1. Online simul´tor logick´
a e
h´danky a efektivita uˇen´
a c ı
KPI - z´vˇreˇn´ ukol
a e c y´
Bc. Martin Vardan
Brno, podzim 2012
2. Argumentace
Vzdˇl´v´n´ je proces, jehoˇ prostˇednictv´ si ˇlovˇk osvojuje poznatky
ea a ı z r ım c e
a ˇinnosti, kter´ uˇen´ pˇetv´ˇ´ ve vˇdomosti, dovednosti a n´vyky. V sou-
c e c ım r arı e a
ˇasn´ dobˇ existuje ˇada studi´ zab´vaj´ ıch se zp˚soby vzdˇl´v´n´ jejich
c e e r ı y ıc´ u e a a ı,
efektivnost´ a psychologick´m dopadem.
ı y
V pr´ci se zamˇˇuji na psychologii Flow, rovnˇˇ oznaˇovanou ˇesky jako
a er ez c c
stav plynut´ Jedn´ se o stav radosti, soustˇedˇn´ naprost´ho zaujet´
ı“. a r e ı, e ı
”
ˇinnost´ pˇi kter´m ˇlovˇk zapom´ a na ub´ ıc´ ˇas. Pˇi osvojov´n´ nov´ch
c ı, r e c e ın´ ıhaj´ ı c r a ı y
znalost´ a dovednost´ lze tohoto dos´hnout zvolen´ odpov´ ıc´ n´roˇnosti.
ı ı a ım ıdaj´ ı a c
Tato metoda jiˇ patˇ´ ke klasick´mu uˇivu obecn´ psychologie, nicm´nˇ
z rı e c e e e
v´zkumy v t´to oblasti se ˇad´ ke st´le popul´rnˇjˇ´
y e r ı a a e sım.
Toto t´ma jsem si zvolil, jelikoˇ zlepˇov´n´ efektivity uˇen´ povaˇuji za
e z s a ı c ı z
pˇ´
rınosn´ napˇ´c vˇemi obory. Z´roveˇ je pro toto t´ma d˚leˇit´ z´
e rıˇ s a n e u z e ıskat znaˇn´ c e
mnoˇstv´ dat a poˇ´ covˇ je zpracovat, coˇ odpov´ a m´mu studijn´
z ı cıtaˇ e z ıd´ e ımu
oboru - informatice.
3. Anotace
Pr´ce se zab´v´ n´vrhem a implementac´ dvou variant hry ”Stany a stromy”
a y a a ı
(Tents puzzle) a jejich zapojen´ do v´ukov´ho syst´mu Tutor. Jsou t´ˇ
ım y e e ez
pops´ny principy hry a r˚zn´ v´hern´ strategie. Souˇ´st´ pr´ce je i ge-
a u e y ı ca ı a
ner´tor zad´n´ a automatick´ ˇeˇiˇ hry. C´
a a ı yr sc ılem pr´ce je umoˇnit sb´
a z ırat data
od uˇivatel˚ a na z´kladˇ tˇchto dat navrhovat adekv´tnˇ n´roˇn´ zad´n´
z u a e e a e a c a a ı.
Posb´ a data byla analyzov´na a v´sledky jsou v pr´ci uvedeny.
ıran´ a y a
4. Kl´cov´ slova
ıˇ a
online simul´tor, logick´ h´danka, v´hern´ strategie, Stany a stromy, Tents
a a a y ı
puzzle, Javascript, Java
6. 1 Koncept Flow
1.1 P˚
uvod
S konceptem Flow se setk´v´me nejen v modern´ psychologii, ale m˚ˇeme
a a ı uz
jej nal´zt i v historii a v nejr˚znˇjˇ´ kultur´ch. Prvky t´to psychologie
e u e sıch a e
nach´z´ jiˇ v Buddhismu ˇi J´ze. Avˇak vˇdecky se t´
a ıme z c o s e ımto fenom´nem v´
e ıce
zab´val aˇ psycholog Mih´ly Cs´
y z a ıkszentmih´lyi. Kolem roku 1975 pˇi jeho
a r
v´zkumu popisovali testovan´ lid´ pocit plynut´ ˇasu, odtud tak´ poch´z´
y ı e ı c e a ı
n´zev Flow psychology (”psychologie stavu plynut´
a ı”).
