Správa dat Vzdělávání Články Datová kvalita Národní katalog otevřených dat Další

Využití otevřených dat v mezipředmětové výuce na základní škole

, Miroslav Mráz

Článek popisuje, jak lze s otevřenými daty pracovat ve výuce již na základní škole. Miroslav Mráz z brněnské ZŠ Labyrinth představuje projekt, na kterém pracoval se žáky 7. třídy.

Na začátku školního roku 2020/2021 jsme s žáky 7. ročníku ZŠ Labyrinth začali v hodinách IVT a fyziky pracovat na projektu využívajícím otevřená data a propojující témata elektromobility, kvality ovzduší v Brně a práce s daty. Projekt vznikl díky zapojení naší školy do programu Chytrá škola O2, během kterého jsme se zabývali online světem, příležitostmi a hrozbami, které přináší a oblastí kritického myšlení a práce s daty.

Cílem projektu bylo, aby žáci dostali příležitost:

Úvodní hypotéza

Během COVID krize se zlepšila kvalita ovzduší v Brně díky snížené veřejné a soukromé dopravě. Pokud bychom zvýšili počet elektroaut, dala by se kvalita ovzduší udržet na vysoké úrovni i v současnosti bez omezení mobility obyvatel.

1. Motivace do tématu

Každý, kdo rozjíždí projekt (nejen) s žáky ví, jak důležitá je úvodní, průběžná a závěrečná motivace. Jedním z mých učitelských cílů je nabídnout žákům to, co bych zpětně u sebe na základní a střední škole uvítal více — propojení témat probíraných v lavicích s reálným světem. Jako idealista také věřím, že generace mých dětí bude mít k dispozici pro své rozhodování a participaci ve společnosti více a lépe dostupných dat, podle kterých se bude lépe orientovat i rozhodovat.

Osobní motivace učitele byla tedy splněna. Jak ale zajistit to hlavní — osobní motivaci žáků? Uvažoval jsem o heslech „datová analýza je oborem 21. století”, „data jsou sexy”, ale mám takový pocit, že na tato hesla slyší hlavně dospělí lidé, co se chtějí rekvalifikovat z méně odborné na více odbornou pozici a rozhodně takto nepřemýšlí dospívající děti na základní škole. Daleko více věřím v přenos „feynmanovského” nadšení z poznání světa kolem sebe a poskytnutí možností, jak nahlédnout pod pokličku lidem, kteří se v tématu pohybují. Proto máme v plánu (kvůli covid19 jsme zatím neměli příležitost) navštívit Oddělení dat, analýz a evaluací města Brno, kde žáci uvidí, jak se s daty pracuje v rámci města. Neodpustil jsem si také žákům pustit ukázku ze dne v životě datového analytika a zeptat se jich, jestli by se jim tato práce líbila.

Odpovědi žáků, možnosti 1=vůbec, 5=boží. Při tomto výsledku mě napadá učitelské moudro, že stačí zapálit oheň poznání alespoň u jednoho žáka, aby to mělo smysl.
Odpovědi žáků, možnosti 1=vůbec, 5=boží. Při tomto výsledku mě napadá učitelské moudro, že stačí zapálit oheň poznání alespoň u jednoho žáka, aby to mělo smysl.

2. Co jsou otevřená data, k čemu jsou a jak si o ně říct. Volba datasetů

Zadání pro žáky
Zadání pro žáky
Ukázka méně formálního psaného projevu žáků
Ukázka méně formálního psaného projevu žáků

Intermezzo — Zjišťuju, že nevím, že nevím

Nevím už ani proč, ale někdy v půlce října v sobotu (ano — skoro měsíc po zahájení projektu!) mě napadlo přece jen si říct o data Českému hydrometeorologickému ústavu, konkrétně vedoucímu brněnské pobočky (možná to bylo tím, že jsem chtěl zjistit, proč se data z webů brněnského ovzduší, Můžu dýchat a ČHMÚ trochu liší). O 24 minut později mi Jáchym Brzezina odepsal a o pár hodin později po cca 20 minutovém telefonátu mi pomohl se lépe zorientovat v tématu, poukázal na možná úskalí, nabrífoval a poradil jakým směrem jít dál, za což mu velmi děkuji.

