Aktivní práce se žáky ve výuce fyziky Heuréka. doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc. RNDr. Irena Dvořáková. Heuréka

Aktivní práce se žáky ve výuce fyziky – Heuréka doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc. RNDr. Irena Dvořáková Stojí za to, zlepšovat výuku fyziky na školách? Tak, aby byla pro žáky přitažlivější a přitom si z ní více odnesli? Mnoho učitelů určitě přisvědčí – a také se snaží svou výuku vylepšovat. Většinou jde o snahy individuální. I ty leckdy vedou k pozoruhodným výsledkům, o nichž se někdy dozvídáme například z prezentací na různých konferencích. I výborní učitelé však často ocení možnost hledat cesty ke zkvalitňování výuky společně, sdílet a vyměňovat si zkušenosti a dále rozvíjet to, co už jiní vyzkoušeli, a v praxi funguje. Výhodou takové spolupráce je i možnost nabídnout vodítko a pomocnou ruku těm učitelům, kteří cítí potřebu změnit stávající způsob výuky, ale nejsou si jisti, jak vybočit ze zajetých kolejí, aby situaci spíše nezhoršili.

Heuréka Projekt Heuréka je právě takovou příležitostí spolupracovat, přiučit se novým přístupům a dále je rozvíjet. Nechceme tvrdit, že příležitostí jedinou. Přesto však je v lecčem specifický a zajímavý: § Jde o projekt, který začal „zdola“, jako aktivita několika málo učitelů a dalších lidí, jimž nevyhovoval „klasický“ způsob výuky, zaměřený na jednosměrné předávání poznatků od učitele k žákům. § Heuréka úspěšně „žije“ už téměř dvacet let. Za tu dobu nashromáždila řadu zkušeností, zejména s výukou fyziky na druhém stupni ZŠ. A obohacuje se o zkušenosti další. § Ze skrovných počátků se Heuréka rozvinula do projektu, který má nyní přes stovku aktivních účastníků, je podporován katedrou didaktiky fyziky Matematicko-fyzikální fakulty UK, pořádá řadu víkendových seminářů a dalších akcí a pořádá semináře i na Slovensku.

Základní charakteristiky „výuky podle Heuréky“ V následujícím popisu vyjdeme z bodů, které si zformulovali sami účastníci na jednom ze seminářů projektu. (Formulace účastníků zde vyznačujeme tučně, kurzívou jsou k nim doplněny naše komentáře.) Není snad nutno zdůrazňovat, že zde uvedené „zásady“ nejsou žádná dogmata, která by se měli účastníci projektu například učit zpaměti a pak bez přemýšlení aplikovat. Podstatné není jejich přesné znění, ale celkový smysl.

1. Vztah učitel – žák a role učitele •

Vysoká míra interakce s dětmi. Učitel s dětmi komunikuje během celé hodiny, podporuje i komunikaci mezi dětmi navzájem. • Učitel je v roli průvodce – musí znát nejen jednu cestu, ale mapu krajiny. Díky tomu nemá strach, když děti někam zahnou, nebojí se dětských otázek. Seznámit

