MASARYKOVA UNIVERZITA

MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra fyziky

Aplikace vyučovacích metod ve výuce fyziky na ZŠ Diplomová práce

Vedoucí práce:

Autor práce:

Mgr. Denisa Kawuloková

Bc. Michaela Šutová Brno 2014

Děkuji své vedoucí Mgr. Denise Kawulokové za odborné připomínky a cenné rady, s nimiţ mi byla neustále k dispozici, a které mi pomohly při zpracování této diplomové práce.

„Prohlašuji, ţe jsem diplomovou práci zpracovala 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.“ „Souhlasím, aby práce byla uloţena na Masarykově univerzitě v Brně v knihovně Pedagogické fakulty a zpřístupněna ke studijním účelům.“ V Brně dne 1. dubna 2014

_______________________

Bibliografický záznam ŠUTOVÁ, Michaela. Aplikace vyučovacích metod ve výuce fyziky na ZŠ. Brno, 2014. 132 s. Diplomová práce. Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra fyziky. Vedoucí práce Mgr. Denisa Kawuloková.

Anotace Diplomová práce pojednává o vyuţívání různých vyučovacích metod ve vyučování fyziky na základní škole. Literární část kromě popisu jednotlivých metod obsahuje názorné příklady a soupis jejich silných a slabých stránek. Vlastní práce obsahuje listy metodických příprav zaloţené na inovativních a aktivizujících vyučovacích metodách. Tyto listy jsou přímo aplikovány ve výuce a podrobeny komparaci z hlediska jejich efektivity s formou klasického frontálního vyučování ve fyzice na ZŠ.

Annotation This master thesis deals with the application of teaching methods in teaching physics at primary schools. The theoretical part includes description of the various teaching methods, ilustrative examples and lists their strenghts and weaknesses. The practical part includes lesson plans based on innovative and activating teaching methods. These lesson plans are directly applied in teaching and subjected to comparison in terms of their efficiency against classical forms of teaching methods of physics at primary schools.

Klíčová slova vyučovací metody, fyzika, listy metodické přípravy

Keywords teaching methods, physics, lesson plans

Obsah

5

Obsah 1

2

Úvod a cíl práce

8

1.1

Úvod ................................................................................................................... 8

1.2

Cíl práce .............................................................................................................. 8

Literární rešerše

9

2.1

Vyučovací metoda .............................................................................................. 9

2.2

Tradiční vyučovací metody ................................................................................ 9

2.2.1

Monologické slovní metody ..................................................................... 12

2.2.1.1

Výklad ................................................................................................ 12

2.2.1.2

Vysvětlování ....................................................................................... 14

2.2.1.3

Vyprávění ........................................................................................... 14

2.2.1.4

Popis ................................................................................................... 16

2.2.1.5

Přednáška............................................................................................ 16

2.2.2

Dialogické slovní metody ........................................................................ 17

2.2.2.1

Rozhovor ............................................................................................ 18

2.2.2.2

Dialog ................................................................................................. 20

2.2.3

Slovní metody práce s textem .................................................................. 22

2.2.4

Názorné vyučovací metody ...................................................................... 24

2.2.5

Metody praktických prací ........................................................................ 25

2.3

Inovativní vyučovací metody ........................................................................... 26

2.3.1

Skupinové vyučovací metody .................................................................. 27

2.3.1.1

Brainstorming ..................................................................................... 28

2.3.1.2

Snowballing ........................................................................................ 30

2.3.1.3

Buzz groups ........................................................................................ 32

2.3.1.4

Hraní rolí ............................................................................................ 34

2.3.1.5

Kolečka ............................................................................................... 36

2.3.1.6

Kolotoč ............................................................................................... 37

Obsah

6

2.3.1.7

Návštěvníci ......................................................................................... 39

2.3.1.8

Diskuze ............................................................................................... 41

2.3.1.9

Debata ................................................................................................. 44

2.3.1.10

Case study........................................................................................... 45

2.3.1.11

Akvárium ............................................................................................ 47

2.3.1.12

Mentální mapování ............................................................................. 49

2.3.2

Problémová metoda .................................................................................. 51

2.3.2.1

Heuristická metoda ............................................................................. 52

2.3.2.2

Černá skříňka ...................................................................................... 55

2.3.2.3

Konfrontace ........................................................................................ 57

2.3.2.4

Paradoxy ............................................................................................. 58

2.3.2.5

Samostatně sestavovaná úloha ........................................................... 59

2.3.2.6

Úloha na předvídání ........................................................................... 61

2.3.3

Projektové vyučování ............................................................................... 61

2.3.4

Vrstevnické vyučování ............................................................................. 64

3

Materiály a metody

67

4

Vlastní práce

69

4.1

Metodická příprava pro učitele ......................................................................... 69

4.1.1 4.1.1.1 4.1.2 4.1.2.1 4.1.3 4.1.3.1 4.1.4 4.1.4.1 4.1.5 4.1.5.1

Dynamika – První Newtonův zákon ........................................................ 70 Zhodnocení metodické přípravy ......................................................... 73 Dynamika – Druhý a třetí Newtonův zákon ............................................ 74 Zhodnocení metodické přípravy ......................................................... 77 Dynamika – Síla, Newtonovy zákony ...................................................... 78 Zhodnocení metodické přípravy ......................................................... 81 Mechanika kapalin – Vlastnosti kapalin, povrchové napětí..................... 83 Zhodnocení metodické přípravy ......................................................... 87 Mechanika kapalin – Vztlaková síla ........................................................ 88 Zhodnocení metodické přípravy ......................................................... 92

Obsah

7

4.1.6

Mechanika kapalin – Vztlaková síla, plování těles .................................. 93

4.1.6.1 4.1.7

Zhodnocení metodické přípravy ......................................................... 96 Mechanika kapalin – Pascalův zákon ...................................................... 97

4.1.7.1 4.1.8

Zhodnocení metodické přípravy ....................................................... 100 Mechanika plynů – Vlastnosti plynů, atmosférický tlak ........................ 101

4.1.8.1 4.1.9

Zhodnocení metodické přípravy ....................................................... 104 Světelné jevy – Odraz světla na rovinném zrcadle ................................ 105

4.1.9.1 4.1.10

Zhodnocení metodické přípravy ....................................................... 108 Světelné jevy – Čočky, camera obscura ................................................. 109

4.1.10.1 4.2

Zhodnocení metodické přípravy ....................................................... 112

Vyhodnocení pedagogického experimentu..................................................... 113

4.2.1

Vyhodnocení – 1. a 2. příprava .............................................................. 113

4.2.2

Vyhodnocení – 1., 2. a 3. příprava ......................................................... 114

4.2.3

Vyhodnocení – 4. příprava ..................................................................... 115

4.2.4

Vyhodnocení – 5. a 6. příprava .............................................................. 115

4.2.5


4.2.6


5

Diskuze

118

6

Závěr

120

7

Literatura

122

Úvod a cíl práce

8

1 Úvod a cíl práce 1.1

Úvod

Jiţ v rámci své bakalářské práce jsem se zabývala vyučovacími metodami. Konkrétně především sokratovskou a heuristickou metodou. Právě různé pojetí vyučovacích metod, včetně jejich různé efektivity v hodinách fyziky, mě velmi zaujalo a z toho důvodu jsem se rozhodla, obdobné téma rozvinout v rámci této diplomové práce. V první části této práce přináším na základě studia odborné literatury pohled na problematiku vyučovacích stylů. Kromě rozdělení a výkladů zde přináším také teoretickou komparaci jednotlivých stylů v podobě silných a slabých stránek a příklad vyuţití konkrétního stylu v hodině fyziky. Praktická část se zaměřuje na praktickou komparaci vyučovacích metod a je rozdělena na dvě subkapitoly. V první podkapitole se nachází listy metodické přípravy pro učitele, které vyuţívají převáţně inovativních metod. Tyto listy jsou dále vyuţity pro potřeby druhé podkapitoly vlastní práce. V druhé podkapitole je vyhodnocena efektivnost vybraných tradičních a inovativních metod formou experimentu. Experiment je zaloţen na odučení vybraných kapitol z fyziky ve dvou paralelních třídách na ZŠ. V jedné ze tříd je k výuce vyuţito tradiční vyučovací metody a ve druhé třídě je vyuţito metodického listu pro učitele. Následně je vyhodnocena efektivita vybraných metod.

1.2

Cíl práce

Hlavním cílem diplomové práce je komparace tradičních a inovativních vyučovacích metod při hodinách fyziky na základní škole. Samotné vyhodnocení bude zaloţeno na studiu odborné literatury a vlastním experimentu. Experiment představuje praktickou aplikaci vybraných tradičních a inovativních vyučovacích metod, ve dvou třídách základní školy. Inovativní metody jsou zakomponovány do metodických listů pro učitele, jejichţ vytvoření představuje dílčí cíl práce. V rámci experimentu bude zároveň posouzena efektivita těchto listů ve srovnání s klasickou formou výuky. Posouzení efektivity bude podkladem pro naplnění primárního cíle práce.


9

2 Literární rešerše V této části práce budou na základě studia odborné literatury popsány různé vyučovací metody vyuţitelné v hodinách fyziky na základní škole. V rámci podkapitol jsou jednotlivé metody rozděleny na metody tradiční a metody inovativní. Kaţdá z vybraných metod obsahuje popisek, způsob vyuţití, přehled silných a slabých stránek a příklad praktického vyuţití v hodině fyziky na ZŠ.

2.1

Vyučovací metoda

Metoda představuje prostředek pro dosahování cílů. V kontextu s vyučováním představuje vyučovací metoda prostředek pro dosaţení výukových cílů. Z toho důvodu je důleţité zvolit vhodnou vyučovací metodu, ale také umět tuto metodu ovládat. Právě z tohoto důvodu je důleţité vyučovacím metodám věnovat pozornost z teoretického, ale i praktického hlediska. Maňák (1997, s. 33) povaţuje metodu výuky za „koordinovaný systém vyučovacích činností učitele a učebních aktivit ţáků, který je zaměřen na dosaţení výchovně vzdělávacích cílů“.

