MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA
KATEDRA FYZIKY
Jednoduchý experiment ve vyučování přírodovědy na 1. stupni ZŠ Diplomová práce
Brno 2007
Vedoucí diplomové práce:
Vypracovala:
doc. RNDr. Josef Trna, CSc.
Jana Klimková
Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracovala samostatně a použila jen prameny uvedené v seznamu literatury.
Souhlasím, aby práce byla uložena na Masarykově univerzitě v knihovně Pedagogické fakulty a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Rájci – Jestřebí dne 11. 4. 2007
____________________ podpis 2
Poděkování Na tomto místě bych ráda poděkovala doc. RNDr. Josefu Trnovi, CSc.za cenné rady a odborné vedení diplomové práce.
3
OBSAH: 1. Úvod ...............................................................................................................6 2. Cíle diplomové práce ......................................................................................7 3. Školní experiment ...........................................................................................8 3.1 Pokus v přírodních vědách ........................................................................8 3.2 Pokus ve výuce .........................................................................................8 3.3 Třídění pokusů .........................................................................................10 3.3.1 Třídění podle účelu ...........................................................................10 3.3.2 Třídění podle způsobu provedení .....................................................11 3.3.3 Třídění pokusů podle jejich gnozeologických charakteristik ...........12 3.3.4 Třídění pokusů podle využití v různých fázích vyučování a učení ..13 3.3.5 Třídění pokusů podle didaktické funkce ve vyučování ....................14 3.4 Fáze pokusu .............................................................................................15 3.5 Experimentální vyučovací metoda ..........................................................16 3.5.1 Vyučovací metody v předmětu přírodověda ....................................16 3.5.2 Pozorování a pokus ..........................................................................17 3.6 Pokus na 1. stupni ZŠ ..............................................................................18 3.6.1 Pokus jako motivační prvek .............................................................19 3.6.2 Zvláštnosti při práci s dětmi na 1. stupni ZŠ ....................................20 3.6.3 Příprava učitele před provedením pokusu.........................................20 3.7 Pokus a RVP ............................................................................................22 3.7.1 Pokus a klíčové kompetence .............................................................22 3.7.2 Pokus ve vzdělávacích oblastech RVP ZV .......................................24 4. Pokusy v učebnicích přírodovědy ..................................................................26 4.1 Školní učebnice ........................................................................................26 4.1.1 Funkce učebnice ................................................................................26 4.2 Analýza učebnic .......................................................................................27 4.2.1. Výzkum ............................................................................................27 4.2.1.1 Používané učebnice ve čtvrtých ročnících. ...............................27 4.2.1.2 Používané učebnice v pátých ročnících ....................................29 4.2.2 Obsahová analýza učebnic .............................................................. .30 4.2.2.1 Hodnocení učebnic přírodovědy pro čtvrtý ročník ...................30 4.2.2.2 Hodnocení učebnic přírodovědy pro pátý ročník .....................32 4.2.2.3 Výskyt pokusů v jednotlivých učebnicích ................................33 4
4.3 Další zdroje námětů na pokusy ...............................................................35 5. Soubor pokusů .............................................................................................36 6. Závěr ............................................................................................................79 Seznam použité literatury .................................................................................80 Resumé .............................................................................................................83 Summary........................................................................................................... 83
5
1. ÚVOD Diplomová práce s názvem Jednoduchý experiment ve vyučování přírodovědy na 1. stupni ZŠ nabízí učitelům prvního stupně soubor pokusů, které lze využít v hodinách přírodovědy ve 4. a 5. ročníku ZŠ. Práce je zaměřena především na pokusy fyzikální, protože s fyzikálními jevy se setkáváme běžně, každý den, aniž bychom si uvědomovali, že jde právě o fyziku. Snad každý měl někdy v ruce jo-jo nebo autíčko na setrvačník. Proto také je fyzikální učivo zařazeno už na první stupeň ZŠ. Podle mého názoru je nejlepší metodou pro pochopení přírodovědného učiva právě experiment, česky pokus. Tomu, co člověk vidí na vlastní oči nebo si to osahá vlastníma rukama, lépe porozumí a déle si to zapamatuje. Zajímalo mě tedy, jestli současné učebnice přírodovědy obsahují pokusy, které by dětem pomohly lépe pochopit učivo uvedené v učebnicích. Když jsem si chtěla učebnice projít a zjistit jejich obsah, narazila jsem na velké množství učebnic z různých vydavatelství a také různé roky vydání. Proto jsem si nejdříve zjistila, které učebnice se v současné době nejvíce používají na základních školách v České republice. Na základě těchto informací jsem vybrala ty nejpoužívanější a tyto se pokusila analyzovat z hlediska obsahu pokusů. Výsledky mého zkoumání najdete také v této práci. Hlavním přínosem práce by měla být praktická část, která obsahuje jednoduché pokusy, které je podle mého názoru vhodné používat při práci s dětmi v hodinách přírodovědy. V první části této práce naleznete také teoretické poznatky o pokusech, které jsou velmi důležité pro práci s dětmi ve škole.
6
2. CÍLE DIPLOMOVÉ PRÁCE Cílem této diplomové práce je stanovení role jednoduchého školního pokusu v přírodovědě na prvním stupni ZŠ. Dále pak popis jednoduchého pokusu a jeho místo v experimentální výukové metodě. Dalším cílem je zjistit, zda a v jakém množství jsou náměty na pokusy uvedeny v současných učebnicích přírodovědy. Prostředkem k tomuto zjištění je analýza učebnic přírodovědy pro 4. a 5. ročník základních škol. V neposlední řadě je cílem této práce poskytnout učitelům na prvním stupni soubor jednoduchých pokusů, které mohou využít při výuce přírodovědy. Zvolila jsem pokusy fyzikální, zaměřené na témata vzduch, zvuk a voda.
7
3. ŠKOLNÍ EXPERIMENT 3.1. Pokus v přírodních vědách Nejdříve se pokusím definovat pojem experiment. Autoři MECHLOVÁ a KOŠŤÁL1 uvádějí tuto definici: „Experiment – též pokus; vědecká metoda, záměrné umělé navození děje s předem stanovenými podmínkami tak, aby bylo možné ho za stejných podmínek opakovat. Experiment je prostředkem poznání a současně specifickou formou praxe.“ Jinou, poněkud jednodušší definici pokusu, uvádí FILIPEC,J2 : „ záměrné vyvolání nějakého jevu za účelem poznání jeho zákonitostí nebo ověřování něčeho.“ J. MAŇÁK3 experiment definuje takto: „ Experimentem (vědeckým, výzkumným) se rozumí takový badatelský přístup k realitě, kterým se na základě určité, teoretické zdůvodněné hypotézy záměrně mění nebo ovlivňují některé stránky sledované skutečnosti (nezávislá proměnná), při čemž se existující podmínky udržují konstantní a provedené zásahy a dosažené výsledky se přesně registrují.“ Podle mého názoru jsou v těchto definicích důležitá tato klíčová slova: metoda, prostředek poznání, ověřování, praxe, podmínky, zásahy a výsledky. Autoři Mechlová, Košťál a J. Mańák ve svých definicích používají slovo experiment, Filipec používá slovo pokus. Já budu dále v této práci používat české slovo pokus.
3.2. Pokus ve výuce V předchozí kapitole je uvedeno co je to pokus, nyní se budu zabývat charakteristikou školního pokusu. Nejvíce se ztotožňuji s charakteristikou J. ONDRÁČKA4: „ ..pokus ve vyučování fyzice je didakticko-metodicky upraven s určitým záměrem. Učitel ho vybírá tak, aby jím řídil myšlenkové operace žáků k pronikání do logické stavby učiva a současně tuto cestu zkracoval. Při promýšlení struktury experimentu přihlíží k schopnostem, k úrovni a k věkovým zvláštnostem 1
MECHLOVÁ,E;KOŠŤÁL, K.,a kol. Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. Praha: Prométheus, 1999. 588s. ISBN 80-7196-151-5. s.19. 2 FILIPEC, J. a kol. Slovník spisovné češtiny pro školu a veřejnost. Praha: Academia, 2001.647s. ISBN 80-200-0493-9. s.288. 3 MAŇÁK,J.; ŠVEC,V. Výukové metody. Brno: Paido, 2003. 219s. ISBN 80-7315-039-5. s.100-101. 4 ONDRÁČEK, J. Žákovské pokusy ve vyučování fyzice na ZDŠ. Praha: SPN, 1972. 112s. s.13-14.
8
žáků. Navozuje jím postupy, jimiž zajišťuje přechod od smyslového poznávání jevů k pojmotvorné činnosti, k obecným poznatkům vyjádřeným pravidly, poučkami, zákony, ale i k operacím se získanými poznatky. Současně promýšlí i jeho začlenění do celkové koncepce vyučovací hodiny, v níž plynule postupuje od jednoho pramene poznání k prameni dalšímu.“ Dále pak J. ONDRÁČEK uvádí: „Z didaktického hlediska je tedy možno experimentu přičíst vzhledem k jeho vnitřní povaze a vnějším aspektům i důsledkům tyto znaky: 1. Pokus v převážné většině případů je pedagogicky upraven. V jeho struktuře se realita transformuje, takže žáku mohou být zpřístupněny cílevědomě upravené didaktické zprávy. Žák má na základě svých zkušeností jasně a jednoduše zjišťovat data, jež jsou z celé řady proměnných důležitá pro určení určitých souvislostí nebo zákonitostí. 2. Pokus je pramenem signálů, které žák po vnímání zpracovává v informace, jež ukládá do vědomí. Tyto informace může přijímat přímo, nebo prostřednictvím měřidel. Pokus je tedy jednou z forem získávání informací o objektivní realitě. 3. Realizace pokusu vyžaduje určitý stupeň řízení žáků, převod vnímání v pozorování, aby se získaly ty informace z množiny signálů, které jsou pro daný příklad podstatné. 4. Vytvářením logických struktur, operačních systémů a pracovních postupů se stává pokus oporou pro zapamatování. 5. Pokus má v sobě zakódované i psychické regulační prvky, které mohou výrazně aktivovat žáky, budit jejich zájem, navozovat jejich tvořivý přístup k experimentálnímu řešení úloh. 6. V průběhu řešení experimentu se žáci seznamují s cestami ( pracovními postupy), jimiž se ve fyzice získávají poznatky. 7. Při experimentování se žáci učí ovládat základy techniky práce se speciálním experimentálním materiálem. Experimentem je žákům zpřístupňováno učivo na základě fixovaných učebních kroků. V jeho realizaci nacházíme následující stránky: - obsah ( co má být zkoumáno) - úkol ( proč to má být zkoumáno ) - materiálové podmínky ( čím se dosáhne stanoveného cíle, experimentální zařízení) - postup experimentování ( jak s materiálem – experimentálním zařízením – pracovat).“
9
Myslím, že tato charakteristika srozumitelně vystihuje podstatu školního pokusu, jeho přínos pro žáky i nároky na přípravu učitele. Dále zde autor upozorňuje na motivační účinek pokusu a jeho důležitou roli při zapamatování si učiva žáky. Z textu tedy jasně vyplývá, že pokus je velmi vhodným prostředkem pro osvojování nových poznatků a měl by být nedílnou součástí přírodovědného vyučování.
3.3. Třídění pokusů V této kapitole se budu zabývat tříděním pokusů z několika hledisek. Vybrala jsem třídění od různých autorů, která mi připadají nejsrozumitelnější. Každé z těchto třídění se na pokus dívá z jiného pohledu a odhaluje nové možnosti jeho využití ve výuce.
3.3.1. Třídění podle účelu Jednou z možností třídění pokusů je třídění podle účelu. MECHLOVÁ a KOŠŤÁL5 je dělí takto: „Heuristický experiment – účelem je nalézt dosud neznámou zákonitost jevu Ověřovací experiment – účelem je ověřit platnost zákona, který již byl, např. deduktivně, objeven nebo zjišťovat meze platnosti zákona. Kvalitativní experiment – účelem je především prokázání existence či neexistence jevu. Kvantitativní experiment – účelem je zjišťování zákonitostí a jejich vyjadřování ve formě zákonů. Kvantitativním experimentem je každé měření.“ Takto se dělí pokusy spíše na vědecké úrovni. Děti budou ve škole sotva objevovat „dosud neznámé zákonitosti jevu“. Ale mnohé pokusy prováděné ve škole mohou dětem ukazovat pro ně dosud neznámé jevy a tím se pro děti stávají školní pokusy heuristickými. Z tohoto důvodu zde uvádím i toto dělení. Navíc kvantitativní experiment ( měření ) je ve škole nezbytnou součástí výuky, aniž by si děti ( a někdy i učitelé ) uvědomovali, že jde o pokus.
5
MECHLOVÁ,E.; KOŠŤÁL,K. Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. Praha: Prométheus, 1999. 588s. ISBN 80-7196-151-5. s.19.
10
Nejčastějším typem pokusu (podle tohoto dělení) prováděným ve škole je zřejmě pokus ověřovací. Ověřovací pokus je výbornou pomůckou. Děti si jeho pomocí mohou snadno ověřit platnost teoretického učiva.
3.3.2. Třídění pokusů podle způsobu provedení Dalším způsobem, pro školu významnějším, jak můžeme školní pokusy třídit, je třídění podle způsobu jejich provedení. PACHMANN a HOFMANN6 uvádějí následující dělení chemických pokusů, které se dá použít i na ostatní pokusy (např. fyzikální, biologické): •
„Demonstrační pokus učitele
•
Demonstrační pokus žáka
•
Frontální pokusy žáků
•
Simultánní pokusy žáků
•
Dílčí pokusy žáků“
Nyní k jednotlivým typům pokusů podrobněji, stále cituji stejné autory Pachmann, Hofmann6 : „Demonstrační pokus učitele – pokus demonstruje učitel sám, zvláště jde-li o pokus technicky obtížnější nebo to vyžadují hlediska bezpečnosti práce. Demonstrační pokus žáka – výjimečně může pokus provést určený žák při dodržení všech bezpečnostních opatření. Frontální pokusy žáků – žáci ve skupinách provádějí stejný pokus v jednotném tempu. Učitel přesně organizuje společnou teoretickou i praktickou přípravu, dává přesné pokyny pro práci. Simultánní pokusy žáků – žáci pracují ve skupinách, ale vlastním tempem. Dílčí pokusy žáků – samostatná práce žáků nebo skupin žáků na těsně souvisejících úkolech, obvykle na dílčích složkách jednoho širšího úkolu.“ Toto třídění naprosto vystihuje způsoby, které mohou být při výuce použity. Učitel musí vždy zvážit, jaký způsob provedení je vhodný pro konkrétní pokus nebo pro konkrétní podmínky ve třídě. Někdy jsou možnosti výběru vhodného způsobu
6
PACHMANN, E.; HOFMANN, V. Obecná didaktika chemie. Praha: SPN, 1981. 334s.