Původně jsme měli v úmyslu postavit vizualizaci na částicích PM10, nicméně ty jsou z 59% způsobeny lokálním vytápěním domácností a pouze 7% dopravou. Naopak NO2 je ze 34% způsoben dopravou a je tedy relevantnějším ukazatelem pro náš záměr. Pokud bychom se zaměřili na PM10, dospěli bychom k závěru, že omezení dopravy způsobilo zhoršení kvality ovzduší. Proč? Začátek roku 2020 byl teplotně nadprůměrný a panovaly příznivé meteorologické podmínky (nadprůměrná rychlost větru — částice jsou „rozfoukány”). Přesně v době vyhlášení nouzového stavu však došlo k výraznému ochlazení. V kombinaci s vládními omezeními a sníženou mobilitou lidé pobývali více doma a více vytápěli, což vedlo k zvýšení podílu PM10 v ovzduší a tudíž horší kvalitě vzduchu.

Paradox, na který mě upozornil vedoucí brněnské pobočky ČHMÚ a seznam článků k nastudování. Poté jsem nabrífoval také žáky.
Paradox, na který mě upozornil vedoucí brněnské pobočky ČHMÚ a seznam článků k nastudování. Poté jsem nabrífoval také žáky.

3. Ověření první části hypotézy — Vedl pokles mobility k lepšímu ovzduší?

Žáci v první části projektu zkombinovali datasety s mobilitou uživatelů Waze a vývojem částic NO2 v Brně v období 1.3. — 31.5. 2020 a vyšel jim graf níže. Poté měli zvolit, co jim vyšlo.

Zadání 1. části projektu
Zadání 1. části projektu
Výsledky žáků v 1. části projektu
Výsledky žáků v 1. části projektu
Výsledky žáků v 1. části projektu
Výsledky žáků v 1. části projektu

Na závěr této části projektu jsem chtěl zdůraznit toto:

4. Ověření druhé části hypotézy — Vysoká úroveň mobility a kvalitní ovzduší pomocí elektroaut?

V druhé části projektu jsme přidali fyziku (téma energetiky). S kolegyněmi fyzikářkami jsme o prázdninách a během září sladili témata tak, aby do sebe zapadaly a mohli tak pracovat paralelně. Cílem bylo žákům ukázat rozdíly mezi auty se spalovacími motory a elektromobily a pokusit se trochu doplnit obraz „elektroauta jsou cool”. Zejména jsem chtěl na příkladu dvou srovnatelných typů vozidla stejné značky (Ford Focus s benzinovým motorem vs Elektro) představit následující:

Zadání 2. části projektu
Zadání 2. části projektu

Žáci na základě dostupných dat porovnali celkové emise obou aut a vypočítali, po kolika kilometrech elektroauto smaže svůj uhlíkový batoh z výroby baterie.

Výsledky žáků v 2. části projektu
Výsledky žáků v 2. části projektu

Na závěr této části projektu jsem chtěl zdůraznit toto:

5. Vyhodnocení projektu aneb k čemu jsme došli?

Na závěr měli žáci na základě svých výsledků napsat, k čemu došli a zda se potvrdila úvodní hypotéza: Během COVID krize se zlepšila kvalita ovzduší v Brně díky snížené veřejné a soukromé dopravě. Pokud bychom zvýšili počet elektroaut, dala by se kvalita ovzduší udržet na vysoké úrovni i v současnosti bez omezení mobility obyvatel.

Závěr projektu — k čemu přišli žáci
Závěr projektu — k čemu přišli žáci

Na závěr projektu jsem doplnil závěry žáků následovně:

Potvrdila se úvodní hypotéza? aneb Co jsme zkoumali a co ne.
Potvrdila se úvodní hypotéza? aneb Co jsme zkoumali a co ne.

Poučení