1.2 Stav plynut´
ı
Pˇi pr´ci, uˇen´ se nebo i pˇi ˇeˇen´ logick´ch uloh se snaˇ´
r a c ı r r s ı y ´ zıme o dosaˇen´
z ı
ide´ln´ stavu. Ten nal´z´me ve chv´ kdy naˇe schopnosti odpov´ ı
a ıho e a ıli, s ıdaj´
poˇadavk˚m na n´s kladen´m v takov´m rozsahu, ˇe jsou pro n´s v´zvou,
z u a y e z a y
ale z´roveˇ nejsou nepˇekonateln´. V tomto stavu lid´ ˇasto projevuj´ velk´
a n r e ec ı e
zaujet´ ˇinnost´ a ztr´c´ pojem o ub´ ıc´ ˇase. Rozloˇen´ pocit˚ ˇeˇitel˚
ıc ı a ı ıhaj´ ım c z ı ur s u
v z´vislosti na obt´znosti ˇeˇen´ a schopnostech je patrn´ z grafu (viz. obr.
a ıˇ r s ı e
1/str.1).
Vysoká
Stres Vzrušení Stav plynutí
(Flow)
Úroveň výzvy
Trápení Kontrola
Apatie Nuda Odpočinek
Nízká
Nízká Úroveň dovednosti Vysoká
Obr´zek 1: Flow psychologie.
a
Byla zdokumentov´na tak´ siln´ korelace mezi stavem Flow a dobr´mi
a e a y
v´sledky pˇ´ vzdˇl´v´n´ se a uˇen´ v nejr˚znˇjˇ´ oborech. Konkr´tnˇ vˇdci
y rı ea a ı c ı u e sıch e e e
zjistili, ˇe tento stav v´raznˇ prosp´ a ve v´uce (Cs´
z y e ıv´ y ıkszentmih´lyi, 1996), v
a
uˇen´ (Cs´
c ı ıkszentmih´lyi et al., 1993) i ve sportech (Jackson, Thomas, Marsh,
a
Smethurst, 2002; Stein, Kimiecik, Daniels, Jackson, 1995).
1
7. 1.3 Vyuˇit´ v pr´ci
z ı a 1 KONCEPT FLOW
1.3 Vyuˇit´ v pr´ci
z ı a
V pr´ci, i v cel´m Tutor syst´mu, je c´
a e e ılem z´ avat data od ˇeˇitel˚. Je tedy
ısk´ r s u
d˚leˇit´ nab´
u z e ıdnout probl´m odpov´ ıc´ n´roˇnosti tak aby neodradil, ale
e ıdaj´ ı a c
naopak pˇimˇl k ˇeˇen´ i dalˇ´ zad´n´ Jin´mi slovy je snahou u uˇivatel˚
r e r s ı sıch a ı. y z u
syst´mu navodit stav Flow. Toto je velmi d˚leˇit´ i pˇesto, ˇe psychologie
e u z e r z
sama o sobˇ nen´ souˇ´st´ v´zkumu. Lid´ v syst´mu Tutor totiˇ ˇeˇ´ h´danky
e ı ca ı y e e z r sı a
pouze dobrovolnˇ, ve sv´m voln´m ˇase a nejsou za poskytov´n´ tˇchto dat
e e e c a ı e
ˇ´dn´m zp˚sobem placeni. Ze stejn´ho d˚vodu jsou tak´ pro sb´ ı dat
za y u e u e ıran´
zvoleny pr´vˇ logick´ hry.
a e e
2
8. 2 Logick´ hry
e
Logick´ hry se v dneˇn´ dobˇ tˇˇ´ st´le vˇtˇ´ obl´
e s ı e esı a e sı ıbenosti u ˇirok´ veˇejnosti.
s e r
O to se ve velk´ m´re postarala pˇedevˇ´ logick´ hra Sudoku, p˚vodem z
e ıˇ r sım a u
Japonska. D´ rozˇ´ren´ internetu je dnes tak´ velmi snadn´ dostat se i k
ıky sıˇ ı e e
jin´m typ˚m logick´ch her. Existuj´ spousty webov´ch str´nek, nab´ ıc´
y u y ı y a ızej´ ıch
nepˇebern´ mnoˇstv´ m´nˇ ˇi v´ obt´zn´ch logick´ch her a h´danek.