11
provedení ovlivněny počtem pomůcek. Učitel také musí zohlednit bezpečnost žáků při provádění pokusu. Z vlastní zkušenosti vím, že nejvíce děti zajímají pokusy, které si mohou sami vlastnoručně osahat. Proto je vhodné občas zařazovat právě takovéto typy pokusů – ať už frontální, simultánní nebo dílčí pokusy žáků. V současné době se na mnoha školách uplatňuje výuka prostřednictvím práce na projektech. Dílčí pokusy žáků mohou být zařazeny do takového projektu s přírodovědnou tématikou.
3.3.3. Třídění pokusů podle jejich gnozeologických charakteristik PACHMANN a HOFMANN7 dále dělí pokusy podle funkce jakou plní ve výuce. Dělí je na pokusy zjišťující a na pokusy dokládající: 1. „Pokusy zjišťující – při jejich provádění se žáci obohacují novými poznatky Pokusy zjišťující se dále dělí na: •
pokusy zjišťující – vysvětlující: žáci před prováděním pokusů nemají žádné nebo jen velmi mlhavé představy o podstatě zkoumaného jevu a o jeho průběhu. Pokus jim musí nové učivo vysvětlit.
•
Pokusy zjišťující – ověřující: žáci mají předpoklady na průběh a výsledky experimentu usuzovat ( využívajíce svých dosavadních znalostí a zkušeností z předchozí výuky a jiných oblastí), mohou z průběhu a výsledků experimentu zjišťovat – ověřovat, do jaké míry byly jejich předpoklady správné. Výsledky pokusů ovšem mohou správnost předpokladů buď potvrdit, nebo být s nimi v rozporu.
•
Pokusy odporující: výsledky pokusu se neshodují s dosavadními zkušenostmi a znalostmi žáků. Žáci jsou výsledky pokusu překvapeni.
•
Pokusy problémové: k novým poznatkům se při nich dospívá řešením různých problémů, které při zpracování úlohy nebo v průběhu pozorovaného děje teprve vyvstávají.
2. Pokusy dokládající – dokládající pokusy se ve škole využijí tehdy, je-li vhodné konkretizovat, dokreslit učivo, které bylo třeba z různých důvodů vyložit 7
PACHMANN, E.; HOFMANN, V. Obecná didaktika chemie. Praha: SPN, 1981. 334s. s.209-214.
12
předem. Dokládající pokusy se uplatní také tehdy, je-li třeba určité učivo experimentální prací upevnit. V tomto případě může učitel např. žádat, aby žáci osvojené učivo aplikovali, tj. aby ho využili v nových souvislostech a podmínkách.“ Toto třídění, stejně jako třídění následující, je velmi důležité. Učitel musí pokus vhodně zařadit do výuky a zakomponovat ho do vyučovací hodiny tak, aby splnil svůj účel. Musí vybrat odpovídající činnosti před a po provedení pokusu. Musí si vždy před provedením pokusu stanovit jeho cíl. To znamená, že si musí uvědomit co už žáci o dané problematice vědí a co by jim měl pokus přinést. Důležitá je i motivace žáků před zahájením pokusu. Ta se odvíjí právě od toho, jedná-li se o pokus zjišťující nebo dokládající.
3.3.4. Třídění pokusů podle využití v různých fázích vyučování a učení Následující dělení podle využití pokusů v různých fázích vyučování pochází stále od stejných autorů - PACHMANN a HOFMANN8: „ Pokusy motivační – slouží k motivaci výuky, zejména vhodnými pokusy jsou v tomto případě již zmíněné pokusy odporující. Skutečnost, že výsledky pozorovaného pokusu se neshodují s předpokladem žáků, podněcuje jejich dychtivost dopátrat se správného vysvětlení pozorovaného jevu. Pokusy uvádějící – tyto pokusy se uplatňují při osvojování nového učiva a patří sem již dříve zmiňované pokusy zjišťující a dokládající. Shrnující pokusy – využívají se ke shrnutí, k soubornému zopakování několika dílčích jevů a zákonitostí týkajících se jednoho tématu. Žáci mají být již schopni sledovat děj složitější, postihnout v něm jeho jednotlivé složky a tak si již dříve osvojené učivo zopakovat, popř. vzhledem k souvislostem i prohloubit. Navazující pokusy – při těchto pokusech se navazuje na již známé učivo, které se dále rozšiřuje a prohlubuje. Kombinované pokusy – jsou obdobou pokusů shrnujících. Používají se však při opakování větších celků, takže jejich obsah se obvykle týká několika témat, mnohdy i velmi vzdálených.“ 8
PACHMANN,E;HOFMANN,V.:Obecná didaktika chemie. Praha: SPN, 1981. 334s. s.209-214.
13
Pro toto třídění platí to, co jsem uvedla v předchozím odstavci 3.3.3. Učitel si musí vždy pečlivě promyslet v jaké fázi vyučovací hodiny pokus provede, co bude pokusu předcházet a co bude následovat. Velmi významnou roli hrají ve vyučování pokusy motivační. Při správném zvolení takovéhoto pokusu se vzbudí zájem dětí o danou problematiku a může se změnit i jejich přístup k přírodovědnému učivu. Motivací se budu podrobněji zabývat v kapitole 3.6.1.
3.3.5. Třídění pokusů podle didaktické funkce ve vyučování Jiné třídění pokusů uvádí E. KAŠPAR9. Dělí demonstrační pokusy podle didaktické funkce zhruba na tyto skupiny: a) „heuristické b) ověřovací c) motivující učivo d) ilustrační e) uvádějící fyzikální problém f) demonstrující aplikace nových poznatků g) historické h) opakující a prohlubující“
E. Kašpar tyto skupiny dále podrobně vysvětluje. V této práci jsem si dovolila jejich popis poněkud zjednodušit: Pokusy heuristické povahy – žák odhaluje pro něj dosud neznámé fyzikální jevy a jejich zákonitosti. Pokusy ověřovací – žáci si ověřují již známé učivo, ověřují platnost zákona. Pokusy motivující nové učivo – tento typ pokusu zařazuje učitel před výklad nového poznatku. Hlavním cílem těchto pokusů je probudit zájem žáků o nové téma. Ilustrační pokusy – těmito pokusy se žák seznamuje s tím, jak jev vypadá. Učitel názorně dokresluje nové učivo. 9
KAŠPAR, E. Didaktika fyziky: obecné otázky. Praha: SPN, 1978. 355s. s.185-187.
14
Pokusy uvádějící fyzikální problém – žák je nucen řešit problém experimentem na základě svých dosavadních znalostí a zkušeností. Bývá vhodným motivačním prostředkem. Pokusy demonstrující aplikace nových poznatků – příliš abstraktní poznatky se demonstrují na konkrétním využití. Pokusy historické – pokusy, které zaznamenaly v historii fyziky významný krok kupředu. Pokusy k opakování a prohlubování učiva – jako opakovacích pokusů se užívá těch, které už byly provedeny při výkladu nového učiva. Tyto pokusy často opakujeme, ovšem obměňujeme je. Toto dělení E. Kašpara je podobné dělení autorů Hofmanna a Pachmanna podle využití v různých fázích vyučování a podle gnozeologických charakteristik. To, co E. Kašpar uvádí v jedné kapitole, autoři Pachmann a Hofmann rozdělují do dvou částí. Dělení Pachmana a Hofmanna mi tak připadá srozumitelnější a přehlednější. E. Kašpar zařazuje navíc pokusy historické. Myslím si, že je vhodné takovéto pokusy zařazovat, ale spíše v učivu pro starší žáky.
3.4. Fáze pokusu Aby byl pokus úspěšný tzn. aby proběhl tak jak má a splnil svůj účel, měl by proběhnout v několika fázích. J. Ondráček10 je řadí takto: •
„ předložení problému ( otázky), který má být za pomoci experimentu řešen
•
jeho rozbor, vypracování pracovní hypotézy
•
plánování experimentálního řešení s určením charakteristiky práce (pokus kvalitativní, kvantitativní)
•
projektování experimentálního zařízení s přihlédnutím k volbě pracovního materiálu
•
konstruování experimentálního zařízení
•
provedení jednotlivých kroků experimentu
•
pozorování průběhu experimentu, zjišťování fakt potřebných ke stanovení závěru
•
10
kontrola přesnosti získaných fakt, jejich upevnění
ONDRÁČEK, J. Žákovské pokusy ve vyučování fyzice na ZDŠ. Praha: SPN, 1972.112s. s.15.
15
•
zpracování informací
•
stanovení závěru“ Stejně jako každá činnost žáků ve vyučovací hodině musí být předem
naplánovaná a promyšlená, musí i pokus probíhat v předem daných fázích. S tímto řazením fází pokusu souhlasím.
3.5. Experimentální vyučovací metoda V této kapitole se budu zabývat pokusem jako součásti experimentální vyučovací metody.
3.5.1. Vyučovací metody v předmětu přírodověda Zabývat se obecně problematikou vyučovacích metod není cílem tohoto textu. Proto zde jednotlivé metody pouze vyjmenuji. Vybrala jsem dělení vyučovacích metod vhodných pro výuku přírodovědy, které uvádí B. FABIÁNKOVÁ11: I.
„Metody slovního sdělování věcí a jevů a) monologické: 1. vyprávění 2. popis 3. vysvětlení b) dialogické:
1. rozhovor 2. beseda 3. dramatizace
II.
Metody praktických prací a) pozorování b) pokus c) laboratorní práce d) práce v koutku přírody a na školním pozemku
III.
Metody zprostředkovaného nazírání věcí a jevů (demonstrační) a) demonstrace přírodnin b) demonstrace všech druhů pomůcek c) demonstrace prostřednictvím didaktické techniky
11
FABIÁNKOVÁ,B. Prvouka v 1.-3. ročníku základní školy. Brno: Paido, 1996. 59s. ISBN 80-8593131-1. s.27.
16
IV.
Práce s textem a) s pracovními listy b) s učebnicí c) s ostatní literaturou
V.
Didaktické hry
VI.
Metody kontroly, hodnocení a klasifikace“
Autorka toto dělení vztahuje k výuce prvouky, ale myslím si, že je stejně tak vhodné pro potřeby v hodinách přírodovědy. Předmět přírodověda na učivo předmětu prvouka přímo navazuje.
3.5.2. Pozorování a pokus Nyní (pro srovnání) podrobněji k těmto metodám, jak je vysvětluje B.FABIÁNKOVÁ10 : „Pozorování: je záměrné vnímání předmětů a jevů. Musí být cílevědomé a plánovité, Nesmí být živelné. Této metodě se musí žáci naučit. Je třeba jasně vytyčit objekt pozorování. Pozorování učitel usměrňuje, aby žák nebyl odváděn od podstaty věci podružnými jevy nebo znaky. Pozorování zvyšuje vnímavost žáků a rozvíjí jejich aktivitu. Je spojeno s popisem pozorovaných objektů a dějů, a s vedením záznamů, zhotovováním náčrtů, jmenovek apod. Na závěr je třeba výsledky shrnout. Žáci mohou provádět pozorování přímé na školním pozemku, v koutku přírody, na vycházce, sledují změny v přírodě během ročních období a zaznamenávají je do kalendáře přírody. Žáci pozorují změny počasí, změny látek v přírodě, chování zvířat apod. Podle délky pozorování rozlišujeme: Pozorování krátkodobé – příležitostná pozorování na vycházkách, na pozemku, fyzikální a chemické pokusy Pozorování dlouhodobé – většina biologických pokusů, změny v přírodě, pohyb rostlin Pokus: se používá pro demonstraci jevů, které jsou obtížně pozorovatelné v přirozeném prostředí. Umožňuje izolovat určitý jev z celého souboru jevů a měnit určité faktory, které sledujeme. Pokus je vždy spojen s pozorováním, liší 17
se však od něho tím, že při něm měníme podmínky přírodního děje a můžeme ho kdykoli opakovat. Pokud zachováme stejný postup a materiál, výsledky pokusu by měli být vždycky stejné. Podle doby trvání rozlišujeme Pokusy krátkodobé – provedou se v jedné vyučovací hodině a učitel je uzavře poučkou. Pokusy dlouhodobé – k jejich provedení je třeba více času, vyžadují přesné zápisy ( datum zahájení pokusu, měření, záznam podmínek, za nichž pokus probíhal, výsledky měření hodnot, datum ukončení pokusu, náčrty, celkový výsledek pokusu, závěr).“
Myslím si, že je tento popis pokusu a pozorování velmi dobrý. Autorka zde jasně vysvětluje rozdíl mezi těmito činnostmi a uvádí fakt, že: „ pokus je vždy spojen s pozorováním.“ Také zde upozorňuje na nutnost přesné dokumentace pokusů, zvláště pokusů dlouhodobých.
3.6. Pokus na 1. stupni ZŠ Podle mého názoru je pokus velmi vhodnou výukovou metodou pro děti na prvním stupni základních škol, protože každý člověk (nejen děti) si jakoukoli věc lépe zapamatuje, když si ji dostatečně prohlédne nebo osahá. I současné pojetí základního vzdělávání preferuje činnostní a praktický charakter výuky. Proto je vhodné pokusy často do výuky zařazovat, ale není nutné je zařazovat každou hodinu. K některému učivu to ani nelze. Pokusy na prvním stupni musí být velmi jednoduché. Většinu pokusů by měli děti zvládnout sami (ve skupinkách), pouze pokusy, při kterých je potřeba např. horká voda, oheň a podobně, musí provádět z bezpečnostních důvodů výhradně učitel. Při provádění jakéhokoli pokusu musí být bezpečnost dětí vždy na prvním místě! Také výběr pomůcek je velmi důležitý. Pro práci s dětmi na prvním stupni je vhodné používat běžně (i dětem) dostupné pomůcky, se kterými se často setkávají v jiných souvislostech. Např. není vždy nutné používat speciální nádoby a odměrné válce, někdy plně postačí kuchyňská odměrka a miska. Myslím si, že se tak dětem více odhalí souvislosti probíraného učiva s praxí.
