MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ PEDAGOGICKÁ FAKULTA. Diplomová práce

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ PEDAGOGICKÁ FAKULTA

Diplomová práce

Brno 2013

Bc. Karel Špalek

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ PEDAGOGICKÁ FAKULTA

KATEDRA FYZIKY, CHEMIE A ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ

Vliv technických stavebnic na volbu střední školy Diplomová práce

Brno 2013

Vedoucí diplomové práce:

Vypracoval:

Mgr. Petr Novák, Ph.D.

Bc. Karel Špalek

„Prohlašuji, ţe jsem tuto Diplomovou práci vypracoval samostatně, s vyuţitím pouze citovaných literárních pramenů, dalších informací a zdrojů v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů.“ V Brně dne 17.3.2013 ........................ Podpis

Chtěl bych touto cestou poděkovat Mgr. Petru Novákovi, Ph.D. za vedení této Diplomové práce a cenné rady a zkušenosti při jejím sestavování. Dále bych pak chtěl velmi poděkovat rodičům a sestře Kateřině za jejich podporu při studiích na všech stupních škol. Nemalý dík připadá i kolektivu pedagogů a vedení ZŠ Jevišovice za umoţnění rekonstrukce výzkumu H. Pochankeho, který je velmi důleţitou částí této práce. „Děkuji Vám všem“

Obsah Úvod ........................................................................................................................................... 5 1.

Technické myšlení........................................................................................................... 7

1.1.

Charakteristika pojmu.................................................................................................. 7

1.2.

Dvojí povaha technického myšlení dle Franuse .......................................................... 9

1.3.

Členění obsahu technického myšlení dle Franuse ..................................................... 12

1.4.

Rozvíjení technického myšlení .................................................................................. 12

2.

Kreativita ....................................................................................................................... 14

2.1.

Definice Kreativity .................................................................................................... 14

2.2

Třídy (klasifikace) tvořivosti ..................................................................................... 14

2.3

Technická kreativita .................................................................................................. 15

3. 3.1 4.

Historie kreativity .......................................................................................................... 19 Zkoumání kreativity v minulosti ............................................................................... 19 Učební pomůcky a jejich vyuţití ve výuce technických předmětů ............................... 21

4.1

Co rozumíme pojmem „Učební pomůcka“ ............................................................... 22

4.2

Uţití učebních pomůcek ve výuce ............................................................................. 22

5.

Metodika výzkumných šetření ...................................................................................... 29

5.1

Cíle výzkumných šetření ........................................................................................... 29

5.2

Stanovení pracovních hypotéz a výzkumných otázek ............................................... 30

5.3

Výzkumný soubor...................................................................................................... 31

5.4

Realizace výzkumného šetření .................................................................................. 32

5.5

Vyhodnocení dotazníků a výsledky výzkumného šetření ......................................... 32

Diskuse s učiteli základních a středních škol ....................................................................... 40 Závěr výzkumného šetření ................................................................................................... 41 6.

Rekonstrukce a ověření výsledků H. Pochankeho z roku 1962 .................................... 43

6.1.

Stanovení pracovních hypotéz a výzkumných otázek ............................................... 44

6.2

Výzkumný soubor...................................................................................................... 44

6.3

Realizace výzkumného šetření .................................................................................. 45

6.4

Výsledky výzkumného šetření................................................................................... 45

Zhodnocení výsledku testu s učitelem ................................................................................. 48 Závěr výzkumného šetření ................................................................................................... 49 Závěr..................................................................................................................................... 50 Resumé ................................................................................................................................. 51 Pouţitá literatura ...................................................................................................................... 52 Elektronické zdroje .................................................................................................................. 56 Seznam příloh ........................................................................................................................... 57 Přílohy ...................................................................................................................................... 58

Úvod

Tato diplomová práce si klade za cíl zkoumat vliv technických stavebnic na volbu střední školy. Práce bude plynule navazovat a rozšiřovat bakalářskou práci Kreativita a rozvoj technického myšlení a bude se ve své podstatě zabývat vlivem nejrůznějších (technických) stavebnic, na rozvíjení prostorové představivosti, myšlení člověka, kreativitu jedince a její roli při výběru střední školy. Vyústěním práce bude výzkum nepřímého vlivu stavebnic na volbu střední školy. Tato práce by měla vyplnit jedno z málo prozkoumaných míst v oblasti rozvoje technického myšlení a kreativity. V oblasti teoretické části práce „Zhodnocení dosavadních publikovaných materiálů“ se seznámíme s dostupnýmy zdroji, které souvisí s kreativitou, technickým myšlením, výzkumnými metodami, které se vyuţívaly ve zkoumání kreativity v minulosti a definicí učebních pomůcek a jejich vyuţití ve výuce technických předmětů… Vycházet přitom budeme z bakalářské práce „Kreativita a rozvoj technického myšlení“, kterou jsem (Bc. Karel Špalek) publikoval v roce 2011 a jedním z jejich cílů bylo právě připravit kvalitní teoretický rozbor pro práci navazující diplomovou. V této práci tedy vyuţijeme i teoretických pramenů ze zahraniční literatury. V části praktické, budeme zkoumat nepřímý vliv stavebnic na volbu střední školy. Pomocí dotazníku ve dvou věkových skupinách vyhodnotíme, zda se respondenti setkali s výukou za podpory běţných didaktických pomůcek, coţ také nepřímo souvisí se stavem českého školství a jeho financováním, a zajímat nás bude také, zda se respondenti setkali s výukou za podpory stavebnic. Předpokladem pro nás bude, ţe stavebnice se v dnešní době ve výuce prakticky nevyuţívají. Druhá část praktické části se bude věnovat rekonstrukci Pochankeho výzkumu. V praxi vyzkoušíme vliv výuky za podpory stavebnice Merkur. K dispozici budeme mít dvě 6. třídy ze ZŠ, které učí z Fyziky stejný učitel. Obdobně jako Pochanke vezmeme třídu s niţším studijním průměrem, předneseme jí látku. K přednesu budeme pouţívat demonstrační metody, potom zapojíme stavebnici a ţákům zadáme problémovou úlohu. Třída s vyšším studijním průměrem dostane výklad, kde jí předneseme holá fakta se schematickým 5

nákresem a místo problémové úlohy necháme třídu spočítat několik příkladů. Do třídy se vrátíme po týdnu a ţákům dáme neohlášený test. Lepší výsledky testu by podle pochankeho měla mít skupina s horším studijním průměrem. K tomuto úkolu vyuţijeme přípravy učitele na hodinu z práce Kreativita a rozvoj technického myšlení, které budou doplněny o zadání laboratorní úlohy pro ţáky ze skupiny kontrolní (klasická forma výuky fyziky).

6

Zhodnocení dosavadních publikovaných materiálů 1. Technické myšlení Technické myšlení je jeden ze zavedených pojmů jak v oblasti psychologie, tak výuky didaktiky na vysoké škole, avšak toto označení je v odborné literatuře velmi málo rozebráno. Jeho rozvoj je klíčový zejména v oblasti technických předmětů a jejich didaktiky. Úkolem těchto předmětů je vhodným způsobem rozvíjet myšlení dospívajícího člověka. Pokud tedy budeme pátrat po tom, co vlastně technické myšlení je, musíme se zaměřit nejen na literaturu Českou, ale zejména pak na literaturu zahraniční. Technické myšlení jako pojem bývá často zaměňováno, nebo nahrazováno pojmy Kreativita, popřípadě technická kreativita. 1.1. Charakteristika pojmu1 Člověk se odnepaměti snaţí o změnu prostředí kolem sebe za pomocí techniky. Jako myslící bytost to vlastně dělal uţ v pravěku, kdy pomocí jednoduchých nástrojů lovil zvěř, nebo maloval. Dalo by se tedy říci, ţe uţ odedávna klade mezi sebe a přírodu uměle vytvořené prostředí a je to jeho přirozenost. „Pro techniku platí, ţe je dána jak subjektivními cíli jednotlivce, tak celé společnosti a vymezena objektivními moţnostmi. To vše vyţaduje specifické postupy, metody a způsoby myšlení, které jsou také předmětem výuky technických předmětů.“ [Špalek, K., 2011] Pojmem technické myšlení lze mimo jiné vyjádřit tvůrčí a kritické myšlení. „Na základě informací jsou v tomto myšlení vytvářeny znalosti o rozdílech a shodách předmětu myšlení, o základech tohoto předmětu, o jeho podstatě a souvislostech. Tyto vědomosti mohou být posléze vyuţity tvůrčím způsobem, například pro stanovení hypotézy, nebo nové situace, které budou kritickým myšlením posouzeny.“ [Špalek, K., 2011] Technické myšlení je takovou specifickou formou myšlení, které je vymezeno předmětem (kterým se zabývá) a jeho specifiky. Po obsahové stránce je pojem velmi rozmanitý, nicméně je rozmanitá i technika sama. Můţeme tedy navíc rozlišovat stupně, jako jsou například laik, amatér a profesionál. Tato úroveň se v průběhu času mění se vzděláním nebo vlivem vyspělosti techniky. Zajímavé by bylo například srovnání vědomostí Thomase Edisona s dnešním absolventem střední školy. Důleţité je, aby poţadavky kladené na 1

ŠKÁRA, Ivan. Úvod do teorie technického vzdělávání a technické výchovy ţáků základní školy. 1. vyd. Brno : Masarykova univerzita v Brně, 1993. 33 s. ISBN 8021007435. ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s.

7

technické myšlení byly v praktických situacích blíţe vymezeny. Důleţitou úlohou pro základní školy je vychovávat své ţáky k tzv. technické gramotnosti. To v praxi znamená, ţe cílem technických předmětů na základní škole je technická gramotnost absolventa. Technické myšlení má také řadu svých specifik, které vyplývají z charakteru techniky. Jedním takovým specifikem je souvislost teoretických sloţek a relace účel – prostředek. Jde zde o optimální způsob za jakých podmínek dosáhnout poţadovaného účelu. Zde tedy můţeme vidět jeden z významů základních stránek techniky a technického myšlení. Při činnostech s technikou musíme vyloučit zanedbání jakékoliv technické nebo netechnické souvislosti. Pro splnění cíle nebo účelu je moţno pouţít nejrůznější technické znalosti nebo prostředky. Zde tedy uplatňujeme výhradně hodnotící a kritické myšlení. Podobně jako v kreativitě, které bude patřit následující kapitola, se v souvislosti s technickým myšlením setkáváme s pojmy analýza, syntéza, abstrakce, konkretizace, klasifikace a analogie. Pohled na celek je důleţitý právě pro to, ţe celek je rámcem částí řešeného problému. V souvislosti s hledáním publikací o technickém myšlení bývá nejčastěji z českých spisovatelů odborné literatury citován I. Škára.2 “Škára povaţuje technické myšlení v návaznosti na technickou představivost za jistou kvalitu myšlenkových operací (ţák si umí vybavit dosud neexistující výrobek. Zároveň vidí jeho konečnou podobu funkci…). Je to víceméně analýza představy výrobku a aktivování dosavadních „vědomostí, dovedností a zkušeností, které mohou být vyuţity k vyřešení dílčích problémů konstrukce i postupu výroby výrobku a konečná syntéza všech pouţitelných realit, jíţ řešitel dospěje k vytvoření projektu, tj. k úplnému vyřešení konstrukce i postupu výroby výrobku“.“ [Špalek, K., 2011] Škára, obdobně jako jiní autoři z tohoto období, se bohuţel zaměřuje na oblast vytvoření výrobku. Dnešní přetechnizovaný svět nám jiţ bohuţel neumoţňuje přemýšlet o technice pouze jako o nástroji na výrobu techniky, ale je třeba také přemýšlet o věcech jako je údrţba, jak techniku správně uţívat, nebo recyklace po dosaţení expirace ţivotnosti.

2

ŠKÁRA, Ivan. Úvod do teorie technického vzdělávání a technické výchovy ţáků základní školy. 1. vyd. Brno : Masarykova univerzita v Brně, 1993. 33 s. ISBN 8021007435. ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s.

8

Pokud se tedy podíváme například do sousedního Polska, můţeme povaţovat za přínos v oboru technické myšlení, bádání psychologa E. Franuse. Jeho práci u nás představil opět zahraniční, tentokráte slovenský autor I. Krušpán, který přeloţil do slovenštiny Franusovu definici pojmu technické myšlení. „Technické myslenie je proces odráţania a vyuţívania prírodných zákonov a technických princípov v technických výtvoroch a v technologických procesoch.“3 Pokud se nad touto definicí zamyslíme, je patrné, ţe Franus se snaţí poukázat na dvojí povahu technického myšlení, tedy na dva procesy, proces poznávací a proces konstruktivní. 1.2. Dvojí povaha technického myšlení dle Franuse4 Kognitivní myšlení má vţdy analytický charakter, zatímco kreativní myšlení (konstrukčního typu) má vţdy syntetický charakter. Při řešení problémů má kognitivní myšlení vţdy pomocnou funkci přípravy intelektu na kreativní syntézu. Kreativní myšlení tedy navazuje na „obsah“ kognitivního myšlení. Oba procesy tak hrají roli při řešení problémů, nejsou ovšem identické. Je-li analýza základní rys kognitivních procesů ve vědě i v technologii, a syntéza je základní rys kreativních procesů, znamená to, ţe existuje psychologická hranice mezi kognitivními a kreativními procesy probíhajícími při myšlení, mezi analýzou a syntézou a to jak při vědeckém, tak technickém myšlení. Je to prostupná, přechodová hranice, která rozděluje proces myšlení na dvě části: na kognitivní, analytickou část a na kreativní (konstrukční) část. Prostupná, přechodová hranice je druhem Rubikonu překonávaným při myšlení (vědomě nebo nevědomě) pro získání nové kvality. To nastává, kdyţ myšlení shromáţdí dost informací a reflexí, tzn. produktivní obsahy, které v souladu se zákony dialektiky umoţňují přechod kvantity v kvalitu. Tato nová kvalita i nadále „poţaduje dodávání“ detailů, ale uţ vytváří náznak řešení problému. Proto je výše uvedená 3

KRUŠPÁN, I. Rozvíjanie technického tvorivého myslenia v procese technickej záujmovej činnosti. In

Rozvíjanie tvorivých činností v pracovnej výchove. Banská Bystrica : Pedagogická fakulta, 1985, s. 47 – 58. 4

FRANUS, E. The Dual Nature of Technical Thinking. In Technology as a challenge for school curricula.The

Stockholm Llibrary of Curriculum Studies. Stockholm : Institut of Education Press, 2003, s. 141 – 144. ISSN 1403-4972. ISBN 91-7656-543-2.

9

přechodová hranice současně symbolem přechodu od analýzy k syntéze, od kvantity ke kvalitě, od kognitivního ke kreativnímu procesu, od zjišťování k tvořivé akci. Otázka přechodu je tedy otázkou splnění podmínek nezbytných pro řešení problému. Myšlení jako kognitivní proces ustává jen při efektivním ukončení průběhu činnosti. Proto jsou definice popisující myšlení jen jako kognitivní proces klamné, jsou barierou výzkumu tvořivého myšlení ve všech disciplínách vědy a technologie. Myšlení zaměřené na řešení problémů můţe být dvojí struktury: - homogenní struktura pouze kognitivního typu, jde-li o neproduktivní (bez nového výsledku) proces, limitovaný znalostmi obsahu problému a nevedoucí k vyřešení problému, - duální struktura, tzn. má kognitivní, kreativní stránku a tedy produktivní výstup. Myšlení u jednoduchých problémů má vţdy duální strukturu a nejjednodušší alternativu: být obeznámený s obsahem problému a jeho řešením. U komplexních, komplikovaných a produktivních (přinášejících nový výsledek) problémů má myšlení také duální strukturu, ale jeho průběh je komplexní a obsahuje mnoho pokusů nebo špatných řešení, oprav, přerušení – aţ do odhalení a akceptování správného řešení, které proběhlo syntézou. Naznačená existence takto „prostupující analýzy“ ukazuje, ţe mentální práce na sloţitém problému nenásleduje podle jednoduchého modelu (nekopíruje jednoduchý model) krok za krokem, ale obsahuje mnoho syntetických mikročástí (mikrosyntéz), které jako spoje v řetězci tvoří komplex konečné kreativní makrosyntézy. Kromě toho, v případech multikomponentního problému mentálně poznávací kreativní či konstrukční struktura vyvíjí „mozaiku“ sloţenou z mnoha mikrosyntetických částí. Technické myšlení, jako jakýkoliv jiný druh kreativního myšlení, není jen kognitivní myšlení, ale komplexní proces dvojí podstaty s respektováním jak jednoduchých, tak i sloţitých problémů, s respektováním struktur jak mikrosyntéz tak makrosyntéz. V současnosti věda a technologie představují dva protipóly, vzájemně spolupracující a doplňující se systémy naší civilizace. Pratyp těchto spojení můţe být jednota „homo cogitans“ a „homo technicus“, kterou je moţné nalézt u primitivního člověka, který se v drsných podmínkách vyvinul do „homo sapiens“. Primitivní kyj, pazourek nebo sekera, které byly pouţívány jako nástroje, nebyly také nic jiného neţ překročení 10

dosavadních mezí u pračlověka, stejně jako ţárovka vynalezená Edisonem nebo dokonce navrţení principu jaderné elektrárny Fermim. Kreativní syntéza ve vědeckém myšlení je jádrem vytváření teorií při vědeckém objevování, zatímco v technologii je jádrem vynalézání a vytváření struktury technických objektů. V obou případech se zabýváme konkrétními či konkretizovanými (objektově zaměřenými) procesy kreativního myšlení, ačkoliv jde o procesy hodně odlišné kvality. Oba se rozvíjejí ve sféře pojmů a představ, ale první uvedené procesy vţdy zahrnují tvar slov a vět, zatímco druhé uvedené předpokládají zobrazení a konkrétní materiální substanci. Kognitivní myšlení představuje různé funkce v průběhu kreativních i analytických procesů. Ve vědecké tvorbě slouţí jako výzkumný proces připravující soubory informací pro formování teorie nebo jako poznávací proces pro seznámení s obsahem řešených problémů V netvořivých situacích má různé funkce v kaţdodenním ţivotě: rozlišovací funkce v prostředí, řídící funkce při ovládání vozidla či pouţívání nástrojů, dále pozorovací a kontrolní funkce. V technické tvorbě to platí alespoň pro čtyři obecné situace: zajištění informací pro seznámení se s obsahem problémů; poznání vědeckých teorií, technologických principů, pravidel atd.; kontrola průběhu výrobních činností; kontrola činnosti dokončeného objektu. V kaţdé z těchto situací výsledky poznání (volby, rozhodnutí) jsou aktem tvořivé syntézy, klíčové elementy pro dokončení kreativního procesu. Technické myšlení jako konkretizovaný proces je odlišné od jiných konkretizovaných procesů tím, ţe se zabývá vytvářením umělého světa, konstruováním objektů a technologií v nejširším smyslu. Avšak s ohledem k procesním, psychologickým aspektům je to charakterizováno typicky duální kognitivní a kreativní (konstrukční) strukturou (stejně jako jiné konkretizované procesy – hudební, umělecké, literární). V komplexních vědách (např. ergonomie) dvojí podstata duševních procesů zůstává nezměněna. Došlo k obohacení empirické metody, která usnadňuje mnohoaspektové poznání skutečnosti a adaptace tvorby technologie a techniky pro očekávání společnosti.