r e z ı e e c ıce ıˇ y y a
2.1 Historie
Mezi jednu z nejstarˇ´ a nejzn´mˇjˇ´ her vyˇaduj´ ıch logick´ myˇlen´
sıch a e sıch z ıc´ e s ı
patˇ´ bezpochyby hra ˇachy. Obt´znost ˇach˚, jako i ostatn´ deskov´ch
rı s ıˇ s u ıch y
her tohoto typu (D´ma, Go) je d´na konfrontac´ s druh´m hr´ˇem, nikoli
a a ı y ac
obt´znost´ hry samotn´. V t´to pr´ci se budeme zab´vat sp´se hrami, jeˇ
ıˇ ı e e a y ıˇ z
vyˇaduj´ sloˇitˇjˇ´ logick´ uvahy i bez pˇ´
z ı z e sı e´ rıtomnosti druh´ho hr´ˇe. Za jedny
e ac
z prvn´ se povaˇuj´ hry, kde je c´
ıch z ı ılem z premis vyvodit logick´ z´vˇr:
y a e
Hlavn´ pˇedpoklad: Vˇichni lid´ jsou smrteln´
ı r s e ı.
Vedlejˇ´ pˇedpoklad: Sokrates je ˇlovˇk.
sı r c e
Z´vˇr: Sokrates je smrteln´.
a e y
Za tv˚rce tohoto typu logick´ch her je povaˇov´n Lewis Carroll, kter´ je
u y z a y
zn´mˇjˇ´ jako autor knihy Alenka v ˇ´si div˚.
a e sı rıˇ u
V druh´ polovinˇ 20. stolet´ pak matematik Raymond M. Smullyan na
e e ı
tyto hry nav´zal a ve sv´ch knih´ch pˇedstavil hru Ryt´ri a lh´ˇi. Ryt´r mluv´
a y a r ıˇ ar ıˇ ı
vˇdy pravdu a lh´ˇ za vˇech okolnost´ lˇe. C´
z ar s ı z ılem pak m˚ˇe b´t napˇ´
uz y rıklad
pomoc´ vhodn´ch dotaz˚ zjistit, zda mluv´ s ryt´rem, ˇi nikoliv.
ı y u ıme ıˇ c
Probl´m tˇchto logick´ch her je vˇak zˇejm´. Jsou v´z´ny na konkr´tn´
e e y s r y a a e ı
jazyk, ˇi kulturu, tud´z ani hry tohoto typu nejsou pro v´zkum pˇ´ s vhodn´.
c ıˇ y rıliˇ e
Obr´zek 2: Patn´ctka. Hr´ˇ m´ za ukol pˇesunout kameny tak, aby byly
a a ac a ´ r
seˇazeny.
r
Pˇibliˇnˇ ve stejn´ dobˇ jako Lewis Carroll pak zaˇal na vym´ˇlen´
r z e e e c ys ı
r˚zn´ch logick´ch her pracovat i americk´ ˇachista Sam Loyd. Jeho hry byly
u y y ys
ˇasto velmi jednoduch´ s jasnou formou, ale s obt´zn´m ˇeˇen´ Mezi jeho
c e ıˇ y r s ım.
3
9. 2.2 Hry pro v´zkum
y 2 ´
LOGICKE HRY
zn´m´ hry patˇ´ tˇeba Rozdˇlovaˇka1 , C´
a e rı r e c ˇ ıseln´ sk´kaˇka1 nebo Patn´ctka
a a c a
a a ı ˇ
(viz. obr. 2/str.3), kter´ byla velmi popul´rn´ i v Cesku.
2.2 Hry pro v´zkum
y
Na rozd´ od her se slovnˇ formulovan´m zad´n´ jsou tyto snadno mezikul-
ıl e y a ım
turnˇ i mezi-jazyˇnˇ pˇenositeln´. Jsou tedy vhodn´ pro testov´n´ na velk´m
e c e r e e a ı e
vzorku lid´ Dalˇ´ v´hodou je moˇnost je matematicky a informaticky popsat
ı. sı y z
a tud´z i naprogramovat gener´tory jejich zad´ni a jejich automatick´ ˇeˇiˇe.
ıˇ a a er sc
Na tomto typu her lze pot´ zkoumat na ˇem z´vis´ jejich obt´znost a kter´
e c a ı ıˇ e
typy zad´n´ jsou pro ˇlovˇka n´roˇn´. Vhodn´ jsou pak hry typu Sokoban1 ,
a ı c e a c e e
Nurikabe1 nebo v t´to pr´ci ˇeˇen´ hra Stany a stromy1 .