18
3.6.1. Pokus jako motivační prvek Dobře zvolený pokus může sloužit jako motivační prvek ve výuce. Zvláště pokusy překvapivé, paradoxní, jak je uvádí TRNA, J.12 a tzv. efektní( barevné pokusy, vodní vír apod.). Po předvedení zajímavého pokusu si žáci sami kladou otázky: Proč to tak je?, Jak je to možné? apod. a to může vést k většímu zájmu o přírodovědné předměty na druhém stupni základní školy, jako jsou fyzika, chemie nebo přírodopis, ve kterých si již nabyté vědomosti prohloubí. J. TRNA13 definuje jednoduchý pokus z motivačního hlediska: „...jednoduchý fyzikální experiment se stává incentivou aktivizující poznávací potřeby – a to řešení problémů a zároveň potřeby smyslové a svalové aktivity.“ Dále dochází k závěru, že: „V této současné aktivizaci dvou poznávacích potřeb je skryto silné motivační působení jednoduchého fyzikálního experimentu.“ S tím mohu jenom souhlasit. Ze své zkušenosti vím, že čím více smyslů člověk při učení zapojí, tím lépe si dané učivo zapamatuje. Při motivování je třeba dodržovat řadu zásad, které ovlivňují jeho účinnost.TRNA, TRNOVÁ14 tyto zásady řadí takto: 1. „Individuální motivování 2. Variabilita motivování 3. Adekvátnost motivování 4. Optimální míra motivace 5. Formování spektra potřeb žáků a tvorba zájmu 6. Přechod od vnější motivace k motivaci vnitřní 7. Přechod od kvantity motivace k její kvalitě 8. Potlačování záporné motivace 9. Cílevědomost, systematičnost motivování a jeho provázání s ostatními součástmi výuky 10. Propojení motivace s emocemi a vůlí“
12
TRNA, J.Motivational Problem Exercises Based on S imple Experiments. In: Proceedings of the International Conference NEASA. Nicosia, Cyprus: University of Cyprus; 2007. (v tisku) 13 TRNA,J.Motivace ve výuce fyziky: disertace. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická,1993. 169 l. (rukopis) s.83. 14 TRNA, J.; TRNOVÁ, E. Každodenní a bezpečný život v motivačních problémových přírodovědných úlohách založených na jednoduchých pokusech. In: DIDFYZ 2006. Nitra: FPV UKF a pob. JSMF v Nitre, 2007. (v tisku) s.4 -5.
19
Myslím,že není nutné tyto zásady dále rozvádět. Je zřejmé, že při dodržování těchto zásad má pokus ve výuce dětí své místo i jako motivační prvek.
3.6.2. Zvláštnosti při práci s dětmi na 1. stupni ZŠ Pokud se učitel rozhodne zařazovat jednoduché pokusy do výuky, musí přihlédnout k potřebám prvostupňových dětí. Tyto potřeby se pokusím shrnout do několika bodů, na základě svých dosavadních zkušeností z práce s dětmi: •
Děti nemají úplně vyvinuté abstraktní myšlení - ČAČKA, O15 to znamená, že potřebují konkrétní informace, které vycházejí z toho, co už znají ze školy nebo z běžného života, pokus musí být jasný a názorný, je dobré si před vysvětlením nového učiva udělat prekoncepci – zjistit vhodným způsobem, co už žáci o dané věci vědí nebo jakou o ní mají představu.
•
Žáci musí vždy vědět co dělají a proč to dělají – učitel musí dobře vysvětlit daný jev a pokud to jde, uvést příklad, kde se s daným jevem mohou setkat
•
Děti se nedokáží soustředit na jednu věc delší dobu – pokus nesmí trvat příliš dlouho a nesmí být příliš komplikovaný
•
Pokus by měl v dětech podněcovat jejich přirozenou hravost a zvídavost
•
Některé děti mohou mít problémy s jemnou motorikou – např. při nalévání vody musí být zajištěn hadr na utírání pracovního stolu a podlahy – hrozí nebezpečí uklouznutí a pádu!
3.6.3. Příprava učitele před provedením pokusu V této kapitole se pokusím shrnout v několika bodech zásady, které by měl učitel při výběru pokusu a jeho realizaci zohlednit. Opět vycházím ze svých dosavadních zkušeností a praktické práce s dětmi: 1. Pokus se musí bezprostředně vztahovat k probíranému tématu. 2. Do jedné vyučovací hodiny zařazovat jeden pokus, více pokusů zařadit pouze tehdy, jeli pokus velmi snadný a rychlý a další pokus (pokusy) se provádějí se stejnými pomůckami, nebo jsou- li pokusy součástí většího projektu.
15
ČAČKA, O. Psychologie duševního vývoje dětí a dospívajících s faktory optimalizace. Brno: Doplněk, 2000. 377s. ISBN 80-7239-060-0.
20
3. Učitel musí mít dostatek pomůcek – pomůckami by měli být hlavně předměty denní potřeby, dětem známé a dobře dostupné, děti si je mohou sami přinést z domu. 4. Je důležité zvolit vhodnou formu provedení pokusu - pokus provede sám učitel – učitel slovně doprovází svoji činnost, na pokus musí vidět dobře všichni žáci. Ve velkých kolektivech dětí je možno předvádět pokus dětem ve skupinách, zatímco ostatní mají za úkol jinou činnost. - pokus provede vybraný žák (žáci) – učitel slovně komentuje činnost žáka (žáků), učitel může vybrat pro demonstraci žáka outsidera pro zvednutí jeho sebevědomí nebo demonstraci může provádět žák za odměnu. - pokus provedou žáci ve skupinách – promyslet rozdělení rolí ve skupině (zapisovatel, vedoucí skupiny, pomůckový expert – má na starosti nachystání a úklid pomůcek, kontrolor apod.). Učitel zvolí vhodný počet žáků ve skupině a rozdělí role podle konkrétního pokusu a podle konkrétní třídy. Pokus může být ve všech skupinách stejný nebo např. při projektovém vyučování může každá skupina provést pokus jiný, který potom představí ostatním. - pokus provede každý žák individuálně – je nutné zajistit dostatek pomůcek potřebných k provedení pokusu 5. Připravit záznamové nebo pracovní listy – každý pokus nebo pozorování by měli žáci zaznamenat do záznamových listů nebo vypracovat úkoly v pracovních listech. 6. Pokus si musí učitel vždy předem vyzkoušet! – učitel musí vědět, co se při pokusu bude dít, případně pokus upraví tak, aby byl vysvětlovaný jev zřetelný, nebo aby dokázal odhadnout potřebné množství látek např. kolik vody a kolik soli bude potřeba k vytvoření nasyceného roztoku apod. 7. Pokus vhodně zakomponovat do vyučovací hodiny – motivační pokus zařadit na začátek hodiny, ověřovací pokus po vysvětlení učiva apod. Myslím si, že při pečlivé přípravě učitele a dodržení těchto zásad by nemělo učitele při provádění pokusu v hodině nic zaskočit nebo překvapit.
21
3.7. Pokus a RVP Od školního roku 2007/2008 začne ve všech základních školách platit Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání (RVP ZV). Tento dokument nahradí dřívější učební osnovy. Z RVP ZV musí vycházet Školní vzdělávací program (ŠVP), který si každá škola připraví sama. ŠVP sice musí vycházet z RVP, ale záleží na každé škole, které konkrétní učivo a metody si pro dosažení očekávaných výstupů zvolí. JEŘÁBEK, TUPÝ16 v RVP ZV uvádějí: „Vzdělávání svým činnostním a praktickým charakterem a uplatněním odpovídajících metod motivuje žáky k dalšímu učení, vede je k učební aktivitě a k poznání, že je možné hledat, objevovat, tvořit a nalézat vhodný způsob řešení problémů.“ Pokus tomuto požadavku zcela jistě vyhovuje.
3.7.1. Pokus a klíčové kompetence Podle RVP ZV má základní vzdělávání žákům pomoci utvářet a postupně rozvíjet klíčové kompetence a poskytnout spolehlivý základ všeobecného vzdělání. Klíčové kompetence JEŘÁBEK, TUPÝ17 dále upřesňují: „ Klíčové kompetence představují souhrn vědomostí, dovedností, schopností, postojů a hodnot důležitých pro osobní rozvoj a uplatnění každého člena společnosti......k jejich utváření a rozvíjení musí směřovat a přispívat veškerý vzdělávací obsah i aktivity a činnosti, které ve škole probíhají.“ RVP ZV uvádí šest klíčových kompetencí: 1. Kompetence k učení 2. Kompetence k řešení problémů 3. Kompetence komunikativní 4. Kompetence sociální a personální 5. Kompetence občanské 6. Kompetence pracovní
Cílem této práce není opsat celý Rámcový vzdělávací program, ale pokusím se zde popsat výhody jednoduchého experimentu ve vztahu k jednotlivým klíčovým kompetencím: 16
JEŘÁBEK, J.;TUPÝ, J. a kol. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Stařeč: Infra, s.r.o., 2005. 113s. ISBN 80-86666-24-7. s.4. 17 JEŘÁBEK, J.;TUPÝ,J. a kol. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Stařeč: Infra, s.r.o., 2005. 113s. ISBN 80-86666-24-7. s.6.
22
1. Kompetence k učení – v jednom bodu těchto kompetencí je uvedeno, že žák samostatně pozoruje a experimentuje, získané výsledky porovnává, posuzuje a vyvozuje z nich závěry pro další využití. K tomuto bodu snad není co dodat. K rozvoji této kompetence je pokus velmi vhodný. 2. Kompetence k řešení problémů – při provádění pokusů se žák naučí další z možných způsobů řešení problémů, prakticky si ověří své znalosti o daném jevu, učí se hledat nejvhodnější způsob řešení problému. K rozvoji této kompetence jsou vhodné zejména pokusy překvapivé a paradoxní, jak je uvádí TRNA, J18, a které jsem již zmiňovala v kapitole 3.6.1. 3. Kompetence komunikativní – při práci na pokusech se žáci naučí pracovat podle pokynů učitele nebo uvedených v pracovním listu, při prezentacích skupinových prací ( viz 3.6.2 bod 4 – formy provedení pokusu) se učí správně a srozumitelně vyjadřovat před ostatními, učí se naslouchat svým spolužákům při jejich prezentaci, pokládá vhodné otázky apod. 4. Kompetence sociální a personální – při provádění pokusu ve slupině se žáci učí spolupráci s druhými, vyzkouší si různé role při plnění úkolu ve skupině, učí se vzájemné toleranci, zodpovídá za svoji práci a učí se své výsledky obhajovat, učí se ocenit a zhodnotit práci druhých. 5. Kompetence občanské – tato kompetence úzce souvisí z kompetencí předchozí – kompetencí sociální a personální. Na základě výsledků pokusů se žáci učí lépe porozumět světu kolem nich a prostředí, ve kterém žijí, uvědomí si, že každý lidský zásah do přírody se nějak projeví, uvědomuje si hodnoty, které jsou pro něho důležité. 6. Kompetence pracovní – při pokusech se žák naučí pracovat s různým materiálem a pomůckami, učí se dodržovat zásady bezpečnosti a hygieny při práci, pracuje podle návodu v pracovních listech, učí se praktickému využití školního učiva.
Z tohoto výčtu je vidět, že pokus je velmi vhodné zařazovat do výuky přírodovědného učiva, protože splňuje veškeré požadavky pro rozvoj klíčových kompetencí žáků, které jsou uvedeny v Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání jako závazné. 18
TRNA,J.: .Motivational Problem Exercises Based on S imple Experiments. In: Proceedings of the International Conference NEASA. Nicosia, Cyprus: University of Cyprus; 2007. (v tisku)
23
3.7.2. Pokus ve vzdělávacích oblastech RVP ZV V RVP ZV je učivo rozděleno do tzv. vzdělávacích oblastí. Ty jsou zde rozděleny takto: •
Jazyk a jazyková komunikace
•
Matematika a její aplikace
•
Informační a komunikační technologie
•
Člověk a jeho svět
•
Člověk a společnost
•
Člověk a příroda
•
Umění a kultura
•
Člověk a zdraví
•
Člověk a svět práce
Předmět přírodověda na prvním stupni ZŠ spadá do oblasti Člověk a jeho svět. Tato komplexní oblast vymezuje vzdělávací obsah týkající se člověka, rodiny, společnosti, vlasti, přírody, kultury, techniky, zdraví a dalších témat. Doslovně zde autoři JEŘÁBEK, TUPÝ19uvádějí: „ Vzdělávání v oblasti Člověk a jeho svět rozvíjí poznatky, dovednosti a prvotní zkušenosti žáků získané ve výchově v rodině a v předškolním vzdělávání. Žáci se učí pozorovat a pojmenovávat věci, jevy a děje, jejich vzájemné vztahy a souvislosti.....učí se...všímat si podstatných věcných stránek i krásy lidských výtvorů a přírodních jevů, soustředěně je pozorovat a přemýšlet o nich. Podmínkou úspěšného vzdělávání v dané oblasti je vlastní prožitek žáků vycházející z konkrétních nebo modelových situací při osvojování potřebných dovedností, způsobů jednání a rozhodování.“ Opět nelze pochybovat o vhodnosti až nezbytnosti zařazení pokusů do výuky. Vzdělávací oblast Člověk a jeho svět je dále rozdělena do pěti tematických okruhů: •
Místo, kde žijeme
•
Lidé kolem nás
•
Lidé a čas
•
Rozmanitost přírody
•
Člověk a jeho zdraví
19
JEŘÁBEK,J; TUPÝ,J.: Rámcový vzdělávací program pro základné vzdělávání.Stařeč: Infra, 2005. 113s. ISBN 80-86666-24-7. s.29.
