, zvisle nadol. Druhý žiak drží ruku pri spodnej časti pravítka, pri 0 cm, ale nedotýka sa ho. Prvý žiak nečakane pustí pravítko. Druhý žiak sa snaží chytiť pravítko stlačením palca a ukazováka (bez pohybu rukou vertikálne). Potom odčíta na pravítku, pri koľkých centimetroch sa mu podarilo chytiť pravítko.

Nameraná vzdialenosť (cm)	Reakčný čas (sekundy)
10	0,14
11	0,15
12	0,15
13	0,16
14	0,17
15	0,17
16	0,18
16	0,18
18	0,19
19	0,19
20	0,20
21	0,20
22	0,21
23	0,21
24	0,22
25	0,22
26	0,23
27	0,23
28	0,24
29	0,24
30	0,24

  Tabuľka 5 Reakčný čas na porovnanie výsledkov (prevzaté z Mozaik 3D, 2023)

            Ideálne je, ak si to prvý žiak najprv niekoľkokrát precvičí a druhý žiak sa trikrát za sebou pokúsi chytiť pravítko. Potom si úlohy vymenia. Najlepší výsledok, tzn. najmenej centimetrov si žiaci zapíšu. Svoj reakčný čas nájdu v Tabuľke 4 (Mozaik 3D).

Teoretické poznatky obsahuje časť „Nauč sa o reflexoch“. Pred tým, ako sa žiaci dozvedia odpovede na jednotlivé otázky si ich na hodine môžu skúsiť zodpovedať sami.
Za definíciami sa nachádza jedno alebo viac videí súvisiacich s témou. Prvá téma znie:
„Čo je reflex?“ (Obrázok 5). „Reflex je reakcia nášho organizmu na stimul. Nervová sústava nepretržite zbiera informácie  z nášho okolia a tela, spracováva ich a prenáša príkazy
do orgánov.“ Učiteľ vyzve žiakov, aby si spomenuli na svoje skúsenosti s reflexmi. Následne si pozrú 1. video o reflexe zrenice pri zasvietení svetla do oka (Pupillary Reflexes, 2022). Druhé video žiakom priblíži, ako vyzerá vykonanie štandardného očného vyšetrenia u neurológa, pričom sa môžu vynoriť nové otázky (Performing a standard eye examination, 2016). Niektoré z nich by mohli byť:

• „Ako súvisí pohyb očí s nervovým systémom?“
• „Aké poruchy sa dajú zistiť pomocou očných reflexov?“

 

Obrázok 6 Návrh teórie o reflexoch v aplikácii

Druhá téma sa zaoberá otázkou: „Sú inštinktívne alebo sa ich musíme naučiť?“ Pod ňou vysvetľuje: „Existujú vrodené reflexy a aj reflexy, ktoré sa učíme. Je tu popísaný rozdiel medzi podmieneným a nepodmieneným reflexom, pri ktorých sú uvedené aj príklady s videom
na konci (Ivan Pavlov, 2012).

Tretia téma približuje, na čo nám slúžia reflexy: Ochrana nášho organizmu je hlavnou úlohou obranných reflexov. Tieto reflexy zvyčajne zabezpečujú správne fungovanie nášho tela a môžu byť prepojené, aby spúšťali ďalšie reflexy. Napríklad reflexy súvisiace s potravinami, ako sú prehĺtanie, žuvanie a vylučovanie slín, sú vzájomne prepojené a vytvárajú stravovacie správanie. Reflexy tiež môžu poskytnúť dôležité informácie o stave nášho nervového systému. Ak nefunguje patelárny reflex, môže to byť príznakom problémov s platničkou alebo miechou. Podobne, ak svetelný reflex zrenice nefunguje správne, môže to naznačovať poškodenie centrálnej nervovej sústavy, ale môže chýbať aj v prípade nezvratnej kómy. Proces spájania stimulov je jednou z foriem učenia sa. Naša mozgová kôra ovplyvňuje prostredníctvom podmienených reflexov naše životné funkcie, správanie, myslenie a osobnosť. Napríklad vplyvom bolestivého stimulu sa nám zvýši krvný tlak a naše srdce bije rýchlejšie (nepodmienený reflex). Ak niekto viackrát podstúpi bolestivé lekárske zákroky, už len pohľad na lekárske nástroje a nemocnicu v ňom vyvolá strach, ktorý je spôsobený podmieneným reflexom. Hoci pacient ešte necíti bolesť, zvyšuje sa mu krvný tlak a zrýchľuje sa mu srdcová činnosť (Mozaik 3D, 2023). 