11

1.3. Členění obsahu technického myšlení dle Franuse5 1. Praktické myšlení (practical thinking) jednoduché rutinní aktivity řízené myšlením - manipulace s nářadím, jednoduchá výroba, manipulativní myšlení - montáţ a demontáţ technických zařízení, zjišťování - diagnostika, zkoumání nových výrobků. 2. Vizuální myšlení (visual thinking) reproduktivní myšlení - čtení technických nákresů, tvořivé myšlení - plánování, konstruktivní práce od jednoduchého náčrtu k nákresům, modelům. 3. Intuitivní myšlení (intuitive thinking) vylepšení existujících nebo utvoření nových konstrukcí. 4. Koncepční myšlení (conceptual thinking) zaloţeny převáţně na myšlenkových operacích obsahujících slova a popisy, postaveno na systémech pojmů nebo technických kategorií vyskytujících se ve vysvětleních, důkazech a v plánování. Analytický a syntetický způsob myšlení.

1.4. Rozvíjení technického myšlení „Proces řešení technických problémů a s tím související metody příslušné k jednotlivým krokům řešení od výchozího k cílovému stavu jsou proto samy o sobě předmětem výuky, která tak má být blízká heuristické metodě.“6 Motivace ţáků spočívá v zadávání takových úloh, které ještě nebyly vyřešeny. Ţáci cítí výzvu a výuka je tak i baví. My jako učitelé máme na výběr, zda se rozhodneme ţákům přednášet jen holá fakta a bazírovat na jejich následné reprodukci, nebo ţáky motivovat a nabízet jím výuku formou, která je bude bavit, nechat si na fakta sáhnout. Například J. Piaget říká, ţe vědomost nemusí být kopie reality, poznání objektu předpokládá manipulování, modifikaci, porozumění podstatě a souvislostem. V mnoha publikacích lze zaznamenat, ţe rozvoj technického myšlení spočívá právě v řešení problémových úloh. 5

FRANUS, E. The Dual Nature of Technical Thinking. In Technology as a challenge for school curricula.The Stockholm Llibrary of Curriculum Studies. Stockholm : Institut of Education Press, 2003, s. 141 – 144. ISSN 1403-4972. ISBN 91-7656-543-2. 6

ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s.

12

V literatuře rozlišujeme dva základní pojmy (druhy) technického myšlení, technické funkční a technické konstrukční. Technické funkční: Zaměřuje se na chápání pohybového, nebo také jiného působení v objektu. V této souvislosti můţeme najít v literatuře pojmy jako je způsob působení, místo působení, spolupůsobící členy, podmínky působení, princip funkce a chování. Technické konstrukční: Zaměřuje se na existující objekty a pomocí jejich přestavby a zjednodušení vytváří objekty nové. Tento způsob je zejména vhodný pro vyuţití ve výuce, protoţe ţák má dostatek prostoru pro tvoření objektu, můţe libovolně kombinovat, doplňovat, přestavovat aţ do konečné fáze objektu. Je to vlastně jako kdyţ namalujeme na tabuli obrazec a ţáků se odděleně zeptáme, co jim obrazec připomíná, v takovém případě nikdy nedostaneme jednu stejnou odpověď. Postup řešení technických problémů ve výuce podle C. Gilberta:7 rozpoznání, popř. nalezení problému; zkoumání - hledání potřebných údajů; návrh řešení; vlastní řešení; zhodnocení - v případě úspěchu by měl být „výsledek“ zapamatován - jde o „naučení obsahu“, v případě neúspěchu nebo jen částečného úspěchu se postup „opakuje“ od fáze zkoumání

Obr. č. 1 – grafické znázornění postupu řešení technických problémů 7

GILBERT, C. Technika dla najmlodszych. 1. vyd. Warszawa : Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 1995. ISBN 83-02-05612-X.

13

2. Kreativita 2.1. Definice Kreativity Kreativita patří k člověku asi jiţ od počátků, kdy začal myslet a tvořit. Samotné slovo kreativita vzniklo odvozením latinského slova „CREO = TVOŘÍM“. Od slova tvořit také vznikl český název pro kreativitu a to je „tvořivost“. Kreativita se zejména definuje jako duševní proces, který zahrnuje generování nových nápadů, nebo propojením (kombinací) dvou starých nápadů do jednoho. Pokud takto vzniklý nový nápad má svoji hodnotu a význam, pouţíváme označení originalita, popřípadě uţitečnost. 2.2

Třídy (klasifikace) tvořivosti

Stupně tvořivosti dle Maňáka 8 Tvořivost expresivní (spontánní) – ţivelné produkty vznikající z náhlého vnuknutí, ze silného nutkání Inovativní – inovace, obnovení, novinka ve vztahu k běţnému úzu, záměrné úsilí vykonat něco netradičního Inventivní – vysoká originalita, objektivně uznávaný přínos, zcela nové řešení Emergentní – projev génia Tvořivost taktéţ můţeme rozčlenit na základě lidské činnosti. Tradičně je tvořivost členěna na tvořivost uměleckou a vědecko-technickou. Avšak Hlavsa ve své publikaci „Stručný nástin metodiky tvořivé práce ve škole“ upozorňuje na společné znaky tvořivosti v obou oblastech: „Umělecká tvorba je projevem téhoţ tvůrčího potenciálu jako jiná tvorba, ale zatím co výsledky vědy a techniky pronikají do lidské činnosti ve smyslu objektivního zkoumání a přetváření světa i člověka, umění hledá především lidské rozměry tohoto pronikání. Umění završuje vývoj člověka a jeho díla, započatý vědeckými a technickými prostředky.“9 Hlavsa také upozorňuje na fakt, ţe umělecké dílo více neţ vědecké a technické vyvolává tvůrčí proces i u recipienta.

8 9

MAŇÁK, Josef. Stručný nástin metodiky tvořivé práce ve škole. Brno : Paido, 2001. 46 s. ISBN 8073150026. HLAVSA, Jaroslav. Psychologické základy teorie tvorby. Vyd. 1. Praha : Academia, 1985. 353 s.

14

2.3 Technická kreativita Jedním ze specifických oborů tvořivosti (kreativity) je technická tvořivost (kreativita). Tato tvořivost je zcela závislá nejen na výsledcích vědeckých poznatků a technologie v daném oboru, ale nemalou měrou také na úrovni vědeckého myšlení a teorií zdůvodněné praxi a metodice technické tvorby. Pod tímto pojmem si tedy můţeme představit práci, jejíţ výsledek je vyjádřen novými kombinacemi technických postupů, konstrukcí, nebo myšlenek. Tento proces vyţaduje vysokou motivaci, nápady a jejich kombinaci. Výsledkem tohoto procesu je pak vytvoření něčeho nového, originálního, neotřelého. Na rozdíl od vědeckých disciplín, kde je výsledkem zkoumání „objev“ (odkrytí zákonitosti jiţ v přírodě existující), je výsledkem práce u technika „vynález“, popřípadě „zlepšovací návrh“. Rozdíl také nastává v chápání vlastnictví produktu, protoţe zatímco objev můţeme chápat jako vlastnictví všech (nelze přímo zpeněţit), tak vynálezy a zlepšovací návrhy si jejich autor můţe chránit. Vynálezy snadno zaregistrujeme na příslušném patentovém úřadě, a pokud náš vynález chce někdo vyuţít pro komerční vyuţití, musí odvést vynálezci předem stanovenou finanční autorskou odměnu. Obdobně si lze představit autorské odměny při umělecké kreativitě, coţ je jistá paralela. Člověk vyzkoumal tón, ale nevytvořil ho, teprve pořadím tónů sloţí píseň, jímţ je autorem a pokud je registrován v ochranném svazu autorském (patentový úřad pro umělce), dostává za reprodukci svého díla odměnu. Obdobně jako většina procesů má i proces technické tvořivosti svoji metodiku, kterou v tomto případě nazýváme „metodika tvůrčí činnosti“. Metodikou rozumíme obecně souhrn metod, postupů a pravidel, jejichţ dodrţování a uţívání nám pomáhá k dosaţení správného výsledku. Znalost metodiky tvůrci pouze napomáhá, ale nenahrazuje znalost problému, vzdělání nebo samotné tvůrčí myšlení. Pod touto větou si lze představit důchodkyni, která si koupí skříň v Ikei, domů ji dovezou díly, šrouby a návod (metodický postup), ale pokud není zručná a technicky zdatná, skříň si sama nepostaví. Metodika je zároveň i výchovným prostředkem, který napomáhá při formování a rozvoji osobnosti. Pokud se podíváme kousek zpět do historie, je na první pohled zřejmé, ţe spousta tehdy neřešitelných problémů je dnes samozřejmostí našeho kaţdodenního ţivota a některé oblasti se stále rozvíjejí aţ za hranice chápání. Vše souvisí s tím, ţe za posledních 100 let došlo k obrovskému nárůstu teoretických znalostí snad ve všech oblastech vědy.

15

Základní etapy tvůrčí práce:10 1. Stanovení technického problému nebo úkolu 2. Shromaţďování znalostí (sběr, klasifikace a hodnocení informací o problému) 3. Hledání řešení problému 4. Konstrukční nebo technické řešení problému 5. Implementace řešení 6. Znalost přírodních zákonů (umoţňuje vynálezci orientovat se v jeho bádání rychleji a předvídat výsledky jeho tvůrčího procesu) Jako příklady tvůrčí práce a originality a zlepšovacího návrhu si můţeme uvést například parní stroj, který zcela změnil ţivot v 19. století. Ačkoliv se výhradně ţáci učí o Jamesi Wattovi, jakoţto vynálezci parního stroje, on byl pouze zlepšovatel Newcomennova parního stroje. Rozdíl jeho zlepšení tehdy spočíval v odděleném kondenzátoru od pracovního válce, čímţ rapidně stoupla účinnost stroje. Tento zlepšovací návrh, měl však za následek, ţe se stal parní stroj v praxi mnohem vyuţitelnější a došlo k jeho masovému rozšíření do celého světa. Vynálezce můţe svoji původní myšlenku také upravit tak, jak tomu bylo u Rudolfa Diesela. Ten původně zamýšlel zkonstruování motoru na spalování uhelného prachu, ale od myšlenky upustil a konstruoval motor na naftu, v principu, jak jej známe dnes. „Velmi důleţitým znakem správného stanovení a důleţitosti technického problému je připravenost vynálezce tento problém řešit. Je to jeho zaujetí problémem, správné zaměření, hluboké poznání, vyvinutá obrazotvornost a schopnost úsudku.“11 Hlavními prameny shromaţďování informací jsou:12 1. Vlastní představy a zkušenosti 2. Zkušenosti a znalosti kolektivu 3. Zkušenosti a znalosti společnosti

10

BENEŠ, P.; VALÁŠEK, M. Metody tvůrčí práce zvyšující tvůrčí potenciál. Praha : BEN - technická literatura, 2008. ISBN 9788073001926. 11

ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s. 12

MURAKAMI, T. Creativity and Innovation Management. [trans.] Autor. Creativity and the Next Generation of Japanese-Style Management. s.l. : Blackwell Publishing Ltd, 1994, Vol. III, pp. 211–220.

16

Zásady hodnocení a shromaţďování materiálů dle Murakamiho13 Při pátrání po technické kreativitě nás nyní bude zajímat podle jakých zásad můţeme hodnotit shromáţděné materiály. Tato podkapitola je součástí technické kreativity a nabízí pohled na tuto problematiku za pomocí poznatků Japonského vědce Murakamiho, který se zabývá zejména propojením technické tvořivosti a managementu. Z anglicky psané publikace Creativity and Innovation Management přeloţil K. Špalek. 1. Nejprve je zapotřebí předběţně zhodnotit a oddělit důleţitější fakta a informace od druhořadých. Druhořadá fakta však nelze přehlíţet, protoţe při tvůrčím řešení není vyloučeno, ţe zdánlivě bezvýznamná fakta mohou být v konečné fázi rozhodující. 2. Nesmíme přejímat fakty a tvrzení jako prokázané a pouţitelné. Smysl a význam jednoho kaţdého faktu je třeba odhalit a zjistit, jestli je ojedinělý, náhodný, zastaralý… 3. Nesmíme se spokojovat s hotovým vysvětlením faktů a jevů, která nám podali jiní, i kdyţ byli jakkoliv uznávaní. Je totiţ známo, ţe jednu a tu samou věc, mohu různí lidé vysvětlovat různě. 4. Klíčem k pochopení jakéhokoliv předmětu, nebo procesu je odpověď na otázku, není-li proces nebo předmět analogický s jinými procesy, nebo předměty. To znamená, ţe při snaze pochopit, musíme srovnávat neznámé se známým. Analogie nám však nezaručuje správné závěry a nejkratší cestu k cíli. Někdy je proto výhodnější řešit cestu k problému protikladem analogie.

Při řešení technických problémů se v našich zeměpisných šířkách vyuţívá takzvané taxonomie výukových cílů, která pochází od Amerického vědce Benjamina Blooma, ten ji ve své taxonomii výukových cílů řadí mezi vzdělávací okruh. „Analýza (rozčlenění, rozbor) je metodou, při níţ poznáváme nebo zkoumáme objekt rozdělením na jeho jednotlivé části. Syntéza (spojení) je potom metodou zkoumání objektu, při níţ pohlíţíme na jeho celistvost a vzájemných vztahů jeho částí.“14

13

MURAKAMI, T. Creativity and Innovation Management. [trans.] Autor. Creativity and the Next Generation of Japanese-Style Management. s.l. : Blackwell Publishing Ltd, 1994, Vol. III, pp. 211–220. 14

ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s.

17

„Analýza je tedy jakýmsi prostředkem zkoumání, který umoţňuje v rozmanitosti jevů, vlastností a specifických stránek objektu odhalit to zásadní, nebo základní stavební kameny jeho podstaty.“15 Analýza a syntéza jsou dva ostře oddělené a zdánlivě opačné způsoby myšlení, nebo zkoumání, ve skutečnosti je to však trošku jinak, protoţe v kaţdém cyklu logického myšlení tvoří jednotu. Syntézu objektu nelze učinit bez předešlé analýzy! [Pecina, 2008] „Dalším z pojmů je Abstrakce (vzdálení, odtaţení). Je to taková metoda poznávání, u které se snaţíme odpoutat se od mnoţství zřejmých, ale nepodstatných jednotlivých nahodilých znaků nebo vlastností objektu a snaţíme se zaměřit pouze na to nejdůleţitější. A jak říkával jiţ Jan Amos Komenský, posléze je nutné se zase vrátit od abstraktního ke konkrétnímu. Zobecňování je jednou z nejdůleţitějších vlastností lidí, kteří objevují nebo vynalézají. Kaţdý velký vynález, nebo objev shrnuje výsledek celé etapy v rozvoji jednoho nebo druhého odvětví ve vědě a technice. Zobecňování není moţné bez třídění! Pojem třídění si lze představit jako logický přechod od širšího pojmu k uţšímu.“ [Špalek, 2011] Jako poslední pojem v technické kreativitě je Fantazie (představa). Fantazie v technickém slova smyslu se dá vyjádřit jako psychické vytváření nových představ na základě zpracování dřívějších pojmů. Fantazie, nebo chcete- li českým ekvivalentem obrazotvornost, je nekonečným zdrojem původních myšlenek. Jakékoliv poznání, které je však zaloţeno na intuici, musí být logicky dokázáno a prověřeno praxí nebo experimentem. Logika sama přitom nedává dohromady zákony správného myšlení ani je nepředepisuje. Zabývá se výhradně dokazováním pravd. [Kropáč, 2010]

15

ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s.