e a r s a
2.3 Podobn´ pr´ce na FI
e a
Zaj´ımavost a obl´ ıbenost logick´ch h´danek a v´zkum˚ s nimi spojen´ch je
y a y u y
patrn´ i s ˇetnost´ prac´ na toto t´ma na Fakultˇ informatiky Masarykovy
a c ı ı e e
Univerzity. Jedn´ se napˇ´
a rıklad o bakal´ˇskou pr´ci zkoumaj´ ı metriky pro
ar a ıc´
urˇov´n´ obt´znosti a sbˇr dat u her Sokoban a Ruˇn´ hodinka[2]. Diplomo-
c a ı ıˇ e s a
vou pr´ci zab´vaj´ ı se moˇnostmi generov´n´ hry HEX a n´vrhem algoritm˚
a y ıc´ z a ı a u
pro pr´ci s touto ulohou[9]. Dalˇ´ ulohou, zkoumanou v diplomov´ pr´ci, byla
a ´ sı ´ e a
hra Nurikabe. Autor zkoum´ obt´znost hry a za t´
a ıˇ ımto uˇelem vytvoˇil ˇeˇiˇ
´c r r sc
simuluj´ ı lidsk´ chov´n´
ıc´ e a ı[1]. Ve vˇech tˇchto prac´ i v mnoha dalˇ´ bylo
s e ıch, sıch,
dosaˇeno zaj´
z ımav´ch v´sledk˚ zejm´na na poli urˇov´n´ obt´znosti hry pro
y y u e c a ı ıˇ
ˇlovˇka.
c e
1
Hru je moˇno si zahr´t na str´nk´ch Tutora. URL: http://tutor.fi.muni.cz/
z a a a
4
10. 3 ´ ˇ
ZAVER
3 Z´vˇr
a e
Z´vˇrem bych r´d pozitivnˇ ohodnotil kurz KPI, kter´ se mi velmi l´ a
a e a e y ıbil
nauˇil mˇ spoustu zaj´
c e ımav´ch metod pr´ce s informacemi. A chtˇl bych se
y a e
omluvit za ne´plnou propracovanost z´vˇreˇn´ho ukolu, ale vzhledem k do-
u a e c e ´
statku bod˚ za pr˚bˇˇn´ ukoly bˇhem semestru a bl´z´ ımu se zkouˇkov´mu
u u ez e ´ e ıˇıc´ s e
obdob´ nemohu tomuto ukolu vˇnovat v´ ˇasu.
ı ´ e ıce c
5
11. REFERENCE
Reference
[1] Babinˇ´k, Pavol: Anal´za chov´n´ lid´ pˇi ˇeˇen´ Nurikabe
ca y a ı ı r r s ı
[2] Bouda, Ondˇej: Sbˇr z´znam˚ postup˚ ˇeˇen´ logick´ch uloh
r e a u ur s ı y ´
[3] Csikszentmihalyi, Mihaly: O ˇtˇst´ a smyslu ˇivota: M˚zeme ovl´dat sv´
se ı z uˇ a e
n a s’
proˇitky a ovlivˇovat jejich kvalitu? Jak dos´hnout ˇt astn´ho ˇivota bez
z e z
ohledu na vnˇjˇ´ okolnosti. Praha 1996.
e sı
[4] Havrlant, Luk´ˇ: Zkr´cen´ HTML z´pisy. ATD 2006.
as a e a
URL: http://atd.havrlant.net/zkracene-html-zapisy.
(Adresa platn´ k 7.3.2011.)
a
[5] Champeon, Steve: JavaScript: How Did We Get Here? O’Reilly Web
Devcenter 2001. URL: http://www.oreillynet.com/pub/a/
/javascript/2001/04/06/js history.html. (Adresa platn´ k 7.3.2011.)
a
[6] Pel´nek, R.: O lidech, poˇ´ c´ a logick´ch uloh´ch. PROSO Tutor
a cıtaˇıch y ´ a
[7] Pitner, Tom´ˇ: Java - zaˇ´ ame programovat. Podrobn´ pr˚
as cın´ y uvodce
zaˇ´ ıc´ uˇivatele. Praha 2002.
cınaj´ ıho z
[8] Rudov´, H.: Programov´n´ s omezuj´ ımi podm´
a a ı ıc´ ınkami (Studijn´ ma-
ı
teri´ly pˇedmˇtu PA163)
a r e
ˇ
[9] Sabatov´, Zuzana: Gener´tor logick´ ulohy
a a e´
ˇ
[10] Skult´ry, Rastislav: Javascript. Programujeme internetov´ aplikace.
e e
Brno 2004.
[11] Zakhour, Sharon a kol.: Java 6. V´ukov´ kurz. Brno 2007.
y y
6