2.2

Tradiční vyučovací metody

Jako tradiční vyučovací metody označujeme ty, při nichţ je centrem dění učitel. Charakteristická je především aktivita učitele, přičemţ ţáci jsou spíše pasivní. Ţák je většinou v roli pozorovatele, posluchače či pasivního účastníka vyučovacího procesu. Svým zaměřením na učitele tyto metody většině učitelů vyhovují, neboť jsou pro ně pohodlné. (Sitná, 2009, s. 9) V tradičním pojetí vyučování je škola chápána jako příprava na ţivot. V průběhu vývoje lidstva a pedagogických metod, byla ve starověku a středověku za klasickou metodu povaţována metoda individuální výuky. S rozvojem společnosti však vyvstávala potřeba masového vzdělávání, čímţ se individuální vzdělávání ukázalo jako málo efektivní. S reformou školství a přechodem k hromadnému vyučování, které je z dnešního pohledu povaţováno za tradiční, ale v té době šlo o metodu zcela inovativní,


10

přišel Komenský. Toto tradiční pojetí hromadné výuky přetrvává na školách aţ dodnes. (Zormanová, 2012, s. 36 - 37) Klasické vyučovací metody umoţňují systematické vzdělávání, které je z hlediska organizace jednoduché a zároveň není ekonomicky ani časově nákladné. Rodiče i učitelé tyto metody znají a jsou na ně zvyklí. Avšak kaţdá klasická metoda vyţaduje pouţití vnější motivace ţáka. Touto motivací je v dnešním školství v naprosté většině případů klasifikace. Klasické metody také bohuţel nedokáţou dostatečně propojit získané vědomosti, rozvinout schopnost spolupráce a komunikace mezi ţáky. Obvykle nerespektují individuální přístup. (Zormanová, 2012, s. 40) Existuje nespočetné členění vyučovacích metod, které si liší autor od autora. Členění tzv. klasických metod však bývá povětšinou velmi podobné. Osobně povaţuji za nejlepší členění výukových metod podle Šimoníka (2003, s. 36 – 66). Pokud bychom měli vymezit tradiční metody podle jeho členění, pak by toto členění mělo následující podobu (Šutová, 2012, s. 17 – 19): 1.

Slovní vyučovací metody – Jedná se o nejčastěji pouţívané vyučovací metody. Zdrojem poznání je slovo. Slovní metody rozeznáváme následující: 1.1. Monologické metody – Jde o metody zaloţené na učitelově slovním projevu. Základní monologickou metodou je výklad. Výklad můţe dále nabýt formy: 1.1.1. vysvětlování – jeţ představuje učitelův výklad jevů, pojmů, souvislostí a vztahů nejlépe na konkrétních příkladech; 1.1.2. vyprávění – které seznamuje ţáky s průběhem určitého konkrétního děje, události či příběhu prostřednictvím učitelova výkladu; 1.1.3. popisu – kde předmětem výkladu je učitelův popis charakteristických rysů či znaků určitého předmětu, jevu nebo procesu; 1.1.4. přednášky – coţ je souvislý výklad především vědeckých pojmů a zákonitostí, který klade důraz na abstraktní myšlení posluchačů. 1.2. Dialogické metody – Jsou zaloţeny na vzájemné komunikaci mezi učitelem a ţáky. Tyto metody představují formu otázek a odpovědí, a dělí se na metodu:


11

1.2.1. rozhovoru – který přímo charakterizujeme střídáním učitelových otázek a ţákových odpovědí; 1.2.2. dialogu – kde dochází ke kladení otázek mezi oběma aktéry rozhovoru; 1.2.3. diskuse – při níţ si všichni členové skupiny kladou otázky navzájem a navzájem si na ně také odpovídají; 1.2.4. besedy – kdy na otázky ţáků odpovídá přizvaná osoba, která předtím neformálně s ţáky hovoří. 1.3. Metody práce s textem – Představují ţákovskou práci s jiţ hotovým textem i samostatnou tvorbu vlastního textu. Nabývá forem: 1.3.1. čtení s výkladem – jde o postupné čtení zadaného textu a jeho rozbor ve spolupráci s učitelem; 1.3.2. samostatná práce s textem – tvoří základ tradičního pojetí domácí přípravy; 1.3.3. tvorba textu 2.

Názorné vyučovací metody – Základem je zprostředkování nových poznatků a informací prostřednictvím lidského vnímání. Důleţité je účelné vyuţívání názorných pomůcek. Konkrétně se jedná o tyto formy výuky: 2.1. ukázka – jde o předvedení předmětu, jevu či procesu často doplněné o učitelův výklad a odpovídání na otázky ţáků; 2.2. pozorování – ţáci na základě pokynů učitele pozorují věci a jevy v jejich přirozeném prostředí; 2.3. pokus – jedná se o umělé vyvolání určitého jevu za účelem jeho pozorování, analyzování, pochopení, aj.

3.

Metody praktických prací – Pramenem poznání je přímý styk a manipulace se skutečnými předměty. Jde o tyto formy výuky: 3.1. frontální pokusy – představují obdobu pokusu, který je uskutečňován v menších skupinkách zároveň s učitelovým demonstračním pokusem;


12

3.2. laboratorní práce – prací a experimentování v laboratořích ţáci ověřují jiţ známé výsledky vědeckých prací, případně přicházejí na nové poznatky; 3.3. práce s multiplikáty pomůcek – jde o práci a experimentování ţáků s konkrétní učební pomůckou; 3.4. praktické práce v dílnách, pěstitelské a chovatelské práce – jedná se o praktické činnosti, při nichţ si ţáci osvojují pracovní postupy. Vybrané

tradiční

vyučovací

metody

budou

dále

podrobněji

rozebrány

v jednotlivých podkapitolách. 2.2.1

Monologické slovní metody

Monologické slovní metody představují vyuţití souvislého mluveného projevu jednotlivce – učitele či ţáka. Obvykle bývají chápány pouze jako rozličné varianty, kdy učitel vykládá, popisuje, vysvětluje, zatímco ţáci naslouchají. (Vališová, Kasíková, 2011, s. 196) Monologické metody lze povaţovat za základní metody kaţdého vyučovacího procesu. 2.2.1.1

Výklad

Nejčastěji pouţívaná monologická metoda. Průměrně zabírá 60 % většiny hodin. (Petty, 2008, s. 114) Výklad je základní metodou pro získávání a předávání nových vědomostí, osvojování pojmů a vztahů mezi nimi. Umoţňuje učiteli předat ţákům učivo v souvislém sledu a pevném logickém uspořádání. Metoda výkladu však nevede ţáky k samostatnému myšlení, tvořivosti a ani nerozvíjí jejich komunikační dovednosti. Efektivní učitelův výklad by měl být srozumitelný, s přiměřeným tempem, zjednodušený avšak s konkrétními příklady, orientovaný na hlavní fakta a navazující na předchozí učivo. Součástí výkladu mohou být také otázky ţákům, které učiteli vytvoří zpětnou vazbu. Účinnost je podmíněna postupem výkladu od konkrétní k abstraktnímu, od známého k neznámému, od jednoduchého ke sloţitému. Efektivitu výkladu také zvyšuje jeho kombinace s názorně demonstračními metodami. (Zormanová, 2012, s. 43 – 44) Jako všechno má i metoda výkladu své silné a slabé stránky. Jejich soupis je k dispozici v následující tabulce:

Literární rešerše Tab. 1

13

Výklad – silné a slabé stránky

Silné stránky

Slabé stránky

Vhodný způsob pro vysvětlování

Učitel postupuje se všemi ţáky stejným tempem

Na rozdíl od knihy lze výklad přizpůsobit znalostem a potřebám třídy

Začínající učitelé mají sklon vykládat látku příliš rychle

Můţe ţáky nadchnout pro věc

Ţádná zpětná vazba učiteli

Rychlá metoda pro seznámení s látkou

Můţe být pro ţáky nudný

Osobnější neţ písemné metody

Ţáci nejsou aktivně zapojováni Nutná kontrola, zda ţáci informacím porozuměli a zapamatovali si je Krátké soustředění ţáků oproti jiným metodám Vyţaduje ukázněné ţáky Ţáci nemají příleţitost pouţít naučené znalosti

Zdroj: Petty, 2008, s. 114 – 115 (vlastní úprava)

Konkrétní příklad výkladu ve výuce fyziky pochází od Peciny a Zormanové (2009, s. 43 – 44) a týká se zákonu setrvačnosti: 1. Výklad začíná tím, ţe učitel sdělí ţákům zákon setrvačnosti: „Těleso setrvává v klidu nebo pohybu rovnoměrném přímočarém, pokud není donuceno vnějšími silami tento svůj stav změnit.“ 2. Pak učitel pro lepší pochopení zákonu setrvačnosti uvede konkrétní příklady z praxe: - Prachu z šatů a koberců se zbavujeme vyklepáním. Podstata tohoto jevu je v principu setrvačnosti – látka se prudce uvede do pohybu a částice prachu zůstávají setrvačností v klidu. - Jestliţe začne jedoucí automobil brzdit, zastaví aţ po určité dráze (brzdná dráha). Při brzdění automobil pokračuje dál ve zpomaleném pohybu. Proto je nebezpečné vběhnout do vozovky před jedoucí automobil. 3. Následuje zápis do sešitu. 4. Dále učitel pro lepší názornost a fixaci učiva zadá ţákům problémové úlohy: - Násady (topůrka) se na sekery, kladiva, pilníky i ostatní nářadí nasazují tak, ţe kladivem netlučeme na čepel, ale na konec násady. Proč se postupuje takto, a ne tak, ţe bychom působili údery přímo na nasazovanou součást? - Jak vysvětlíme, ţe při klopýtnutí obyčejně padáme dopředu, ale při uklouznutí v chůzi dozadu?