18

3. Historie kreativity Lidská tvořivost je stará vlastně jako lidstvo samo. Výsledky její činnosti nás obklopují na kaţdém kroku a bez ní by člověk byl pořád jen zvířetem. S klidným svědomím zde mohu uvést, ţe tvořivost je vlastně projevem lidství. Je skoro aţ nemoţné co člověk za dobu jeho existování na naší malé planetě dokázal okolo sebe vytvořit. Začalo to uţ hodně dávno, kdy kvůli potřebě obţivy začal vyrábět jednoduché zbraně a pasti. Po osvojení dovednosti v lovu, aby lépe uspokojil primární lidskou potřebu (hlad), začal přemýšlet nad ovládnutím ohně. Objevoval a vytvářel jednoduché zápalné mechanismy s vyuţitím přírodních prostředků, které leţely vedle něj. Takto bych mohl psát do nekonečna, protoţe objevů člověka neustále přibývá a to také díky technice, která je také produktem lidské tvořivosti. Pojďme si tedy ukázat, jak zkoumaly tvořivost vědci v době nedávno minulé. 3.1

Zkoumání kreativity v minulosti16 Nejstarší výzkumy v minulosti můţeme najít v souvislosti s rozborem biografií

významných osobností. Polemika se tehdy vedla zejména o roli dědičnosti vloh a o úĺoze prostředí. Konkrétněji o její roli při rozvíjení kreativity. V době mezi světovými válkami se dva vědci C. M. Cox a M. Terman zabývali výzkumem a problematikou dětí s vysokým IQ (tzn. s IQ nad 130). Největší rozpory tehdy sledovali u ţen. Pouze 10% ţen bylo schopných dosáhnout stejné úrovně vzdělání na vysoké škole jako muţi. Chalupa (2005) poukazuje na tento výzkum s odůvodněním, ţe se jedná o důkaz existence dalších podmínek společenského a ekonomického rázu při uplatnění. J. Rossman v roce 1931 zase pro změnu věnoval svoji publikaci psychologii vynálezce. Za zmínku také stojí E. T. Bell, ten zkoumal osobnosti matematiků. Dá se říci, ţe meziválečné období je bohaté na zkoumání tvořivosti zejména v USA. Po ukončení 2. Světové války úspěšně navázala na výzkumy svých předchůdců E. Roeová. Roeová zavedla vyuţití standardizovaných testů, rozhovorů a projekčních metod pro zjištění osobnostních rysů vědců. Bylo jí však vytýkáno zdůrazňování zkušeností nabytých v raném dětství. W. D. Mackinnon v roce 1962 na univerzitě v Kalifornii vedl výzkum o osobnostních rozdílech kreativních matematiků, architektů a spisovatelů. Cattrell a Drewdahl 16

PECINA, Pavel. Tvořivost ve vzdělávání ţáků. 1. vyd. Brno : Masarykova univerzita, 2008. 99 s. ISBN

9788021045514.

19

v Cattrellově škole sestavili dotazník 16 P.F. (šestnáctifaktorový dotazník). Tento dotazník spočíval ve vyplnění skupinou významných pracovníků z oboru biologie, fyziky a psychologie a posléze srovnáním s výsledky dotazníku skupiny administrátorů, učitelů, umělců a spisovatelů. Výsledkem tohoto výzkumu bylo zjištění podobností mezi biology, psychology a fyziky. Nad výsledky psychologického bádání o tvořivosti se v padesátých letech minulého století zamýšlel J. P. Guilford. Guilford zjistil ţe z celkového mnoţství 121 tisíc psychologických publikací vydaných za období 23 let se pouze 186 věnuje kreativitě. Toto zjištění bylo impulzem pro radikální expanzi publikační činnosti a výzkumu kreativity. Někteří vědci také v těchto souvislostech označují padesátá léta za dobu zrodu novodobého zkoumání kreativity. V tomto „zlatém“ období se vydalo nepřeberné mnoţství publikací jak z oblasti pedagogiky, tak psychologie, které se kreativitou ať uţ přímo, nebo nepřímo zabývají. Pro dnešní „moderní“ pedagogiku má pojem kreativita zásadní význam. Je důleţitým prvkem ve výchovně vzdělávacím procesu, konkrétně z pohledu efektivity realizace komplexního rozvoje ţáka. Během několika posledních dekád jde souběţně s pedagogikou i psychologie, která se má významně podílet na výzkumu tvořivého myšlení. Úloha psychologické vědy na tomto výzkumu, je dopodrobna rozpracovat a rozčlenit psychologii kreativity. Zrod psychologie kreativity se datuje právě k začátku padesátých let. Pedagogika vyuţívá psychologické objasnění pro vypracování koncepcí výchovy, podstatu rozvoje tvořivosti ţáků ve výuce. V české republice se začíná hojně publikovat aţ v polovině devadesátých let minulého století. Tato díla jsou v praxi velmi dobře pouţitelná. Ze známých autorů můţeme jmenovat například Maňáka, Pecinu, Švece, Lokšovou a Lokšu, Skalkovou… Výzkumem technické kreativity, jako specifického druhu kreativity, se u nás zabýval jako jeden z mála M. Wimmer. Jak bylo uvedeno v předešlé kapitole dokumenty typu technická tvořivost a technické myšlení se u nás objevují jen velmi zřídka. Jinak je tomu v okolních státech, například na Slovensku, nebo v Polsku, kde se technickou kreativitou zabývá více autorů. Pecina (2008) ve své publikaci Tvořivost ve vzdělání ţáků poukazuje na smutný fakt, ţe problematika rozvoje technické tvořivosti ţáků na druhém stupni základních škol není dostatečně rozpracována, s čímţ nezbývá neţ souhlasit.

20

S kreativitou se často úzce spojuje i problematika problémové výuky, které zpracovávali polští autoři W. Okoň a Kupisiewicz, nebo ruští autoři Machmutov a Maťuškin. V ČR psali díla zabývající se problematikou problémových úloh například Hlavsa, Maláč nebo Holubová. Hlavsa vyznával názor, ţe problémová výuka je pro rozvoj tvořivosti ţactva velmi důleţitou součástí. Pokud se ohlédneme do odvětví technické výchovy ţáků, nacházíme publikace od Okoně nebo Koţuchové. Problémovou úlohu fyziky prezentují E. Kašpar a M. Kličková. Ve druhé polovině 20. stol. Bylo na našem území několik experimentů, které se zabývaly efektivitou problémové výuky. Zkoumaly, jestli jsou problémové úlohy ve vztahu k tvořivosti kreativní. Pro naši práci bude důleţitý experiment, který provedl ve školním roce 1961/1962 ve městečku Zelená hora H. Pochanke. Pochanke si tak chtěl ověřit přednosti vyuţívání tehdy nové metody problémových úloh v hodinách technického vyučování. Výzkum byl tehdy prováděn mezí ţáky 6. tříd. Celkem vyčlenil čtyři skupiny, z toho tři vyuţívaly moderní problémové výuky, jedna byla dle jeho označení kontrolní a pouţívala klasických výukových metod. Předpoklad se tehdy potvrdil a skupiny s experimentální výukou za pomoci problémových úloh měla lepší studijní výsledky a znalosti neţ skupina kontrolní s tradiční výukou. [Pecina, 2008]

4. Učební pomůcky a jejich vyuţití ve výuce technických předmětů Moderní doba a moderní mládeţ vyţaduje, aby vyučující nepředávali jen zkušenosti a vědomosti, ale zejména, aby ţáky, kteří mají čím dál ve větší míře problémy s pozorností, dokázali zaujmout a pobavit. Většina učitelů ani sama nechce, aby jejich výklad byl jen verbální nebo nonverbální, ale snaţí se ve výuce vyuţívat nejrůznějších pomůcek, které jejich výuku zefektivňují a zpestřují. Dá se říct, ţe je výuka pestřejší jak pro ţáky, tak pro učitele. Mnou dotázaní učitelé se shodují, ţe s pomocí učebních pomůcek je mnohem snazší s ţáky dosáhnout stanovených cílů, respektive ţáci snáze akceptují učitelem stanovené cíle. Ţáci nechtějí být vedeni jen k pouhopouhému naslouchání výkladu a jeho následovné interpretaci při ústním zkoušení, ale mohou, pokud problému rozumí, přímo demonstrovat, manipulovat s předměty, nebo jejich funkčními modely. Důleţitá je hlavně aktivizace ţáků při vyuţití pomůcek. Hlavní zásluhou aktivizace ţáka je v tomto případě, ţe mu umoţňují bezprostřední zkoumání objektů a experimentování.

21

4.1

Co rozumíme pojmem „Učební pomůcka“ Pod pojmem učební pomůcka si toho můţeme představit mnoho, ale přesnou definici

publikoval J. Průcha v roce 2003 ve svém pedagogickém slovníku následovně: „učební pomůcky jsou předměty zprostředkující nebo napodobující realitu, napomáhající větší názornosti nebo usnadňující výuku „17 nebo chcete-li podle pedagogického slovníku B. Kujala: „učební pomůcky jsou přirozené objekty nebo předměty napodobující skutečnost nebo symboly, které ve vyučování a učení přispívají jako zdroje informací k vytváření, prohlubování a obohacování představ a umoţňují vytvářet dovednosti v praktických činnostech ţáků, slouţí k zobecňování a osvojování zákonitostí přírodních a společenských jevů. Pouţívají se především proto, aby se vytvořily podmínky pro intenzivnější vnímání učební látky, aby do celkového procesu bylo zapojeno co nejvíce receptorů, především zrakových a sluchových“ 18 4.2

Uţití učebních pomůcek ve výuce19 Jak se často uvádí, výuka je značně sloţitým a provázaným procesem. Kvůli

jednoduchosti pochopení se provádějí jistá zjednodušení, jichţ je posléze vyuţíváno. Něco podobného uvádí J. Maňák ve svém Nárysu didaktiky20. Podle něj byla výuka po dlouhou dobu chápána jako celek, který se skládá ze tří sloţek (tzv. didaktický trojúhelník). Tyto sloţky jsou: obsah, učitel a ţák. Maňák tyto sloţky upravil, podle něj se výuka obecně vyznačuje vzájemným působením čtyř sloţek: obsah výuky, učivo, jeho struktura učitel, vyučování, tj. zprostředkování učiva ţákům, řízení jejich učební činnosti ţák, učení, tj. proces osvojování učiva ţáky didaktické prostředky, tj. učební pomůcky a technické vybavení, umoţňující zefektivnit výchovně vzdělávací proces

17

PRŮCHA, J; WALTEROVÁ, E; MAREŠ, J. Pedagogický slovník. 4. aktualizované vyd. Praha : Portál, 2003. 322 s. ISBN 80-7178-772-8. 18

KUJAL, Bohumír. Pedagogický slovník. 1. vyd. Praha : Státní pedagogické nakladatelství, 1967. 533 s.

19

ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s. 20

MAŇÁK, Josef. Nárys didaktiky. 3. vyd. Brno : Masarykova Univerzita, 2003. 104 s. ISBN 80-210-3123-9.

22

Obr. č. 2 - Komponenty v grafické podobě (MAŇÁK, J.; 2003, str. 69)

V dnešní době se častěji setkáváme s názvem „didaktické prostředky“, coţ je však termín, který se spíše pouţívá pro skupinu materiálních didaktických prostředků. J. Maňák v nárysu didaktiky21 uvádí, ţe analytický přístup k pedagogickým kategoriím si ţádá, abychom pojem didaktické prostředky vztahovali jen na objekty a jevy materiální povahy. Dnes mohou kantoři vyuţívat ohromného mnoţství učebních pomůcek a kaţdý můţe vybrat, která pomůcka bude pro jeho obor ta nejvýhodnější. Nabídky firem, které tyto pomůcky vyrábějí, stále roste. V tomto roce (2013) se hodně rozmáhají elektronické učebnice do tabletů, v prakticky kaţdé škole najdeme interaktivní tabule a počítačové učebny jsou jiţ dnes samozřejmostí. Otázkou je, jestli tato „vizualizace“ výuky bude prospěšná… Je krásné vidět model motoru ve 3D na tabletu a skládat si jej z jednotlivých částí bez rukou zamazaných od oleje, ale opravdu tím nebude trpět rozvoj motorických dovedností ţactva? To asi ukáţe jen čas. V učebních pomůckách jsou patrné rozdíly v jejich kvalitě a kvantitě, učitel proto musí při přípravě na kaţdou hodinu vybírat z pomůcek uvědoměle a odůvodněně, na základě jistých hledisek. Doporučení postupu při volbě vhodné učební pomůcky publikovala J. Skalková22.

21

22

MAŇÁK, Josef. Nárys didaktiky. 3. vyd. Brno : Masarykova Univerzita, 2003. 104 s. ISBN 80-210-3123-9. SKALKOVÁ, Jarmila. Obecná didaktika. Praha : ISV, 1999. 292 s. ISBN 80-85866-33-1.

23

Skalková dělí učební pomůcky vzhledem23: k cíli, který jeho vyučování sleduje k věku a psychickému vývoji ţáků, jejich dosavadním zkušenostem a vědomostem k podmínkám realizace (vybavení třídy a školy) i zkušenostem a dovednostem učitele Otázka výběru správných učebních pomůcek je souhrnem hodnotícího procesu a úvahou nad řadou faktorů. Tyto faktory však ovlivňují efektivnost vzdělávacího procesu a mohou ji ovlivnit jak pozitivně, tak negativně. P. Bohony ve své publikaci Didaktická technológia (2000) uvádí systém faktorů dle J. A. Romisziwského.24

Obr. č. 3 – Systém faktorů pro výběr učební pomůcky dle J. A. Romisziwského Podle P. Bohonyho by se při pouţívání pomůcek měl učitel řídit jistými zásadami. Tyto zásady však podle něj nemusejí mít všeobecnou platnost. Zásady při pouţívání pomůcek dle Bohonyho [Bohony, 2003] nepopisujeme slovem to, co je ţákům z pomůcky zřejmé, podle druhu pomůcky zvolíme didaktickou techniku, kterou připravíme tak, aby se daná pomůcka realizovala nejúčinnějším způsobem, bez časových ztrát nebo naopak podle přístupné didaktické techniky zvolíme adekvátní učební pomůcky

23

24

SKALKOVÁ, Jarmila. Obecná didaktika. Praha : ISV, 1999. 292 s. ISBN 80-85866-33-1. BOHONY, P. Didaktická technológia. 1. vyd. Nitra: UKF, 2003. 176 s. ISBN 80-8050-653-1.

24

aktivizujeme ţáky a snaţíme se o to, aby sami získali co nejvíce informací vloţených do pomůcky doprovodné slovo volíme tak, aby usměrňovalo ţákovu pozornost a jeho učení zamýšleným směrem pomůcku předkládáme ţákům aţ v době, kdy chceme zaměřit pozornost na dané učivo tam, kde je nutno zdůraznit sloţitost jevů, genezí, vzájemné vztahy a souvislosti, dynamiku procesu, necháváme moţnost pro dotváření pomůcky během výkladu přenosový kanál volíme podle poţadavku na efektivnost přenosu informací a interakce mezi vyučujícím a ţákem, ale i z hlediska hygieny duševní práce

Základní znaky učebních pomůcek dle Bohonyho [Bohony, 2003] podstatu pomůcek tvoří signály, které jsou výsledkem látkové povahy pomůcek do těchto signálů jsou vloţené zprávy s učivem, určené na zpracování informací pomůcky simulují objektivní skutečnost (s výjimkou, jestliţe pomůcka představuje skutečný předmět) vyţadují (aţ na výjimky) realizaci pomocí vyučovací techniky rozumové zpracování zpráv s učivem ulehčují předcházejícím smyslovým kontaktem prostřednictvím všech smyslových orgánů předpokládá se, ţe budou do výuky včleněny ve formě demonstrace, nebo budou objekty bezprostřední manipulace ţáků některé pomůcky nejsou účinné bez uvedení do souladu s metodami a dalšími pomůckami vytvářejí společný jazyk mezi učitelem a ţákem, coţ urychluje styk mezi nimi a dělá ho výkonnějším silně motivují edukanta k učení vysoce aktivizují, vytvářejí přechod od neúmyslné k úmyslné pozornosti pomáhají překonávat útlum, který je často přirozenou obranou organizmu proti nadměrnému vyčerpání anebo reakcí na jednotvárnost a nudu 25

Vzhledem k tomu, ţe učební pomůcky jsou velmi odlišnou oblastí s velkou rozmanitostí, je vhodné tyto pomůcky klasifikovat a utvořit přehledný systém podle povahy pomůcek (funkční, nebo tvarové). Hlediska při klasifikaci učebních pomůcek [Bohony, 2003] pedagogicko-didaktické – podle funkce, působnosti a způsobu začlenění do vyučování, podle toho, jak aktivizují edukanta apod. psychologicko-fyziologické – např. podle smyslů, na které pomůcky působí (vizuální, auditivní, audiovizuální, dotykové anebo smíšené), podle stupně poznávacího procesu se pomůcky mohou opírat o konkrétní názor, skutečnost můţe být upravená (symbolické pomůcky) materiálně-praktické – podle druhu pouţitého materiálu, obsahu, formy, (např. pomůcky kovové, dvojrozměrné, trojrozměrné apod.)

Dělení učebních pomůcek dle Rambouska25 originální předměty a reálné skutečnosti přírodniny:

- v původním stavu - upravené

výtvory a výrobky:

- v původním stavu (vzorky výrobků, přístroje, umělecká díla)

jevy a děje:

- fyzikální, chemické, biologické aj.

zobrazení a znázornění předmětů a skutečností modely:

- statické, funkční, stavebnicové

zobrazení:

- prezentovaná přímo - prezentovaná pomocí didaktické techniky (statické, dynamické)

zvukové záznamy:

25

- magnetické, optické

RAMBOUSEK, V. a kol. Technické výukové prostředky. 1. vyd. Praha: SPN, 1989. 302 s.