Štvrtá téma „Ktoré sú prvky reflexu?“ (Obrázok 7) má interaktívnu formu. Schéma predstavuje reflexný oblúk, do ktorého má žiak potiahnuť na správne miesto popisy. Toto cvičenie slúži buď na logické bádanie žiakov alebo na zo-pakovanie a upevnenie učiva, ktorému môže predchádzať výklad učiteľa či video s vysvetlením (Reflexní oblouk, 2021).  

 

Obrázok 13 Dizajn interaktívneho cvičenia

Po kliknutí na tlačidlo „Experimentuj“ sa

žiakom zobrazia tri tipy na pokusy, ktoré môžu vo dvojiciach a to – patelárny reflex, reflex bolesti a test s citrónom. Priebeh každého experimentu je popísaný:

PATELÁRNY REFLEX

 

Obrázok 8 Experimenty

Posaďte svojho spolužiaka na stoličku. Požiadajte ho, aby
si voľne prekrížil nohy, klepnite pomocou hrany plastového pravítka na šľachu pod jabĺčkom. Čo sa stalo? Vysvetlite daný jav! Zistite, na čo používajú lekári test patelárneho reflexu. Tento druh reflexu je znázornený aj na videu (Knee-jerk Reflex, 2016). Po jeho pozretí alebo s pomocou učiteľa sa žiaci dozvedia, že patelárny reflex
je vyvolaný natiahnutím svalu.

REFLEX BOLESTI

Posaďte svojho spolužiaka na stôl alebo vyššiu stoličku. Požiadajte ho, aby si z jednej nohy vyzul topánku a stiahol ponožku, túto nohu nech nechá voľne visieť, potom si má zatvoriť oči a uvoľniť sa. Plastovým pravítkom mu jemne klepnite do šľachy nad pätou a sledujte fungovanie reflexu. Správnosť reakcie si overte v tomto videu (Achilles Heel Deep Tendon Refelx, 2016). Žiaci zistia, že ide o automatickú reakciu, pri pichnutí do Achillovej šľachy, kedy sa v oblasti päty zmenšia svalové šľachy a následne sa zväčší napätie svalov lýtok. Tento reflex umožňuje stabilizovať postoj a udržiavať rovnováhu.

TEST S CITRÓNOM

Jeden zo spolužiakov si na jazyk položí plátok citróna. Druhý spolužiak by mal sledovať citrón a spolužiaka, ktorý si do úst umiestnil citrón. Potom svoje skúsenosti porozprávajte ostatným (Mozaik 3D, 2023). Výsledkom experimentu bude mimika vyvolaná kyslosťou u prvého žiaka a obmedzená schopnosť našpúliť ústa na pískanie. Druhý žiak, ktorý ho pozoroval sa môže tváriť ako keby sám ochutnal citrón, vďaka predstave kyslosti.

Na záver žiakom odporúčame otestovať svoje vedomosti priamo v aplikácii. Nájdu
ich v záložke „Kvízy“, ktoré obsahujú otázky s výberom odpovedí, vyžadujúcich si jednu alebo viac správnych odpovedí. Napríklad:

1. Čo znamená, ak nefunguje svetelný reflex zrenice?

a) poškodenie centrálnej nervovej sústavy

(poškodenie nervov, lebky, nádor)

b) poškodenie periférnej nervovej sústavy

c) nedostatok spánku d) nezvratná kóma

2. Ústredím podmienených reflexov je:

 

Obrázok 9 Kvízy

a) predĺžená miecha b) mozgová kôra
            c) miecha d) mozoček

3. Kašľanie, kýchanie, cicanie materského mlieka
patrí medzi: a) podmienené reflexy b) nepodmienené reflexy

Túto aplikáciu môže využiť na celej hodine namiesto použitia klasických metód, učebníc či prezentácií. Vo fáze evokácie učiteľ nastolí kognitívny konflikt v podobe otázok: Čo sa deje

• keď stúpite na kocku od lega? keď sa dotknete povrchu horúcej nádoby?
• keď sa zrazu k vašej tvári blíži nejaký predmet? keď vám niekto zasvieti do očí?