2.2.1.2

14

Vysvětlování

Metoda, která ţákům logicky a systematicky zprostředkovává učivo. Sloţitější jevy musí být ţáků vysvětlovány postupně. Je dobré se nejprve zaměřit na jevy podstatné a následně aţ učivo rozšiřovat a přidávat detaily. Aby vysvětlování bylo účinné je třeba dbát na věk ţáků a na jejich dosavadní vědomosti a dovednosti. Ţáci by neměli být přetěţováni nepotřebnými podrobnostmi, ale zároveň je třeba se také vyvarovat přehnanému zjednodušování látky. Je třeba dbát i na to, aby učitel vysvětlování prováděl srozumitelným jazykem a uváděl vhodné příklady pro ilustraci. (Zormanová, 2012, s. 42) Co se týče silných a slabých stránek, pak vysvětlování je velmi podobné výkladu. Najdeme zde však několik specifik. Tyto specifické stránky zobrazuje tabulka 2: Tab. 2

Vysvětlování – silné a slabé stránky

Silné stránky Pochopení látky a logických souvislostí

Slabé stránky Efektivní vysvětlování je náročné na osobnost učitele

Stručné, přesné a široce aplikovatelné

Důleţitá znalost předchozího učiva ţáky

Moţnost vyuţití analogie a přirovnání

Potřeba zjednodušovat

Moţnost vyuţití vizuálního předvedení

Vysvětlování abstraktních myšlenek vyţaduje konkrétní příklady

Zdroj: Petty, 2008, s. 120 – 132 (vlastní úprava)

Typický příklad vysvětlování ve fyzice pochází z učebnice fyzika pro 9. ročník základní školy od kolektivu autorů Kolářové, Bohuňka, Štolla, Svobody a Wolfa (2000, s. 127): Středem atomu je malé, ale těţké kladně nabité jádro obklopené elektronovým obalem. Atomové jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů. Říkáme jim společným názvem nukleony. Počet protonů udává protonové číslo, počet nukleonů nukleonové číslo. Látky sloţené z atomů, mající stejné protonové i nukleonové číslo se nazývají nuklidy. Mají-li 2 atomy stejné protonové, ale různé nukleonové číslo, jde o izotopy téhoţ prvku. 2.2.1.3

Vyprávění

Metoda zaloţená na konkrétních faktech, které jsou spojeny v souvislý děj, který barvitě popisuje obrazy postav, krajin, aj. Vyprávění musí být ţivé, aby u ţáků vzbuzovalo bohatost představ a působilo na jejich city. Poučuje o jevech, které probíhají jako sled udá-


15

lostí, představujících konkrétní situace. Vyprávění plní funkci poznávací, ale také motivační, neboť vyprávěním o ţivotním příběhu, situaci či události vede k udrţení kázně. Nepostradatelnou součástí efektivního vyprávění je vyuţití metafor, přímé řeči, dramatického líčení, ale i osobních zkušeností a dojmů. Efektivitu zvyšuje také hlasová modulace, sugestivní mimika a ţivá gestikulace. (Zormanová, 2012, s. 41 – 42) Náročnost vyprávění je přímo úměrná komunikačním schopnostem učitele, ale také předmětu, jehoţ se vypravování týká. Silné a slabé stránky vyprávění můţeme velmi jednoduše shrnout jako následující: Tab. 3

Vyprávění – silné a slabé stránky

Silné stránky Působení na emoce na rozdíl od ostatní monologických metod

Slabé stránky Vyţaduje zvýšené osobní dispozice učitele

Zdroj: Kalhous, Obst, 2009, s. 317 (vlastní úprava)

Typickým příkladem vyprávění ve fyzice jsou příběhy slavných vynálezců a objevitelů. Jako konkrétní příklad uvádím známý příběh o Archimédovy. Uvedená verze příběhu pochází z internetového portálu ItsNotMagicItsScience (2012, online): Archimédův příběh se odehrál asi před 2 200 lety. Tehdy král Hieron II ze Syrakus na Sicílii dal klenotníkovi kus zlata a nařídil, aby mu z něj vyrobil korunu. Král však pojal podezření, ţe klenotník nahradil část zlata levnějším kovem, jako například stříbrem, a ušetřené zlato si schoval do kapsy. Král neznal způsob, jak by dokázal své podezření. A tak se zeptal Archiméda – řeckého matematika, inţenýra, vynálezce a astronoma – jak najít odpověď. Archimédes strávil dlouho dobu ve snaze nalézt odpověď. Jednou kdyţ šel do lázní, všiml si, jak voda přetéká z vany, kdyţ do ní vstupoval a jak vytéká ještě více vody, kdyţ do vany vstoupil celý. V té době Archimédes věděl, ţe zlato je hustší neţ stříbro. Takţe kdyby byla nahrazena určitá váha zlata v koruně stejnou váhou stříbra, koruna by měla menší objem, neţ identická váha ryzího zlata. Takţe vše, co Archimédes musel udělat, bylo v podstatě ponořit korunu a stejně těţké mnoţství čirého zlata do vany naplněné aţ po okraj a pozorovat objem rozlité vody – pokud klenotník vyrobil korunu z ryzího zlata, měl by být objem stejný. Archimédes byl tímto objevem natolik nadšený, ţe okamţitě vyskočil z vany a nahý běţel z lázní po ulici a křičel „Heuréka! Heuréka!“ A pokud jste zvědaví, tak klenotník skutečně krále podvedl.


2.2.1.4

16

Popis

Názorná metoda zaměřující se na pozorovatelné vlastnosti konkrétního jevu. Neslouţí však k odhalování vnitřních vazeb tohoto jevu – k tomu je třeba vyuţít vysvětlování, kterému je samotný popis velmi blízký. Pouţívá se ke sdělení informací a charakteristických rysů o vzhledu předmětu, rostlin, ţivočichů, aj. Učitel při popisu vyuţívá odborné termíny, odlišuje podstatné od vedlejšího a popisovaný jev prezentuje srozumitelnou formou vzhledem k věku ţáků. Popis je základem pro další hlubší pochopení jevu. (Šimoník, 2003, s. 39 – 40; Zormanová, 2012, s. 44 – 45) Silné a slabé stránky popisu lze velmi stručně shrnout jako následující: Tab. 4

Popis – silné a slabé stránky

Silné stránky Přiblíţení a podrobné seznámení s objektem zájmu

Slabé stránky Neumoţňuje pochopení vzájemných souvislostí a vztahů Lepší při vyuţití názorných pomůcek

Zdroj: Šimoník, 2003, s. 37 – 38 (vlastní úprava)

Ve fyzice učitelé popis vyuţívají pro přiblíţení neznámého přístroje, nástroje, jevu, apod. Popisem můţe být princip camery obscury (Goldmanová, Mikšík, 2013, online): Cameru obscuru je moţné si představit jako uzavřenou temnou schránku, komoru či místnost. V jedné stěně této schránky je vytvořen otvor velmi malého průměru. Tímto otvorem proniká do schránky světlo, které na protější stěně vytváří převrácený obraz toho, co se nachází před otvorem. Tohoto principu vyuţívali malíři a vědci jiţ před mnoha stovkami let. U jednoduché konstrukce dírkové komory je ostrost obrazu závislá na průměru otvoru, kterým světlo proniká dovnitř. Čím je průměr menší, tím je obraz ostřejší. Pro nejjasnější a nejzřetelnější obraz se do otvoru zasadí čočka. 2.2.1.5

Přednáška

Jde o formu výkladu vyuţívanou na vysokých školách s přiměřenou úrovní náročnosti také na školách středních. (Šimoník, 2003, s. 40) Oproti výkladu se vyznačuje větší strohostí, rychlejším tempem a větším členěním. Posluchače seznamuje v soustavném a logicky členěném projevu s poměrně rozsáhlým tématem. Přednáška je vyučovací


17

metoda náročná pro učitele i ţáky. Při přednášce se neočekává ţádná aktivita účastníků. (Zormanová, 2012, s. 44 – 45) Na základní škole nejsou přednášky přirozenou formou výuky. Vzhledem ke své náročnosti na pozornost a jistou mentální vyspělost posluchačů lze o přednášce uvaţovat pouze jako o jistém zpestření výuky na ZŠ. Ţáci základních škol se tedy s přednáškou nejčastěji setkají ve formě přednášky odborníků, kteří obvykle s názornými ukázkami a zajímavou formou ţákům zprostředkují své poznatky. Typickým příkladem je přednáška policejního důstojníka na téma bezpečnost a prevence. Vzhledem k tomu, ţe přednáška je v podstatě obsáhlejší formou výkladu, pak i její silné a slabé jsou velmi podobné. Ty specifické prezentuje následující tabulka: Tab. 5

Přednáška – silné a slabé stránky

Silné stránky V krátkém čase prezentováno velké mnoţství učiva

Slabé stránky Chybí těsnější kontakt mezi přednášejícím a posluchači

Rozvoj abstraktního myšlení, naslouchání a porozumění

Vyţaduje značnou dávku pozornosti, soustředění a porozumění posluchačů Pro efektivní přednášku je potřeba vyuţít názorných pomůcek Potřeba obsah i pojetí přednášky upravit podle vyspělosti posluchačů

Zdroj: Šimoník, 2003, s. 40 (vlastní úprava)

V rámci fyziky se na ZŠ můţeme setkat s přednáškou například při exkurzi do planetária, kde jsou ţáci neobvyklou formou seznámeni s tématem z oblasti astronomie. Kvůli obvyklému rozsahu a specifikám přednášky zde záměrně neuvádím konkrétní příklad. 2.2.2

Dialogické slovní metody

Základním znakem všech dialogických metod je rozdělení komunikační aktivity mezi učitele a ţáka. Při těchto metodách dochází k vzájemnému působení a ovlivňování se mezi aktéry. Ţáci mají příleţitost aplikovat naučené poznatky, sdělit své názory a pocity k danému tématu. Kromě rozvoje komunikačních dovedností je dialogické metody učí naslouchat názorům druhých, které mohou být diametrálně odlišné od jejich vlastního


18

názoru. Při realizaci je třeba myslet vţdy na to, aby se konkrétní dialog drţel v mezích, vedoucích k vytyčenému cíli. Dochází zde také k vytváření a přetváření vztahů mezi jednotlivými účastníky. (Kalhous, Obst, 2009, s. 319 - 320) Dialogické metody vyţadují vţdy od ţáků jistou aktivitu. Proto někteří autoři mnohé z těchto metod jiţ neřadí do metod klasických, ale do metod aktivizujících. Z tohoto důvodu jsou některé z metod dialogických, uváděných v předcházejícím výčtu, rozebrány aţ v kapitole věnující se právě aktivizujícím metodám. 2.2.2.1

Rozhovor

Nejstarší z dialogických vyučovacích metod. Rozhovor přináší učiteli neustále zpětnou vazbu od ţáků. Střídáním povětšinou předem nedefinovaných otázek a odpovědí můţe učitel vţdy přesně reagovat na konkrétní situaci a pruţně korigovat vývoj vyučovací hodiny, aby směřoval k jím vytyčenému cíli. Právě střídáním otázek a odpovědí vysvětluje učitel konkrétní jev či problém a vede ţáky k novým poznatkům. Existuje několik druhů rozhovorů, přičemţ kaţdý je vyuţíván za jiným účelem a mnohdy je těţké, především pro laika, tyto jednotlivé druhy od sebe rozeznat. Druhy rozhovoru jsou následující (Šimoník, 2003, s. 42 – 43; Šutová, 2012, s. 21): Rozhovor motivační – Slouţí k prezentaci nového učiva. Rozhovor vyvozovací neboli Sokratovský - Učitel pomocí vhodně volených otázek vede ţáky k přemýšlení, hledání nových souvislostí a vyvození nových vědomostí a poznatků. Podporuje schopnost logického úsudku. Důleţitý je předpoklad ţákových dříve osvojených znalostí. Rozhovor objevný neboli Heuristický - Opírá se nejen o myšlenkovou činnost ţáka, jako tomu je u rozhovoru Sokratovského, ale i o badatelskou aktivitu ţáků. Učitel ţáky vede k pozorování, experimentování, manipulování s předměty a jevy. Nové poznatky si ţáci lépe uchovají, díky názorné zkušenosti. Rozhovor opakovací neboli fixační – Určen k zopakování a upevnění učiva. Rozhovor diagnostický resp. examinační – Jde o kontrolu dosaţených znalostí. Rozhovor je základní dialogickou metodou. Je tedy zřejmé, ţe co se týče silných a slabých stránek, tak všechny další dialogické metody budou v tomto ohledu velmi