24
Nejvíce pokusů lze zařadit do tématického okruhu Rozmanitost přírody. Tato oblast obsahuje toto učivo - JEŘÁBEK, TUPÝ20: •
„Látky a jejich vlastnosti – třídění látek, změny látek a skupenství, vlastnosti, porovnávání látek a měření veličin s praktickým užíváním základních jednotek
•
Voda a vzduch – výskyt, vlastnosti a formy vody, oběh vody v přírodě, vlastnosti, složení, proudění vzduchu, význam pro život
•
Nerosty a horniny, půda – některé hospodářsky významné horniny a nerosty, zvětrávání, vznik půdy a její význam
•
Vesmír a Země – sluneční soustava, den a noc, roční období
•
Rostliny, houby, živočichové – znaky života, životní potřeby a projevy, průběh a způsob života, výživa, stavba těla u některých nejznámějších druhů, význam v přírodě a pro člověka
•
Životní podmínky – rozmanitost podmínek života na Zemi; význam ovzduší, vodstva, půd, rostlinstva a živočišstva na Zemi; podnebí a počasí
•
Rovnováha v přírodě – význam, vzájemné vztahy mezi organismy, základní společenstva
•
Ohleduplné chování k přírodě a ochrana přírody – odpovědnost lidí, ochrana a tvorba životního prostředí, ochrana rostlin a živočichů, likvidace odpadů, živelné pohromy a ekologické katastrofy“
U každého tematického okruhu jsou také uvedeny očekávané výstupy, které by měl žák splňovat na konci daného období. Jedním z očekávaných výstupů tematického okruhu Rozmanitost přírody je, jak uvádějí autoři JEŘÁBEK, TUPÝ21 tento: „ žák založí jednoduchý pokus, naplánuje a zdůvodní postup, vyhodnotí a vysvětlí výsledky pokusu.“ Z toho jasně plyne, že pokus má zcela jistě své místo ve výuce přírodovědy na prvním stupni a je nenahraditelným nástrojem poznání pro děti a pro jejich rozvoj myšlení a schopnost učení.
20
JEŘÁBEK,J.;TUPÝ,J. a kol. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Stařeč: Infra, s.r.o., 2005. 113s. ISBN 80-86666-24-7. s.33. 21 JEŘÁBEK, J.;TUPÝ, J.a kol.: Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání.Stařeč: Infra, 2005.113s. ISBN 80-80000-24-7. s.33.
25
4. POKUSY V UČEBNICÍCH PŘÍRODOVĚDY V této části diplomové práce se budu věnovat pokusům v učebnicích přírodovědy. Zajímalo mě, jestli současné učebnice nabízejí učitelům a žákům dostatek námětů pro provádění pokusů dokreslujících teoretické učivo v nich uvedené. V následujících kapitolách se pokusím popsat současnou situaci prostřednictvím analýzy nejčastěji používaných učebnic v českých školách.
4.1. Školní učebnice Nejdříve se pokusím definovat, co je vlastně učebnice. Autoři PRŮCHA, WALTEROVÁ a MAREŠ22 uvádějí tuto definici: „Druh knižní publikace uzpůsobené k didaktické komunikaci svým obsahem a strukturou. Má řadu typů, z nichž nejčastější je školní učebnice. Ta funguje: 1. jako prvek kurikula, tj. prezentuje výsek plánovaného obsahu vzdělání; 2. jako didaktický prostředek, tj. je informačním zdrojem pro žáky a učitele, řídí a stimuluje učení žáků.“ V České republice není povinná jedna konkrétní učebnice pro všechny školy. V současné době se vydávání učebnic věnuje několik nakladatelství a tak záleží na konkrétní škole, kterou učebnici si pro žáky vybere. Vybraná učebnice však musí mít tzv. schvalovací doložku udělenou ministerstvem školství.
4.1.1. Funkce učebnice J. PRŮCHA23 definuje funkci učebnice takto: „ Funkcí učebnice se rozumí role, předpokládaný účel, který má tento didaktický prostředek plnit v reálném edukačním procesu.“ Dále pak autor dělí funkce na: „ Funkce učebnic pro žáky: učebnice jsou pramenem, z nichž se žáci učí, tj. osvojují si nejen určité poznatky, ale i jiné složky vzdělání ( dovednosti, hodnoty, normy, postoje aj.) Funkce učebnice pro učitele: učebnice jsou pramenem, s jehož využitím učitelé plánují obsah učiva, ale i přímou prezentaci tohoto obsahu ve výuce, hodnocení vzdělávacích výsledků žáků aj.“
22
PRŮCHA, J.; WALTEROVÁ, E.; MAREŠ, J.: Pedagogický slovník, 4.aktualizované vydání. Praha: Portál, 2003. 322s. ISBN 80-7178-772-8. s.258-259. 23 PRŮCHA, J.: Učebnice: Teorie a analýzy edukačního média. Brno: Paido, 1998. 148s. ISBN 8085931-49-4. s. 19.
26
Podle mého názoru, pokud má učebnice plnit správně funkci pro učitele a být, jak je uvedeno výše, pramenem pro přímou prezentaci obsahu učebnice, měla by tato učebnice obsahovat několik návodů k provádění pokusů pro dokreslení teoretického učiva. Jestli tomu tak opravdu je v současných učebnicích používaných ve školách, se můžeme přesvědčit v následující analýze učebnic.
4.2. Analýza učebnic Učebnice se dají zkoumat různými metodami. J. Průcha jich uvádí sedm. Záleží vždy na tom, co chceme zkoumat, tedy co o učebnici a nebo z učebnice chceme zjistit. Pro potřeby mého výzkumu je nejvhodnější metoda obsahové analýzy. J. PRŮCHA24 tyto metody definuje takto: „Jsou to metody zaměřené na zjišťování a vyhodnocování kvalitativních vlastností učebnic, především jejich obsahu. Těchto metod a technik existuje velká řada, např. metody pro sémantickou analýzu učebnic, pro informačně teoretickou analýzu aj....“
4.2.1. Výzkum Před zahájením vlastní analýzy učebnic přírodovědy jsem si kladla otázku, které učebnice mám vlastně analyzovat. Zjistila jsem totiž, že v současné době jsou v distribuci učebnice od několika nakladatelství. Proto jsem prostřednictvím e-mailu oslovila 90 náhodně vybraných škol z celé České republiky. Požádala jsem je o zaslání informací o učebnici, kterou používají na jejich škole při výuce přírodovědy ve 4. a 5. ročníku. Bohužel , odpovědělo mi pouze 26 z nich. Ale i to mi posloužilo k tomu, abych si udělala přehled o nejčastěji používaných učebnicích.
4.2.1.1.
Používané učebnice ve čtvrtých ročnících
Z poskytnutých údajů jsem zjistila toto: Ve čtvrtých ročnících se používají učebnice od těchto nakladatelství:
24
PRŮCHA, J.: Učebnice: Teorie a analýzy edukačního média. Brno: Paido, 1998. 148s. ISBN 8085931-49-4. s.47.
27
Nová škola, Fortuna, Prodos, Alter, SPN a Scientia. (Úplné bibliografické údaje o těchto učebnicích najdete v kapitole 4.2.2.1. a v seznamu použité literatury). V následující tabulce je vyjádřen počet škol používajících k výuce učebnice od konkrétních nakladatelství:
Tabulka č. 1: Učebnice přírodovědy ve čtvrtých ročnících Nakladatelství
Počet škol
Nová škola
9
Fortuna
7
Prodos
4
Alter
4
SPN
1
Scientia
1
V procentuálním vyjádření to vypadá takto: Graf č.1: Používané učebnice ve čtvrtých ročnících
4% 4% 15% 35%
Nová škola Fortuna Prodos Alter SPN
15%
Scientia
27%
28
4.2.1.2.
Používané učebnice v pátých ročnících
V pátých ročnících je situace trochu odlišná. Používají se učebnice od stejných nakladatelství jako ve čtvrtém ročníku, ale v mém vzorku škol se v pátých ročnících již nevyskytovalo nakladatelství Scientia. Situace vypadá takto: Tabulka č. 2: Učebnice přírodovědy v pátých ročnících Nakladatelství
Počet škol
Nová škola
8
Fortuna
5
Prodos
4
Alter
6
SPN
3
V procentuálním vyjádření to vypadá takto: Graf č. 2: Používané učebnice v pátých ročnících
12% 31% Nová škola
15%
Alter Fortuna Prodos SPN 19% 23%
Ze zjištěných údajů v tabulce č.1 a 2 vyplývá, že nejpoužívanějšími učebnicemi přírodovědy v České republice jsou pro čtvrtý i pátý ročník učebnice od nakladatelství Nová škola. 29
4.2.2. Obsahová analýza učebnic Při vlastní analýze učebnic jsem se zaměřila na výskyt návodů k pokusům v jednotlivých učebnicích a pracovních sešitech, vydávaných k těmto učebnicím. V následující kapitole se nejdříve pokusím velmi stručně popsat jednotlivé učebnice z hlediska obsahu pokusů.
4.2.2.1.
Hodnocení učebnic přírodovědy pro čtvrtý ročník
Učebnice nakladatelství Nová škola – autorka V. ŠTIKOVÁ25: •
Učebnice neobsahuje žádné pokusy, málo úkolů pro děti.
Pracovní sešit k učebnici z nakladatelství Nová škola – autorka V. ŠTIKOVÁ26: •
Pracovní sešit obsahuje velmi málo pokusů - několik fyzikálních o zjišťování hmotnosti vody, vzduchu a pevných látek.
Učebnice nakladatelství SPN – autoři MLADÁ, PODROUŽEK27: •
Učebnice obsahuje málo pokusů, ale hodně pozorování a práce s živými rostlinami. Dostatek námětů pro práci v přírodě např. odlitky stop zvířat. Pokusy spíše biologické.
Pracovní sešit k učebnici z nakladatelství SPN – autoři MLADÁ, PODROUŽEK28: •
Pěkně zpracovaný pracovní sešit obsahující několik pokusů fyzikálních a biologických, doplněných náměty na tvorbu dětí např. z plastelíny, skládání obrázků apod.
Učebnice nakladatelství Prodos – J. JURČÁK29: •
V učebnici je pouze výklad učiva, žádné pokusy ani úkoly pro žáky.
Pracovní sešit k učebnici z nakladatelství Prodos – J. JURČÁK30: •
Z mého pohledu velmi dobře zpracovaný pracovní sešit – spousta úkolů a pokusů pro děti, pěkné pracovní listy.
25
ŠTIKOVÁ, V.: Přírodověda 4: učebnice pro 4. ročník základní školy. Brno: Nová škola, 2003. 56 s. ISBN 80-7289-052-2 26 ŠTIKOVÁ, V.: Přírodověda 4: Pracovní sešit pro 4. ročník základní školy. Brno: Nová škola, 2003. 27 s. ISBN 80-7289-053-0 27 MLADÁ, J.;PODROUŽEK, L.: Přírodověda pro 4. ročník základní školy. Praha: SPN, 1998. 79s. ISBN 80-7235-029-3 28 MLADÁ, J.; PODROUŽEK, L.: Pracovní sešit k učebnici Přírodověda pro 4. ročník základní školy. Praha: SPN, 1998. 39s. ISBN: 80-7235-024-2 29 JURČÁK, J. a kol.: Přírodověda: 4. ročník. Olomouc: Prodos, 1996. 71s. ISBN 80-85806-32-0 30 JURČÁK, J. a kol.: Přírodověda – pracovní sešit 4. ročník.Olomouc: Prodos, 1996. 39s. ISBN 8085806-43-6
30
Učebnice nakladatelství Alter – A. NOVOTNÝ31: •
Učebnice slouží zároveň jako pracovní sešit, žáci doplňují přímo do učebnice. Podle mého názoru je zde dostatek námětů pro pozorování a pokusy. K této učebnici není zvlášť pracovní sešit.
Učebnice nakladatelství Fortuna – KVASNIČKOVÁ, FRONĚK32: •
Učebnice obsahuje hodně otázek pro žáky, náměty na pozorování i dostatek pokusů.
Pracovní sešit k učebnici z nakladatelství Fortuna – KVASNIČKOVÁ, FRONĚK33: •
Pracovní sešit obsahuje pracovní listy k úkolům v učebnici.
Učebnice nakladatelství Scientia – KOMANOVÁ, ZIEGLER34: •
Pokusy jsou v učebnici barevně označené, většinou jde o pozorování
Pracovní sešit k učebnici z nakladatelství Scientia – KOMANOVÁ, ZIEGLER35: •
Pracovní sešit obsahuje spíše pracovní listy, obsahuje několik pokusů.
V této a v následující kapitole jsem se pokusila o velice stručný přehled jednotlivých učebnic, který vyjadřuje můj názor na tyto učebnice. Přesné údaje o počtech pokusů v učebnicích a v pracovních sešitech najdete v kapitole 4.2.2.3.
31
NOVOTNÝ, A. a kol.: Přírodověda pro čtvrtý ročník. Praha: Alter, 1999. 54s. ISBN 80-7245-005-0. KVASNIČKOVÁ, D.;FRONĚK, J.: Rok v přírodě: Přírodověda pro 4. ročník ZŠ. Praha: Fortuna, 1995. 94s. ISBN 80-7168-268-3. 33 KVASNIČKOVÁ, D.; FRONĚK, J.: Přírodověda: pracovní sešit pro 4. ročník ZŠ. Praha: Fortuna, 1998. 31s. ISBN 80-7168-551-8. 34 KOMANOVÁ, E.; ZIEGLER, V.: Přírodověda 4. Praha: Scientia, 1996. 125s. ISBN 80-7183-052-6. 35 KOMANOVÁ, E.; ZIEGLER, V.: Pracovní sešit k učebnici Přírodověda 4. Praha: Scientia, 1997. 73s. ISBN 80-7183-104-2. 32
31
4.2.2.2.
Hodnocení učebnic přírodovědy pro pátý ročník
Učebnice nakladatelství Nová škola – MATYÁŠEK, ŠTIKOVÁ, TRNA36: •
Učebnice obsahuje velký počet námětů na pozorování a na tvořivou činnost dětí. Každé fyzikální učivo je doplněno pokusy, Žádné biologické pokusy. Pokusy jsou jasně označené.
Pracovní sešit k učebnici od nakladatelství Nová škola – MATYÁŠEK, ŠTIKOVÁ, TRNA37: •
Pracovní sešit narozdíl od učebnice obsahuje více pokusů biologických, několik pokusů fyzikálních.
Učebnice nakladatelství SPN – MLADÁ, PODROUŽEK.38: •
Učebnice obsahuje pouze fyzikální pokusy, pokusy nejsou jasně označeny, nepřehledné.
Pracovní sešit k učebnici od nakladatelství SPN – MLADÁ, PODROUŽEK.39: •
Pokusy v pracovním sešitu jsou spíše pracovní listy k pokusům v učebnici.
Učebnice nakladatelství Prodos - JURČÁK40: •
Učebnice obsahuje pouze doplňující otázky k učivu pro žáky, žádné pokusy.
Pracovní sešit k učebnici z nakladatelství Prodos - JURČÁK41: •
Pracovní sešit obsahuje dostatek pokusů fyzikálních i biologických.
Učebnice nakladatelství Alter – Přírodověda pro 5. ročník vychází ve třech sešitech: 1. díl Život na Zemi - KHOLOVÁ42: •
Učebnice neobsahuje žádné pokusy ani pozorování, pouze úkoly typu Vyjmenuj..., Proč..., Jak se nazývá...