V závere tejto fázy si žiaci vo dvojiciach vyskúšajú jeden ľubovoľný experiment, buď patelárny reflex, reflex bolesti, alebo test s citrónom.  

4.2 Aplikácia – Vieš, čo piješ?

Mobilná aplikácia Vieš, čo piješ? ponúka výber dvadsiatich druhov nápojov, pri ktorých žiak stanovuje hypotézu pH tekutiny, ktorú aplikácia potvrdí alebo vyvráti.

Domovská stránka aplikácie víta už spomínanou bádateľskou otázkou, na ktorú nájde žiak odpoveď po tom, ako si aplikáciu vyskúša. Po kliknutí na tlačidlo „Vyber si nápoj“
sa dostane k ponuke dvadsiatich druhov drinkov. Jednotlivé druhy nápojov sú uvedené názvom i ilustráciou na dvoch stranách. Po výbere konkrétneho nápoja sa zobrazí stupnica pH. Po zvolení ľubovoľného čísla zo stupnice, sa zobrazí porovnanie odhadovanej a skutočnej hodnoty pH drinku. Správne hodnoty pH roztokov, na základe ktorých aplikácia vyhodnotí žiakovu hypotézu, budú v databáze samotnej aplikácie a uvádzame ich v Tabuľke 6.

	šumivý vitamín C	limonáda	tonik	jablková šťava	pomaran-čový džús	bylinkový čaj	minerál-na voda	káva	voda z vodovodu	mlieko
pH meter	4,9	2,4	2,7	3,9	4,2	6,6	6,6	5,1	7,0	6,8

	roztok sódy bikarbóny	energetický nápoj	pivo	víno	ocot	Coca-cola	Fanta orange	Aloe vera šťava	Kofola	iónový nápoj
pH meter	8,3	1,5	4,5	3,5	3,0	3,1	2,7	4,2	3,4	2,9

Tabuľka 6Hodnoty pH nápojov

 

Obrázok 10 Návrh snímok dizajnu aplikácie - Vieš, čo piješ?

Stlačením tlačidla „Vyhodnotenie výberu“ sa žiakovi zobrazia tri možnosti. Ak sa trafí do presnej alebo veľmi približnej hodnoty pH nápoja, na displeji sa objaví nápis: „Gratulujeme, Tvoje poznatky sú výborné!“. Ak sa žiak priblíži k hodnote pH s toleranciou + 2, vypíše sa: „Bol si blízko! Tvoje poznatky sú vyhovujúce.“ V prípade, že žiak neodhadol správnu ani približnú hodnotu pH, výsledkom bude nápis: „Žiaľ, Tvoj výber nebol správny.“
Po zodpovedajúcom ozname o odchýlke odhadu sa zobrazí vysvetľujúca veta: „Stupne škály sú logaritmické, čo znamená, že pri hodnote pH 6 ide o 10x silnejšiu koncentráciu kyseliny ako pri pH 7.“ Týmto výrokom, by žiak mal pochopiť, že pri pomýlení pH o 1 stupeň, nevznikol rozdiel, ktorý je zanedbateľný, pretože hodnoty pH nie sú aritmetickou postupnosťou,
ale logaritmickou. V logaritmickej postupnosti je nasledujúca hodnota desaťnásobkom predošlej.