Heuréka – 1

•

• •

•

se s celou „krajinou fyzikálních poznatků“ probíraných na základní škole samozřejmě není pro učitele úplně jednoduché, často přitom zjistí, že s mnohými zákoutími (i elementárních částí) fyziky se dosud nesetkal, že má mezery v pochopení např. Newtonových zákonů, Archimédova zákona apod. Hledání hlubších souvislostí, zpřesňování odborných znalostí učitelů je také jednou z hlavních součástí seminářů pro učitele, o kterých budeme hovořit později. Kritériem pravdy není sdělení učitele, ale realita. Velká výhoda fyziky na rozdíl od humanitních věd. Učitel může vést děti k tomu, aby se o pravdivosti svých hypotéz přesvědčily pomocí experimentu samy (samozřejmě jen do určité úrovně – o pravdivosti hypotéz týkajících se možných příčin havárie jaderné elektrárny by bylo jistě vhodnější se seznámit v literatuře či na Internetu). Učitel zachází s dětmi i s rodiči jako s partnery (i na provokace se snaží reagovat s humorem, ne hystericky). Tato zásada by měla být samozřejmá nejen ve výuce fyziky, ale ve všech případech, kdy učitel jedná s dětmi, studenty a rodiči. Zodpovědnost za svoji práci mají děti, učitel jen nabízí. Pokud někdo nechce, nelze ho donutit se učit, ale pak je hodnocen podle toho, co umí. Zásada, která platí jen do jisté míry. Učitel je samozřejmě odpovědný za to, jakým způsobem s dětmi pracuje. Na druhou stranu by ale i děti měly pociťovat zodpovědnost za své učení a jeho výsledky, a také spoluzodpovědnost za atmosféru ve třídě. Je třeba domluvit pravidla vzájemné interakce, která dodržují nejen děti, ale i učitel. (Jedním ze základních pravidel je, že se nikdo nikomu neposmívá za jeho názory, třeba i chybné.) Tuto zásadu považujeme za velmi důležitou. Domluvení „pravidel chování“ pomáhá při plnění prakticky všech ostatních zásad práce podle projektu Heuréka. Pokud děti někdy zapomenou na tyto zásady, může se učitel na domluvená pravidla odvolat, v krajním případě může i přerušit výuku podle projektu a přejít k výuce fyziky pouze „s křídou a tabulí“. Dle zkušeností účastníků projektu je tato metoda velmi účinná. Děti se brzy zklidní a žádají znovu o experimenty, o zajímavou práci při hodinách.

2. Základní strategie výuky •

Vychází se z toho, co děti znají ze života. Děti do doby, než se začaly učit fyziku, nežily v informačním vakuu. Spoustu věcí znají z praxe, z televize, dnes již i z Internetu. Bylo by škoda těchto informací nevyužít při práci ve třídě. • Základem výuky je otázka. Děti se učí pozorovat děje, popisovat je a potom se pokouší pozorované skutečnosti vysvětlovat a vyvozovat fyzikální zákonitosti. Během celého tohoto procesu pomáhá učitel žákům kladením vhodných otázek. • Chyba je normální, žádná odpověď není zavrženíhodná. Během historického vývoje fyzikálních teorií se objevilo velmi mnoho slepých cest. Jestliže tedy vedeme děti k tomu, aby zkráceně, pod vedením učitele, ale přesto do značné míry samostatně prošly podobnou cestou objevování fyzikálních poznatků, je samozřejmé, že také narazí na slepé cesty, budou dělat chyby. Měly by se však naučit, že chyba je samozřejmou součástí poznávacího procesu, že za ni nebudou trestány (a to ani ironickými poznámkami spolužáků či dokonce učitele). • Pojmy se zavádějí na konec, jako výsledek pozorování. Jedna z nejdůležitějších zásad Heuréky. Při budování pojmu se nezačíná názvem, slovem (případně nadpisem Heuréka – 2

na tabuli), ale sbíráním poznatků. Děti pro popis jevů používají běžný jazyk. Fyzikální termíny se zavádějí až poté, kdy mají děti vytvořenou poměrně dobrou představu o obsahu tohoto termínu, o jeho významu (např. pojem elektrický náboj zavede učitel až po prozkoumání jeho základních vlastností). Tento postup užíváme proto, abychom snížili pravděpodobnost, že si dítě zapamatuje pouze prázdné slovo, bez znalosti jeho obsahu. • V hlavách dětí vzniká obrázek, film, ne slova. O tomto základním principu Heuréky jsme se zmiňovali již dříve. Naším cílem je naučit děti rozumět světu kolem sebe, vedeme tedy děti k porozumění, nikoliv k pouhé reprodukci poznatků. • Střídání témat: 2 – 3 za hodinu (hlavně v 6. třídě). Ačkoliv je toto střídání témat v jedné hodině nezvyklé, v naší práci se nám osvědčuje. Jednak přispívá k udržení pozornosti, ale pomáhá také vytvářet paralely mezi jednotlivými jevy a poznatky. V přírodě také nejsou odděleny jevy, týkající se mechaniky, od jevů elektrických či magnetických. Navíc volba takové struktury látky pomáhá učiteli vytvářet širší základnu poznatků, na které může v dalších hodinách či ročnících navazovat. • Výuka si klade cíle smysluplné (pro děti i učitele). Zdánlivě triviální zásada, ale je vždy dodržována? „Smysluplnost“ pro žáky může vycházet z jejich přirozené zvídavosti, touhy uplatnit se, apod. Motivující a smysluplné tedy může být například řešit zajímavé problémy (tedy problémy zajímavé pro žáky) nebo tvořit, uplatnit přitom vlastní nápady a s výsledkem se pochlubit ostatním. Nebo prostě snažit se lépe porozumět něčemu z reálného světa kolem nás – a dojít k tomu porozumění vlastním úsilím, v interakci s vrstevníky. Pro učitele je smysluplné, když vzbudí aktivitu žáků, vidí, že je podněcuje k přemýšlení a tvůrčí činnosti – a zároveň je přirozeně vede ke vzájemné spolupráci, ochotě vyslechnout názor druhého a zamyslet se nad ním a k dalším dovednostem, které budou v životě potřebovat leckdy víc, než znalost konkrétních fyzikálních faktů.