2. díl Země ve vesmíru – HOLOVSKÁ, RÜKL43: •
Podle mého názoru je v učebnici málo pokusů.
3. díl Člověk a technika – BRADÁČ, KOLÁR44: 36
MATYÁŠEK,J.;ŠTIKOVÁ,V.;TRNA,J.: Přírodověda 5: učebnice pro 5. ročník základní školy: Člověk a jeho svět. Brno: Nová škola, 2004. 91s. ISBN 80-7289-063-8. 37 MATYÁŠEK,J.;ŠTIKOVÁ,V.;TRNA,J.: Přírodověda 5: pracovní sešit pro 5. ročník základní školy: Člověk a jeho svět. Brno: Nová škola, 2005. 67s. ISBN 80-7289-069-7. 38 MLADÁ,J.;PODROUŽEK,L, a kol.: Přírodověda pro 5. ročník základní školy. Praha: SPN, 1998. 95s. ISBN 80-7235-030-7. 39 MLADÁ,J.; PODROUŽEK,L. a kol.: Pracovní sešit k učebnici Přírodověda pro 5. ročník základní školy. Praha: SPN, 2004. 39s. ISBN 80-7235-025-0. 40 JURČÁK,J. a kol.: Přírodověda 5. ročník. Olomouc: Prodos, 1996. 87s. ISBN 80-85806-41-X. 41 JURČÁK,J. a kol.: Přírodověda: Pracovní sešit 5. ročník. Olomouc: Prodos, 1996. 47s. ISBN 8085806-42-8. 42 KHOLOVÁ,H. a kol.: Přírodověda pro 5. ročník: Život na Zemi. Praha: Alter, 1997. 63s. ISBN 8085775-61-1. 43 HOLOVSKÁ,H.; RÜKL, A.: Přírodověda pro pátý ročník: Země ve vesmíru. Praha: Alter, 1996. 37s. ISBN 80-85775-54-9.
32
•
Pokusy pouze fyzikální, podle mne málo.
Učebnice slouží zároveň jako pracovní sešity, vpisuje se přímo do nich. Nejsou vydány zvlášť pracovní sešity. Učebnice nakladatelství Fortuna - KVASNIČKOVÁ45: •
Učebnice je plná úkolů pro děti, pokusy pouze fyzikální.
Pracovní sešit k učebnici z nakladatelství Fortuna - KVASNIČKOVÁ46: •
Pracovní sešit neobsahuje pokusy, je tvořený spíše pracovními listy na doplňování.
4.2.2.3.
Výskyt pokusů v jednotlivých učebnicích
Při obsahové analýze učebnic přírodovědy jsem sledovala výskyt pokusů v jednotlivých učebnicích přírodovědy a v pracovních sešitech. Výsledky uvádím v následujících tabulkách:
Tabulka č. 3: Pokusy v učebnicích pro 4. ročník ZŠ Učebnice
Pokusy
Pokusy
Pokusy
fyzikální biologické chemické Nová škola 0
0
0
SPN
0
2
0
Prodos
0
0
0
Scientia
3
5
0
Fortuna
7
7
2
Alter
9
10
1
44
BRADÁČ,P.; KOLÁR,M. a kol: Přírodověda pro 5. ročník: Člověk a technika. Praha: Alter, 1996. 47s. ISBN 80-85775-58-1. 45 KVASNIČKOVÁ,D.: Přírodověda pro 5. ročník ZŠ: Od vesmíru k člověku. Praha: Fortuna, 1997. 95s. ISBN 80-7168-502-X. 46 KVASNIČKOVÁ,D.: Pracovní sešit pro 5. ročník ZŠ. Praha: Fortuna,
33
Tabulka č. 4: Pokusy v pracovních sešitech pro 4. ročník ZŠ Učebnice
Pokusy
Pokusy
Pokusy
fyzikální biologické chemické Nová škola 4
0
0
SPN
1
2
1
Prodos
14
1
2
Scientia
3
4
2
Fortuna
*
*
*
Alter
X
X
X
Vysvětlivky: * Pracovní sešit obsahuje pouze pracovní listy k pokusům v učebnici X K učebnici není pracovní sešit
Tabulka č. 5: Pokusy v učebnicích pro 5. ročník ZŠ Učebnice
Pokusy
Pokusy
Pokusy
fyzikální biologické chemické Nová škola 8
0
0
SPN
10
0
0
Prodos
0
0
0
Fortuna
13
0
0
Alter
15
0
0
34
Tabulka č. 6: Pokusy v pracovních sešitech pro 5. ročník Učebnice
Pokusy
Pokusy
Pokusy
fyzikální biologické chemické Nová škola 4
16
0
SPN
*
3
0
Prodos
12
13
1
Fortuna
0
0
0
Alter
X
X
X
Vysvětlivky: * Pracovní sešit obsahuje pouze pracovní listy k pokusům v učebnici X K učebnici není pracovní sešit
Z výsledků v tabulkách je zřejmé, že v učebnicích pro 4. i 5. ročník se nejčastěji vyskytují pokusy fyzikální, nejméně je pokusů chemických. Z tabulek je také vidět, že každá učebnice je jinak koncipovaná např. někteří autoři uvádějí pokusy pouze v učebnicích, někteří pouze v pracovních sešitech, jiní pokusy v učebnicích doplňují pracovními listy v pracovních sešitech, někteří nevytvářejí pracovní sešit vůbec.
4.3. Další zdroje námětů na pokusy Z dosavadních vlastních zkušeností vím, že někteří učitelé nepoužívají pouze jednu učebnici k výuce (tu, kterou mají žáci ), ale používají některé náměty i z jiných učebnic nebo z další literatury. V současné době jsou na trhu různé knihy s náměty na pokusy pro děti, některé z nich jsou uvedeny v seznamu použité literatury. Také televize uvádí různé pořady pro děti s vědeckou tématikou. Učitel, který se chce s dětmi věnovat pokusům a nechce se spoléhat pouze na učebnice, má tedy v současné době dostatečný výběr zdrojů informací.
35
5. SOUBOR POKUSŮ V této kapitole je uveden soubor fyzikálních pokusů, které jsou vhodné pro doplnění teoretického učiva. Vybrala jsem pokusy zaměřené na témata vzduch, zvuk a voda. Zvolila jsem záměrně tato témata, protože s vodou a vzduchem se děti setkávají běžně a neuvědomují si, jaké různé vlastnosti tyto látky mají a jak jsou důležité pro náš život. Téma zvuk sice nemají děti na prvním stupni jako samostatné učivo, ale zvuk úzce souvisí se vzduchem a tyto zajímavé pokusy mohou děti motivovat k většímu zájmu o přírodovědné učivo na druhém stupni. Pokusy jsem volila a upravovala tak, aby byly pro děti zajímavé, prováděli se s běžně dostupnými pomůckami a tudíž si je mohli sami znovu vyzkoušet doma (pod dohledem rodičů). Náměty na pokusy jsem čerpala z různých zdrojů. Některé jsem si pamatovala ještě ze základní školy, některé jsem si pamatovala z hodin fyziky na pedagogické fakultě, jiné jsem našla v literatuře (viz seznam použité literatury), ale ty jsem upravila podle mých představ např. zvolila jsem trochu odlišné pomůcky tak, aby byly běžně dětem dostupné. Soubor obsahuje 21 pokusů. Prvních sedm je tématicky zaměřených na vzduch, dalších sedm na zvuk a posledních sedm na vodu. Někdy to nelze rozlišit např. pokus se vzduchovou bublinou ve vodě. U každého pokusu jsou uvedeny doplňující otázky pro žáky, metodické poznámky pro učitele i mezipředmětové vztahy. Snažila jsem se také u většiny pokusů zdůraznit použití daného jevu v praxi, aby si žáci mohli teoretické učivo dát do souvislostí s praxí.a věděli, „k čemu je to vlastně dobré vědět“.
36
POKUS Č. 1 Název pokusu: Odlišnost vdechovaného a vydechovaného vzduchu. Problémová otázka: Liší se vzduch, který vdechujeme, od vzduchu, který vydechujeme? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají složení vzduchu, mají základní vědomosti o dýchání. Cíl pokusu: Ověření odlišného složení vzduchu vdechovaného a vydechovaného. Pomůcky: 2 balónky, 2 brčka, 2 sklenice, vápenná voda, hustilka. Způsob provedení pokusu: Pokus provádějí žáci ve skupinách ( asi 4 žáci ve skupině). Pracovní postup: 1. Do obou sklenic nalít stejné množství vápenné vody. 2. Jeden balónek nafouknout ústy, druhý balónek nafouknout hustilkou. 3. Vzduch z obou balónků vypouštět přes brčka do vápenné vody.(každý balónek do jiné sklenice). 4. Porovnat vzhled tekutin ve sklenicích. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Vápenná voda, do které byl vypuštěný vzduch z balónku nafouknutého ústy, se zakalila. Způsobil to oxid uhličitý, kterého je ve vydechovaném vzduchu větší množství než ve vzduchu vdechovaném.
37
Doplňující otázky pro žáky: Obsahuje vydechovaný vzduch také kyslík? (Ano, příkladem využití je dýchání z úst do úst nebo rozfoukávání ohně. ) Co se stane, když dýchnete na zrcátko? (Zamlží se.) Co to způsobilo? ( Přítomnost vodní páry ve vydechovaném vzduchu.) Metodické poznámky pro učitele: Stejný efekt by mělo foukání ústy přes brčko do vápenné vody, ale mohlo by dojít k polknutí vápenné vody dítětem. Proto doporučuji použít balónek. Věk žáků: 8-12 let. Mezipředmětové vztahy: Matematika – měření objemu plic Český jazyk – čtení o čistotě nebo znečištění vzduchu
38
POKUS Č. 2 Název pokusu: Vlastnosti vzduchu – pružnost. Problémová otázka: Je vzduch stlačitelný? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají složení vzduchu. Cíl pokusu: Ověření jedné z vlastností vzduchu – pružnosti. Pomůcky: Plastová injekční stříkačka se zataveným otvorem. Způsob provedení: Učitel pokus vysvětlí a nechá stříkačku kolovat po třídě. Pracovní postup: 1. Učitel vytáhne ze stříkačky píst a ukáže dětem prázdnou stříkačku. 2. Učitel vloží píst zpátky a zatlačí na něho. 3. Učitel vyzve žáky, aby vší silou zatlačili na píst stříkačky. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Zdánlivě prázdná stříkačka obsahuje vzduch, který lze stlačit do určité míry – píst stříkačky nelze zatlačit až na konec, po uvolnění tlaku rukou na píst se stlačený vzduch roztáhne a vysune píst zpět. Doplňující otázky pro žáky: Kde se pružnosti vzduchu využívá? (vzduch v pneumatikách, různá pneumatická zařízení)
39
Metodické poznámky pro učitele: Při dostatečném počtu stříkaček je možné pokus provádět ve skupinách jako součást většího úkolu Věk žáků: 8 – 12 let Mezipředmětové vztahy: Tělesná výchova: cvičení s nafukovacími míči
40
POKUS Č. 3 Název pokusu: Hoření svíčky pod sklenicí Problémová otázka: Je důležitý kyslík pro hoření? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají složení vzduchu. Cíl pokusu: Ověření nutné přítomnosti kyslíku pro hoření. Pomůcky: Dvě menší svíčky, jedna sklenice, zápalky. Způsob provedení pokusu: Demonstrační pokus učitele, žáci stojí v přiměřené vzdálenosti kolem učitele. Pracovní postup: 1. Na stůl položit dvě zapálené svíčky. 2. Jednu svíčku přiklopit sklenicí. 3. Pozorovat co se stane se svíčkou pod sklenicí. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Aby oheň mohl hořet, potřebuje dostatečné množství kyslíku. Když se hořící svíčka přiklopí sklenicí, množství kyslíku se omezí a po vyhoření kyslíku pod sklenicí plamen svíčky zhasne.
41
Doplňující otázky pro žáka: Kdy se tohoto jevu využívá? ( Při hašení menšího požáru zamezením přísunu vzduchu např. přikrýt dekou.) Co uděláš, když uvidíš požár? (Obrátit se na dospělého případně zavolat hasiče.) Znáš důležitá telefonní čísla – hasičů, záchranné služby a policie (150, 155, 158 nebo 112) Metodické poznámky pro učitele: Pokus provádí pouze učitel z důvodu bezpečnosti žáků. Žáci by měli stát dostatečně daleko od hořících svíček tak, aby každý na prováděný pokus dobře viděl. Druhá, nepřikrytá svíčka slouží jako kontrolní vzorek (stále hoří). Věk žáků: 8 – 12 let Mezipředmětové vztahy: Český jazyk – komunikace, telefonování – ohlášení požáru Nácvik opouštění budovy školy při požáru.
42
POKUS Č. 4 Název pokusu: Rozdíl mezi studeným a teplým vzduchem. Problémová otázka: Chová se teplý vzduch jinak než vzduch studený? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají složení vzduchu, mají základní znalosti o proudění vzduchu. Cíl pokusu: Ověření odlišného chování teplého a studeného vzduchu. Pomůcky: Svíčka, zápalky. Způsob provedení pokusu: Demonstrační pokus učitele. Pracovní postup: 1. Zapálit svíčku. 2. Umístit hořící svíčku v dolní části otevřených dveří. 3. Pozorovat plamen svíčky. 4. Umístit hořící svíčku v horní části otevřených dveří. 5. Pozorovat plamen svíčky.
Nákres pokusu:
43
Vysvětlení pokusu: Studený vzduch je těžší než vzduch teplý a proto se drží při zemi. Teplý vzduch je lehčí než studený a proto stoupá vzhůru. Po otevření dveří v místnosti se chladný vzduch z venku tlačí do místnosti a zároveň vytlačuje teplý vzduch z místnosti ven. Toto proudění vzduchu naklání plamen svíčky – při zemi se plamen naklání směrem do místnosti a v horní části dveří se plamen naklání směrem ven z místnosti. Doplňující otázky pro žáky: Když spíte na patrové posteli, kde je tepleji, na horní nebo na dolní posteli? Kde se tato vlastnost vzduchu využívá? (Horkovzdušný balón.) Metodické poznámky pro učitele: Pokus s otevřeným ohněm provádí pouze učitel. Děti stojí kolem v přiměřené vzdálenosti. Ve třídě by měla být zavřená okna, aby po otevření dveří nedocházelo k průvanu. Věk žáků: 8 – 12 let Mezipředmětové vztahy: Český jazyk – čtení z knihy Julese Verna Pět neděl v balónu. Historický vývoj dopravních prostředků – vývoj v letectví – horkovzdušné balóny.