19

podobné právě rozhovoru. Soupis silných a slabých stránek, bez rozlišení jednotlivých druhů rozhovorů, je v tabulce 6: Tab. 6

Rozhovor – silné a slabé stránky

Silné stránky Neustálá zpětná vazba

Slabé stránky Náročné na přípravu a osobnost učitele

Propojení abstraktního myšlení s poznatky Vyţaduje více času neţ monologické ze ţivota metody Rozvoj vlastního přemýšlení ţáků

U některých typů rozhovorů nutná dostatečná znalost předchozího učiva

Rozvoj komunikačních dovedností

Potřeba aktivního přístupu ţáků

Rozvoj logického myšlení Badatelská aktivita ţáků Ţáci se učí hledat souvislosti Ověření ţákových znalostí Zdroj: Šimoník, 2003, s. 41 – 43 (vlastní úprava)

Příklad rozhovoru v hodině fyziky pochází od Pettyho (2008, s. 161). Jde o rozhovor objevný, zaloţený na znalosti dřívější látky, kterou je hustota a rozpínání látek. Učitel: Ţákyně: Učitel: Ţákyně: Učitel:

Učitel: Ţákyně: Učitel: Ţákyně: Učitel: Ţákyně: Učitel: Ţákyně: Učitel:

„Proč korek na vodě plave?“ „Protoţe má menší hustotu neţ voda.“ „Správně. A kdyţ zahřejeme vzduch, rozpíná se. Jaký vliv má rozpínání vzduchu na jeho hustotu?“ Sniţuje ji.“ „Dobře. A co se stane s teplým vzduchem, který je obklopený studeným vzduchem?“ (Mlčení) „No, co se stane s korkem, který je obklopený vodou?“ „Vznese se na hladinu.“ „Ano. Takţe co se stane, kdyţ bude teplý vzduch obklopen studeným?“ „Taky se vznese nahoru?“ „Správně – a proč?“ „Protoţe má niţší hustotu neţ studený vzduch.“ „Výborně. Takţe teplý vzduch se vznese nad studený. Věděla bys nějaký příklad, kdy se této zákonitosti vyuţívá?“ „Balon naplněný horkým vzduchem?“ „Výborný příklad! A proto říkáme, ţe teplý vzduch stoupá.“


2.2.2.2

20

Dialog

Dialog představuje rozvinutější formu rozhovoru. Komunikace jiţ nenastává jen mezi učitelem a ţáky, ale také mezi ţáky navzájem. Je třeba si uvědomit, ţe dialog se na rozdíl od rozhovoru projevují nehierarchické vztahy mezi lidmi. (Kolář, Vališová, 2009, s. 140) Pro efektivní dialog je podstatné, aby jeho téma bylo pro ţáky zajímavé a aby ve třídě panovalo dobré klima. Metoda vede k hlubšímu zamyšlení se nad látkou. Učitel je ten, kdo má za úkol dialog korigovat a dohlíţet nad tím, aby nesklouzl k jinému tématu. Náročnost spočívá v přípravě učitele, který si musí předem připravit široce zaměřené otevřené otázky. Po poloţení otázky dá ţákům čas na zamyšlení se nad odpovědí. Při odpovídání by měl učitel pracovat nejen se správnými, ale také se špatnými odpověďmi ţáků, případně také s odpověďmi typu „nevím“. Právě při špatných a neurčitých odpovědích učitel podněcuje dialog mezi ţáky samotnými. Ti se navzájem opravují a doplňují. Sami mají moţnost ptát se učitele, který by jim měl odpovědět tak, aby se rozvinula další diskuze. (Zormanová, 2012, s. 48 – 49) Dialog má také širší funkci ve vyučování. Ta spočívá v tom, ţe umoţňuje propojit společensko-historické zkušenosti s individuálními zkušenostmi ţáků. Předpokladem správného dialogu je formulace určitého tvrzení, na které navazuje tvrzení zpřesňující, rozšiřující, nebo protitvrzení. Charakteristická je výměna argumentů mezi rozmlouvajícími, kteří dialog vedou v dobré vůli a ochotou dospět k porozumění. Jednotlivé argumenty jsou zaloţeny na odlišných stanoviskách získaných při analýzou a hodnocením. (Skalková, 2011, s. 191) Silné a slabé stránky metody dialogu jsou rozebrány v následující tabulce:


21

Dialog – silné a slabé stránky

Silné stránky

Slabé stránky

Vzájemná komunikace mezi všemi účastníky

Potřeba zajímavého tématu

Hlubší zamyšlení se nad látkou

Nutné pozitivní a důvěryhodné klima ve třídě

Ţáci se učí klást otázky, argumentovat, naslouchat a tolerovat ostatní názory

Potřeba diskuzi korigovat a řídit

Propojuje společensko-historické zkušenosti s individuálními

Náročnější na přípravu učitele

Ţáci se učí navzájem spolupracovat

Pasivita ţáků můţe vyústit v učitelův monolog


Potřeba vzájemného respektu mezi učitelem a ţáky

Otázky ţáků poskytují učiteli sebereflexi

Učitel musí být schopen odpovědět na všechny otázky poloţené ţáky

Zdroj: Skalková, 2011, s. 191; Zormanová, 2012, s. 48 – 49 (vlastní úprava)

V odborné literatuře příliš konkrétních příkladů dialogu v hodině fyziky bohuţel nenajdeme. Proto zde uvádím krátký dialog z mé vlastní hodiny fyziky na základní škole. Ţák 1: Učitelka: Ţák 2: Učitelka:

Ţáci: Ţák 1: Učitelka: Ţáci:

„Paní učitelko, jak se třídí šrot?“ „O tom jsme si přece uţ kdysi povídali. Pro třídění šrotu se vyuţívá elektromagnetu. Pamatuje si někdo, co je to elektromagnet?“ „Dočasný magnet, který funguje díky elektrickému proudu.“ „V podstatě máš pravdu. Elektromagnet je cívka, která obsahuje jádro z měkké oceli. Čím větší elektrický proud prochází cívkou a čím více závitů cívka má, tím silnější je magnetické pole. Díky tomu můţe jeřáb v kovošrotu oddělit třeba ocel a ţelezo od jiných kovů. Uţ si vzpomínáte?“ „Ano, vzpomínáme.“ „Takţe cívka v jeřábu, který zvedá třeba auta, musí mít asi hodně závitů a hodně velký elektrický proud, ţe?“ „Přesně tak. A dokáţete si vzpomenout, kde se elektromagnet kromě kovošrotu ještě vyuţívá?“ „Třeba u elektrického zvonku.“


2.2.3

22

Slovní metody práce s textem

Jde o skupinu metod vyuţívající samostatnou práci ţáka. Ten zpracovává textové informace, které vedou k osvojení nových, či upevnění, rozšíření a prohloubení stávajících poznatků. Tato metoda vytváří a zdokonaluje u ţáků dovednost samostatně pracovat s textovými informacemi a pomáhá vzbudit pozitivní postoj ke knize. (Zormanová, 2012, s. 45 – 46) Z tohoto důvodu by tato metoda měla být pravidelně do výuky zařazována. Učitel můţe ţákům zadat vybrané kapitoly učebnice samostatně prostudovat, vypracovat excerpce, případně konspekty. V počáteční fázi zavádění metody je však ţádoucí, aby učitel ţákem vypracované excerpce či konspekty zhodnotil a poukázal na jejich pozitivní aspekty, či nedostatky a naznačil další postup. (Kalhous, Obst, 2009, s. 322) V dnešní době se práci s textem dostává na základních a středních školách širšímu vyuţití, neţ tomu bylo donedávna. Toto je zapříčiněno především vzrůstající oblibou projektové výuky. I přesto nikdy nelze zaručit dostatečnou efektivitu této metody. Samotné čtení totiţ nezaručuje získávání znalostí. (Petty, 2008, s. 248) Přednosti a negativa metody práce s textem jsou rozebrány v následující tabulce:


23

Metoda práce s textem – silné a slabé stránky

Silné stránky

Slabé stránky

Rozvoj dovednosti osvojovat si přečtené informace

Potřeba čtenářských dovedností a plynulého čtení s porozuměním

Rozvoj dovednosti orientace v knize i knihovně

Potřeba soustředění se na obsah textu

Seznámení ţáků s učebnicemi a texty

Potřeba vysvětlit neznámé pojmy učitelem

Stimulace náročnějšího myšlenkového úsilí ţáků

Učitel musí předvídat moţná úskalí, s nimiţ se ţáci při čtení mohou setkat

Grafická úprava ulehčuje porozumění látce

Potřeba vhodných učebnic s vhodně členěným a zvýrazněným textem, který není zbytečně sloţitý

Rozvoj současných poznatků

Pro rozvoj aktivity a lepší zapamatování nutné kombinovat s úkoly a otázkami

Předpoklad pro další sebevzdělávání člověka

Kvůli osobním predispozicím ţáků vhodnější zadávat pouze jako domácí úkol Nutná kontrola a hodnocení Čtení nezaručuje zapamatování ani porozumění

Zdroj: Skalková, 2011, s. 194 – 195; Petty, 2008, s. 248 – 252 (vlastní úprava)

Příklad práce s textem pochází od Pettyho (2008, s. 253) a týká se nukleární fyziky a radioaktivity. Jedná se příklad určený pro pokročilejší ţáky: Nukleární fyzika a radioaktivita Zpracujte téma písemně na základě dostupné literatury. Vaše poznámky zkontroluji v průběhu práce i po jejím dokončení. Pak z této látky napíšeme obvyklou formou test. Jakékoli nejasnosti týkající se tématu vysvětlím; všechny kvantitativní aspekty tématu budou probrány při přednáškách. Vaše poznámky by měly obsahovat: Jádro atomu a to porozumění Ruthefordovu pokusu rozštěpení jádra částicemi alfa (jen kvalitativní); protonové, neutronové a atomové číslo hmotnostní číslo, izotopy. Jednoduché jaderné reakce. Štěpné a slučovací jaderné reakce a změny energie, k nimţ přitom dochází (vazebná energie není součástí osnov). Radioaktivita