26

textové pomůcky učebnice:

- klasické, programované

pracovní materiály:

- pracovní sešity, studijní návody, sbírky úloh, tabulky, atlasy

doplňková a pomocná literatura:

- časopisy

pořady a programy prezentované didaktickou technikou pořady:

- diafonové, televizní, rozhlasové

programy:

- pro vyučovací stroje, výukové soustavy či počítače

speciální pomůcky ţákovské experimentální soustavy pomůcky pro tělesnou výchovu

Při pátrání po dalším členění učebních pomůcek, musíme zmínit také autora J. Pavelku. Ten ve své knize Vyučovacie prostředky v technickej výchove, stanovil systém učebních pomůcek pro technickou výchovu. Učební pomůcky rozdělil do desíti skupin (hlavních bodů). Hlavní body pro technickou výuku dle Pavelky26 1) skutečné předměty

5) zobrazení

9) zvukové pomůcky

2) modely

6) audiovizuální pomůcky

10) speciální pomůcky

3) panely

7) literární pomůcky

4) stavebnice

8) vyučovací programy

26

PAVELKA, J. Vyučovacie prostriedky v technickej výchove. 1. vyd. Prešov: FHPV PU, 1999. 199 s. ISBN

80-88-722-68-3.

27

Pokud v literatuře chceme najít obor zabývající se problematikou didaktických prostředků, najdeme název didaktika materiálních prostředků, která se tímto oborem systematicky zabývá. Je to důleţitá oblast, která má vztah s ergonomií, technikou, kybernetikou, teorií informace a podobnými vědeckými obory. Říká se v této souvislosti, ţe jde o nejprogresivnější část didaktiky, protoţe je vázána na technický rozvoj a nejrůznější vědní obory. Je to zejména tím, ţe vyuţívá výsledky z výzkumu jiných odvětví a tím se neustále rozvíjí. Další důleţitou vlastností je souběţná produkce podnětů pro modernizace a například i reformy školství. Pro tuto práci je důleţitý ještě jeden pojem, který je širšího rázu a neméně souvisí s učebními pomůckami. Je to pojem Didaktický prostředek. Pro tento pojem nemáme pevně ustálený obsah, proto je patrná v jeho výkladu jistá rozdílnost. Pojmem didaktické prostředky si můţeme například definovat, jako veškeré prostředky, které můţe mít učitel k dispozici pro splnění vytyčených výukových cílů. Je to nástroj vyučujícího k řízení, regulaci a usměrňování učebního procesu. Z hlediska obecně pedagogického je vzdělávací cíl chápán jako nejvyšší pedagogická kategorie, a proto můţeme označit všechny předměty a jevy, které slouţí k dosaţení těchto cílů, jako didaktické prostředky. Jak uvádí O.Obst27, v didaktice rozumíme prostředkem vše, čeho učitel a ţáci mohou vyuţívat k dosaţení výukových cílů. Je to tedy jakýsi sborník metodiky výuky, vyučovacích forem, médií, didaktických zásad a dosahování dílčích cílů. Jsou však i materiálního rázu, jako učební prostory, vizuální nebo auditivní technika, učební pomůcky…

Obr. č. 4 – Systémy didaktických prostředků [Kalous, Obst, 2002]

27

KALHOUS, Zdeněk; OBST, Otto. Školní didaktika. Vyd. 2. Praha : Portál, 2009. 447 s. ISBN 9788073675714.

28

Zkoumání vlivu stavebnic 5. Metodika výzkumných šetření 5.1

Cíle výzkumných šetření V této kapitole, si klademe za cíl zjistit, pomocí kvantitativní formy výzkumu, zda

mohou mít stavebnice vliv na lepší zapamatování látky, neţ dnes běţně vyuţívané formy výuky v technických a přírodovědních předmětech. Bude nás zajímat, jestli se stavebnice na školách běţně k výuce pouţívají, nebo jak z mých pozorování vyplývá, učitelé nemají zájem zaobírat se výukou za podpory stavebnic. Další věcí bude, jestli mají stavebnice nějaký vliv na volbu střední školy, zda děti, které měly doma stavebnice a formou hry se s nimi bavily dlouhé hodiny, se hlásily více na technické školy, neţ děti, které hra se stavebnicemi neoslovovala. Jak jiţ bylo zmíněno k tomuto šetření kvantitativní metodou, budu vyuţívat vlastní online dotazník, který je vhodný zejména pro masový sběr dat jednoduchost vyplňování, časovou nenáročnost a lepší zhodnocení výsledků. Tento dotazník obsahuje jedenáct jednoduchých otázek a ţádá po respondentovi jen fakta a jeho vlastní zkušenosti a sebereflexi. V dotazníku nalezneme všechny typy odpovědí, jak otevřené (v jakém předmětu se respondenti setkávali se stavebnicemi), polo uzavřené (typ střední školy), tak i uzavřené (věková skupina respondenta, nebo pohlaví). Vstupní část dotazníku je opatřena textem, kde respondentům sděluji stručný cíl práce a pro jaké účely bude tento dotazník pouţit. Naopak vyplnění dotazníku je zakončeno poděkováním za strávený čas a vyplnění. Samotné dotazníkové šetření se zaměřuje na dvě věkové skupiny a jejich zkušenosti s podporou výuky za pouţití jak standardní metody demonstrace pomocí funkčních modelů, tak právě podle mé hypotézy nevyuţívání stavebnic k těmto účelům. Jako významný přínos této práce a vlastně i tohoto zkoumání vidím právě v upozornění na nedostatečné vyuţívání stavebnic jako pomůcek ve výuce a tak rozvíjení technické gramotnosti, ale také hluboké pochopení učiva, právě zapojením „zdravého selského rozumu“ pro pochopení jinak těţko pochopitelného. Důleţitá fakta jsou i v otázce jestli děti vůbec měly přístup ke stavebnici, nebo jestli si střední školu opravdu vybírali svobodně, nebo jestli jim tato škola byla vybrána.

29

Dále tento výzkum navazuje a doplňuje moji práci bakalářskou a završuje mé předsevzetí, se kterým jsem šel na pedagogickou fakultu. To je upozornit na nedostatečné vyuţití snadno dostupných a levných zdrojů ve školství pro maximalizaci dynamiky výuky. Dovolím si ještě trochu upozornit na stav, který se do škol zavádí a to je zapojení tabletů a interaktivity do výuky. Ano, interaktivní výuka je líbivá a zřejmě má dobrý vliv na upoutání pozornosti ţactva, protoţe co se týče výpočetní techniky je jejich zájem enormní. Nicméně mé obavy souvisí zejména s technickou gramotností. Na co je, kdyţ ţák „zná“, ale „nevykoná“? Pokud budou mít v kaţdé dílně a v kaţdé domácnosti robota na sensomotorickou činnost, pak je to v pořádku, ale pokud ne, nastupující generace bude mít problém si třeba jen pověsit obraz. V další části provedeme jiný výzkum a to přímo v terénu, kdy jsem si dal za cíl ověřit zkoumání H. Pochankeho ze školního roku 1961/1962. Ano, vnímavý čtenář předchozí věty si jistě povšimne symboliky. Právě probíhá školní rok 2012/2013 a to znamená, ţe je tomu právě 51 let od tohoto významného výzkumu. Provedu tedy rekonstrukci tohoto výzkumu, s tím, ţe budu mít místo čtyř 6. tříd pouze dvě, nicméně by toto nemělo mít faktický vliv. Rekonstrukci tohoto výzkumu povaţuji za neméně důleţité, neţ dotazníkové šetření. Je to zejména proto, ţe vývoj všeho v dnešní době jde raketově kupředu a tak se za těch 51 let změnilo velmi mnoho, zejména v oboru informačních technologiích a celkové mentalitě a přístupu ţactva k učivu. 5.2

Stanovení pracovních hypotéz a výzkumných otázek Cíl výzkumu byl stanoven na základě poţadavku zjistit, zda stavebnice, se kterými si

děti běţně hrály, mají faktický vliv na rozvoj technického myšlení, technické gramotnosti a snazšího zapamatování látky. Dále pak, zda se vůbec vyskytuje na základních školách výuka s distanční oporou stavebnic jako prostředků pro dosaţení cílů učitele. Výzkum jsem záměrně rozčlenil do několika rovin, jde zejména o věkové skupiny. Tyto věkové skupiny mohou říci něco o situaci, protoţe respondenty byla kategorie nedávných absolventů základních škol, u kterých můţeme zkoumat současný stav. Druhou kategorií jsou věkově starší lidé, oslovoval jsem ţáky Vysokých škol všech druhů, tato skupina by mi měla ukázat obraz základního školství před pěti a více roky. Toto zkoumání tedy bude hledat, jestli se stav co se týče vyuţití stavebnic, jako pomůcek při výuce bude zlepšovat, stagnovat, nebo zhoršovat. Další rovinou je například pohlaví a s tím související obor střední školy. Další význam tohoto výzkumu je, zda si ţáci volí střední školu sami, popřípadě jestli se nechávají ovlivňovat někým z rodičů.

30

Pro účely našeho dotazníkového šetření stanovujeme tyto hypotézy: Hyp. 1 - Technické stavebnice se v současné době vyskytují na základních školách jako učební pomůcka velmi zřídka. Hyp. 1.1 – S technickými stavebnicemi se ţáci na základních školách setkávají daleko méně neţ s funkčními modely a maketami. Hyp. 1.2 – Situace technických stavebnic jako pomůcek při výuce se během posledních pěti let změnila k lepšímu.

Hyp. 2 - S technickou stavebnicí se setkáme v 90% domácností. Hyp. 2.1 – V současnosti zájem o technické stavebnice, jako o výbavu kaţdého dětského pokoje, klesá. Hyp. 2.2 – Chlapci projevují větší zájem o hru se stavebnicemi neţ děvčata.

Hyp. 3. – Nejméně 90% ţáků základních škol si vybírá střední školu zcela svobodně. Hyp. 3.1 – Ţáci, kteří měli doma technickou stavebnici a hra s ní je velmi zaujala (bavila) se hlásili ve většině (70%+) na střední školy technického směru.

5.3

Výzkumný soubor Sběr dat proběhl ve dvou věkových skupinách a to 16- 20 let (80 respondentů) a

21+ (58 respondentů), to znamená ţe, nás zajímali jak ţáci studující střední školu, tak respondenti, kteří jiţ absolvovali. Dotazník byl vyplňován na území kraje Jihomoravského (okres Brno - město, Brno – Venkov, Znojmo) a vysočiny (okres Třebíč). Ţádné konkrétní skupiny jinak nebyly definovány (pohlaví, střední škola), jde nám o masový sběr dat a názory respondentů. Respondenti byli oslovováni jak prostřednictvím přímého odkazu na dotazník, tak prostřednictvím sociální sítě Facebook.

31

5.4

Realizace výzkumného šetření Před samotným výzkumem na přelomu roku 2012/2013 proběhl předvýzkum, který

proběhl v okruhu přátel, v reakci na Bakalářskou práci Kreativita a rozvoj technického myšlení. Tento předvýzkum ukázal potřebu zpracovat podrobnější výzkum, zaměřený na pouţití stavebnic ve výuce a vlivu na volbu střední školy. Samotné realizaci tohoto výzkumu předcházel ještě jeden oficiální předvýzkum, kterým jsem jiţ testoval samotný dotazník, na srozumitelnost a správnou formulaci otázek. Výzkum probíhal formou elektronického dotazníku, tuto variantu jsem zvolil zejména kvůli snazšímu přístupu k respondenům, časové nenáročnosti a jednoduchosti vyplňování a také přehledné analýze výsledků. Pro tento elektronický dotazník jsem pouţil sluţeb firmy Survio s.r.o., který je zdarma k dispozici na stránce www.survio.com/cs/ . Výzkumné šetření probíhalo po dobu dvou měsíců. Vyplňování bylo zcela anonymní a reakce na tento výzkum byly převáţně kladné. 5.5

Vyhodnocení dotazníků a výsledky výzkumného šetření Z dotazníku jsem vybral otázky, které jsou hodnotné pro námi stanovené hypotézy a

výsledky výzkumného šetření. Pro účely výzkumného šetření budeme vyjadřovat poměrnou část v procentech a pro přehlednost je budeme zaokrouhlovat na jedno desetinné místo. Dotazník vyplnilo během sběru dat 138 dotazovaných z toho 54 ţen a 84 muţů. Věkové skupiny, jak bylo jiţ výše zmíněno, byly dvě. Ve věkové skupině 16-20 let odpovídalo 80 a ve skupině 21+ odpovídalo 58 respondentů. Zajímavá je rozmanitost oborů střední školy, které jsou zastoupeny v odpovědi číslo 3. dotazníku. Z ní vyplývá, ţe dotazník vyplnilo 62 studentů středních škol nebo středních odborných škol s maturitou technického směru, 50 studentů gymnázií nebo humanitních předmětů, 10 studentů středních škol nebo středních odborných škol s maturitou, 2 studenti odborného učiliště technického směru a 2 studenti odborného učiliště obor obchod a sluţby. Základní vzdělání dosáhlo 10 respondentů a zastoupen byl i umělecký obor 2 respondenty ze státní konzervatoře. Jako nejvýhodnější metodu pro ověření mnou stanovených hypotéz jsem pouţil směrodatné odchylky a t-testu. Bohuţel elektronický dotazník postrádá agregovaná data. Výsledky tedy stanovím pomocí aritmetického průměru s vyloučením neutrální odpovědi.

32

Otázka č. 7 Tab. 1 - Stavebnice ve výuce na základních školách stavebnice ve vyučování

%

Ano

10,9

Ne

89,1

Tato otázka je jedna ze stěţejních pro ověření první hypotézy. Respondenti byli v této uzavřené otázce dotazování na to, zda zaţili výuku s podporou technických stavebnic. Otázka byla pro ověření, zda učitelé ve svých předmětech pouţívají stavebnice jako oporu své výuky v technických předmětech, k čemuţ jakoby stavebnice svým účelem vybízí. Tuto otázku doplňuje otázka č. 8 dotazníku. V této otázce jsme se respondentů ptali na konkrétní předmět, ve kterém se s takovouto formou výuky setkali. Překvapivě se nejedná o předměty, u kterých jsme toto očekávali. Otázka č. 8 Tab. 2 - Předměty, ve kterých se respondenti setkali se stavebnicemi Vyučovací předmět

%

Praktické činnosti

41,2

Fyzika

23,5

Výtvarná výchova

17,6

Chemie

11,8

Matematika

5,9

Jak bylo jiţ výše nastíněno, se tato otázka respondentů, kteří v předešlé otázce vyjádřili kladně, dotazuje, v jakých předmětech se s podporou stavebnic setkali. Tato otázka tedy byla otevřená a respondent mohl napsat jeden i více předmětů. Jak je z tabulky patrné, se stavebnicí se ţáci setkávali nejvíce v praktických činnostech naopak nejméně v matematice, coţ je pochopitelné. Důleţitým faktem je, ţe fyzika se v pomyslném ţebříčku umístila na druhém místě.

33

Otázka č. 9 Tab. 3 - Klasické učební pomůcky ve výuce předmětů na ZŠ Výuka s pomůckami

%

Ano

50,72

Ne

49,28

V této otázce jsme se respondentů dotazovali, zda se na základních školách setkávali se klasickými učebními (didaktickými) pomůckami, např. funkční modely, makety… Detailnější rozbor běţných učebních pomůcek viz teoretická část kapitola Učební pomůcky a jejich vyuţití ve výuce technických předmětů. Tato otázka byla uzavřená, respondent pouze vyjadřoval souhlas, či nesouhlas. Výsledek tohoto průzkumu je vcelku alarmující. Necelá polovina dotazovaných odpověděla, ţe se nesetkali vůbec s výukou podporovanou učebními pomůckami. Samozřejmě pokud povaţujeme za tyto pomůcky, právě jen tyto makety, modely a předměty slouţící k principielnímu objasnění učiva. Dalo by se říci, ţe tato tabulka vypovídá o zhoršující se vybavenosti škol. Více k tomuto tématu v závěru. Otázka č. 10 Tab. 4 - Předměty, ve kterých se respondenti setkávali s učebními pomůckami Předmět Fyzika Matematika Biologie Chemie

% 49,1 14,5 16,4 20,0

V otevřené otázce č. 9 respondenti, kteří v předešlé otázce odpověděli kladně, měli za úkol napsat, ve kterém předmětu se setkávali s oporou výuky za podpory klasických didaktických pomůcek. Stejně jako v předešlém rozboru otázky za tyto pomůcky povaţujeme makety a funkční modely, jako pomůcek pro principielní vysvětlení látky. Z tabulky je patrné a asi to není ţádné překvapení, ţe nejčastěji se respondenti setkávali s těmito pomůckami ve fyzice. Nejméně často potom v matematice. Zajímavé při vyhodnocování byl také fakt, ţe všichni dotazovaní, kteří odpovídali na tuto otázku, neuvedli ţádný jiný předmět neţ přírodovědní, coţ se například u stavebnic stávalo běţně.

34

Otázka č. 7 a č. 8 Tab. 5 - Podíl stavebnic a klasických učebních pomůcek ve výuce Typ pomůcky

%

Stavebnice

17,6

Klasické učební pomůcky

82,4

Tato tabulka je pouze kombinací dvou předešlých otázek a je vlastním řešením naší pracovní hypotézy Hyp. 1.1 . Z tabulky tedy vyplývá zastoupení stavebnic a klasických učebních pomůcek. Je zajímavé, ţe stavebnice zaujímají tak malý podíl, nicméně nám to potvrzuje právě tuto vedlejší hypotézu. Otázka č. 2 a č. 7 Tab. 6 - Vývoj vyuţití stavebnic ve výuce v následujících pěti letech Věková skupina

%

16-20

66,7

21+

33,3

Pro řešení stanovené pracovní hypotézy, jsme pouţili kombinaci věku respondentů a kladnou odpověď na otázku č. 7 . Pomocí věkové skupiny tedy určujeme vývoj stavebnic ve výuce. Pokud nás zajímá vývoj v posledních pěti letech, sledujeme změny mezi věkovými skupinami. Věková skupina 16-20 zastupuje vzorek respondentů, kteří absolvovali základní školu během předešlých 4–5-ti let, zatímco skupina 21+ zastupuje vzorek dotazovaných, kteří absolvovali základní školu před více neţ 5-ti lety. Bohuţel, pro opravdu vypovídající výsledky na tuto otázku bychom potřebovali mnohem větší vzorek respondentů, nebo velkou skupinu lidí, kteří se s výukou za podpory stavebnic setkali. To proto, ţe pracujeme s daty malé skupiny. Tedy, i kdyţ je tato tabulka odpovědí na jednu z vedlejších hypotéz, nebudeme jí v závěru přikládat velký význam a bude mít pro naši práci jen informativní charakter.