 

Obrázok 11 Návrh záverečnej snímky aplikácie

Posledná snímka aplikácie je edukačná. Vysvetľuje, že zdravý organizmus
je v acidobázickej rovnováhe a vybočenie
z homeostázy spôsobuje závažné ochorenia. Návrat však predstavuje dlhodobý proces. Prekvapujúcim zistením pre žiakov môže byť to, že chuť nápoja nemusí ovplyvňovať jeho kyslosť, resp. zásaditosť, pretože „väčšina sladených a energetických nápojov
sú kyseliny a ich kyslá chuť býva prekrytá veľkým množstvom cukru a CO₂.“ 

Vo výučbe biológie by učiteľ mohol takúto aplikáciu využiť napríklad na hodine s rámcom EUR. Tej môže predchádzať laboratórne cvičenie zamerané na meranie pH vody (dažďovej, destilovanej, z vodovodu alebo rybníka), počas ktorého si žiaci môžu vyskúšať používanie lakmusových papierikov a zistiť, aké farby indikuje pH nápojov. Aktivitu s aplikáciou možno zaradiť na hodine do fázy uvedomenia si významu a reflexie. Žiak si overí získané poznatky o pH, aplikuje ich pri konkrétnych nápojoch v aplikácii a porovná svoj odhad so skutočnosťou. Počas zistenia skutočného pH zažije žiak „aha moment“, ktorý mu poskytne praktické poznanie škodlivosti niektorých nápojov. Nasleduje diskusia s vlastnou formuláciou záveru o výhodách poznania pH tekutín a motivácii prijímať čo najzdravšie a najprírodnejšie suroviny, ako ovocie a zelenina, podporujúce zotrvanie ľudského organizmu vo fyziologických hodnotách. Príkladom je čistá voda, ktorá má neutrálne pH a nezaťažuje naše telo. Naopak, väčšina sladených, energetických či alkoholických nápojov sú kyseliny, ktoré naše telo prekysľujú. Diskutovať sa dá aj o zložení predávaných nápojov, pričom sa môžu pozrieť (na internete/vlastných fľašiach) na etikety vôd a zistiť, aké zložky môžu ovplyvňovať hodnotu pH.

4.3 Aplikácia – Zdravá pokožka

Vzdelávacia mobilná aplikácia Zdravá pokožka pomáha kontrolovať zdravie kože prostredníctvom sledovania materských znamienok z pohodlia domova. Zahŕňa v sebe kožný skener AI a sprievodcu (kľúč) na samokontrolu znamienok. Funkcia skenera je založená
na AI (umelej inteligencii), ktorá z jednoduchej fotografie diagnostikuje materské znamienko
a vyhodnocuje riziko melanómu alebo iného typu rakoviny kože. Ak vyhodnotí jeho prípadnú patogenitu, odporučí používateľovi návštevu dermatológa. Určite si nemyslíme, že samotná aplikácia nahrádza lekárske vyšetrenie, ale môže byť nápomocná pri podozrení na malígny melanóm. Fotografie aplikácia môže uložiť do databázy, a tak je možné sledovať zmeny
na koži a vývoj znamienok v priebehu času.

Vizuálna kontrola materských znamienok a kože je spôsob, ako včas rozpoznať potenciálnu rakovinu kože, v čase kedy je jej liečba jednoduchá. Túto informáciu aplikácia prináša svojim používateľom v podobe hesla na domovskej stránke „Skorá diagnostika zachraňuje,“ a následným textom: „Objavenie melanómu v počiatočnom štádiu je kľúčové; skorá detekcia môže výrazne zvýšiť Vaše šance na vyliečenie. Väčšina materských znamienok, hnedých škvŕn a výrastkov na koži je neškodná – ale nie vždy.“

Obrázok 6 Návrh profilu, otázok a odpovedí, a kľúča na samovyšetrenie znamienok

používateľ nejaké špecifické obavy, mal by sa bez váhania poradiť so svojím lekárom. Pri podozrení na melanóm je dôležitá hnedých škvŕn a výrastkov na koži je neškodná – ale nie vždy.“