24

- Alfa-, beta- a gama- záření. Nejběţnější zdroje, vlnová délka, penetrační síla, náboj, ionizační efekt. - Detekce záření: mlţná komora, Geigerův-Müllerův počítač, Experimentální určení náboje a penetrační síly alfa-, beta- a gama- záření. - Radioaktivní rozpad, rozpadový zákon, poločas rozpadu. Vliv na jádro. - Nebezpečí a bezpečnostní opatření při manipulaci s radioaktivními látkami. Příklady vyuţití radioaktivity. Hodnocení: Výborně bude uděleno za: - úplné a jasné poznámky, včetně podstatných grafů a nákresů; - uţití více neţ jednoho pramene (veďte, prosím, pouţitou literaturu). Předběţná kontrola: 1. únorový týden Odevzdání práce: 3. března 2.2.4

Názorné vyučovací metody

Někdy nazývány také jako metody názorně demonstrační. Tyto metody úzce souvisí s metodami praktických prací a především s metodami slovními. Bez kombinace s některou ze slovních metod v podstatě není moţné názorné vyučovací metody realizovat. Obvykle bývají doprovázeny vysvětlováním či rozhovorem. (Zormanová, 2012, s. 49) Opírají se o přímý názor, ale také pasivní pozorování jevů. Význam názorně demonstračních metod je především v počáteční fázi poznání, které začíná proţitkem a vjemem. Ve vyšších třídách však přemíra vyuţívání těchto metod není vhodná. Je to způsobeno především tím, ţe proces poznání je spojen také s abstraktním myšlením, s pojmovým učením i s praktickou činností. (Kalhous, Obst, 2009, s. 322 - 323) U názorných vyučovacích metod lze identifikovat tyto silné a slabé stránky: Tab. 9

Názorné vyučovací metody – silné a slabé stránky

Silné stránky Významná poznávací funkce

Slabé stránky Nutnost kombinovat s dalšími metodami

Účinný motivační prostředek

Potřeba vhodných pomůcek

Hlubší pojmové zpracování získaných dat Hlubší poznání podstaty jevů a procesů Zdroj: Skalková, 2007, s. 195 – 196 (vlastní úprava)


25

Moţné vyuţití názorně demonstrační metody ve fyzice pochází od doktorky Červenkové (2013, s. 57, online). Na příkladu lze pozorovat silné a slabé stránky této metody. Učitelka fyziky přinesla do třídy rozmontované nefunkční domácí spotřebiče. Tématem hodiny bylo sloţení a funkce motoru. Ţáci byli z krabice plné součástek nadšeni. Vyučující navíc názornou demonstraci doplnila o vtipný komentář, jak se postupně domácí spotřebiče rozbíjeli a jak reagovala její rodina. Problém byl v tom, ţe všechny ukázané dílky byly příliš malé na to, aby byli v rukou učitelky viditelné i z posledních lavic. Všichni očekávali, ţe po skončení demonstrace učitelka krabici ţákům pošle – to však neučinila. Po hodině to vyučující omluvila tím, ţe se jí nedávno při manipulaci s těmito ostrými součástkami ţákyně zranila. 2.2.5

Metody praktických prací

Metody praktických prací nejsou pouze prostředkem pro získávání nových poznatků. Jejich vyuţití je zpravidla spojeno také s osvojováním nových dovedností. Spolu s metodami

názornými

vzbuzují

metody

praktických

prací

v ţácích

vědomí

o poznatelnosti okolního světa a moţnosti jej změnit. Zároveň přímá zkušenost ţáků s objektem či jevem vzbuzuje kromě procesů poznávacích i procesy citové. Ty se projevují uspokojením z vlastní úspěšné činnosti a vzbuzují pocit z významu vlastní vykonané práce. Praktické práce umoţňují jisté propojení a sepětí školní teorie s praxí a tím spojení školy s ţivotem. Díky tomu jsou jejich prostřednictvím ţáci vedeni k odpovědnému vztahu k práci, smyslu pro pořádek, organizaci a významně se vyvíjí jejich profesionální orientace. (Šimoník, 2003, s. 51 – 54) Metoda praktických prací se uplatňuje na ZŠ formou práce s papírem, textilem, dřevem, elektrotechnickým materiálem, apod. Kromě práce s uvedenými materiály představují metody praktických prací také manipulaci s nástroji, stroji, měřícími pomůckami, sestavování modelů a výrobků různé uţitné povahy a péči o ţivé organizmy. Tím získávají poučení o vlastnostech a uplatnění materiálů, nástrojů a strojů. Kromě toho si osvojují určité postupy a pracovní dovednosti. Hlavní uplatnění těchto metod však nenajdeme na školách základních, ale na školách odborných, kde je jejich prostřednictvím realizována výuka ve speciálních dílnách. (Skalková, 2011, s. 198) Silné a slabé stránky uţití metody praktických prací zobrazuje tabulka 10:


26

Metody praktických prací – silné a slabé stránky

Silné stránky

Slabé stránky

Rozvoj kladného vztahu k práci

Potřeba speciálních pracoven

Podpora pečlivosti a odpovědnosti za vlastní práci

Potřeba vhodných pomůcek

Uplatňování samostatného myšlení

Pro realizaci je důleţitá vlastní aktivita ţáků

Propojování teoretických poznatků s praxí Rozvoj vynalézavosti a tvořivosti Zdroj: Skalková, 2011, s. 198 (vlastní úprava)

Ve fyzice se nejčastěji s metodami praktických prací setkáme v podobě laboratorních prací. Konkrétní příklad laboratorní práce, resp. námětu na laboratorní práci, pochází z učebnice fyziky pro 7. ročník pana Macháčka (1991, s. 42). Námět laboratorní práce má název „Poklad na jezeře“ a vyuţívá znalosti Archimédova zákona: Kdyţ Španělé před více neţ 400 lety dobyli říši Aztéků v dnešním Mexiku, nařídil aztécký vládce Montezuma, aby obrovské zlaté poklady z královského paláce byly hozeny do jezera, které obklopovalo hlavní město. Na jezero tehdy vyplula za tmavé noci loď plně naloţená zlatem. Královští sluţebníci všechno zlato vrhli z lodi do nejhlubšího místa jezera. Stoupla v tu chvíli hladina jezera, nebo ne? Na tuto otázku nejprve odpovězte podle svých znalostí Archimédova zákona, pak svou odpověď ověřte pokusem. Co budete potřebovat: větší nádobu (nejlepší je malé akvárium, ale můţete pouţít i hrnec), krabičku od Juna, kousky olova nebo kamínky, samolepku. 1. Na suchou stěnu akvária nalepte samolepku tak, abyste na ni mohli zaznamenávat výšku hladiny. Pak do akvária nalijte vodu. 2. Na hladinu poloţte loď s pokladem – krabičku od Juna naloţenou kousky olova nebo kamínky. Zaznamenejte výšku hladiny. 3. Poklad z lodi vysypte do jezera. Jak se změnila výška hladiny? Srovnejte, co jste zjistili pokusem, se svou původní odpovědí. Výsledek vysvětlete.

2.3

Inovativní vyučovací metody

Inovace představuje označení pro nové pedagogické koncepce. Velmi často se můţeme setkat také s označením alternativní. V tomto kontextu lze chápat obě označení jako


27

synonyma. Inovace představuje zavádění nového prvku do tradiční výuky. Zormanová (2012, s. 55) jako inovativní označuje všechny výukové metody, které jsou běţně označovány jako aktivizační výukové metody a případně komplexní výukové metody. Základním odlišení od tradičních vyučovacích metod spočívá v centru dění. Zde jiţ v centru není učitel, ale sami ţáci – charakteristické pro metody aktivního učení je zaměření na ţáka a předpoklad plného zapojení kaţdého jedince do celého procesu výuky. Aktivní učení představuje postupy a procesy, kterými učící se jedinec svým aktivním přičiněním přijímá informace a na základě těchto informací si vytváří vlastní úsudky. Informace zpracovává a začleňuje do systému svých existujících znalostí, dovedností a postojů. Ţák je centrem veškerého dění, je spolutvůrcem průběhu a obsahu výuky, podílí se na formulaci výsledků, hodnocení práce a sebehodnocení. Efektivně se rozvíjí schopnost kritického myšlení ţáků. (Sitná, 2009, s. 9) Pro všechny výukové metody označované jako inovativní, alternativní nebo aktivizační je charakteristická náročnější příprava učitele, neţ je tomu u metod klasických. Většinou vyţadují materiální zajištění a postupnou přípravu ţáka, který je vţdy aktivním činitelem. Jeho učení probíhá samostatným objevováním, zjišťováním, vyhledáváním a zpracováním informací, aktivní spoluprácí, týmovou prací a organizací, kooperací a komunikací s lidmi v týmu. (Zormanová, 2012, s. 55) Na základě výzkumu provedeného v rámci předchozí bakalářské práce (Šutová, 2012) bylo zjištěno, ţe aktivizující metody jako skupinové vyučování nebo dialog se studenty patří mezi učiteli fyziky mezi nejpreferovanější. Obdobné výsledky prezentuje také Sitná (2009, s. 13), která vycházela ze zkušenosti učitelů, ale také z dotazování samotných ţáků. Z jejího výzkumu vyplývá, ţe ţáci preferují aktivitu, spolupráci ve skupinách, diskuze, debaty, práci na praktických úkolech, problémové vyučování a řešení úkolů vyţadujících kreativitu a vlastní úsudek. 2.3.1

Skupinové vyučovací metody

Jde o metody vyuţívající vzájemnou kooperaci ţáků ve skupinách. Za skupinu povaţujeme různě velký pracovní tým, kde se ţáci aktivně učí pod vedením učitele. Ideální počet ţáků je 18 – 26, lze však pracovat s počtem menším i větším. Při počtu menším


28

neţ 12 můţe být však tato výuka neefektivní, protoţe skupina můţe mít málo informací, podnětů, případně můţe váznout komunikace. Při počtu větším neţ 28 je práce časově i organizačně náročná. To lze však vyřešit přidělením individuálních úkolů některým ţákům. Týmová práce přináší ţákům i osobní prospěch. Výsledky skupiny jsou závislé na kaţdém členu, jeho připravenosti, schopnostech, znalostech a zkušenostech. Naučí-li se ţáci pracovat systematicky, cítí odpovědnost za výsledek celého týmu. (Sitná, 2009) Navzdory odlišnostem jednotlivých skupinových metod, mají všechny tyto metody společné, resp. podobné, silné a slabé stránky. Jejich soupis je k dispozici v tabulce 11: Tab. 11