35

Otázka č. 4 Tab. 7 - Stavebnice v domácnostech Stavebnice

%

Ano

94,2

Ne

5,8

V této otázce se dotazovaní vybírali pouze ze dvou odpovědí (ano/ne). Naším předpokladem bylo, ţe stavebnici má v domácnosti snad úplně kaţdý, nicméně s tabulky je patrné, ţe kaţdý dvacátý dotazovaný stavebnici nikdy nevlastnil a ani doma neměl. Pokud by se tento jev prokázal na větším vzorku dotazovaných, předpokládáme, ţe by procento se zápornou odpovědí ještě, kleslo. Zajímavé je i srovnání věkových skupin. Z tohoto srovnání je patrné, ţe 75% z respondentů, kteří odpověděli záporně je starších 21 let, naopak 25% je ve věkové skupině 16 – 20 let. Pokud bychom tedy toto brali jako vypovídající, můţeme říct, ţe situace, co se týče vybavenosti domácností stavebnicemi, se mění k lepšímu, stejně jako vybavenost škol stavebnicemi jak je patrné s předešlé tabulky. Otázka č. 5 Tab. 8 - Zastoupení stavebnic v domácnostech Stavebnice Lego Cheva Merkur Seva Jiná

% 46,3 23,8 15 5 10

Otázka č. 5 byla polozavřená, respondent měl na výběr ze čtyř nejběţněji prodávaných technických stavebnic na našem území, avšak pokud si v tomto výběru nenašel svoji stavebnici, měl moţnost pod pojmem jiná napsat svoji volbu. Z tabulky je patrno, ţe nejčastěji se respondenti setkávali se stavebnicemi „kostkového“ typu. Nejčastěji tedy pak Dánské lego, které se u respondentů vyskytovalo dokonce dvakrát častěji neţ česká Cheva, která je legu velmi podobná. Zajímavé je umístění Merkuru na 3. místě. V kategorii jiná nejčastěji respondenti zmiňovali stavebnici Duplo, kterou vyrábí firma Lego. Tato stavebnice je určena zejména pro ty nejmenší, zejména kvůli větším rozměrům a tak jejich bezpečnosti. 36

Tab. 9 - Stavebnice v domácnosti studentů technických oborů Stavebnice Merkur Cheva Lego Jiná

% 56,3 31,3 9,4 3,1

Z této tabulky je patrné, jak byly zastoupeny stavebnice u studentů nebo absolventů technických oborů. Na prvním místě se u techniků umístil Merkur, coţ převýšilo i naše očekávání. Z této tabulky je tedy vidět jistý vliv stavebnic na volbu střední školy. Pokud srovnáme tyto dvě tabulky a dáme je do jedné přehledné, vznikne tabulka Tab. 10, ve které porovnáme procentuální zastoupení stavebnic u studentů technických oborů a škol ostatních. Do nich (ostatních) zahrneme, jak školy se zaměřením na obchod a sluţby, tak gymnázia a obchodní akademie, tak například školy umělecké a zdravotní. Jde nám tedy hlavně o to zjistit, jak si stojí stavebnice mezi techniky a ostatními školami. Tab. 10 - Porovnání stavebnic v domácnostech techniků a ostatních oborů Stavebnice Merkur

% Technici 56,3

% Ostatní 5,0

Cheva

31,3

23,3

Lego

9,4

59,2

Jiná

3,1

12,5

Zastoupení skupin *%+

21,1

78,9

Z tabulky č. 10 je jasně patrné, ţe studenti technických oborů se mnohem častěji setkávají se stavebnicí Merkur neţ třikrát početnější skupina, kterou tvoří zástupci jiných neţ technických škol. Naopak si můţeme povšimnout, ţe stavebnice Lego, která je u skupiny ostatních škol favoritem, u techniků vlastně propadá a je procentuelně horší neţ Cheva. Těţko vyřknout verdikt, ţe stavebnice mají faktický vliv na volbu střední školy, nicméně na vzorku 132 respondentů se nám projevuje jistá diferenciace pouţívání stavebnic v odlišných oborech, a to je přinejmenším zajímavé a vede nás to k hlubšímu zamyšlení nad touto tématikou.

37

Otázka č. 6 Tab. 11 - Srovnání zaujetí stavebnicemi u dívek a chlapců Tvrzení: Hra se stavebnicí: mě bavila

% hochů 92,9

% dívek 38,9

mě nebavila

4,8

42,6

rychle mě přestala bavit

0

11,1

neměl jsem stavebnici

2,4

7,4

Zastoupení skupin *%+

60,9

39,1

U otázky č. 6 měli respondenti za úkol vybrat tvrzení, se kterým se nejvíce ztotoţňují. Pokud si prohlédneme výše uvedenou tabulku, je patrné, ţe chlapce ve většině hra se stavebnicí bavila, naopak pouhých pět procent respondentů uvedlo, ţe stavebnici vlastnili, ale hra se stavebnicí je nebavila. U dívek je tento výsledek zajímavější. Dívky na otázku hry se stavebnicí reagovaly rozporuplněji. Více se přikláněly k variantám, kdy je hra se stavebnicí buď nebavila, nebo si s ní sice hrály, ale v krátkém časovém horizontu je tato hra s nimi přestala bavit. Tímto se tedy dostáváme k odpovědi na vedlejší pracovní hypotézu Hyp. 2.2, kde jsme určili předpoklad, ţe chlapci projevují větší zájem o hru se stavebnicemi neţ děvčata. Tato pracovní hypotéza se nám potvrzuje. Odůvodnění: u muţů v dotazníku kladně na tuto otázku odpovědělo 78 dotazovaných z 84 a ţen pouhých 21 z 54 dotázaných. Otázka č. 11 Tab. 12 - Volba střední školy Výběr školy

%

Sám

88,4

Rodiče

8,7

Jiné

2,9

Tato otázka byla formulována jako polouzvřená, s tím, ţe nás zajímalo, jestli si respondenti svoji střední školu zvolili zcela svobodně a samostatně. Tato otázka byla určena k potvrzení nebo vyvrácení Hyp. 3. Jak je tedy patrné skoro devadesát procent dotázaných 38

odpovědělo, ţe školu si vybíralo zcela svobodně. V kategorii jiné, jsme se nejčastěji setkali s příčinou výběru školy ze zdravotních důvodů. To bylo konkrétně u tří ze čtyř případů. Řekl bych, ţe toto je velmi pozitivní jev, kdy si ţák opravdu svobodně vybere. V dřívějších dobách tomu tak zjevně nebylo a pod kategorií jiné se tak mohlo vyskytnout i jiné nejčastější slovní spojení a to „státní moc“. Právě kvůli tomuto jsem v různých zdrojích pátral po tom, jestli existuje nějaká tabulka, která by nám nabídla takovéto srovnání, ale bohuţel nic co by bylo k dispozici jsem nenalezl. Otázka č. 3 a č. 6 Tab. 13 - Podíl přihlášených ţáků se zálibou ve stavebnicích Respondenti

%

Technici

64,0

Ostatní

36,0

Tato tabulka vznikla kompilací otázek č. 3, ve které jsme se ptali na typ střední školy a otázky č. 6 ve které respondenti uváděli, zda je hra se stavebnicí bavila. Pro výpočet jsem pak pouţil data pouze od respondentů, kteří se v otázce č. 6 vyslovili kladně a vyjádřil jsem procentuelní zastoupení respondentů technického a ostatních oborů. S této tabulky vyplývá, ţe respondenti, které hra se stavebnicí bavila, se v 64% hlásili na střední školy technického typu. Pomocnou hypotézu Hyp. 3.1 jsme sice nepotvrdili, nicméně nadpoloviční většina je také vypovídajícím faktem a s tímto výsledkem jsem spokojen. Těţko hledat příčinu toho, ţe procento techniků je menší, napadá mě snad v této souvislosti jen jedna myšlenky, nebo chcete-li neblahý fakt, ţe ve věkové skupině 16-20 let jsou tzv. „slabé ročníky“. Neustále se hovoří o nezájmu o technické obory, právě z důvodu, ţe ţáci se slabším studijním průměrem se dostávají bez problému na gymnázia a školy humanitního typu, kde jim škola nabízí reţim pokračující základní školy a na to ţáci slyší, protoţe se tak vyhnou strachu z neznámého. Ať uţ je to tedy jak chce, tato tabulka nám opravdu ukázala provázanost stavebnic na volbu střední školy, jak silný tento vliv je, se změřit nedá. Jediné co jde je říct, ţe člověka s technickým myšlením hra se stavebnicí zaujme a baví ho, pak uţ je jen na něm jestli chce tento svůj talent rozvíjet, nebo jestli ho nechá stagnovat na škole netechnického typu.

39

Diskuse s učiteli základních a středních škol Ještě neţ jsem začal psát samotnou práci na toto téma, předcházelo tomu mnoho událostí a jednou z nich byl i průzkum problematiky vyuţití stavebnic ve výuce se samotnými kantory a diskuse na toto téma. Tato problematika je velice zaujala a pro mnohé z nich to byla příjemná novinka, ţe někdo vůbec má zájem na tom, aby škola měla ve výuce pomůcky, které si vlastně zhotoví ţák. Pro školu je tato investice do běţné stavebnice zhruba třetinová aţ čtvrtinová, neţ běţné didaktické pomůcky a makety. Navíc podle mnoha kantorů na výbavu nezbývají peníze, takţe v laboratořích najdeme převáţně vybavení někdy z 80. let minulého století. Toto by však nebyl problém, váha zůstane váhou a závaţí závaţím, nicméně ţáci dnes i v dřívějších dobách nebyli k těmto přístrojům zrovna ohleduplní a tak je spousta těchto pomůcek nefunkčních a například sady závaţí nejsou kompletní. Jak jeden z kantorů uvedl, „to nejsou děti, ale demoliční četa“. Jedinou cestou podle kantorů na zlepšení vybavenosti laboratoří jsou granty z EU, nicméně na tyto dotace nedosáhne zdaleka kaţdý a je to pro ně mnoho práce a starostí. Podle jejich vyjádření by to pro ţáky udělali rádi, ale chtěli by mít jistotu, ţe peníze od EU dostanou. V tomto se jim asi nelze divit, kaţdý člověk chce, aby jeho práce měla nějaký smysl, a nechce plýtvat časem, kterého máme všichni málo. Další diskutované téma bylo, zda vůbec někdy o podpoře výuky za pomocí stavebnic slyšel. Na dvou základních školách odpověděli učitelé fyziky negativně, na třetí měli tuto výuku dokonce v osnovách. Touto školou je ZŠ Labská v Brně, kde mají výuku fyziky s Merkurem v osnovách pro 6. třídu, coţ mě velmi mile překvapilo. Jen doplním, ţe výzkumu a vyplňování dotazníku se nezúčastnil ani jeden bývalý ţák této školy, protoţe ve chvíli kdy jsem to zjistil, byl jiţ výzkum uzavřen, navíc větší vzorek z této školy by mohl ovlivnit výsledek výzkumu ve prospěch stavebnic a to by nebylo správné. Jinak ve své podstatě učitelé na tento můj výzkum reagovali zcela kladně. Hodně z nich to podle jejich slov otevřelo oči a dalo spoustu nových podnětů k zamyšlení. Právě v této věci bych viděl největší přínos celé této práce, poukázat na málo rozvinuté téma, které je tak prosté. A stav je takový, jako by nikdo neslyšel slovní spojení „Škola hrou“. Ţáky sice vedeme od jednoduššího ke sloţitějšímu a od abstraktního ke konkrétnímu, avšak kde je ta hra například právě v hodinách fyziky bez podpory stavebnic opravdu netuším.

40

Závěr výzkumného šetření Tento výzkum poukázal na spoustu věcí, zejména na nedostatek škol s podporou výuky za pomocí stavebnic. Dále vyvolal reakci ze strany učitelů fyziky na dvou základních školách, kteří mě dokonce zaţádali o výsledky výzkumu. Spolu s učiteli jsem konzultoval, jak by mohli vypadat hypotézy, které tento výzkum měl za úkol potvrdit nebo vyvrátit. Stanovil jsem tedy několik pracovních hypotéz. Jako první hypotézu jsme měli vyuţívání stavebnic jako učební pomůcky v libovolném předmětu na základní škole. Jak z průzkumu vyplívá, bezmála 90% respondentů (viz Tab. 1 - ) uvedlo, ţe se se stavebnicí na základní škole nesetkali v ţádném předmětu. Zbylých 10%, kteří se se stavebnicí ve výuce setkali, uvedla jako nejčastější vyučovací předmět fyziku a na druhém místě chemii (viz Tab. 2 - ). U první vedlejší hypotézy k prvnímu tématu jsme zkoumali, kolik procent ţáků připadá na výuku za pomocí maket a klasických funkčních modelů a kolik procent na výuku za podpory stavebnic. 82% z respondentů, kteří se setkali alespoň s jednou z forem podpory výuky učebními pomůckami uvádí, ţe učitel pouţíval běţné učební pomůcky, nikoliv stavebnice (viz Tab. 5 - ). To nás tedy vede k názoru, ţe v tomto ohledu je stále co dohánět. Jako uspokojivý podíl stavebnic ke klasickým pomůckám bych povaţoval poměr 30% : 70%. V druhé z vedlejších hypotéz k druhému tématu nás zajímal vývoj vyuţití stavebnic jako učebních pomůcek. Za pomoci věkových skupin lze sledovat kolik respondentů ze skupiny 16-20 let (tzn. opustili základní školu během předešlých 4 let) se se stavebnicí ve výuce setkalo a porovnání se skupinou 21+ (tzn. opustili základní školu před více neţ 5 předešlými roky). V tomto případě se nám ukázalo (viz Tab. 6 - ), ţe mladší skupina se se stavebnicemi setkávala častěji, neţ skupina starších respondentů. K tomuto výsledku ještě poznámka. Pro tento výpočet byla pouţita pouze skupina respondentů, kteří v dotazníku uvedli, ţe se se stavebnicí ve výuce setkali, coţ je poměrně malý vzorek. Tudíţ výsledek můţe být zkreslený. Pokud by měl být opravdu vypovídající, museli bychom udělat výzkum mnohem větších rozměrů a to v tomto případě opravdu nebylo technicky moţné. Druhá hlavní hypotéza hlásala předpoklad, ţe se s technickou stavebnicí setkáme minimálně v 90% domácností. Ano, tato hypotéza se jednoznačně potvrdila. 94% respondentů uvedlo (viz Tab. 7 - ), ţe nějakou stavebnici doma měli k dispozici (vlastnili). Nejčastěji to bylo Lego a cheva, tedy stavebnice „kostkového“ typu (viz Tab. 8 - ). Jiná situace byla ve 41

srovnání skupiny techniků a zástupců ostatních (netechnických) škol. U studentů technických škol byl na prvním místě Merkur. Celé srovnání viz. Tab. 10 - Porovnání stavebnic v domácnostech techniků a ostatních oborů. Další věcí, kterou jsme se ve výzkumu zabývali, byl zájem o hru se stavebnicí ve srovnání mezi pohlavími. Předpokladem bylo, ţe dívky, hra se stavebnicí nebaví, zatímco chlapce ano (viz Tab. 11 - ). Vzorkem byla celá skupina děvčat a celá skupina chlapců, kde se přikláněli k jednomu ze čtyř tvrzení. Chlapci si v drtivé většině vybrali tvrzení, ţe je hra se stavebnicí velmi bavila. U děvčat tomu bylo úplně jinak. Děvčata se dělí na dvě skupiny, přičemţ 38,9% uvedla, ţe je hra se stavebnicí bavila, avšak druhá skupina zastoupená 42,6% uvedla, ţe je hra se stavebnicí nezaujala. Tedy můţeme tvrdit, ţe zájem, ze strany dívek oproti chlapcům je mnohem více rozporuplnější a tedy i hypotézu můţeme povaţovat za potvrzenou. V další části výzkumu nás zajímalo, zda se ţáci hlásí na školy zcela svobodně a zda nejsou ovlivněni jinými přímými vnějšími vlivy. V tomto případě je situace zcela v pořádku, předpoklad, ţe minimálně 90% ţáků si střední školu vybere zcela samostatně, se nám nepodařilo potvrdit, za coţ mluví údaj uvedený v tabulce Tab. 12 - , ze které je patrné, ţe školu si zvolilo zcela svobodně 88% coţ je bohuţel o 2% méně neţ byl náš původní předpoklad. Poslední hypotézou, kterou jsme se zabývali, byla hypotéza 3.1, která je vlastně pro tuto práci stěţejní. Měla nám ukázat a objasnit, jak to tedy je se stavebnicemi a studenty technických oborů, zda je opravdu nějaká provázanost mezi lidmi, kteří se v dětství bavili hrou se stavebnicemi a posléze se hlásili na střední školy technického typu. Hypotéza byla nastavena vcelku přísně a to tak, ţe pro její potvrzení by ze vzorku lidí, kteří v dotazníku uvedli, ţe je hra se stavebnicí bavila, muselo více neţ 70% uvést, ţe studují na škole technického typu. Toto měřítko je přísné i vzhledem k tomu, ţe do tohoto vzorku jsou zahrnuty jak ţeny, tak muţi. Výsledek tohoto šetření byl, ţe zastoupení na technických školách bylo 64% z těch, kteří v dotazníku uvedli, ţe je hra se stavebnicí velmi bavila. Hranici 70% jsme tedy nedosáhly, ale jak jsem jiţ pod rozborem otázky napsal, výsledek je to přinejmenším zajímavý a jedná se o dvoutřetinovou skupinu, tedy nějaký faktický vliv tu svoji roli hraje, ale nikoliv v takovémto měřítku.