Obrázok 6 Návrh profilu, otázok a odpovedí, a kľúča na samovyšetrenie znamienok

používateľ nejaké špecifické obavy, mal by sa bez váhania poradiť so svojím lekárom. Pri podozrení na melanóm je dôležitá biopsia lézie na koži či sliznici a následné histologické vyšetrenie. Po kliknutí na dominantné

tlačidlo „skener“ v dolnej časti, sa zobrazí fotoaparát s okienkom, ktoré nasmeruje na miesto snímania a upozorní na min. vzdialenosť biopsia lézie na koži či sliznici a následné histologické vyšetrenie. Po kliknutí na dominantné

 

Obrázok 12 Návrh dizajnu aplikácie - Zdravá pokožka

 
od kože na 5 – 10 cm. V danom štvorci nesmú byť iné objekty (vlasy, šperky...). Po odfotení skener vyhodnotí, či ide o zdravé/nezdravé znamienko, vzhľadom na jeho tvar, ohraničenie, sfarbenie, priemer či vyvýšenie. V priaznivom prípade sa zobrazí na obrazovke mobilu zelená značka: „Blahoželáme! Znamienko je s najväčšou pravdepodobnosťou benígne.(bezpečné).“

 

Obrázok 13 Kľúč na samovyšetrenie znamienok metódou ABCDE

V opačnom prípade sa zobrazí: „Pozor,znamienko je potrebné dať vyšetriť, môže byť malígne (nebezpečné).“ Sken sa uloží do databázy, kde ho možno porovnávať s aktuálnejšou fotografiou, či sledovať vývin znamienka s odstupom času. Používateľ sa hneď po stiahnutí do aplikácie registruje, čím sa vytvorí jeho profil, do ktorého doplní svoje osobné údaje, vrátane farby pokožky a vlasov. Údaje sú prístupné pre správcu aplikácie. Je tu sekcia „Otázky a odpovede“, kde sa možno dozvedieť napr., čo sa stane, ak sa znamienko odtrhne.

 

Obrázok 14 Návrh na vyhodnotenie znamienok

Návratom „domov“ sa dostaneme kliknutím na modré tlačidlo: „Naším testom dokážeš odhaliť melanóm“ do oddelenia samokontroly znamienok. Tá predstavuje kľúč na určovanie patogenity znamienka pomocou pravidla ABCDE, ktoré hodnotí varovné príznaky melanómu. Používateľ kliknutím odpovedá áno/nie na 5 jednoduchých otázok týkajúcich sa asymetrie, ohraničenia, farby, priemeru a vyvýšenia jeho znamienka. Každú otázku názornejšie vysvetľujú ilustrácie. Vyhodnotenie môže mať dva varianty. Prvou je prípad, ak bola na každú otázku odpoveď „nie“, vtedy je znamienko benígne a pod.

5 Výsledky práce a diskusia

Výzvou pre súčasnosť je čerpať z výhod digitálnych zručností, ktoré generácie Z a Alfa prirodzene a automaticky nadobudli. Naša práca predstavuje možnosti, ako rozvíjať digitálne zručnosti u žiakov zábavným a motivačným spôsobom a ako ukázať žiakom možnosti prepojenia teórie s praxou.

Intuitívne blokové programovacie prostredie v App Inventore umožňuje žiakovi vytvárať jednoduché a stredne náročné aplikácie bez nutnosti poznania programovacieho jazyka. Namáhavú tvorbu grafického dizajnu mobilných aplikácií zas uľahčuje nástroj Figma.

Práca prezentuje konkrétne návrhy a funkcionalitu týchto aplikácií, hodnotí ich prínos pre výučbu biológie a medzipredmetové vzťahy, najmä pokiaľ ide o biológiu s informatiku v štýle STEAM[6] projektov.

Nadobudnuté digitálne kompetencie v uvedených prostrediach otvárajú viaceré možnosti navrhovania. Napríklad, pri aplikácii Vyskúšaj svoj reflex!  by žiak navrhol, aby bol výsledok ľudského reakčného času prepojený s tabuľkou s reakčným časom rôznych živočíchov (napr. psom, muchou...) a umožnil by tak ich porovnanie. To by sa mohlo realizovať v podobe otázky: „Myslíš si, že si rýchlejší ako mucha?“ a tlačidla Áno/Nie. „Skús si to overiť...“ Žiak by si vďaka výsledku uvedomil, že preto je pre ľudí náročné chytiť muchu.