Skupinové vyučovací metody – společné silné a slabé stránky

Silné stránky Zvyšuje se aktivita ţáků při učení

Slabé stránky Nerovnoměrná práce ţáků ve skupině

Do práce se zapojí více ţáků, i pomalejší

Ve skupinové práci není systematičnost

Ţák před spoluţáky snáze přizná, co neví

Ţáci si často nedovedou organizovat práci

Vyjadřování ţáků je přirozenější

Skupinová práce je hlučnější

Vlastní odpovědnost za učení a chyby

Menší rozsah probraného učiva

Větší motivace a zájem ţáků o úkoly

Ţáci obíhají od zadaného úkolu

Ţáci si mohou volit tempo práce

Soupeření talentovaných ţáků


Moţný vznik chyb učení v učení

Přirozené porovnávání postupů ve skupině Obtíţné hodnocení jednotlivých ţáků Ţáci se učí organizovat si práci

Náročné na přípravu

Zvyšuje se sebevědomí ţáků

Talentovaní se nestarají o zbytek skupiny

Zvyšuje se frekvence úspěšné činnosti Rozvoj samostatnosti ţáků Ţáci ztrácejí zábrany Učitel se můţe věnovat slabší skupině Učitel má čas na přípravu další činnosti Kreativní pojetí vyučovací hodiny Zdroj: Kasíková, 1997; Zormanová, 2012, s. 92 – 93 (vlastní úprava)

2.3.1.1

Brainstorming

Brainstorming neboli také bouře mozků. Jednoduchá skupinová metoda, vyuţitelná ve všech fázích vyučovací hodiny. Nenáročná na přípravu a organizaci, náročnější však na vedení ţáků, zpracování a vyuţití výsledků. Lze pracovat ve skupině od 4 do 30 ţáků.


29

Průměrně metoda trvá 5 - 15 minut. Na tabuli učitel napíše téma brainstormingu, vysvětlí postup práce a délku trvání. Ţáci nezávisle na sobě uvádějí své názory, postoje, nápady, návrhy, apod. k danému tématu. Učitel, nebo učitelem zvolený zapisovatel, jednotlivé podněty ţáků zapisuje na tabuli. Učitel do jednotlivých vyjádření nezasahuje. Po ukončení aktivní části učitel jednotlivé poznámky na tabuli roztřídí podle svého předem určeného kritéria a dále se podrobněji věnuje námětům podstatným pro naplnění záměru výuky. (Sitná, 2009) Pro jakýkoliv brainstorming, tedy nejen brainstorming vyuţívaný pro účely vyučování, je důleţité dodrţovat základní pravidla a zásady brainstormingu. S těmito pravidly a zásadami by měli být účastnicí v úvodu seznámeni a moderátor, v případě vyučování tedy učitel, by měl dohlíţet na jejich dodrţování. Podle Sárköziho (2011, online) těmito pravidly a zásadami jsou: Účastníci mohou říct cokoliv, co je právě napadne. Ničí nápady nehodnotíme a nekritizujeme. Kaţdý nápad bez výjimky okamţitě zapíšeme. Čím více nápadů, tím lépe. Účast na brainstormingu je dobrovolná. V brainstormingu pokračujeme tak dlouho, dokud se objevují nové nápady. Brainstorming umoţňuje mezipředmětové propojení znalostí ţáků. Pomalejší či váhavější ţáci navíc mají dostatek času pro promyšlení si vlastních nápadů předtím, neţ je budou prezentovat. Aktivitu a návrhy těchto ţáků by měl učitel v rámci posílení klimatu třídy vyzdvihovat a naopak názory dominantních ţáků usměrňovat. (Sitná, 2009) Brainstorming lze modifikovat do písemné podoby, do tzv. brainwritingu. Brainwriting je vhodné vyuţívat pro odbourání psychických bariér, které ţákům brání diskutovat. Brainwriting lze vyuţívat ve větších skupinách a je také vhodnou pomůckou pro zklidnění ţáků. Nejjednodušší variantu představuje psaní nápadů na lístečky, které pak ţáci připevňují na tabuli pro inspiraci ostatních. (Kotrba, Lacina, 2007, s. 110) Kromě silných a slabých stránek, které jsou společné pro všechny skupinové vyučovací metody, má brainstorming také své specifické. Ty ukazuje tabulka 12:


30

Brainstorming – silné a slabé stránky

Silné stránky Rozvoj kreativity

Slabé stránky Potřeba důsledně dodrţovat pravidla

Podpora tvořivého myšlení Univerzální pouţití Rozvoj aktivizace a motivace k učení Rozvoj soustředění a nekritického přijímání nápadů druhých Zdroj: Sárköziho, 2011, online (vlastní úprava)

Příklad brainstormingu v hodině fyziky pochází od profesorky Skalkové (2007, s. 193) a je zaměřen na měření šířky. Příklad je pro potřeby této práce stylisticky upraven: Zadání: „Navrhněte všechny moţné metody, kterými by bylo moţné změřit šířku Dunaje.“ Generování nápadů: - „Odhadem.“ - „Z poměru vztahu dráha – rychlost, čas (loďka jedoucí po Dunaji, střela z pušky, plavec, letadlo).“ - „Pomocí známé rychlosti zvuku (výstřel z druhého břehu a rozdíl mezi příchodem záblesku a zvuku).“ - „Měření délkovým měřítkem (provaz na šípu, provazochodec, odkrokování mostu, lano taţené člunem).“ - „Zjistit u experta, např. z Dunajplavby.“ - „Pomocí mapy a měřítka.“ - „Trigonometrickými metodami.“ - „Počkat, aţ Dunaj zamrzne, a odměřit šířku přikládáním škatulky zápalek po ledě.“ Hodnocení kvality vyprodukovaných nápadů: Pro hodnocení je účelné vytvořit seznam kritérií, např.: Je nápad dost jednoduchý?, Je časově nenáročný?, Je uţitečný?, Je aplikovatelný?, Je bezpečný?, Je méně nákladný neţ jiné?, apod. I seznam kritérií můţe být předmětem brainstormingu. 2.3.1.2

Snowballing

Snowballing, neboli také metoda sněhové koule. Petty (2008, s. 179) tuto metodu nazývá také jako tzv. pyramidový způsob. Jde o vyučovací metodu, která je středně obtíţná co do přípravy a organizaci výuky, zato nenáročná na vedení výuky. Od jiných skupinových metod se liší tím, ţe práce začíná od jednotlivce a dále pokračuje ve stále se


31

zvětšujících skupinkách. Díky postupně se nabalujících skupinkám (nebo také nabalujícím se informacím) můţeme vidět analogii s nabalující se sněhovou koulí – proto název snowballing. Metodu lze pouţít v úvodu či průběhu vyučovací hodiny a zapojí se do ní všichni ţáci, přičemţ ve výsledku budou tvořit skupinky maximálně o osmi ţácích. Trvání metody je odvislé od počtu ţáků, cílu práce, tématu, apod., přičemţ ideálně metoda trvá 20 – 30 minut. (Sitná, 2009) Na začátku metody učitel nejprve vysvětlí téma, cíl a způsob práce. Jednotlivým ţákům poté rozdá pracovní materiály, na kterých kaţdý ţák pracuje sám. Po uplynutí 35 minut vytvoří ţáci dvojice, ve kterých dále rozvíjejí svá individuální řešení. Po dalších 3-5 minutách se z dvojic vytvoří čtveřice a po 5-7 minutách osmice. Následně je ukončena skupinová práce a učitel vyzve mluvčí skupin, aby prezentovali výsledky práce a zdůvodnili je. Potom učitel shrne výsledky práce všech skupin a doplní je o další informace, podněty, názory apod. Důleţitý je také feedback týmové práce od učitele. (Sitná, 2009) Počet vytvořených skupin je moţné měnit v závislosti na počtu ţáků ve třídě. Z předešlého textu je moţné identifikovat specifické silné a slabé stránky metody: Tab. 13

Snowballing – silné a slabé stránky

Silné stránky Ţáci mají moţnost se sami nad tématem zamyslet

Slabé stránky Moţná demotivace ţáka, pokud ţádný z jeho nápadů neprojde slučováním

Univerzální pouţití Metodu lze modifikovat Ţáci se učí dosahovat kompromisu Zdroj: vlastní práce

Níţe uvedený příklad snowballingu pochází od Mikeskové (2012, online), je však tematicky a obsahově upravený pro potřeby fyzikální vyučovací hodiny. Originál Mikeskové byl zaloţen na tématu: „Povahové vlastnosti“. Uvedená modifikace pracuje s tématem „Obnovitelné zdroje“.


32

Učitel zapíše na tabuli téma Obnovitelné zdroje. Kaţdý ţák má list papíru, který si přeloţí na polovinu. Na jednu půlku napíše nahoru znaménko plus, na druhou půlku napíše znaménko mínus. Úkolem ţáků je do kladné poloviny papíru napsat klady vyuţívání obnovitelných zdrojů a do záporné poloviny negativa vyuţívání obnovitelných zdrojů. Ţáci pracují samostatně 3-5 minut. Po uplynutí času vytvoří dvojice. Ţáci pracují na stejném úkolu, ale tentokrát ve dvojici. Zvolí si k psaní list papíru jednoho z nich. Dopisují klady a zápory, které tam ještě nemají. Práce ve dvojicích trvá opět 3-5 minut. Po uplynutí času vytvoří učitel skupinky po čtyřech, mohou to být sousední dvojice. Ţáci pokračují v práci na stejném úkolu. Opět doplňují klady a zápory, které ještě neuvedli. K zapisování vyuţijí list jedné z dvojic. Práce ve čtveřici pokračuje 5-7 minut. Po ukončení činnosti vyzve učitel mluvčí skupin, aby postupně prezentovali výsledky své práce. Učitel shrne výsledky práce všech ţáků, doplní je o další podněty a názory, můţe rozvinout diskuzi na dané téma. 2.3.1.3