42

6. Rekonstrukce a ověření výsledků H. Pochankeho z roku 1962 Další výzkumnou částí této práce bude jiţ vícekrát zmíněná rekonstrukce výzkumu H. Pochankeho. Navštívil jsem kvůli tomu základní školu v Jevišovicích a zrealizoval výuku fyziky za podpory stavebnice Merkur. Jako přípravy učitele na vyučující hodinu mi poslouţily metodické podklady z mojí Bakalářské práce. Zde jsem sestavil dvě úlohy na 2. Newtonův zákon. Základní škola v Jevišovicích má v letošním školním roce dvě 6. třídy, které jsou rozděleny podle prospěchu na studijní a nestudijní. Pro rekonstrukci tohoto výzkumu pouţiji třídu s horším studijním průměrem k realizaci úloh s podporou stavebnice. Budeme ji nazývat experimentální skupina. Třída s vyšším studijním průměrem bude označena stejně jako tehdy u Pochankeho, jako skupina kontrolní. Výklad nové látky provedu osobně, ve skupině kontrolní bude postup běţný. Na začátku hodiny provedu seznámení ţáků s vlastní osobou a důvodem, který mě zavedl aţ za katedru jejich třídy. A začnu hodinu dle přípravy. V konci přípravy však nezadám ţákům problémový úkol, ale propočítam s nimi pár příkladů ze sbírky, tak jak je to běţné ve většině hodin. S experimentální skupinou provedu stejný úvod hodiny, nicméně se budu drţet mnou navrţené přípravy učitele na vyučovací hodinu. Takto přednesu oběma skupinám 2. Newtonův zákon. S vedením školy jsem se domluvil na mnou poţadovaných 6-ti vyučovacích hodinách pro obě třídy. To tedy znamená, ţe k výkladu látky budu mít k dispozici jednu hodinu teorie a k jejímu upevnění a vysvětlení dvě vyučovací hodiny. Po dokončení těchto hodin opustím školu a vrátím se za dva týdny, kdy s ţáky napíši identický test. Předpokladem pro nás tedy je, ţe skupina ţáků, která má za normálních okolností horší studijní průměr v tomto testu prospěje mnohem lépe. Jak si tedy ţáci v tomto testu povedou, se přesvědčíme na následujících stranách. Jistě by ještě stálo za zmínku, ţe obě třídy učí z fyziky stejný učitel tedy i porovnání prospěchů obou tříd v pololetí letošního školního roku má tedy dostatečnou vypovídající hodnotu.

43

6.1. Stanovení pracovních hypotéz a výzkumných otázek U tohoto typu kvalitativního výzkumu, musíme vycházet z tvrzení H. Pochankeho, kterému se potvrdilo, ţe řešení výuky za pomoci problémových úloh vede, k lepšímu pochopení a zapamatování látky. Tedy výzkumným cílem pro naše výzkumné šetření bude potvrdit nebo vyvrátit toto tvrzení. Výzkumnou otázkou tedy naproti tomu zůstane otázka, kterou si na začátku kladl i sám H. Pochanke a to „Má výuka pomocí problémových úloh vliv na snažší pochopení a zapamatování látky?“. Hypotéza tedy bude pouze jedna hlavní a jedna související vedlejší. jsou to: Hyp. 1 – Výuka za pomoci problémových úloh vede k lepšímu zapamatování látky a jejímu snazšímu pochopení. Hyp. 1.1 – Skupina ţáků s horším studijním průměrem dokáţe za pomoci problémových úloh vykazovat lepší studijní výsledky. 6.2

Výzkumný soubor Jak bylo jiţ několikrát v této práci zmíněno, výzkumným souborem budeme v tomto

výzkumném šetření myslet dvě šesté třídy ze základní školy. Tyto třídy budeme nazývat experimentální a kontrolní. Jako „experimentální“ jsem vybral nestudijní třídu, tedy třídu s niţším studijním průměrem, ve které studují mimo jiné i ţáci s SPU. Tato „experimentální“ třída, má 23 ţáků a aritmetický průměr známek z fyziky na pololetí byl 2,6. Oproti tomu „Kontrolní“ kterou zastupuje třída, která má 26 ţáků, vykazuje aritmetický průměr 1,9. Zde je jiţ jasně patrná úroveň ţáků v daných vzorcích. Přesto jsem ještě poţádal učitele, který mi výuku v jeho hodinách umoţnil o poskytnutí známek z testu na 1. Newtonův zákon. Podotýkám, ţe test byl pro obě třídy na stejné úrovni obtíţnosti. Výsledek experimentální skupiny, tedy aritmetický průměr známek dosaţených v tomto testu byl 2,3 , tedy výsledek, který je lepší neţ studijní průměr. Skupina kontrolní dosáhla v tomto testu aritmetického průměru známek 1,7 , coţ je také lehký nadprůměr. Takto tedy vypadají jednotlivé výzkumné soubory, ţáků. Pokud výuka za pomocí problémových úloh bude úspěšná, předpokládejme, ţe ţáci experimentální skupiny dosáhnou nadprůměrného výsledku.

44

6.3

Realizace výzkumného šetření Realizace výzkumného šetření bude probíhat na ZŠ v Jevišovicích, coţ je spádová

škola pro okolních asi 10 obcí. Konkrétněji ve Fyzikální učebně. Výuku povedu sám, za přítomnosti učitele, který tyto vybrané třídy učí. Sběr dat tedy proběhne jak v samotných hodinách, kdy lze pozorovat aktivitu ţáků, reakce na probíranou látku, tak posléze neohlášeným testem (viz příloha č. 5), který bude vlastně mít za úkol ověřit výsledky Pochankeho výzkumu. Časová náročnost bude dle domluvy s vedením školy celkem 4 hodiny teorie a 8 hodin laboratorních prací, pro všechny skupiny. Posléze pak 15 minut pro kaţdou ze tříd, které obětoval zcela dobrovolně učitel fyziky pro realizaci krátkého testu. Realizace výuky proběhne za pomocí příprav učitele na vyučovací hodinu, které byly vytvořeny pro Bakalářskou práci „Kreativita a rozvoj Technického myšlení“ [Špalek, 2011] jako metodická pomůcka. Tyto přípravy budou upraveny i pro skupinu kontrolní (viz. Příloha č. 3 a Příloha č. 4) 6.4

Výsledky výzkumného šetření Podívejme se tedy, jak to všechno dopadlo. Jako výsledek výzkumného šetření nám

primárně budou slouţit výsledky neohlášeného testu. Laboratorní práci zvládli všichni studenti, aţ na drobné kázeňské přestupky proběhla výuka bez větších komplikací. Na ţácích obou skupin bylo moţné sledovat, jak jsou vázáni na svého učitele, na kterého jsou zvyklí, a přítomnost někoho cizího v nich na první pohled vzbuzovala nejistotu, co se bude dít. V obou skupinách ţáci několikrát vyzkoušeli jak pozornost učitele při přednesu nové látky, tak při laboratorních pracích. Zajímavým faktem, který bych chtěl zde zdůraznit, byl ten, ţe ţáci z experimentální skupiny projevovali během laboratorní práce mnohem větší kázeň neţ ţáci ze skupiny kontrolní. Přestoţe plnili jistý úkol (zadání), bylo to pro ně něco nového a hra je opravdu pohltila, a konverzace ţáků byla ve valné většině směřována k tématu, o čemţ se u skupiny kontrolní nedá vůbec mluvit. Tedy výuka za pomoci stavebnice vede i k většímu zaujetí studentů, neţ „suché“ řešení úloh k procvičování látky a komunikace ţáků při řešení zadaných úloh je z větší části ţádoucí. Samotný test, který jsem sestavil, ţáky zaskočil a reakce některých ţáků zde publikovat raději nebudu.

45

Tab. 14 - Ţáci „experimentální“ skupiny Experimentální

počet

Hochů Dívek Celkem

16 7 23

Tato tabulka, nepotřebuje dlouhého rozboru, jedná se pouze o přehledné znázornění zastoupení ţáků experimentální skupiny. Jak je z ní tedy patrné poměr hochů a dívek je nevyváţený a to zejména proto, ţe i výskyt SPU u hochů je všeobecně vyšší neţ u dívek. Samozřejmě se však nejedná o vyloţeně „Dyslektickou“ třídu. Tab. 15 - Ţáci „kontrolní“ skupiny Kontrolní

počet

Hochů Dívek Celkem

12 14 26

Tabulka Tab. 15 je obdobou její předešlé tabulky a je tedy pouze zpracována pro skupinu kontrolní. Pokud se podíváme, na první pohled je vyrovnanější poměr hochů a dívek. Podle slov učitele fyziky, má právě velký podíl na lepších studijních výsledcích právě skupina dívek, která je podle jeho názoru svědomitější pokud jde o domácí přípravu. Tab. 16 - Bodové hodnocení testu a klasifikace Hodnocení

Bodů

1 (výborně) 2 (chvalitebně) 3 (dobře) 4 (dostatečně) 5 (nedostatečně)

8-9 6-7 4-5 2-3 0-1

Tato tabulka je jiţ na první pohled také velmi názorná. Jedná se vlastně o klíč k vyhodnocení testu (viz příloha č. 5). Test má 9 jednoduchých úkolů, které se dají řešit jak početně, tak jednoduchou úvahou. Při vyhodnocování testu jsem také poznal, ţe ţáci experimentální skupiny řešili příklady jednodušeji a chyby byli spíše početního charakteru. U kontrolní skupiny se ani o jiných chybách neţ početních mluvit v zásadě nedá.

46

Tab. 17 - Výsledky testu experimentální skupiny Experimentální Klasifikace

Celkem

Hoši

Dívky

1 2 3 4 5

3 9 5 3 1

1 5 4 3 1

2 4 1 0 0

Absence

2

2

0

Arit. průměr

2,52

2,86

1,86

Tabulka č. 17, ukazuje, jak je patrno jiţ v její hlavičce, výsledky testu experimentální skupiny. Testu se zúčastnilo 21 ţáků, 2 byli omluveni. V tomto testu dopadli daleko lépe dívky, s průměrem známky 1,86 , hoši potom zaostali oproti svým kolegyním přesně o jeden klasifikační stupeň (průměr 2,86). Celkový průměr známky byl 2,52. Coţ zhruba odpovídá studijnímu průměru experimentální skupiny, kterou dosáhli na vysvědčení. Ovšem tento výsledek je zároveň horší, neţ výsledek na předchozí písemné práci na 1. Newtonův zákon. Tento fakt přisuzuji tomu, ţe se jednalo o test neohlášený, tudíţ se na něj ţáci nepřipravovali, tak jak to bylo u předešlé písemné práce. Navzdory tomu, ţe test dopadl průměrně, učitel, který byl vyhodnocení výsledku přítomen, reagoval velmi kladně, dokonce prohlásil, ţe si on sám neohlášené testy ţákům dávat netroufá, právě kvůli prospěchu. Na jednotlivce pak reagoval tak, ţe někteří ho vyloţeně překvapili.

Tab. 18 - Výsledky testu kontrolní skupiny Kontrolní Klasifikace

Celkem

Hoši

Dívky

1 2 3 4 5

6 7 4 5 1

2 2 1 4 1

4 5 3 1 0

Absence

3

2

1

Arit. průměr

2,48

3,00

2,08

47

Tabulka č. 18 je tedy ekvivalentem tabulky č. 17 pro skupinu kontrolní. Její výsledky jsou mnohem zajímavější. Testu kontrolní skupiny se zúčastnilo 23 ţáků, 3 byli omluveni. Zajímavé je, ţe i v kontrolní skupině byl jeden test hodnocen nedostatečně, v obou případech se jednalo o ţáky po nemoci (absence při hodinách teorie), nicméně to nemění nic na tom, ţe je zahrnujeme do klasifikace, přece jen za dva týdny se ţák musí samostudiem doučit látky probrané za jeho nepřítomnosti, navíc obě skupiny mají rovná pravidla. Pokud se tedy podíváme na průměr známek, lepší výsledky opět vykazovala děvčata a znovu tomu bylo o skoro jeden klasifikační stupeň, coţ je zajímavá podobnost. Děvčata získala průměr 2,08 a hoši 3,00. Oba tyto výsledky jsou podprůměrné, a celkový průměr 2,48 je sice celkově lepší neţ u experimentální skupiny, nicméně je hluboko pod studijním průměrem třídy a to o půl klasifikačního stupně. Toto je velmi zajímavý úkaz, kdy experimentální skupina dokázala udrţet svůj studijní průměr a dokonce o nějakou setinku mít průměr lepší, zatímco kontrolní na svůj studijní průměr ztrácí dokonce pět desetin. Dílčí průměry hochů i děvčat z tohoto testu dopadly lépe pro experimentální skupinu. Zhodnocení výsledku testu s učitelem Po vyhodnocení testu jsem poţádal pana učitele Mgr. Šmahela, kterému tímto zároveň děkuji za ochotu a pomoc, při tomto výzkumu, o vyjádření a krátké zhodnocení. Dle jeho slov je metoda vyuţití stavebnic, velmi líbivá, pro ţáky zajímavá, ale bohuţel časově náročná. Dále řekl, ţe tento způsob výuky se opravdu spíše hodí pro ţáky z „experimentální“ skupiny, protoţe jsou to ţáci, kteří jsou spíše prakticky nadaní, a právě takovýto názorný příklad, jim dovoluje si lépe zapamatovat látku. Co se týče samotného testu, vyjádřil se k němu kladně, jeho slovy jednoduchý test, který však opravdu dává rovné šance oběma skupinám. Líbilo se mu hlavně, ţe zatímco ve skupině kontrolní všichni příklady řešili pouze početně a někdy zbytečně zdlouhavě, hrstka ţáků experimentální skupiny, zapojila do řešení úvahu a zejména u dvou příkladů vůbec nepočítala. Tím podle jeho slov získali čas na delší řešení obtíţnějších příkladů. Dále jsem se ho ptal, co říká na výsledek děvčat, která mají v obou skupinách průměr lepší o jednu celou. Na to mi odpověděl, ţe děvčata jsou i ve fyzice mnohem svědomitější, a právě proto, ţe fyzika není právě to, na co by měly od přírody nadání, věnují se přípravě na ni, chlapcům je to v zásadě prý jedno. S tímto tvrzením souhlasí i výsledky testu.

48

Dalším bodem byla diskuse nad tématem studijních průměrů a průměru z testu. Zde řekl, ţe čekal, ţe známky nedopadnou zrovna nejlépe, nicméně ţe to bude u kontrolní skupiny o tolik, opravdu nečekal. Nicméně dodal, „někdy jsou výsledky horší a někdy lepší, tak jak to je v ţivotě, jednou si dole a jindy nahoře“. Kaţdopádně u experimentální skupiny ho výsledek velmi mile překvapil. Zde řekl, ţe čekal, ţe to bude katastrofa aţ na pár výjimek, kterým prý fyzika opravdu jde (všichni tři měli v testu výbornou). Někteří ţáci ho také velmi mile překvapili, sice početně to bylo velmi chabé, ale právě u jednoduchého příkladu zapojili úvahu, tak jako kdyţ si právě na stavebnici zkoušeli věšet závaţíčka. Co se týká početních příkladů, experimentální skupina v nich měla rezervy, ale tyto rezervy mají i někteří ţáci ze skupiny kontrolní, to jsou právě ti „zmatkáři“, kterým kdyţ neohlásíte test, jsou v koncích, podotkl. Na závěr jsem se ho ptal, jak hodnotí moji práci. Na to mi odpověděl, ţe v praxi je toto uplatnitelné jen asi těţko nicméně, ţe přístup je to dobrý a ţe tato technika má samozřejmě něco do sebe. Kaţdopádně byl z některých věcí mile překvapen a líbilo se mu, ţe opravdu tou hrou si ţáci upevnili vědomosti mnohem lépe, neţ počítáním příkladů. „Ty si kaţdý můţe spočítat i doma pokud má zájem, ale vzít stavebnici ho nenapadne“ dodal. Závěr výzkumného šetření Jak bylo jiţ z tabulek vidět, v testu dosáhli lepších výsledků ţáci skupiny experimentální. A to jak jejich průměrnou hodnotou známky (hoši a děvčata), tak srovnáním k jejich celkovému studijnímu průměru, tedy tento malý výzkum pro ověření Pochankeho teorie potvrdil, ţe výuka pomocí problémových úloh opravdu vede k lepšímu zapamatování látky a ţáky analyzování a následná syntéza jako tvůrčí činnost baví více, neţ „suché“ počítání. Navíc zapojením stavebnice ţáci jakoby ztratí pocit upjatosti ve školním prostředí a v kolektivu svých kamarádů mají chuť se bavit a to i zadaným úkolem. Jak jeden z ţáků experimentální skupiny řekl: „Tohle je mnohem lepší neţ jen počítat“ a s tímto tvrzením nelze neţ souhlasit. Nicméně i s takovýchto úloh se při častém pouţití můţe stát stereotypní záleţitost a i pozornost ţáků v tomto případě můţe ochabnout. Tedy je jen na učiteli, zda například pouţije stavebnici, nebo jinou podobnou pomůcku, pro upevnění obtíţněji pochopitelného učiva za pomoci hry, tak aby ţákům pomohl v pochopení neznámého a to zábavnou formou.