44
POKUS Č. 5 Název pokusu: Vlastnosti vzduchu – tepelná rozpínavost vzduchu. Problémová otázka: Je rozdíl v objemu teplého a studeného vzduchu? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají složení vzduchu, vědí, co je objem. Cíl pokusu: Ověření jedné z vlastností vzduchu – tepelné rozpínavosti . Pomůcky: PET láhev s uzávěrem, vysoušeč vlasů (fén). Způsob provedení pokusu: Demonstrační pokus žáka. Pracovní postup: 1. Na láhvi povolíme uzávěr. 2. Láhev zahříváme teplým vzduchem fénu po dobu 1 minuty. 3. Pevně láhev uzavřeme a necháme ji vychladnout. 4. Pozorujeme co se s lahví stane po vychladnutí. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Působením fénu se vzduch v láhvi ohřívá a tím zvětšuje svůj objem a uniká z láhve ven. Po uzavření láhve se okolní vzduch do láhve nedostane a ochlazený vzduch zmenší zpět svůj objem. Tím se změní tlak v láhvi a láhev se zmačká. Doplňující otázky pro žáky: Co se děje s teplým vzduchem? (Stoupá nahoru.) Co se děje se záclonami nad sálajícím radiátorem? ( Pohybují se.) Čím je to způsobeno? ( Stoupajícím teplým vzduchem.) 45
Metodické poznámky pro učitele: Tento (pro děti) překvapující pokus je vhodné zařadit jako motivační. Protože se při provádění pokusu používá elektrický spotřebič, měl by tento pokus provádět učitel nebo vybraný žák pod dohledem učitele. Já upřednostňuji demonstrační pokus žáka. Věk žáků: 8 – 12 let Mezipředmětové vztahy: Matematika – měření objemu
46
POKUS Č. 6 Název pokusu: Tlak vzduchu. Problémová otázka: Lze vsunout natvrdo uvařené oloupané vejce do láhve s užším hrdlem, aniž by se vejce poškodilo? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají pojmy tepelná rozpínavost vzduchu, tlak vzduchu. Cíl pokusu: Ověření působení atmosférického tlaku. Pomůcky: Natvrdo uvařené vejce, skleněná láhev s užším hrdlem než je průměr vejce, papír, zápalky. Způsob provedení pokusu: Demonstrační pokus učitele. Pracovní postup: 1. Ukázat dětem, že vejce nelze do láhve vsunout, aniž by se rozmačkalo. 2. Zapálit kousek zmačkaného papíru a opatrně vložit do láhve. 3. Ihned potom vložit vejce do otvoru láhve. 4. Pozorovat výsledek pokusu.
Nákres pokusu:
47
Vysvětlení pokusu: Vejce nejdříve nadskočí na otvoru láhve. To je způsobeno rozpínavostí teplého vzduchu, který uniká z láhve. Jakmile papír dohoří, vzduch v láhvi se ochladí a atmosférický tlak vtlačí vejce do láhve. Doplňující otázky pro žáky: Jak dostaneme vajíčko ven z láhve? (Otočit láhev dnem vzhůru a silně fouknout do hrdla láhve. Zvýšený tlak vzduchu v láhvi vypudí vejce z láhve ven.) Šlo by stejným způsobem dostat do láhve vejce neoloupané? (Nešlo, tlak není dost silný a vejce ve skořápce dostatečně netěsní.) Metodické poznámky pro učitele: Pokus s otevřeným ohněm provádí pouze učitel, žáci přihlížejí z přiměřené vzdálenosti. Učitel může s dětmi vyzkoušet pokus s neoloupaným vajíčkem. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy. Pracovní činnosti – kraslice.
48
POKUS Č. 7 Název pokusu: Využití tlaku vzduchu k přesunu předmětu. Problémová otázka: Jak dostaneme vejce z jednoho stojánku do druhého bez použití rukou? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají základní znalosti o proudění vzduchu a o atmosférickém tlaku. Cíl pokusu: Dokázání síly působení tlaku vzduchu. Pomůcky: Dva stojánky na vejce, jedno vejce, kousek vaty. Způsob provedení pokusu: Pokus provádějí žáci ve skupinách ( ve skupině asi 4 žáci). Pracovní postup: 1. Postavit stojánky na vejce vedle sebe. 2. Do jednoho stojánku vložit kousek vaty a na vatu položit vejce. 3. Prudce fouknout mezi vejce a stojánek. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Fouknutím vzduchu do stojánku pod vejce se zvýší tlak pod vejce, vzduch nemá kam unikat a vyzdvihne vejce ze stojánku. Pokud druhý stojánek stojí dost blízko prvního a stojí ve směru fouknutí, vejce přepadne do druhého stojánku. Doplňující otázky pro žáky: Kde se využívá tohoto jevu? (Pneumatická zařízení.)
49
Metodické poznámky pro učitele: Tento pokus může nejdříve předvést učitel sám před žáky a žáci si ho potom sami vyzkouší nebo lze pokus předložit žákům jako problémový úkol, kdy mají hledat řešení sami. Vatu vkládáme pod vajíčko proto, aby šlo snadněji nadzvednout ze stojánku. Doporučuji používat vejce uvařené natvrdo. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Výtvarná výchova – kraslice, lidové zvyky
50
POKUS Č. 8 Název pokusu: Zvuk a naše ucho. Problémová otázka: Jak je možné, že slyšíme zvuky? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají základní znalosti o proudění vzduchu. Cíl pokusu: Zjištění žáků, co je to zvuk a jak pracuje lidské ucho. Pomůcky: Sklenice, kousek igelitového svačinového sáčku, gumička, krystalový cukr, magnetofon. Způsob provedení pokusu: Pokus provádějí žáci ve skupině ( asi 4 žáci). Pracovní postup: 1. Přes skleničku položit kousek igelitu a zajistit ho gumičkou. 2. Igelit napnout. 3. Na napnutý igelit položit několik zrnek krystalového cukru. 4. Položit skleničku k reproduktoru zapnutého magnetofonu. 5. Pozorovat, co se děje s cukrem.
Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Zvukové vlny rozkmitají napnutý igelit a zrnka cukru začnou poskakovat. Čím je hudba hlasitější, tím více cukr poskakuje. Podobně jako igelit na skleničce pracuje i naše
51
ucho. Zvukové vlny rozechvívají bubínek a ten pak za pomoci dalších částí ucha přenese zvuk do mozku. Doplňující otázky pro žáky: Má příliš hlasitá hudba vliv na naše zdraví? (Ano, při častém pobytu v hlučném prostředí dochází k postupné ztrátě sluchu.) Metodické poznámky pro učitele: Pokus neprovádějí všechny skupiny žáků současně, protože není možné, aby v každé skupině hrál hlasitě magnetofon. Proto je vhodné pokus zařadit jako součást většího úkolu. Jinou možností je, že si žáci sklenice s cukrem přichystají současně, ale k magnetofonu přistupují po skupinkách. Věk žáků: 8 – 12 let Mezipředmětové vztahy: Hudební výchova – hudební nástroje – žáci mohou zkoušet „roztančit“ zrníčka cukru hrou na hudební nástroje.
52
POKUS Č. 9 Název pokusu: Jednoduchý telefon Problémová otázka: Jak si můžeme vyrobit jednoduchý telefon? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají základní vědomosti o vzniku zvuku. Cíl pokusu: Získání základní vědomosti o přenosu zvuku. Pomůcky: 2 prázdné plechovky, provázek, 2 knoflíky, větší hřebík, kladivo. Způsob provedení pokusu: Pokus provádějí žáci ve dvojicích. Pracovní postup: 1. Do dna plechovek propíchnout malý otvor pomocí kladiva a hřebíku. 2. Odstřihnout požadovanou délku provázku. 3. Protáhnout provázek otvory ve dně plechovek. 4. Přivázat knoflíky na konce provázku. 5. Tahem za plechovky napnout dobře provázek. 6. Jeden žák do plechovky mluví, druhý poslouchá. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Při mluvení do plechovky se rozechvějí stěny plechovky. Toto chvění se přenese na provázek, který rozechvěje stěny druhé plechovky. Žák , který poslouchá, tak může slyšet přenesený zvuk po provázku i na větší vzdálenost.
53
Doplňující otázky pro žáky: Může tento telefon fungovat, když není provázek dostatečně napnutý? ( Ne.) Proč? ( Jestliže není provázek dostatečně napnutý, nemůže docházet k chvění provázku, potřebnému k přenosu zvuku.) Metodické poznámky pro učitele: Při tomto pokusu je možné s žáky vyzkoušet více variant. Můžou zkoušet různé druhy provázků, rybářský vlasec, navoskovaný provázek a podobně. Mohou pak vzájemně porovnávat, jestli zvolení materiálu má vliv na kvalitu přenášeného zvuku. Také mohou vyzkoušet různé vzdálenosti telefonů (různé délky provázků). Je důležité děti upozorňovat, že provázek musí být dobře napnutý. Při vlastní výrobě je důležitá bezpečnost při prorážení otvoru do plechovek. Proto může žákům tyto otvory prorazit učitel. Věk žáků: 8 – 12 let Mezipředmětové vztahy: Protože je tento pokus dosti časově náročný ( při zkoušení různých variant), je možné si tyto telefony vyrobit v pracovních činnostech.
54
POKUS Č. 10 Název pokusu: Zesílení zvuku. Problémová otázka: Jak můžeme lépe slyšet slabý zvuk? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají základní znalosti o šíření zvuku. Cíl pokusu: Ověření možnosti cíleného přenosu zvuku. Pomůcky: Jedna polévková lžíce, provázek. Způsob provedení pokusu: Frontální pokus žáků – každý žák provádí pokus samostatně podle pokynů učitele. Pracovní postup: 1. Cinknou lžící o stůl – poslouchat vydaný zvuk. 2. Ustřihnout provázek dlouhý asi 1 m. 3. Přivázat lžíci doprostřed provázku. 4. Konce provázku přiložit k uším, lžíce volně visí na provázku. 5. Rozhoupat lžíci a cinknout jí o stůl. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Když klepneme o stůl lžičkou, kterou držíme v ruce, zvuk vydaný lžičkou slyšíme slabě. Pokud lžičku přivážeme na provázek a jeho konce si přidržíme u uší, zvuk vydaný při klepnutí o stůl slyšíme mnohem hlasitěji. Je to způsobeno přenosem zvuku, který vydává lžička, po provázku přímo do uší.
55
Doplňující otázky pro žáky: Kde se můžete setkat s využitím tohoto jevu? (U lékaře – fonendoskop.) Co můžeme fonendoskopem zjišťovat? (Tlukot srdce, dýchání) Metodické poznámky pro učitele: Při tomto pokusu mohou děti zkoušet stejným způsobem vyzkoušet různé druhy provázků nebo místo lžíce použít jiné předměty. Věk žáků: 8 – 12 let Mezipředmětové vztahy: První pomoc – počet úderů srdce za jednu minutu, počet nadechnutí za jednu minutu
56
POKUS Č. 11 Název pokusu: Zvuk a vakuum. Problémová otázka: Šíří se zvuk také ve vakuu? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají základní znalosti o šíření zvuku. Cíl pokusu: Zjištění vlivu vakua na šíření zvuku. Žáci znají pojem vakuum. Pomůcky: Velká skleněná láhev, zátka s jedním otvorem, kulatá tyčinka, malý zvoneček, gumička, svíčka, zápalky, půl šálku vody, rukavice. Způsob provedení pokusu: Demonstrační pokus učitele. Pracovní postup: 1. Navlhčit zátku. 2. Tyčinku nasunout do zátky tak, aby na horní straně zátky přesahoval jen malý kousek. 3. K tyčince upevnit zvoneček gumičkou. 4. Zátkou uzavřít těsně otvor láhve. 5. Zatřepat sklenicí a poslouchat. 6. Do otevřené láhve nalít vodu. 7. Několik minut vařit vodu v otevřené láhvi. 8. Sejmout láhev ze zdroje tepla a okamžitě ji uzavřít zátkou tak, aby zvoneček byl v široké části láhve. 9. Po vychladnutí zatřepat láhví a znovu poslouchat.
57
Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Pokud je v láhvi vzduch, zvuk zvonečku je slyšet. Pára z ohřívané vody vypudí z láhve většinu vzduchu, takže v ní zůstane pouze voda a vodní pára. Jakmile v láhvi vznikne vakuum, zvuk zvonečku nebude slyšet buď vůbec, nebo jenom slabě. Zvuk vzniká kmitáním molekul a šíří se pevnými látkami, tekutinami i plyny. Ve vakuu, kde nejsou žádné molekuly, které by mohly kmitat, se zvuk šířit nemůže. Doplňující otázky pro žáky: Můžeme vidět páru? (Ne, vidíme pouze kapičky tekuté vody.) Mohli by lidé navzájem spolu volně mluvit ve vesmíru? ( Ne, ve vesmíru není vzduch) Metodické poznámky pro učitele: Tento pokus provádí pouze učitel, protože se jedná o práci s otevřeným ohněm. Místo kulaté tyčinky můžeme použít špejli. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Český jazyk – čtení o vesmíru. Matematika – slovní úlohy s vesmírnou tématikou.
58
POKUS Č. 12 Název pokusu: Výška zvuku - gumičky Problémová otázka: Co způsobuje různou výšku zvuku? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají základní znalosti o vzniku zvuku a jeho šíření. Cíl pokusu: Ověření teoretického učiva tvorbě zvuku a vlivech na jeho tónovou výšku. Pomůcky: Otevřená plastová krabička, gumičky různé délky a šířky, provázek drát. Způsob provedení pokusu: Žáci provádějí pokus ve skupinách ( asi 4 žáci ve skupině ). Pracovní postup: 1. Přes krabičku přetáhnout volně jednu gumičku a brnknout do ní. 2. Napnout gumičku jejím natažením a znovu do ní brnknout. 3. Napnout přes krabičku několik gumiček různé šířky a do každé z nich jednotlivě brnknout. 4. Napnout na krabičku několik gumiček stejné šířky, ale různých délek. Do každé z nich jednotlivě brnknout. 5. Napnout na krabičku drát, provázek a gumičku a do každého brnknout. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Krátké gumičky vydávají vyšší zvuk než dlouhé, a to při stejném napnutí. Napnutější gumičky vydávají vyšší zvuk než volnější, tenké gumičky vydávají vyšší zvuk než silnější. Vyšší tóny jsou vyvolávány rychlejšími kmity gumičky a nízké tóny pomalejšími. 59
Doplňující otázky pro žáky: Kde se využívá pozorovaného jevu? ( Například u ladění strunných hudebních nástrojů.) Metodické poznámky pro učitele: Nejlépe se pozoruje zkoumaný jev na gumičkách, ale je dobré vyzkoušet i jiné materiály, jako jsou provázky, drát nebo rybářský vlasec. Žáci si mohou napínání gumiček vytvořit jednoduchý hudební nástroj. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Hudební výchova – strunné hudební nástroje, výška tónů.