3. Konkrétní aplikace těchto principů v hodinách. Výše uvedené obecné zásady jsou rozpracovány do konkrétních dílčích postupů, rad a námětů, jak postupovat v hodinách fyziky. Učitelé, zapojení do tohoto projektu, tuto metodiku samozřejmě dostávají k dispozici.

Nejen vzletné myšlenky, aneb co můžeme nabídnout Samotné, byť krásně znějící, myšlenky a zásady však výuku nevylepší. Proto se můžete právem zeptat, co Heuréka pro zkvalitnění výuky konkrétně dělá. Celý projekt má několik rovin: § Základní rovinou je výuka žáků v hodinách fyziky. O té jsme již leccos řekli v předchozích odstavcích. Konkrétní metodiku výuky si přirozeně každý učitel přizpůsobí. Učit podle nějakých fixně stanovených učebních plánů a jediné metodiky, od níž by se nesměli odchýlit, by bylo vlastně proti duchu celé Heuréky. § Víkendové semináře pro nové zájemce také k projektu neoddělitelně patří. Nové formy práce s žáky a způsoby výuky je totiž třeba na vlastní kůži zažít a trénovat. Totéž platí o vztahu učitel-žák. Použijeme-li termínu z oblasti zážitkové pedagogiky, můžeme říci, že nové přístupy je vhodné zažít a trénovat v bezpečném prostředí. A tím právě semináře pro Heuréka – 3