49

Závěr

Tato práce si kladla za cíl rozebrat dosud málo probádané místo v oblasti výukových metod za pomocí stavebnic k lepšímu osvojení a fixaci látky u studentů všech stupňů škol. Prostudovali jsme nejrůznější dostupné prameny a to jak v rámci České odborné literatury, tak i té zahraniční. Smutným faktem nadále zůstává, ţe oproti zahraničí, čeští autoři v oblasti kreativity a technického myšlení publikují znatelně méně. Ze současných autorů věnujícím se těmto tématům bych rád vyzvedl Mgr. Pavla Pecinu, Ph.D. působícího na Masarykově Univerzitě v Brně a potom také doc. PaedDr. Jiřího Kropáče, CSc., který působí na Univerzitě Palacký v Olomouci. Byla realizována dvě výzkumná šetření. První výzkumné šetření byl kvantitativní výzkum vlivu stavebnic na volbu školy. Pomocí dotazníku jsme zkoumali, zda ţáci, kteří si hráli se stavebnicí a hra s ní je bavila, se o své vůli ve většině hlásili na střední školy technického rázu. Tento předpoklad se nám potvrdil. Více neţ dvě třetiny dotázaných studujících střední školu technického směru měli doma stavebnici, se kterou se pravidelně setkávali formou hry. Dalším faktem je, ţe ţáci se ve většině hlásí na střední školy zcela svobodně, coţ je jistě pozitivní zjištění. Zajímavostí je, ţe ţáci technických oborů si nejčastěji jako děti hráli s Merkurem, oproti tomu gymnazisti nejčastěji uváděli Lego. Z výsledků výzkumu dále vyplývá nedostatečné vyuţívání stavebnic coby didaktických pomůcek učitele. Se stavebnicí ve výuce se podle výzkumného šetření setkal pouze kaţdý desátý respondent. Toto zjištění dává prostor pro další zkoumání problematiky stavebnic coby didaktické pomůcky. Je to totiţ jediná cesta, jak za zlomkovou cenu nahradit mnohdy drahé pomůcky, které navíc nemají kolikrát takovou ţivotnost. Druhé výzkumné šetření bylo realizováno metodou pedagogického experimentu. Konkrétně jsme v této části práce provedli rekonstrukci výzkumu H. Pochankeho, který tento výzkum provedl ve školním roce 1961/63. Stejně jako jeho nás zajímalo, zda mají problémové úlohy vliv na snaţší zapamatování a upevnění látky. K dispozici jsme měli dvě šesté třídy. U první jsme provedli výklad látky standardním způsobem s procvičováním. U druhé skupiny jsme provedli standardní výklad, avšak ţáci si látku ověřovali pomocí problémových úkolů. Ověření výsledků proběhlo za pomoci neohlášeného testu a mělo za cíl zjistit, která ze skupin má látku více osvojenou. Stejně jako Pochankemu se i nám potvrdil lepší výsledek testu u skupiny, která pouţívala k osvojení problémových metod. 50

Resumé Tato práce se zabývá vlivem, nejrůznějších technických stavebnic a zkoumá jejich nepřímý vliv na volbu střední školy, kterou si volí ţáci 9. ročníků základní školy. Navazuje tak na předešlou práci autora, který se zabýval kreativitou a tvorbou metodických materiálů a podnětů jak zpestřit a zefektivnit výuku technických předmětů. Tato diplomová práce tedy volně doplňuje tuto předešlou práci o výzkum nepřímého vlivu technických stavebnic na volbu střední školy, další teoretické poznatky, a pomocí rekonstrukce výzkumu H. Pochankeho z roku 1962 ověřuje účinnost výuky pomocí problémových úloh mezi ţáky 6. ročníků základních škol. Jako podtémata, jsou zde nastíněny teoretické rozbory hesel kreativita (tvořivost), technické myšlení a učební pomůcky.

Resume This thesis deals with the impact of various construction kits and studies their indirect impact on the selection of secondary school by elementary school-leavers. In this sense it follows the previous thesis of the author, who was dealing with creativity, creating of methodology materials and stimuli making technical school subjects more entertaining and efficient. So this thesis aims to complete the previous work in the means of research studying the indirect impact on the selection of secondary school, adding more theoretical findings and, on the basis of reconstruction of Pochanke´s research from 1962, it verifies the effectiveness of problem-solving methodology with pupils of 6th classes at elementary schools. As subtopics the reader can find a brief analysis of key terms such as creativity, critical thinking and teaching aids.

51

Pouţitá literatura

BENEŠ, P.; VALÁŠEK, M. Metody tvůrčí práce zvyšující tvůrčí potenciál. Praha : BEN technická literatura, 2008. ISBN 9788073001926. BLÁHOVÁ, Krista. Hry pro tvořivé vyučování : zásobník 146 her a cvičení pro rozvoj osobnosti. Vyd. 1. Praha : Agentura Strom, 1997. 47 s. ISBN 8090195474. BOHONY, P. Didaktická technológia. 1. vyd. Nitra: UKF, 2003. 176 s. ISBN 80-8050-6531. CARTER, Philip J; RUSSELL, Ken; JUNGMANN, Vilém. Trénink paměti a kreativity. Vyd. 1. Brno : Computer Press, 2004. 188 s. ISBN 8025103277. ČADÍLEK, M.; LOVEČEK, A. Didaktika odborných předmětů. Brno : Akademické nakladatelství CERM, 2003 ČÁP, Jan; MAREŠ, Jiří. Psychologie pro učitele. Vyd. 1. Praha : Portál, 2001. 655 s. ISBN 807178463X. FRANUS, E. The Dual Nature of Technical Thinking. In Technology as a challenge for school curricula.The Stockholm Llibrary of Curriculum Studies. Stockholm : Institut of Education Press, 2003, s. 141 – 144. ISSN 1403-4972. ISBN 91-7656-543-2. FRIEDMANN, Zdeněk. Didaktika technické výchovy. Vyd. 1. Brno : Masarykova univerzita v Brně, 1993. 50 s. ISBN 8021007648. GAVORA, Peter. Výzkumné metody v pedagogice : příručka pro studenty, učitele a výzkumné pracovníky. Brno : Paido, 1996. 130 s. ISBN 80-85931-15-X. GESCHWINDER, J. a kol. Metodika vyuţití materiálních didaktických prostředků. 1. vyd. Praha: SPN, 1987. 262 s. GILBERT, C. Technika dla najmlodszych. 1. vyd. Warszawa : Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 1995. ISBN 83-02-05612-X. HLAVSA, Jaroslav. Psychologické problémy výchovy k tvořivosti. Vyd. 1. Praha : Státní pedagogické nakladatelství, 1981. 239 s.

52

HLAVSA, Jaroslav. Psychologické základy teorie tvorby. Vyd. 1. Praha : Academia, 1985. 353 s. CHALUPA, Bohumír. Tvořivé myšlení : tvořivost jako dobrodruţství poznání. 3. vyd. Brno : Barrister & Principal, 2005. 118 s. ISBN 80-7364-007-4. JŮVA, Vladimír. Tvořivostí učitele k tvořivosti ţáků : sborník z celostátního semináře k problematice tvořivosti v práci učitele a ţáka, který se konal dne 16.9.1997 na Pedagogické fakultě MU v Brně. Brno : Paido - edice pedagogické literatury, 1997. 133 s. ISBN 8085931478. KALHOUS, Zdeněk; OBST, Otto. Školní didaktika. Vyd. 2. Praha : Portál, 2009. 447 s. ISBN 9788073675714. KLIČKOVÁ, Marie. Problémové vyučování ve školní praxi. 1. vyd. Praha : Státní pedagogické nakladatelství, 1989. 118 s. ISBN 8004235220. KRASZEWSKI, K. Podstawy edukacji ogólnotechnicznej uczniów w mlodszym wieku szkolnym. Práce Monograficzne nr. 314. Krakow : Wydawnicztwo Naukowe Akademii Pedagogickznej, 2001. ISSN 83-7271-123-2. KIRST, Werner; DIEKMEYER, Ulrich. Trénink tvořivosti : hry a cvičení pro děti i dospělé. Vyd. 1. Praha : Portál, 1998. 125 s. ISBN 8071782270. KLIČKOVÁ, Marie. Problémové vyučování ve školní praxi. 1. vyd. Praha : Státní pedagogické nakladatelství, 1989. 118 s. ISBN 8004235220. KROPÁČ, Jiří. Didaktika technických předmětů : vybrané kapitoly. 1. vyd. Olomouc : Univerzita Palackého v Olomouci, 2004. 223 s. ISBN 8024408481. KROPÁČ, J.; HAVELKA, M. Poznámky k pojmu „TECHNICKÉ MYŠLENÍ“. [Dokument] Olomouc : Univerzita Palackého Olomouc, 2010. KRUŠPÁN, I. Rozvíjanie technického tvorivého myslenia v procese technickej záujmovej činnosti. In Rozvíjanie tvorivých činností v pracovnej výchove. Banská Bystrica : Pedagogická fakulta, 1985, s. 47 – 58. KUJAL, Bohumír. Pedagogický slovník. 1. vyd. Praha : Státní pedagogické nakladatelství, 1967. 533 s. KÖNIGOVÁ, Marie. Jak myslet kreativně. Vyd. 1. Praha : Grada, 2006. 125 s. ISBN 8024716267. 53

LEINVEBER, J.; VÁVRA, P. Strojnické tabulky : pomocná učebnice pro školy technického zaměření. 4., dopl. vyd. Úvaly : Albra, 2008. 914 s. ISBN 9788073610517. LOKŠOVÁ, Irena; LOKŠA, Jozef. Pozornost, motivace, relaxace a tvořivost dětí ve škole. Vyd. 1. Praha : Portál, 1999. 199 s. ISBN 807178205X. MAŇÁK, Josef; JŮVA, Vladimír. Tvořivost v práci učitele a ţáka : sborník z celostátního semináře k problematice tvořivosti v práci učitele a ţáka, který se konal dne 30.1.1996 na Pedagogické fakultě MU v Brně k 50. výročí zaloţení Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity. Brno : Paido, 1996. 122 s. ISBN 8085931230. MAŇÁK, Josef. Alternativní metody a postupy. 1. vyd. Brno : Masarykova univerzita v Brně, 1997. 89 s. ISBN 8021015497. MAŇÁK, Josef. Rozvoj aktivity, samostatnosti a tvořivosti ţáků. 1. vyd. Brno : Masarykova univerzita v Brně, 1998. 134 s. ISBN 8021018801. MAŇÁK, Josef. Stručný nástin metodiky tvořivé práce ve škole. Brno : Paido, 2001. 46 s. ISBN 8073150026. MAŇÁK, Josef. Nárys didaktiky. 3. vyd. Brno : Masarykova Univerzita, 2003. 104 s. ISBN 80-210-3123-9. MAŇÁK, J.; ŠVEC, V. Výukové metody. Brno : Paido, 2003. 219 s. ISBN 80-7315-039-5. MOŠNA, F.; RÁDL, Z. Problémové vyučování a učení v odborném školství. 1. vyd. Praha : Pedagogická fakulta UK, 1996. 96 s. ISBN 80-902166-0-9. MURAKAMI, T. Creativity and Innovation Management. [trans.] Autor. Creativity and the Next Generation of Japanese-Style Management. s.l. : Blackwell Publishing Ltd, 1994, Vol. III, pp. 211–220. NĚMEC, Jiří. Tvořivé hry od hlavy aţ k patě : program rozvoje tvořivosti. Brno : Paido, 2000. 60 s. ISBN 8085931982. NĚMEC, Jiří. S hrou na cestě za tvořivostí : poznámky k rozvoji tvořivosti ţáků. Brno : Paido, 2004. 135 s. ISBN 807315014X. OKOŃ, Wincenty. K základům problémového učení. Praha : Státní pedagogické nakladatelství, 1966. s.

54

PAVELKA, J. Vyučovacie prostriedky v technickej výchove. 1. vyd. Prešov: FHPV PU, 1999. 199 s. ISBN 80-88-722-68-3. PECINA, Pavel. Tvořivost ve vzdělávání ţáků. 1. vyd. Brno : Masarykova univerzita, 2008. 99 s. ISBN 9788021045514. PRŮCHA, Jan. Moderní pedagogika : věda o edukačních procesech. 1. vydání. Praha : Portál, 1997. 496 s. ISBN 80-7178-170-3. PRŮCHA, J; WALTEROVÁ, E; MAREŠ, J. Pedagogický slovník. 4. aktualizované vyd. Praha : Portál, 2003. 322 s. ISBN 80-7178-772-8. RAMBOUSEK, V. a kol. Technické výukové prostředky. 1. vyd. Praha: SPN, 1989. 302 s. SKALKOVÁ, Jarmila. Obecná didaktika. Praha : ISV, 1999. 292 s. ISBN 80-85866-33-1. ŠKÁRA, Ivan. Úvod do teorie technického vzdělávání a technické výchovy ţáků základní školy. 1. vyd. Brno : Masarykova univerzita v Brně, 1993. 33 s. ISBN 8021007435. ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s. ŠVEC, Vlastimil. Klíčové dovednosti ve vyučování a výcviku. Vyd. 1. Brno : Masarykova univerzita, 1998. 178 s. ISBN 80-210-1937-9. TUREK, I. Didaktika technických predmetov. Bratislava : Slovenské pedagogické nakladatelstvo, 1990. ISBN 80-08-00587-4 ZELINA, M; ZELINOVÁ, M. Rozvoj tvorivosti detí a mládeţe. Vyd. 1. Bratislava : Slovenské pedagogické nakladatel'stvo, 1990. 130 s. ISBN 8008004428. ZELINA, M; ZELINOVÁ, M. Tvořivý učitel. Bratislava : Metodické centrum města Bratislavy, 1997. ISBN 80-7164-192-8. ŢÁK, Petr. Kreativita a její rozvoj. Vyd. 1. Brno : Computer Press, 2004. 315 s. ISBN 8025104575.

55

Elektronické zdroje LAU, Joe; CHAN, Jonathan. Philosophy.hku.hk [online]. 2010 [cit. 2013-01-15]. OpenCourseWare on critical thinking, logic, and creativity. Dostupné z WWW: . [webová stránka] Http://cs.wikipedia.org [online]. 2011 [cit. 2013-01-02]. Merkur (Wikipedia). Dostupné z WWW: < http://cs.wikipedia.org/wiki/Merkur_(stavebnice)>. [webová stránka] Www.merkurtoys.cz [online]. 2004 [cit. 2013-01-02]. Oficiální stránky stavebnice Merkur. Dostupné z WWW: . Http://cs.wikipedia.org [online]. 6.1.2011 [cit. 2013-01-10]. Tvořivost (Wikipedia). Dostupné z WWW: < http://cs.wikipedia.org/wiki/Kreativita>. [webová stránka] Merkur.kreteni.cz [online]. 2010 [cit. 2013-01-10]. neoficiální stránky věnované stavebnici. Dostupné z WWW: . [webová stránka] Navajo.cz [online]. 17.5.2010 [cit. 2013-01-10]. Kreativita (Navajo). Dostupné z WWW: . [webová stránka] scbp_en.pdf>. KROPÁČ,

Jiří

a

MYŠLENÍ“ [online].

Martin

HAVELKA. POZNÁMKY

Olomouc,

2010

[cit.

K

POJMU

2013-04-16].

„TECHNICKÉ Dostupné

z:

www.kteiv.upol.cz/uploads/soubory/kropac/1.doc. Studyjní materiál. Univerzita Palacký Olomouc. Vedoucí práce doc. PaedDr. Jiří Kropáč, CSc. Webová sbírka příkladů z fyziky pro ZŠ a SŠ. Http://www.sbirkaprikladu.cz [online]. [cit. 2012-11-29]. Dostupné z: http://www.sbirkaprikladu.cz/sbirka_prikladu/mechanika

56

Seznam příloh Příloha č. 1 – Dotazník pro výzkumné šetření vlivu stavebnic Příloha č. 2 – Tabulka zastoupení respondentů Příloha č. 3 – 1. Příprava učitele na vyučovací hodinu k rekonstrukci Pochankeho výzkumu [Špalek, 2011] Příloha č. 4 – 2. Příprava učitele na vyučovací hodinu k rekonstrukci Pochankeho výzkumu [Špalek, 2011] Příloha č. 5 – Srovnávací test z 2. Newtonova zákona pro ţáky 6. ročníků Příloha č. 6 – Řešení testu

57

Přílohy Příloha č. 1 – Dotazník pro výzkumné šetření vlivu stavebnic Dobrý den, věnujte prosím několik minut svého času vyplnění následujícího dotazníku. Tento dotazník bude slouţit pro kvantitativní výzkum do mé závěrečné Diplomové práce, která si klade za cíl zhodnotit vyuţití stavebnic ve vyučování na základní škole a jejich případný vliv na zvolení oboru střední školy. Pro upřesnění, otázky označené * jsou povinné!

1.

Pohlaví* Ţena Muţ

2.

Věková kategorie* 16-20 21+

3.

Vzdělání (střední škola)* Základní Gymnázium / Obchodní akademie SPŠ/SOŠ Technický směr SPŠ/SOŠ Obchod sluţby Učiliště Technický směr Učiliště Obchod sluţby Jiná - Doplňte

58

4.

Měli jste jako děti doma nějakou stavebnici, se kterou jste si hráli?* Ano Ne

5.

Pokud ano, jakou? Lego Cheva Merkur Seva Jiná - Doplňte

6.