Buzz groups

Buzz groups neboli bzučící či muší skupiny jsou jistou obdobou snowballingu. Petty (2008, s. 179) mluví také o pyramidovém způsobu skupinové práce, který odpovídá základnímu principu buzz groups. Metoda je jednoduchá na přípravu a organizaci ţáků a středně náročná na vedení a interpretaci výsledků. Rozdíl oproti snowballingu spočívá v tom, ţe při buzz groups ţáci nezačínají s řešením úkolu sami, ale po dvojicích (nebo čtveřicích). Samotný průběh rozšiřování skupin zůstává stejný jako při snowballingu. Metodu lze vyuţít v kaţdé části hodiny a zapojí se do ní všichni ţáci. Délka realizace je opět přibliţně 20 – 30 minut, lze však bez problémů realizovat i v mnohem kratším čase. Metodu lze modifikovat tím způsobem, ţe jednotlivé skupinky mohou prezentovat výsledky své práce vţdy ještě před sloučením. Ke slučování jednotlivých týmů však nemusí dojít vůbec. (Sitná, 2009) Při prezentaci výsledků jedné skupiny mohou ostatní skupiny působit také jako oponenti. Buzz groups můţeme svým způsobem povaţovat za základní skupinovou metodu. V rámci práce skupin můţe být ţákům zadáno odpovídat na učitelem stanové otázky, experimentovat, pozorovat, či splnit jiných libovolný úkol. Právě díky své univerzálnosti a moţné modifikaci je moţné metodu vyuţít jak na exhibici nového učiva, jeho opakování, upevnění, či jako pouhé zpestření hodiny. Metoda se také běţně propojuje


33

s jinými metodami, nejtypičtěji s metodami problémového vyučování. V takovém případě buzz groups v podstatě tvoří metodický základ pro realizaci takové metody. Z uvedeného si v podstatě sami můţeme sloţit obrázek specifických silných a slabých stránek buzz groups: Tab. 14

Buzz groups – silné a slabé stránky

Silné stránky Univerzální pouţití

Slabé stránky Hrozba hluku ve třídě

Lze pouţít ve všech fázích hodiny Lze různě modifikovat s dalšími metodami

a propojovat

Moţnost vyuţití otázek, experimentů, pozorování, či plnění různých úkolů Zdroj: vlastní práce

Vzhledem k tomu, ţe buzz groups jdou téměř libovolně modifikovat, uvádím jako příklad skupinovou práci na téma „Svět energie“. V příkladu však mírně poupravuji postup, aby se více podobal alespoň základnímu uvedenému schématu buzz groups. Autorem původního příkladu je doktor Kulich a tento příklad pochází z článku Štáfka (2006, online). Příklad mimo jiné ilustruje propojení metody buzz groups s metodou práce s textem: Zadání a problém k řešení: Ve Štěchovicích je klasická vodní elektrárna i přečerpávací vodní elektrárna. Vyhledejte o elektrárnách informace potřebné k vyřešení následujících úkolů: - Jak dlouho můţe být v chodu přečerpávací elektrárna aţ do úplného vyčerpání vodní nádrţe? - Porovnejte výkon elektráren a jejich další parametry. - K čemu je dobrá přečerpávací elektrárna? - Máme u nás ještě jiné přečerpávací elektrárny? - Jak se liší turbíny průtočné a přečerpávací štěchovické elektrárny a proč? - Proč Rakousko vyrábí více elektřiny z vodní energie neţ Česká republika? Postup: Ţáci obdrţí do čtveřic zadání. Ve čtveřici si rozdělí úkoly do dvojic. Ty pak pracují samostatně s vyuţitím internetu. Po splnění úkolů se dvojice spojí do čtveřic a společně vypracují výstup, který předají učiteli, případně prezentují před třídou.


2.3.1.4

34

Hraní rolí

Hraní rolí neboli také inscenační metoda či dramatizace není v českém školství příliš vyuţívaná vyučovací metoda. Jednoduchá pro učitele, avšak náročnější pro ţáky. Umoţňuje ţákům uplatnit teoretické poznatky v praktických činnostech nebo uměle navozených ţivotních situacích. Zároveň od nich vyţaduje jistou dávku sociálních a komunikativních dovedností. Do této metody lze zapojit všechny ţáky a její trvání většinou zabere celou vyučovací hodinu. (Sitná, 2009) Téma inscenace vyţaduje pochopení její podstaty aktéry. Kromě toho také prostor pro tvořivé rozvíjení individuálních strategií jednotlivých aktérů a jejich dostatečnou motivaci. Hraní rolí umoţňuje ţákům vyjádřit osobní názory, postoje a myšlenky. (Kalhous, Obst, 2009, s. 325) Jsou-li role při hraní rolí přesně propracované na určitou ţivotní situaci, tak mluvíme o tzv. simulačních hrách (Palát, 2013, online), někdy téţ simulační metodě Ţáci jsou rozděleni do pracovních týmů, kde si připraví scénář úkolu. Následně učitel přidělí ţákům role a vysvětlí průběh cvičení. Kaţdý ţák se seznámí se svojí rolí a rozmyslí si způsob její interpretace. Podle pokynů učitele skupinky přehrají scénky se svým scénářem buď celé třídě, nebo pouze v rámci skupiny. Po přehrání scénky ţáci zdůvodní, proč se své role chopili tak, jak se jí chopili. Na závěr učitel zhodnotí správnost ztvárnění rolí, zhodnotí práci skupinek a shrne příslušnou teorii. (Sitná, 2009) Z praktické zkušenosti lze doplnit o důleţitý poznatek. Při vyuţívání této metody má velký pedagogický efekt situace, kdy jsou ţáci nuceni hrát role, v nichţ prosazují opačný názor, neţ sami zastávají. Například ţák zastávající názor, ţe na jiných planetách neexistuje ţivot, dostane za úkol hrát ufologa. Pro potřeby své role je nucen nalézt takové argumenty, které tento postoj obhájí, čímţ si rozšiřuje obzory. (Sitná, 2009) Pokud však ţák má velké osobní problémy bránící mu se identifikovat s přidělenou rolí, mělo by mu být umoţněno z role odstoupit, zvolit si jinou, nebo si roli vyměnit se spoluţákem. (Kalhous, Obst, 2009, s. 325) Nezanedbatelnou součástí hraní rolí by měla být diskuze. Tu lze realizovat jiţ při samotném výběru rolí, hodnotící diskuzi v průběhu hry, anebo na závěr. Z hlediska zamýšleného cíle vyučovací hodiny rozeznáváme následující druhy této metody (Palát, 2013, online):


35

rozborové hraní – slouţí k analýze projednávané situace; demonstrativní hraní – podstatou je předvedení určitého typu jednání; aplikační hraní – simuluje aplikaci konkrétních postupů jednání; procvičující hraní – slouţí k upevnění konkrétního postupu skrze jeho opakování; diagnostické hraní – hledá příčiny vzniku situace díky rozboru inscenace. Specifické silné a slabé stránky hraní rolí jsou uvedeny v následující tabulce: Tab. 15

Hraní rolí – silné a slabé stránky

Silné stránky Jednoduché pro učitele

Slabé stránky Náročnější pro ţáky

Rozvoj sociálních a komunikačních dovedností

Moţné psychické zábrany či odmítavý postoj některých ţáků

Moţnost zapojit všechny ţáky

Potřeba přípravy vhodných scénářů

Moţnost vyzkoušet své schopnosti v prostředí bez rizika

Ţák se nemusí identifikovat s rolí

Vyvolává v ţácích empatii

Potřeba diskuze

Odbourávání trémy v ţácích Rozvoj motivace a individuálních strategií Vyjádření osobních názory, postojů a myšlenek Propojení vyučování se skutečnou ţivotní situací Vysoký pedagogický dopad Rozvoj senzorických a motorických schopností Rozvoj schopnosti adaptace Posílení sebedůvěry a sebevědomí vedoucí k sebepoznání a seberegulaci Zdroj: Kalhous, Obst, 2009, s. 325; Petty, 2008, s. 188 – 195; Sitná, 2009; Šimoník, 2003, s. 63 - 64 (vlastní úprava)

Ačkoliv se můţe zdát, ţe hraní rolí není nejvhodnější pro hodiny fyziky, opak je pravdou. Hotová (2008, online) uvádí hned několik moţností, jak lze hraní rolí v hodinách fyziky vyuţít. Lze vyuţít například pantomimu pro předvádění fyzikálních jevů či veli-


36

čin. Ţáci mohou dramatizovat jev pomocí připraveného divadla s loutkami, či sami mohou například ztvárnit projevy konkrétních jevů či zákonů formou činohry. Při probírání akustiky lze vyuţít hudební číslo s vlastnoručně vyrobenými nástroji. Zajímavým zpestřením mohou být také básně, kterými by ţáci oslavovali právě provedený pokus. Jako názornou ukázku uvádím níţe příklad činohry. Po probrání Newtonových pohybových zákonů necháme ţákům tři týdny na přípravu představení. Jejich úkolem bude předvést co nejvíce jevů, které lze vysvětlit třemi Newtonovými zákony. Ţáci jsou rozděleni do skupin (přibliţně po šesti), připraví si scénář, kostýmy, kulisy a představení si nacvičí. Po přehrání ostatní diskutují o tom, které scény se týkaly Newtonových zákonů. 2.3.1.5

Kolečka

Jedna z nejjednodušších skupinových vyučovacích metod. Ve všech ohledech jednoduchá pro učitele i pro ţáky. Typické vyuţití nachází při rekapitulaci daného tématu. Do metody lze zapojit celou třídu a její trvání je přibliţně 5 -10 minut. (Sitná, 2009) Kromě rekapitulace lze však kolečka velmi dobře vyuţít ve všech fázích hodiny. Učitel nejprve zapíše téma na tabuli a uspořádá ţáky do skupin, které budou pracovat současně, ale zároveň se nebudou vzájemně rušit. Učitel vyzve ţáky, aby postupně odpovídali, přičemţ při odpovídání si mohou předávat nějaký předmět (např. míček). Nechce-li nějaký ţák odpovědět, tak se přeskočí. Po dokončení kolečka se k tomuto ţákovi učitel vrátí, ale pokud opět nechce, nebo nemůţe odpovědět, není k odpovědi nucen. Jednotlivé odpovědi jsou zaznamenávány a po skončení kolečka provede učitel rekapitulaci, zhodnocení, shrnutí a doplnění těchto odpovědí. (Sitná, 2009) Z předešlých odstavců lze identifikovat specifické silné a slabé stránky metody: Tab. 16

Kolečka – silné a slabé stránky

Silné stránky Jednoduché pro všechny zúčastněné Vhodné do všech fází hodiny Zdroj: vlastní práce

Slabé stránky Potřeba aktivity alespoň části ţáků


37

Následující příklad vyuţití kolečka ve fyzice prezentuje jeho pouţití při úvodní hodině fyziky v šesté třídě. Má tedy především motivační charakter (Horák, 2008, online): Učitel postupně pokládá ţákům následující 2 bloky otázek. Ţáci se postupně střídají v odpovídání. (a) Tvé jméno? Tvoje koníčky, záliby? Tvoje oblíbená kniha, film? Tyto otázky mají za cíl sebeuvědomění sama sebe, já v kolektivu vrstevníků, mí spoluţáci jako spolupracovníci, partneři v jednání. (b) Co si představím, kdyţ se řekne fyzika? Otázka je zvolena záměrně, jako prvotní evokace. 2.3.1.6