Iným vylepšením by mohol byť preklad slovenskej aplikácie do anglického jazyka alebo naopak. Niektoré kvalitné aplikácie majú zas obmedzenú dostupnosť, buď pre ochranu autorských práv, alebo jednoducho pre to, že sú prístupné len pre smartfóny s operačným systémom iOS/Android. 

Digitálna tvorba a dizajnovanie sú kompetencie budúcnosti, ktorých získanie by mohlo osloviť žiakov a motivovať ich k vytvoreniu niečoho nového, čo funguje a dá sa stiahnuť v Google Play. Kreatívnych a esteticky nadaných žiakov zas môže nadchnúť práca vo Figme, v ktorej môžu bez programátorských zručností simulovať rozhranie skutočné aplikácie.

 

6 Závery práce

V našej práci predkladáme návrhy piatich mobilných aplikácií a prehľad súčasných, podľa jednotlivých tém.

V praktickej časti práca prináša popis a návod na tvorbu aplikácií na rôzne biologické témy tým, že sme priblížili používanie grafického nástroja Figma, s benefitmi vektorovej grafiky, a blokové programovacie prostredie App Inventor v porovnaní s textovo orientovaným programovacím prostredím. Obidve cloudové platformy odporúčame v praxi pre prácu samostatne i v tímoch, pre pedagógov i žiakov, keďže poskytujú možnosti tvorby projektov v reálnom čase. Tak sa zo žiakov stanú nielen pasívni používatelia, ale tvorcovia aplikácií, ktoré budú užitočné pre nich aj pre ostatných.

 

Zoznam použitej literatúry

1. Figma UI Design Tutorial: Get Started in Just 24 Minutes! [online video]. 2020, December 8 [cit. 2023-04-03]. Available at: https://www.youtube.com/watch?
   v=FTFaQWZBqQ8.
2. Hour of Code [online]. 2023. [cit. 2023-03-02]. Dostupné z: https://hourofcode.com/sk/.
3. Ivana Hanzlíková. Reflexní oblouk [video]. [Online]. Published 2021, October 28 [Accessed 2023, April 03]. Available from: https://www.youtube.com/watch?
   v=iu1Y3hPyUT0. 
4. Jeno, L. M., Grytnes, J. A., Vandvik, V. (2017). The effect of a mobile-application tool on biology students' motivation and achievement in species identification: A Self-Determination Theory perspective. Computers & Education, 107, 1-12. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360131516302536?via%3Dihub.
5. Ľ. Šnajder et al., 2020: Programovanie mobilných zariadení.
6. MIT App Inventor 2 Tutorial For Complete Beginners [online video]. 2022, August 11 [cit. 2023-04-02]. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=iU10J3x7iRc. 
7. Mozaik3D. Aké rýchle sú vaše reflexy? [online]. 2023. [cit. 2023-03-31]. Available at: https://www.mozaweb.com/sk/Microcurriculum/view?azon=dl_68. Reflex arc. Chegg. [online]. 2023. [cit. 2023-03-28]. Available at: https://www.chegg.
   com/homework-help/questions-and-answers/label-following-reflex-arc-following-terms-afferent-pathway-efferent-pathway-integration-i-q60749685
8. Reflexes - Activities at Home App. [online]. 2021. [cit. 2023-03-31]. Available at: https://thereflexesapp.com.
9. Rock Identifier. [online]. 2022. [cit. 2023-03-30]. Available at: https://rockidentifier. com.
10. Selwyn, N. Digital technology and education: reconsidering the relationship in the era of the digital native. Frontiers in Education, 2020, vol. 5, article 569409.
11. Tree Check App. [online]. 2023. [cit. 2023-03-21]. Available at: https://www.life
    treecheck.eu/sk/TreeCheck/TreeCheckApp.
12. Visibility. (2021) Ako pomocou marketingu zaujať generáciu Z. [online] Visibility.sk [citované 03.4.2023]. Dostupné z: https://visibility.sk/blog/ako-pomocou-marketingu-zaujat-generaciu-z/.