Se kterým tvrzením se nejvíce shodujete?* Jako dítě jsem neměl nikdy doma stavebnici. Jako dítě jsem měl doma stavebnici, ale nehrál jsem si s ní. Jako dítě jsem měl doma stavebnici, hrál jsem si s ní, ale rychle mě to přestalo bavit. Jako dítě jsem měl doma stavebnici, hrál jsem si s ní a velmi mě to bavilo.

7.

Setkali jste se na základní škole s výukou za podpory stavebnic?* Ano Ne

8.

Pokud ano s jakou a v jakém Předmětu?

59

9.

Setkali jste se na základní škole s výukou za funkčních modelů, maket a jiných učebních (didaktických) pomůcek?* Ano Ne

10.

Pokud ano v jakém předmětu?

11.

Výběr střední školy* Školu jsem si vybral sám Školu mi určili rodiče (někdo z rodiny) Jiná – Doplňte

Děkuji, to je vše! Doufám, ţe vaše názory pomohou v objasnění jednoho z mála prozkoumaných míst pedagogiky technických předmětů. Dále pak děkuji za Váš čas a Vaše názory, kterých si velmi cením.

Příloha č. 2 – Tabulka respondentů Respondenti

16-20

21+

Ženy Muži

28 52

26 32

Celkem

80

58

60

Příloha č. 3 – 1. Příprava učitele na vyučovací hodinu k rekonstrukci Pochankeho výzkumu28

Příprava na hodinu k tematickému celku „Jednoduché stroje 1“ (Pro kontrolní skupinu) Identifikační údaje: Fyzika, 6. ročník Tematický celek: 2. Newtonův zákon Téma hodiny: Rovnováha na páce Hodinová dotace: 1 hod. teorie, 2 hod. laboratorní práce ţáků Výukové cíle hodiny: Vzdělávací cíl: Ţák zná definici druhého Newtonova zákona, umí zapsat rovnici síly dle druhého Newtonova zákona, sestrojí a vysvětlí princip jednoduché páky. Výchovná moţnost: Rozvoj aktivní myšlenkové činnosti, zručnosti, rozvoj technického myšlení, kreativity ţáka, vedení ţáků k slušnému a ukázněnému chování… Pouţité metody: vysvětlování, nákres, zápis do sešitu, metoda řešení problémových úkolů Pomůcky: učebnice fyziky pro 6. ročník ZŠ, sešit, siloměr, sada závaţí a stavebnice Merkur. Fáze vyučovací hodiny: 1. Opakování Z předešlé Hodiny by ţáci měli mít osvojeny tyto poznatky: -

Síla, jednotky síly

-

1. Newtonův zákon 2. Expozice nové látky Učitel seznámí ţáky s novým učivem, řekne podstatu 2. Newtonova zákona. Nakreslí na

tabuli přímku s osou uprostřed, která bude představovat rovnoramennou váhu, vyznačí na 28

ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s.

61

obou stranách dva dílky s hodnotami 1 a 2, analogicky na tomto modelu ţákům vysvětlí podmínky rovnováhy na páce. Příkladně zavěsíme na rameno do bodu 1 (jednotka není při demonstraci podstatná) závaţí s hodnotou například 2 kg. Bude pokračovat aktivizací ţáků, kterých se zeptá, jaká hodnota závaţí musí být v bodě označeném jako 2., ţáci odpoví na otázku, v případě špatných odpovědí učitel opět vysvětlí podmínky rovnováhy. Z příkladu je patrné, ţe dvojnásobné rameno = poloviční zatíţení a naopak.

3. Zápis do sešitu Páka je jednoduchý stroj, jehoţ 3 nejdůleţitější části jsou osa rotace, rameno břemene a rameno síly. Páka se otáčí kolem osy otáčení, rameno břemene působí na těleso (břemeno), na rameno síly působí člověk nebo stroj. Páka se vyuţívá nejčastěji pro zmenšení síly, protoţe velikost potřebné síly je nepřímo úměrná délce ramene. Čím delší rameno, tím potřebujete menší působící sílu. V obecnějším případě můţe na páku působit více sil. Páka můţe mít různé tvary – od rovné tyče podepřené v jednom místě (páčidlo), přes dvě páky spojené kloubem (kleště), přes zahnutý tvar (klika), k tvaru kola (volant). Páka je skrytá i v kladce a kole na hřídeli. Podle umístění ramen páky vzhledem k ose otáčení lze páky rozdělit na: dvojzvratné – ramena jsou na opačných stranách od osy rotace, jednozvratné – obě ramena jsou na stejné straně od osy rotace. Mezi předměty jednozvratné páky patří například stavební kolečko, otvírák na skleněné láhve (například láhev piva), louskáček (na ořechy), drtič česneku, štípadlo na nehty, otvírák na konzervy, otvírák na PETlahve či kleště. Podle délky ramen se páky dělí na: rovnoramenné – rameno síly je stejně dlouhé jako rameno břemene, nerovnoramenné – délka ramena síly je různá od ramene břemena.

62

Podmínka rovnováhy na páce: Páka je v rovnováze, jestliţe výsledný moment sil působících na páku je nulový. V případě, ţe na rameno r1 působí síla F1 a na rameno r2 působí síla F2, pak podmínku rovnováhy na páce vyjadřuje vzorec: F1 . r1 = F2 . r2

4. Skupinová laboratorní práce ţáků s vyuţitím stavebnice Merkur (Experimentální skupina) Ţáci utvoří trojce nebo čtveřice (podle počtu ţáků ve třídě). Kaţdá tato čtveřice dostane jedno balení stavebnice Merkur, s této stavebnice libovolně sestrojí funkční model váhy. Učitel jim ukáţe jiţ sestrojený přípravek, popřípadě nechá na stole laboratorní váhu (nikoliv sestrojenou ze stavebnice, která bude slouţit pro lepší pochopení zadání, nicméně ji po nějaké době zase schová a nechá veškerou tvůrčí aktivitu na ţácích, tato metoda je velmi prospěšná, zúročí se v ní práce v kolektivu a ţáci jsou nuceni problém analyzovat. Po analýze problému ţáci udělají syntézu, tzn., ţe sestrojí funkční model váhy libovolného vzhledu. Na laboratorní práci jsem vymezil dotaci dvě hodiny, aby ţáci měli dostatek prostoru pro analyzování, nicméně sestrojení jednoduché váhy z Merkuru trvá přibliţně 10 – 15 minut, podle zručnosti konstruktéra. Tento postup by ţáci měli zvládnout během jedné vyučovací hodiny. Druhá hodina laboratorní práce pak bude spočívat ve vyvěšování závaţíček různých hodnot do dírek ve stavebnici, ţáci si tak ověří funkci a pravdivost teoretického základu. Tři libovolné měření, ověří jednoduchými výpočty.

63

4. Skupinová laboratorní práce – příklad cvičení pro kontrolní skupinu29 Zadání 1: Honza si nese na holi přes rameno buchty v ranci. Hůl má poloţenou na rameni 50 cm od konce, který drţí. Na druhém konci hole je zavěšen ranec o hmotnosti 2 kg. Jak dlouhá je hůl, jestliţe ji Honza drţí silou 8 N? Hmotnost hole zanedbejte. Řešení 1: r1 = 50 cm = 0,5 m F1 = 8 N m = 2 kg g = 10 N/kg r2 = ? m Na ranec působí tíhová síla FG = F2 = m · g = 2 · 10 = 20 N Podepřená hůl je dvojzvratnou pákou

Pro rovnováhu na páce platí:

Odtud pro r2 platí:

Odpověď 1: Délka celé hole je l = r1 + r2 = 0,5 + 0,2 = 0,7 metru.

29

Webová sbírka příkladů z fyziky pro ZŠ a SŠ. Http://www.sbirkaprikladu.cz [online]. [cit.

2012-11-29]. Dostupné z: http://www.sbirkaprikladu.cz/sbirka_prikladu/mechanika

64

Zadání 2: Jeníček s Mařenkou chtějí vsadit Jeţibabu do pece na lopatě délky 150 cm. Lopata je na jednom konci opřena o pec a na druhém ji drţí děti. Jak daleko od místa podepření lopaty sedí Jeţibaba o hmotnosti 60 kg, jestliţe ji děti udrţí silou 200 N ? Řešení 2: r1 = 150 cm = 1,5 m F1 = 200 N m = 60 kg g = 10 N/kg r2 = ? Na Jeţibabu působí tíhová síla FG = F2 = m · g = 60 · 10 = 600 N Podepřená lopata je jednozvratnou pákou

Pro rovnováhu na páce platí:

Odtud pro r2 platí:

Odpověď 2: Jeţibaba sedí 50 cm od pece. Další zadání: viz příklady ze sbírky 5. Hodnocení laboratorní práce, kontrola výsledků, shrnutí důleţitých poznatků, zhodnocení práce v hodině, pochvala za aktivitu.

65

Příloha č. 4 – 2. Příprava učitele na vyučovací hodinu k rekonstrukci Pochankeho výzkumu30 Příprava na hodinu k tematickému celku „Jednoduché stroje 2“ Identifikační údaje: Fyzika, 6. ročník Tematický celek: 2. Newtonův zákon Téma hodiny: Kladka volná, pevná, jednoduchý kladkostroj Hodinová dotace: 1 hod. teorie, 2 hod. laboratorní práce ţáků Výukové cíle hodiny: Vzdělávací cíl: Ţák zná definici druhého Newtonova zákona, umí aplikovat tento zákon u kladek, sestrojí a vysvětlit princip kladek volné, pevné a jednoduchého kladkostroje. Výchovná moţnost: Rozvoj aktivní myšlenkové činnosti, zručnosti, rozvoj technického myšlení, kreativity ţáka, vedení ţáků k slušnému a ukázněnému chování… Pouţité metody: vysvětlování, nákres, zápis do sešitu, metoda řešení problémových úkolů Pomůcky: učebnice fyziky pro 6. ročník ZŠ, sešit, siloměr, sada závaţí a stavebnice merkur. Fáze vyučovací hodiny: 1. Opakování Z předešlé Hodiny by ţáci měli mít osvojeny tyto poznatky: -

Síla, jednotky síly

-

1. a 2. Newtonův zákon

-

Podmínky rovnováhy na váze 2. Expozice nové látky

30

ŠPALEK, Karel. Kreativita a rozvoj technického myšlení. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Brno 2011. 66 s.

66

Učitel seznámí ţáky s novým učivem, na tabuli nakreslí kruh s tečkou uprostřed, který bude znázorňovat kladku, tato kladka bude ukotvena nahoře do pevného tělesa. Učitel znázorní provaz vedený přes kladku. Na jednom konci bude panáček, na druhém například pytel cementu (25kg dle EU). Dále bude aktivizovat ţáky. Učitel se zeptá ţáků, kolik kilo zvedá panáček na druhém konci. Učitel vyvolá některého z ţáků, kteří se budou hlásit. Nejde o zkoušení něčeho, co ještě nebylo probráno, jen jde o aktivizaci ţáků, aby zkusili přijít na analogii s rovnoramennou váhou. V případě správné odpovědi učitel ţáka pochválí a vyzve ho, aby zkusil ostatním ţákům vysvětlit proč tomu tak je. (Podle mého názoru děti raději přijímají informace od svých vrstevníků, učitel je pro ně autorita a jeho výkladu někdy neradi naslouchají). V případě špatných odpovědí učitel ţákům vysvětlí, jak tomu je. Kladka je vlastně rovnoramenná váha, kde na jednom konci závaţí s hmotností 25Kg a působí na něj svislá gravitační síla Fg = 10N/Kg, tudíţ síla, která bude u tohoto tělesa působit svisle dolů je 250N. Tedy člověk aby alespoň pytel cementu vyváţil, musí vynaloţit stejnou sílu. Učitel pokračuje vysvětlením principu kladky volné a jednoduchého kladkostroje, který bude předmětem jejich následné laboratorní práce. 3. Zápis do sešitu Kladka Kladka je jednoduchý stroj, jehoţ hlavní částí jsou kolečko a provaz. Je pouţívána především k zvedání těles, a to pro změnu směru působení síly. Podle upevnění kolečka nebo provazu se kladka dělí na dva druhy: pevnou kladku a volnou kladku. Spojením pevné kladky a volné kladky (nebo více kladek) vznikne kladkostroj. Pevná kladka Pevná kladka je druh kladky, kdy je upevněné kolečko, a to v ose, kolem které se otáčí, a provaz je provlečený přes kladku, na jednom jeho konci je zavěšeno těleso (břemeno), na druhý konec působí síla člověka nebo stroje. Pevná kladka neušetří sílu, na rozdíl od volné kladky. Aby byla pevná kladka v rovnováze, musí na oba konce provazu působit stejně velká síla. Výhodou je změna směru síly, např. zvedání břemene se děje táhnutím provazu směrem dolů, nikoliv nahoru.

67

Volná kladka Volná kladka je druh kladky, kdy je upevněný jeden konec provazu, na provaze se pohybuje kolečko, na jehoţ ose je zavěšeno těleso (břemeno), na druhý konec provazu působí síla člověka nebo stroje. Volná kladka ušetří asi polovinu síly. Aby byla volná kladka při zvedání břemene v rovnováze, musí na provaz působit síla o poloviční velikosti, neţ je tíha břemene a kladky. Nevýhodou volné kladky při zvedání je, ţe je nutné zvedat samotnou kladku a působit směrem vzhůru stejně jako bez kladky. Toto lze odstranit spojením volné a pevné kladky do kladkostroje. Kladkostroj Kladkostroj je jednoduchý stroj, který vznikne spojením pevné kladky a volné kladky, příp. více kladek. Kladkostroj kombinuje výhody volné kladky - ušetření poloviny síly - a pevné kladky - změna směru síly. Např. těleso o tíze lze zvednout kladkostrojem s 1 volnou a 1 pevnou kladkou silou asi směřující dolů. Při pouţití více kladek se potřebná síla, tíha břemene + volných kladek, je počet provazů, na kterých volné kladky visí. Zajímavosti: Před více neţ 2000 lety vyzval syrakuský král Archiméda, aby ukázal, co jednoduché stroje dovedou. Řecký vědec vybudoval soustavu kladek a bez cizí pomoci vytáhl loď na břeh. Kdy byly pouţity poprvé stavební jeřáby? Jeřáb, coţ je stroj na zvedání břemen uţívající princip kladky, zavedli Římané. Jejich jeřáby byly poháněny šlapacími mlýny. Otroci chodící ve šlapacím mlýnu vytvářeli vstupní sílu potřebnou ke zdvihnutí zátěţe stavebního kamene. 4. Skupinová laboratorní práce ţáků s vyuţitím stavebnice Merkur (Experimentální skupina) Ţáci utvoří trojice nebo čtveřice (podle počtu ţáků ve třídě). Kaţdá tato čtveřice dostane jedno balení stavebnice Merkur, z této stavebnice libovolně sestrojí funkční model kladkostroje. Učitel jim ukáţe jiţ sestrojený přípravek, který ţáci uvidí z dálky a jen na 5 minut, jedinou dílčí oporou pro ţáky bude nákres kladkostroje na tabuli, ze 68

kterého bude patrné, jak má kladkostroj fungovat, nicméně aktivita, kreativita a estetická sloţka je vyloţeně na straně ţáků. Sestrojení zabere zhruba jednu vyučovací hodinu, proto výsledek měření bude pouze jeden. Skupina si zvolí závaţí dle velikosti přípravku a na volný konec provázku kladkostroje upevní siloměr, tento siloměr by jim měl ukázat poloviční vynaloţení síly na zvedání. Nicméně ţáci by měli pochopit, ţe nic není zadarmo a ţe proto, abychom zvedali o polovinu méně, musíme vytáhnout dvojnásobnou délku lana a tak si práci neulehčíme, jen usnadníme. Nejrychlejší skupina tedy potom dostane za úkol kladkostroj přepracovat (velmi jednoduše) jen na kladku pevnou, kde jasně uvidí, ţe sice siloměr ukazuje jednou takovou sílu neţ u kladkostroje, nicméně stačí poloviční provázek. Aktivita členů této skupiny bude potom klasifikována tzv. malou jedničkou za aktivitu.

69

4. Skupinová laboratorní práce – příklad cvičení pro kontrolní skupinu31 Zadání 1: Vypočítejte sílu, kterou musíte působit na lano, aby byla páka v rovnováze. Hmotnost zavěšeného tělesa je 40 kg a délka celé páky je 1 m. Hmotnost páky a lana zanedbejte.

Řešení 1: d= 1 m m = 40 kg r1 = 20 cm = 0,2 m g = 10 N/kg F=?N Lano je vedeno přes dvě pevné kladky, které nemají na velikost působící síly vliv. Stačí vyřešit podmínku pro rovnováhu na nerovnoměrné dvojzvratné páce. Nejdřív určíme délku druhého ramene: Těleso na páku působí tíhovou silou: Pro rovnováhu na páce platí:

Odtud pro F2 platí: Odpověď:

31

Na lano musíme působit silou 100 N.

Webová sbírka příkladů z fyziky pro ZŠ a SŠ. Http://www.sbirkaprikladu.cz [online]. [cit.

2012-11-29]. Dostupné z: http://www.sbirkaprikladu.cz/sbirka_prikladu/mechanika

70

Další zadání: viz příklady ze sbírky

5. Hodnocení laboratorní práce, kontrola výsledků, shrnutí důleţitých poznatků, zhodnocení práce v hodině, pochvala za aktivitu.

Příloha č. 5 – Srovnávací test z 2. Newtonova zákona pro ţáky 6. Ročníků

Srovnávací test Tento test obsahuje devět otázek znázorněných na obrázcích 1-9. K řešení příkladů pouţijte libovolnou metodu. Na řešení máte 15 minut. Za správnou odpověď obdrţíte 1 bod, za špatnou 0 bodů. Řešte: 1)

2)

71

3)

4)

5)

6)

72

7)

8)

9)

Příloha č. 6 – Řešení testu:

73