60
POKUS Č. 13 Název pokusu: Výška zvuku – proud vzduchu. Problémová otázka: Co způsobuje různou výšku zvuku? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají základní znalosti o vzniku zvuku a jeho šíření. Cíl pokusu: Ověření teoretického učiva o tvorbě zvuku a vlivech na jeho tónovou výšku. Pomůcky: Tvrdý papír, 8 brček různých barev, nůžky, lepidlo. Způsob provedení pokusu: Frontální pokus žáků, každý žák pracuje individuálně podle pokynů. Pracovní postup: 1. Z tvrdého papíru vystřihnout dva obdélníky o stranách 180mm x 30mm. 2. Naměřit a ustřihnout brčka: 1. brčko – 155mm 2. brčko – 137mm 3. brčko – 124mm 4. brčko – 113mm 5. brčko – 105mm 6. brčko – 90mm 7. brčko – 81mm 8. brčko – 72mm 3
Brčka přilepit na jeden papírový obdélník. Brčka jsou stejně daleko od sebe a řadíme je od nejdelšího po nejkratší.
4
Po zaschnutí přilepíme na brčka druhý papírový obdélník.
5
Volné okraje papírů můžeme slepit k sobě.
61
Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Při foukání přes delší brčko se ozve nižší tón, při foukání přes kratší se ozve tón vyšší. Je to způsobeno jinou rychlostí kmitání vzduchu. Doplňující otázky pro žáky: Kde se můžete setkat s tímto jevem? ( Při hře na dechový nástroj – například příčná flétna. ) Metodické poznámky pro učitele: Výroba této jednoduché „Panovy flétny“ je náročná na zručnost dětí i na čas. Proto je možné vyrobit si tuhle flétnu v pracovních činnostech. Je nutno zvolit vhodné lepidlo a nechat ho vždy dobře zaschnout. I tak je při hře nutné držet flétnu opatrně, aby brčka neodpadla. Délku jednotlivých brček mohou šikovné děti zkoušet sluchem, pro ostatní je lépe zadat předem vyzkoušené rozměry. Tyto se nemusí nutně shodovat s uvedenými rozměry v pracovním postupu. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Hudební výchova – dechové hudební nástroje Matematika – měření s přesností na milimetry
62
POKUS Č. 14 Název pokusu: Výška zvuku – voda ve sklenicích Problémová otázka: Má vliv množství kapaliny ve sklenici na tónovou výšku? Znalosti žáků před pokusem? Žáci mají základní znalosti o tvoření zvuku. Cíl pokusu: Ověření teoretických znalostí o tvorbě zvuku a vlivu na jeho tónovou výšku. Pomůcky: 8 stejných sklenic, voda, vodové barvy, lžíce Způsob provedení pokusu: Pokus provádějí žáci ve dvojicích. Pracovní postup: 1. Postavit sklenice do řady a vlít do nich vodu tak, aby v každé bylo o trochu vody víc než v předchozí. 2. Přidat do každé sklenice trochu vodové barvy – do každé sklenice jinou barvu. 3. Zaťukat na lahve lžící. Přidáváním a odléváním vody můžeme „xylofon“ naladit. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Sklenice, ve které je méně vody, vydává vyšší tón než sklenice s větším množstvím vody. Při ťuknutí lžící o sklenici se stěna sklenice rozkmitá. Větší množství vody omezuje kmitání sklenice a tím vzniká i hlubší tón.
63
Doplňující otázky pro žáky: Jaký zvuk se ozve, když fouknete přes láhev s limonádou a přes láhev prázdnou? (Láhev s limonádou vydá vyšší tón než láhev bez limonády.) Metodické poznámky pro učitele: Při pokusech s vodou je dobré mít připraveno několik hadrů na utírání rozlité vody z lavic a podlahy, aby nedošlo k uklouznutí. Šikovné děti si mohou naladit „xylofon“ sami a mohou ostatním zahrát jednoduchou melodii. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Hudební výchova – bicí hudební nástroje
64
POKUS Č. 15 Název pokusu: „Pružnost“ vody. Problémová otázka: Dá se voda stlačit? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají vlastnost pružnost vzduchu. Cíl pokusu: Zjištění, zda je voda stlačitelná. Pomůcky: Injekční stříkačka, voda. Způsob provedení pokusu: Každý žák individuálně. Pracovní postup: 1. Do stříkačky nabrat vodu (asi polovinu objemu stříkačky ). 2. Otvor stříkačky zacpat prstem a zatlačit na píst.
Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Voda ve stříkačce nejde stlačit. Doplňující otázky pro žáky: Co se stane, když do plného (po okraj) hrnku čaje vhodíme cukr? ( Čaj z hrnku přeteče. Voda se nemůže stlačit a přetéká z hrnku ven.)
65
Metodické poznámky pro učitele: Pokus je dobré provádět u umyvadla, protože často dochází k vystříknutí vody ze stříkačky. Při větším počtu dětí ve třídě si učitel může zvát děti k umyvadlu ve skupinkách a ostatním zadat jinou, samostatnou práci. Je dobré pokus provádět v krátkém čase po provádění pokusu o pružnosti vzduchu. Děti mají tento pokus v hlavě a domnívají se, že voda půjde také stlačit, stejně jako vzduch. Pokus s vodou je proto pro ně překvapivý a žáci si jeho výsledek lépe zapamatují. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Český jazyk – čtení odborného textu např. o úpravě vody
66
POKUS Č. 16 Název pokusu: Tlak vzduchu a var vody. Problémová otázka: Má atmosférický tlak vliv na var vody? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají teplotu, při které ( za normálního atmosférického tlaku ) začíná vřít voda. Cíl pokusu: Ověření vlivu atmosférického tlaku na var vody. Pomůcky: Injekční stříkačka, plastelína, horká voda. Způsob provedení pokusu: Demonstrační pokus učitele. Pracovní postup: 1. Ukázat dětem vařící ( bublající ) vodu. 2. Když voda přestane vřít, učitel nabere trochu vody do stříkačky. (Asi polovinu objemu stříkačky.) 3. Zacpat otvor stříkačky plastelínou. 4. Zatáhnout za píst stříkačky. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Po zatažení za píst stříkačky začne voda ve stříkačce opět vřít. Při normálním atmosférickém tlaku vře voda při 100° C. Při nižším tlaku vře voda při nižší teplotě. Po povytažení pístu se ve stříkačce sníží tlak a voda tak začne znovu vřít.
67
Doplňující otázky pro žáky: Je na horách stejný atmosférický tlak jako v nížinách?( Ne, ve vysokých horách je řidší vzduch a nižší atmosférický tlak. ) Mohou si horolezci ve vysokých horách uvařit jídlo? Proč? ( Ne, protože ve vysokých horách je nízký tlak a při nízkém tlaku vře voda při nižší teplotě, než je potřeba k uvaření pokrmu. Mohou si tak pouze ohřívat již dříve uvařené pokrmy.) Metodické poznámky pro učitele: Tento pokus provádí pouze učitel, aby nedošlo k opaření žáků. Věk žáků: 8 12 let. Mezipředmětové vztahy: Český jazyk – popis pracovní činnosti – příprava vařeného pokrmu Čtení textu o horolezcích.
68
POKUS Č. 17 Název pokusu: Vzlínavost kapalin. Problémová otázka: Jak můžeme dostat vodu z jedné sklenice do druhé, aniž bychom ji přelili? Znalosti žáků před pokusem: Žáci nepotřebují mít před tímto pokusem zvláštní znalosti o vlastnostech vody. Cíl pokusu: Ověření jedné z vlastností vody – vzlínavost. Pomůcky: 2 sklenice, papírová utěrka, voda. Způsob provedení pokusu: Demonstrační pokus učitele nebo individuální domácí úkol. Pracovní postup: 1. Postavit vedle sebe dvě sklenice. 2. Do jedné sklenice nalít vodu. 3. Do skleni s vodou vložit jeden konec papírové utěrky, druhý konec vložit do prázdné sklenice. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Za určitou dobu se v prázdné sklenici objeví voda. Přesun vody z jedné sklenice do druhé skončí ve chvíli, kdy jsou hladiny vody v obou sklenicích vyrovnané. Papírová utěrka je vyrobena z velmi nasákavého papíru. Molekuly vody se snadno přesunují nahoru po utěrce a přesunují se dále do prázdné sklenice. Tomuto jevu se říká vzlínavost kapalin.
69
Doplňující otázky pro žáky: Kde v přírodě se můžeš s tímto jevem setkat? ( Například výživa rostlin.) Metodické poznámky pro učitele: Tento pokus trvá dlouhou dobu. Proto je možné ho zadat dětem jako domácí úkol s tím, že budou sledovat a zapisovat průběh pokusu. Každou hodinu mohou zapisovat průběžné množství vody ve sklenici. Tento pokus je vhodné provádět v souvislosti s učivem o výživě rostlin. Může se také provést jeho obměna: do sklenice s obarvenou vodou vložíme bílý karafiát. Ten se po čase zbarví barvou ze sklenice. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Přírodověda - výživa rostlin
70
POKUS Č. 18 Název pokusu: Vlastnosti vody – teplá a studená voda. Problémová otázka: Chová se teplá voda jinak než voda studená? Znalosti žáků před pokusem: Před tímto pokusem nemusí mít žáci žádné zvláštní znalosti o vlastnostech vody. Cíl pokusu: Ověření odlišného chování studené a teplé vody. Pomůcky: Větší průhledná nádoba na vodu, malá lahvička s uzávěrem, inkoust, voda. Způsob provedení pokusu: Žáci pracují ve skupinách ( ve skupině asi 4 žáci). Pracovní postup: 1. Do nádoby nalít studenou vodu. 2. Malou lahvičku naplnit teplou vodou z kohoutku a přdat do ní několik kapek inkoustu. 3. Zašroubovat lahvičku a její obsah protřepat. 4. Položit lahvičku na dno nádoby se studenou vodou a odšroubovat uzávěr. 5. Pozorovat, co se stane s obarvenou vodou z lahvičky.
Nákres pokusu:
71
Vysvětlení pokusu: Teplá voda ze skleničky je lehčí než studená voda v nádobě, takže stoupá vzhůru k hladině. Teplá voda vytváří vrstvu na povrchu studené vody. Jak se obarvená voda postupně ochlazuje, promíchá se s nezbarvenou vodou studenou. Doplňující otázky pro žáky: Mohli bychom ohřát vodu v nádobě položením ohřívače na hladinu vody? (Ne.) Proč? ( Teplá voda stoupá vzhůru a dole by byla voda stále studená.) Kolik stupňů má voda, která je „nejtěžší“? (4 °C) Proč to tak je? ( Kdyby byla „nejtěžší voda, která má 0°C, voda v rybníku by zamrzala ode dna a všechny ryby by tak zmrzly.) Metodické poznámky pro učitele: Místo inkoustu můžeme použít např. potravinářské barvivo nebo vodové barvy. Můžeme obarvit jinou barvou i studenou vodu a pozorovat míchání barev. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Výtvarná výchova – míchání barev.
72
POKUS Č. 19 Název pokusu: Vzduch a voda. Problémová otázka: Jak se chová vzduch ve vodě? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají běžné znalosti o vodě a vzduchu. Cíl pokusu: Ověření chování vzduchové bubliny ve vodě. Pomůcky: PET láhev, uzávěr od propisky, plastelína, voda. Způsob provedení pokusu: Pokus provádějí žáci ve dvojicích. Pracovní postup: 1. Na delší konec uzávěru přilepit kuličku plastelíny. 2. Vložit uzávěr s plastelínou do láhve s vodou. Přidávat nebo ubírat plastelínu tak, aby uzávěr plaval vzpřímeně na hladině. 3. Zašroubovat pevně víčko láhve. 4. Láhev silně stisknout. 5. Uvolnit stisknutí láhve. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: V plastovém víčku zůstala vzduchová bublina. Ta drží víčko na hladině. Když láhev stiskneme, změní se tlak v láhvi a vzduchová bublina se zmenší. To způsobí, že víčko začne klesat ke dnu láhve. Když povolíme stisk, bublina se opět zvětší a vynese víčko zpět na hladinu.
73
Doplňující otázky pro žáky: Kde se tento jev využívá? ( Vynoření a potápění ponorky., vzduchový měchýř u ryb.) Metodické poznámky pro učitele: Při nedostatku času může učitel pokus připravit sám a žáci si pouze vyzkouší potápění a vynořování víčka stiskem láhve. Pokus může sloužit i jako domácí úkol pro děti. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Přírodověda – stavba těla ryb – vzduchový měchýř
74
POKUS Č. 20 Název pokusu: Povrchové napětí vody. Problémová otázka: Může plavat kovový předmět na hladině vody? Znalosti žáků před pokusem: Žáci mají základní vědomosti o vodě. Cíl pokusu: Ověření jedné z vlastností vody – povrchového napětí. Pomůcky: Miska, kancelářské sponky, padesátihaléřové mince, voda, saponát. Způsob provedení pokusu: Žáci pracují ve skupinách ( ve skupině asi 4 žáci ). Pracovní postup: 1. Do misky nalít vodu. 2. Opatrně položit na hladinu kancelářskou sponku a mince. 3. Pozorovat vodu v těsném okolí předmětů. 4. Kápnout do misky a vodou a předměty saponát. 5. Pozorovat, co se stane. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Při bližším pohledu je vidět, že pod předměty plovoucími na hladině, je hladina vody níže, než v jejich okolí. To je způsobeno povrchovým napětím vody. Ve chvíli, kdy do vody přidáme saponát, se povrchové napětí vody poruší a plovoucí předměty se potopí. Doplňující otázky pro žáky: Kde se s tímto jevem můžete setkat v přírodě? ( Hmyz bruslařky na hladině rybníka.) 75
Proč je důležité, aby v rybnících byla čistá voda? (Saponáty porušují povrchové napětí vody a hmyz by se utopil.) Metodické poznámky pro učitele: Děti nemusejí znát pojem povrchové napětí, ale stačí jim říct, že hladina vody se chová tak, jako by na ní byla tenká blanka. Učitel musí žákům zdůraznit opatrnost při pokládání předmětů na hladinu vody – snadno se potopí. Je na učitelově zvážení, zda říci žákům, že se nesmí lít saponáty do rybníků, protože by se hmyz utopil. Některé děti to mohou jít vyzkoušet. Pokus může sloužit jako doplnění učiva o biotopu rybník. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Výtvarná výchova – práce na téma Život u rybníka.