učitele jsou. Pro mnohé účastníky je to opravdu zážitek, že při řešení problémů mohou volně formulovat hypotézy a dopouštět se i omylů a chyb – prostě opravdu přemýšlet a ne sypat z hlavy vzorečky či „jediné správné odpovědi“ – a nikdo je za to nekárá a nehledí na ně spatra. O atmosféře seminářů snad něco vypovídá i to, že pro ně používáme neformální název „učitelská školka“. Jedná se o dvouletý cyklus 10 víkendových seminářů, během kterých učitelé pracují velmi podobně jako žáci ve škole. Tento praktický trénink a vlastní zážitek (při němž se dotkneme i osobnostního rozvoje učitele) se podle našeho přesvědčení a podle našich zkušeností nedá adekvátně nahradit nastudováním nějakého manuálu či příručky. Metodické a další materiály účastníci dostávají (samozřejmě zdarma), ovšem až v návaznosti na absolvované semináře. Semináře jsou velmi neformální, setkáváme se ve škole, účastníci spí ve třídách ve spacácích, o jídlo se stará každý sám. Nový cyklus „učitelské školky“ začíná 5. – 7. 11. 2010. Pokud Vás projekt Heuréka zaujal, můžete se přihlásit, máme ještě několik volných míst. § Semináře pro posluchače učitelství jsou formou, jíž Heuréku zapojujeme do dalších aktivit, jimiž se na MFF UK snažíme rozvíjet přípravu budoucích učitelů fyziky. § Rozvoj Heuréky a její otevřenost novým nápadům a podnětům zajišťují mimo jiné semináře pro tradiční účastníky, tedy pro lidi, kteří jsou do projektu zapojeni již delší dobu. Tyto semináře bývají tématicky zaměřené, například v loňském roce jsme se zabývali Fyzikou v létání, Fyzikou v hornictví či Fyzikou v IQ parku. § Příležitostí k setkávání účastníků z různých cyklů seminářů je konference Dílny Heuréky. Ta je pořádaná formou workshopů každoročně od roku 2002 začátkem října na Jiráskově gymnáziu v Náchodě a zúčastňuje se jí zhruba 80 učitelů z celé republiky i ze Slovenska. Jsme velmi rádi, že je naše konference (přestože probíhá převážně v češtině) zajímavá i pro zahraniční účastníky. V roce 2004 se Dílen Heuréky zúčastnila dr. Elizabeth Swinbank z University of York z Velké Británie. Vedla sama jednu dílnu a své dojmy z konference popsala v příspěvku [1]. Nebudu zde vypisovat všechny další zahraniční kolegy, kteří v průběhu let do Náchoda přijeli a vedli zde své dílny, neboť by jich byl poměrně dlouhý seznam. Zmíním zde jen dva, kteří patří mezi významné pracovníky v oboru fyzikálního vzdělávání v Evropě – byli to Wim Peeters z Belgie a Gorazd Planinsic ze Slovinska (ten o naší konferenci napsal příspěvek [2]). Ve školním roce 2009/2010 strávil na KDF MFF svůj sabbatical americký učitel Rodney Milbrandt z Rochester Community and Technical College in Rochester, Minnesota, USA, který své dojmy z náchodské konference (a z Veletrhu nápadů učitelů fyziky pořádaného KDF ) popsal v článku [3]). V roce 2010 je připraveno 18 dílen (od velmi jednoduchých, spíše hravých, např. Tvořivé pokusohraní, Mechanické hračky z brček a drátků, až po poměrně myšlenkově náročné, např. Elektromagnetická indukce a s ní související jevy). Téměř vždy se objeví i nějaká dílna, ve které účastníci něco vyrábějí (letos to budou například dřevoplynová kamna z plechovky). Dílny připravují sami učitelé – účastníci projektu Heuréka, a samozřejmě také pozvaní hosté, pokud mají zájem. Každá dílna trvá 1,5 hodiny a několikrát se opakuje. Témata dílen z letošní i několika minulých konferencí lze nalézt na stránkách projektu [4]. Opět přijedou i kolegové ze zahraničí. Je přihlášeno 5 učitelů z Lotyšska, 2 z Ukrajiny a do Náchoda přijede dokonce jeden učitel z Mexika, který přijal naše pozvání vyslovené na jaře 2010 na konferenci latinskoamerických učitelů v Mexiku.

Heuréka – 4

Na této akci se pravidelně objevuje velké množství zajímavých nápadů či experimentů, které by mohly být inspirací i pro ty účastníky projektu, kteří na konferenci v daném roce přijet nemohli. Proto vydáváme sborníky příspěvků z konference, které jsou k dispozici nejen účastníkům, ale i dalším učitelům, kteří se samotné konference nemohli zúčastnit.

Máte-li zájem… O rozsahu projektu i o atmosféře na našich seminářích si můžete udělat představu z webových stránek [4]. Najdete tam i další informace o Heuréce, ukázky metodických materiálů a prací žáků, další materiály a kontakty. A pokud byste měli chuť se o Heuréce dozvědět více, podívat se do třídy, jak děti pracují, nebo se k nám přidat a rozšířit řady kantorů, kteří se o víkendech učí lépe učit, ozvěte se a přijďte, budete vítáni. Irena Dvořáková, [email protected] Leoš Dvořák, [email protected]

Literatura [1] Swinbank, E. (2005). Reporting from a mattress in Nachod. Physics Education 40, No.1, p. 5 [2] Planinsic, G. (2006). Teachers share experiment know-how. Physics Education 41, No.1, 7-8 [3] Milbrandt, R. (2010). Innovative Physics Teaching Conferences in the Czech Republic, Physics Teacher 48, September 2010, p. 395-396 [4] http://kdf.mff.cuni.cz/Heureka Online (cit. 7.9. 2010)

Heuréka – 5