76
POKUS Č. 21 Název pokusu: Hladiny kapalin. Problémová otázka: Smíchá se olej s vodou? Znalosti žáků před pokusem: Žáci znají ze zkušenosti, které předměty plavou na hladině vody a které ne. Cíl pokusu: Ověření různé hustoty kapalin a předmětů. Pomůcky: Vysoká průhledná sklenice, korková zátka, kostička ze stavebnice, bobulka vína, voda, hustý sirup, stolní olej. Způsob provedení pokusu: Demonstrační pokus učitele. Pracovní postup: 1. Do sklenice nalít sirup. 2. Přilít stejné množství oleje. 3. Přilít stejné množství studené vody. 4. Pozorovat co se stane. 5. Na hladinu oleje položit kostičku, zátku a bobulku vína. 6. Pozorovat hladiny ve sklenici. Nákres pokusu:
Vysvětlení pokusu: Sirup má z těchto tří tekutin největší hustotu a proto zůstane na dně sklenice. Voda má větší hustotu než olej, ale menší než sirup, proto vytvoří vrstvu mezi sirupem a olejem. Stejně tak předměty mají jinou hustotu. Na hladině oleje zůstane plavat korková zátka,
77
plastová kostička ze stavebnice propadne olejovou vrstvou a zůstane plavat na vodě a zrnko vína propadne i vodou a zůstane na hladině sirupu. Doplňující otázky pro žáky: Co se stane, když se do řeky dostane větší množství mastných kapalin, například nafty nebo oleje? ( Dojde k úhynu vodních živočichů.) Metodické poznámky pro učitele: Učivo o hustotě není v osnovách ani v RVP ZV pro první stupeň, ale je možné tento pokus zařadit pro zpestření výuky nebo jako motivační pokus pro zvýšení zájmu dětí o přírodovědné učivo. Žáci mohou vkládat do sklenice s tekutinami i jiné předměty a zapisovat výsledky. Věk žáků: 10 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Ochrana přírody, vliv mastných tekutin ve vodě ( nafta, oleje apod.) na životní prostředí. Teplá voda ze skleničky je lehčí než studená voda v nádobě, takže stoupá vzhůru k hladině. Teplá voda vytváří vrstvu na povrchu studené vody. Jak se obarvená voda postupně ochlazuje, promíchá se s nezbarvenou vodou studenou. Doplňující otázky pro žáky: Mohli bychom ohřát vodu v nádobě položením ohřívače na hladinu vody? (Ne.) Proč? ( Teplá voda stoupá vzhůru a dole by byla voda stále studená.) Kolik stupňů má voda, která je „nejtěžší“? (4 °C) Proč to tak je? ( Kdyby byla „nejtěžší voda, která má 0°C, voda v rybníku by zamrzala ode dna a všechny ryby by tak zmrzly.) Metodické poznámky pro učitele: Místo inkoustu můžeme použít např. potravinářské barvivo nebo vodové barvy. Můžeme obarvit jinou barvou i studenou vodu a pozorovat míchání barev. Věk žáků: 8 – 12 let. Mezipředmětové vztahy: Výtvarná výchova – míchání barev.
78
6. ZÁVĚR V této diplomové práci jsem se pokusila stanovit roli jednoduchého pokusu ve výuce všeobecně, ale protože studuji učitelství pro první stupeň základní školy, zaměřila jsem pozornost zvláště na použití pokusů v hodinách přírodovědy ve 4. a 5. ročníku. Při hledání vhodné literatury jsem nenašla mnoho knih, které by se zabývaly pokusem na prvním stupni. Ani v didaktikách přírodovědy a prvouky jsem mnoho informací nenašla. Proto jsem vycházela z různých didaktik fyziky a chemie určených pro druhý stupeň ZŠ. Na základě získaných informací a vlastních zkušeností jsem se pokusila vymezit specifičnost práce s dětmi na prvním stupni při provádění pokusů. Zajímalo mně také, jestli v současných učebnicích jsou uvedeny pokusy. Zjistila jsem tedy prostřednictvím e- mailu, které učebnice se dnes nejvíce používají k výuce přírodovědy a na základě těchto informací jsem pro vedla obsahovou analýzu učebnic a získané výsledky jsou uvedeny v této práci. Důležitou součástí této práce je soubor pokusů, které lze využít v hodinách přírodovědy. Některé pokusy jsem si vyzkoušela s dětmi při své praxi na základní škole v Rájci – Jestřebí. Ke každému pokusu jsou uvedeny metodické poznámky pro učitele, které ve většině případů vycházejí z vlastních postřehů, které jsem získala právě při práci s dětmi. Doufám, že tato práce přinese začínajícím i zkušeným učitelům nový pohled na výuku přírodovědy a dodá inspiraci, jak dětem ozvláštnit a zpestřit hodiny přírodovědy nebo i prvouky.
79
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY: 1. ARDLEY, N. Moje kniha pokusů Voda. Bratislava: Champagne avantgarde, 1992. ISBN 80-7150-059-3. 2. ARNOLD, N. Riskantní experimenty. Praha: Egmont, 2005. 192 s. ISBN 80252-0257-7. 3. BRADÁČ,P.; KOLÁR,M. a kol: Přírodověda pro 5. ročník: Člověk a technika. Praha: Alter, 1996. 47s. ISBN 80-85775-58-1. 4. ČAČKA, O. Psychologie duševního vývoje dětí a dospívajících s faktory optimalizace. Brno: Doplněk, 2000. 377s. ISBN 80-7239-060-0. 5. DROZD,Z. Pokusy z volné ruky. Praha: Prométheus, 2003. 148s. ISBN 80-7196268-6. 6. FABIÁNKOVÁ,B. Prvouka v 1.-3. ročníku základní školy. Brno: Paido, 1996. 59s. ISBN 80-85931-31-1. 7. FILIPEC, J. a kol. Slovník spisovné češtiny pro školu a veřejnost. Praha: Academia, 2001.647s. ISBN 80-200-0493-9. 8. GEORGE, C. Fyzikální pokusy pro děti. Praha: Portál,1998. 220s. ISBN 807178-181-9. 9. HOLOVSKÁ,H.; RÜKL, A.: Přírodověda pro pátý ročník: Země ve vesmíru. Praha: Alter, 1996. 37s. ISBN 80-85775-54-9. 10. INGRAM, J.: Věda pro všední den. Praha: Albatros, 2003.135s. ISBN 80-0001241-3. 11. JEŘÁBEK, J.;TUPÝ, J. a kol. Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Stařeč: Infra, s.r.o., 2005. 113s. ISBN 80-86666-24-7. 12. JURČÁK, J. a kol.: Přírodověda: 4. ročník. Olomouc: Prodos, 1996. 71s. ISBN 80-85806-32-0. 13. JURČÁK, J. a kol.: Přírodověda – pracovní sešit 4. ročník.Olomouc: Prodos, 1996. 39s. ISBN 80-85806-43-6. 14. JURČÁK,J. a kol.: Přírodověda 5. ročník. Olomouc: Prodos, 1996. 87s. ISBN 80-85806-41-X. 15. JURČÁK,J. a kol.: Přírodověda: Pracovní sešit 5. ročník. Olomouc: Prodos, 1996. 47s. ISBN 80-85806-42-8. 16. KAŠPAR. E. Kapitoly z didaktiky fyziky I. Praha: SPN, 1960.195s. 17. KAŠPAR, E. Didaktika fyziky : obecné otázky. Praha: SPN, 1978. 355s.
80
18. KHOLOVÁ,H. a kol.: Přírodověda pro 5. ročník: Život na Zemi. Praha: Alter, 1997. 63s. ISBN 80-85775-61-1. 19. KOMANOVÁ, E.; ZIEGLER, V.: Přírodověda 4. Praha: Scientia, 1996. 125s. ISBN 80-7183-052-6. 20. KOMANOVÁ, E.; ZIEGLER, V.: Pracovní sešit k učebnici Přírodověda 4. Praha: Scientia, 1997. 73s. ISBN 80-7183-104-2. 21. KVASNIČKOVÁ, D.;FRONĚK, J.: Rok v přírodě: Přírodověda pro 4. ročník ZŠ. Praha: Fortuna, 1995. 94s. ISBN 80-7168-268-3. 22. KVASNIČKOVÁ, D.; FRONĚK, J.: Přírodověda: pracovní sešit pro 4. ročník ZŠ. Praha: Fortuna, 1998. 31s. ISBN 80-7168-551-8. 23. KVASNIČKOVÁ,D.: Přírodověda pro 5. ročník ZŠ: Od vesmíru k člověku. Praha: Fortuna, 1997. 95s. ISBN 80-7168-502-X. 24. KVASNIČKOVÁ,D.: Pracovní sešit pro 5. ročník ZŠ. Praha: Fortuna, 1999. 31s. ISBN 80-7168-657-3. 25. MAŇÁK,J.; ŠVEC,V. Výukové metody. Brno: Paido, 2003. 219s. ISBN 807315-039-5. 26. MATYÁŠEK,J.;ŠTIKOVÁ,V.;TRNA,J.: Přírodověda 5: učebnice pro 5. ročník základní školy: Člověk a jeho svět. Brno: Nová škola, 2004. 91s. ISBN 80-7289063-8. 27. MATYÁŠEK,J.;ŠTIKOVÁ,V.;TRNA,J.: Přírodověda 5: pracovní sešit pro 5. ročník základní školy: Člověk a jeho svět. Brno: Nová škola, 2005. 67s. ISBN 80-7289-069-7. 28. MECHLOVÁ, E.; KOŠŤÁL, K.Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. Praha: Prometheus, 1999. 588s. ISBN 80-7196-151-5. 29. MLADÁ, J.;PODROUŽEK, L.: Přírodověda pro 4. ročník základní školy. Praha: SPN, 1998. 79s. ISBN 80-7235-029-3. 30. MLADÁ, J.; PODROUŽEK, L.: Pracovní sešit k učebnici Přírodověda pro 4. ročník základní školy. Praha: SPN, 1998. 39s. ISBN: 80-7235-024-2. 31. MLADÁ,J.;PODROUŽEK,L, a kol.: Přírodověda pro 5. ročník základní školy. Praha: SPN, 1998. 95s. ISBN 80-7235-030-7. 32. MLADÁ,J.; PODROUŽEK,L. a kol.: Pracovní sešit k učebnici Přírodověda pro 5. ročník základní školy. Praha: SPN, 2004. 39s. ISBN 80-7235-025-0. 33. NOVOTNÝ, A. a kol.: Přírodověda pro čtvrtý ročník. Praha: Alter, 1999. 54s. ISBN 80-7245-005-0. 81
34. ONDRÁČEK, J. Žákovské pokusy ve vyučování fyzice na ZDŠ. Praha: SPN, 1973. 112s. 35. PACHMANN, E.; HOFMANN, V. Obecná didaktika chemie. Praha: SPN, 1981. 334s. 36. PRŮCHA, J.; WALTEROVÁ, E.; MAREŠ, J.: Pedagogický slovník, 4.aktualizované vydání. Praha: Portál, 2003. 322s. ISBN 80-7178-772-8. 37. PRŮCHA, J.: Učebnice: Teorie a analýzy edukačního média. Brno: Paido, 1998. 148s. ISBN 80-85931-49-4. 38. ROBINSON, RICHARD. Kouzelná věda. Praha: Albatros, 2003. 181 s. ISBN 80-00-01211-1. 39. ŠTIKOVÁ, V.: Přírodověda 4: učebnice pro 4. ročník základní školy. Brno: Nová škola, 2003. 56 s. ISBN 80-7289-052-2. 40. ŠTIKOVÁ, V.: Přírodověda 4: Pracovní sešit pro 4. ročník základní školy. Brno: Nová škola, 2003. 27 s. ISBN 80-7289-053-0. 41. VERSTRAETE, L.: Věda v nebezpečí 1. Praha: Albatros, 2004. 138s. ISBN 8000-01420-3. 42. TRNA, J.Motivational Problem Exercises Based on S imple Experiments.In: Proceedings of the International Conference NEASA. Nicosia, Cyprus: University of Cyprus; 2007. (v tisku) 43. TRNA, J. Diagnostika dovedností žáků ve výuce fyziky: habilitační práce. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická,1999.121s.,59s. příloh. (rukopis) 44. TRNA, J. Motivace ve výuce fyziky: Disertace. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická,1993. 169 l. (rukopis) 45. TRNA, J.; TRNOVÁ, E. Každodenní a bezpečný život v motivačních problémových přírodovědných úlohách založených na jednoduchých pokusech. In: DIDFYZ 2006. Nitra: FPV UKF a pob. JSMF v Nitre, 2007. (v tisku) 46. WILKES, A. Moje první knížka Pokusy. Bratislava: Mladé letá, 1992. 48s. ISBN 80-06-00510-9.
82
RESUMÉ Diplomová práce s názvem Jednoduchý experiment ve výuce přírodovědy na 1. stupni ZŠ se pokouší stanovit roli jednoduchého školního pokusu v přírodovědě na prvním stupni základní školy. Dále pak popisuje jednoduchý pokus a jeho místo v experimentální výukové metodě. Zabývá se také pokusem ve vztahu k jednotlivým klíčovým kompetencím, stanovených v Rámcovém vzdělávacím programu pro základní vzdělávání. Mé závěry jsou prezentovány na příkladě série jednoduchých fyzikálních pokusů z témat vzduch, zvuk a voda. V jedné z částí práce je také popsán výskyt námětů na provádění pokusů v současných učebnicích přírodovědy pro čtvrtý a pátý ročník základní školy.
SUMMARY This thesis Easy-to-use science experiment for primary school attempts to demonstrate the importance of the easy-to- use experiments in science lessons in primary schools. The work shows to teachers how to use a particular friendly-touse experiment and its effect on students. This experiment also relates to the individual key competences which have been set by the National Curriculum for primary schools. The conclusions which have been reached in this thesis are supported by a range of simple experiments in physics using major elements such as air, sound and water. The work also includes research of using experiments in primary school textbooks teaching 4th and 5th grade students.
83