Kolotoč

Jedna z nejnáročnějších skupinových vyučovacích metod. Náročná jak na velmi pečlivou přípravu učitele, tak na pochopení, dodrţování pokynů a vlastní práci ţáků. Nejvíce se pouţívá metoda tzv. dvojitého kolotoče, kdy ţáci sedí v kruhovém uspořádání v párech, tváří proti sobě. Další variantou je metoda Návštěvníci. Kolotoč je díky své náročnosti určen pro ţáky od druhého stupně nahoru. Vhodný počet je 20 – 24 ţáků a metoda zabere minimálně 45 minut, přičemţ ideální je spojení dvou vyučovacích hodin. (Sitná, 2009) Učitel na začátku rozdělí třídu do dvou skupin. První skupina vytvoří vnitřní kruh a druhá skupina pak kruh vnější. Vytvoří se páry proti sobě, přičemţ je důleţité, aby párů byl vţdy sudý počet. Učitel dále rozdá ţákům předpřipravené kartičky s textem, který obsahuje, názor, tvrzení, či fakt. Kartičky se nedávají všem ţákům, ale vţdy jednomu z páru na střídačku – v prvním páru dá kartičku ţáku ve vnějším kruhu, v druhém páru ţáku ve vnitřním kruhu, ve třetím páru opět ţáku ve vnějším kruhu, atd. dokud kaţdý pár nemá jednu kartičku. Následně dostanou ţáci s kartičkou půl minuty na prostudování textu na kartičce. Jejich dalším úkolem bude během 1,5 minuty hovořit ve prospěch tvrzení na kartičce. Po uplynutí doby předá učitel slovo druhým ţákům v páru. Ti naopak budou vyjadřovat nesouhlas a protiargumenty k uvedenému názoru. Během monologu kaţdého ţáku mu do něj druhý z páru nezasahuje, ale naopak bedlivě poslouchá a snaţí se argumenty zapamatovat. Během argumentace ţáci hledají fakta, slabá a silná místa, pouţívají praktické příklady, ve prospěch souhlasného či nesouhlasného


38

postoje, který mají zastávat, nehledě na jejich skutečný postoj. Opět zde tedy můţeme spatřovat velký pedagogický účinek, tím ţe ţák pohlíţí na problém z jiného pohledu, neţ jaký sám zastává. Po dokončení argumentace všichni ţáci vstanou, kartičkou nechají na místě, tak jak byla rozdána, a posunou se o jedno místo doprava. Vzniknou zde nové páry, kdy opět ţák s kartičkou bude mít 30 vteřin na přečtení a 1,5 minuty na souhlasnou argumentaci a druhý ţák opět 1,5 minuty na nesouhlasnou argumentaci. Tímto způsobem se všichni ţáci vystřídají v roli argumentujícího i protiargumentujícího. Na závěr ţáci zhodnotí svoji práci, své pocity z obhajování názoru, s kterým sami nesouhlasí a doplní i příklady, kdy si uvědomili, ţe jejich názor nemusí být jediný správný. Na úplný závěr učitel zhodnotí práci ţáků a shrne odbornou část hodiny. (Sitná, 2009) V rámci diskuze mezi dvěma účastníky v rámci kolotoče však nemusí vţdy jít jen o souhlasnou a nesouhlasnou argumentaci. Kolotoč lze velmi dobře pouţít pro zopakování látky. Na kartičky se v tomto případě uvedou úkoly, typu popište, určete, uveďte, vyjmenujte, vymyslete, apod. První ţák, který lísteček dostane, se snaţí úkol co nejlépe splnit. Druhý ho přitom poslouchá, a kdyţ je na řadě, tak ho doplní, či pomocí vhodných argumentů opraví. Z uvedeného můţeme identifikovat tyto specifické silné a slabé stránky metody: Tab. 17

Kolotoč – silné a slabé stránky

Silné stránky Ţáci sami přemýšlejí nad tématem

Slabé stránky Časově i organizačně náročná

Rozvoj schopnosti argumentace

Horší kontrola všech diskutujících Hrozba zapamatování špatných argumentů

Zdroj: vlastní práce

Kolotoč nepatří zrovna mezi nejvyuţívanější metody. Moţná právě z toho důvodu není moţné v odborné literatuře či článcích najít adekvátní příklad pouţití ve fyzice. Následující příklad tedy pochází z mé vlastní tvorby. Příklad slouţí k zopakování Newtonových zákonů.


39

Na začátku vysvětlíme ţákům průběh práce a připravíme třídu. Ţáky rozdělíme do dvou skupin a rozsadíme je do kruhů. Na střídačku jim rozdáme kartičky s úkoly. Texty na kartičkách mohou být následující: - Uveďte příklady sportu, kdy vlivem vzájemného působení je jedno z těles uvedeno do pohybu. - Popište, jak se projeví zákon setrvačnosti při skoku do dálky z místa a s rozběhem. - Popište libovolné stroje nebo zařízení, která sniţují tlak zvětšenou plochou. - Uveďte příklady statického působení dvou těles, které můţete pozorovat ve třídě. - Vymyslete způsob, jak pomocí siloměru změřit sílu potřebnou k přetrţení tenké nitky. - Určete, jaké síly působí na brzdící automobil. Ţák s kartičkou má 30 vteřin na promyšlení odpovědi a poté 1,5 minuty na odpověď. Druhý z dvojice poslouchá a následně si během 30 vteřin rozmyslí, jak otázku doplnit, nebo zda odpověď byly správná. Po argumentaci druhého ţáka se všichni ţáci přesunou o jedno místo doleva. 2.3.1.7

Návštěvníci

Jde o vyučovací metodu, která je jednou z variací metody kolotoč. Oproti výše zmiňovanému dvojitému kolotoči zde ţáci tvoří skupiny, které se točí kolem vytvořených stanovišť. Podle charakteru a počtu ţáků připraví učitel pracovní stanoviště – většinou 4 – 6 stanovišť, kde bude pracovat 4 – 6 ţáků. Na kaţdém stanovišti bude vyvěšen arch papírů s připravenou oblastí a vymezeným problémem, na kterém budou ţáci pracovat. Jednotlivé pracovní oblasti spolu souvisejí a dohromady tvoří stanovené pracovní téma. Metoda zabere celou vyučovací hodinu. (Sitná, 2009) Na začátku učitel nejprve rozdělí ţáky do skupin a rozmístí je na pracoviště, kde kromě archů budou připravené také fixy na záznamy. Vysvětlí ţákům, jak budou pracovat a jaké očekává výsledky. Ţáci na pracovišti začnou řešit zadaný problém, přičemţ navzájem kooperují. Učitel je pozoruje, povzbuzuje, radí a inspiruje. Po uplynutí učitelem stanového času se celá skupina, kromě jednoho člena, přesune ve směru hodinových ručiček k jinému pracovišti. Poslední člen je tzv. hostitel. Jeho úkolem je nově příchozí skupinu seznámit s výsledky dosavadní práce skupiny, s potupy a pravidly, s kterými skupina pracovala. Noví návštěvníci se takto seznámí s novým pracovištěm,


40

kde pokračují v práci předchozího týmu. Po uplynutí doby následuje opět přesun na nové pracoviště, přičemţ původní hostitel nyní pokračuje se skupinkou a na pracovišti zůstává jako hostitel jiný člen týmu. Tímto způsobem pokračují v práci všechny skupiny, dokud se nedostanou na své původní stanoviště, kde si prostudují a posoudí záznamový arch. Na závěr nově zvolení mluvčí přečtou zápisy na záznamových arších a zhodnotí jejich úplnost a kvalitu. Ţáci následně zhodnotí svou práci ve skupinách a náročnost práce na jednotlivých stanovištích. Učitel na závěr zhodnotí práci všech ţáků a skupin. (Sitná, 2009) Z uvedených skutečností opět můţeme vypozorovat specifické silné a slabé stránky této metody: Tab. 18

Návštěvníci – silné a slabé stránky

Silné stránky Ţáci se učí prezentovat výsledky a postupy práce kolektivu

Slabé stránky Časově i organizačně náročné

Ţáci se učí navazovat na cizí práci Zdroj: vlastní práce

Konkrétní příklad uţití metody návštěvníci aplikovaný při hodině fyziky, není jednoduché najít. Pro potřeby této práce uvádím modifikovaný příklad, který pochází z mezioborového projektu „Představ si svůj dům“. Příklad je uveden jako individuální několika hodinový projekt, avšak fyzikální část jde velmi jednoduše předělat do podoby metody návštěvníků. Inspirace pochází z článku Červeného (2010, online): Projekt se soustředí na výpočet tepelných ztrát (a tím poţadovaného výkonu kotle a topné soupravy) omezíme jen na prostup tepla obvodovým pláštěm, vyplnění otvorů (okna a dveře), stropem a podlahou. Na začátku s ţáky zopakujeme pojmy potřebné pro vlastní výpočet tepelné ztráty domu. Jedná se především o tyto pojmy: tepelná ztráta, součinitel prostupu tepla, součinitel tepelné vodivosti materiálu, výkon, spotřeba energie. Opakování je realizováno na konkrétních případech, v rámci kterých si ţáci postupně ujasňují, z jakých materiálů bude dům a jaký typ oken zvolí. Následně vytvoříme 3 stanoviště. Ke kaţdému stanovišti přidáme potřebné vzorce, tabulky a náčrtek domu:


41

- Okna – Na tomto stanovišti budou ţáci počítat tepelnou ztrátu oken. Vyuţijí k tomu vzorec: Tepelná ztráta okna = plocha oken * (teplota uvnitř – teplota venku) * součinitel prostupu tepla - Stěny – Na tomto stanovišti počítají tepelnou ztrátu zdí. Vyuţijí k tomu vzorce: Tepelná ztráta stěny = plocha stěn * (teplota uvnitř – teplota venku) * (součinitel tepelné vodivosti materiálu/tloušťka zdi) - Strop – Na tomto stanovišti budou ţáci počítat především tepelné ztráty izolantu nad stropem. Vyuţijí vzorce: Tepelná ztráta stropu = plocha stropu * (teplota uvnitř – teplota venku) * (součinitel tepelné vodivosti izolantu/tloušťka izolantu) Ţáci ve skupinkách pracují na jednotlivých stanovištích. Po uplynutí časového limitu, nebo po pokynu učitele, se kromě jednoho člena přesunou na další stanoviště. Člen, který zůstane na svém původním stanovišti, vysvětlí novému týmu původní postup práce a seznámí je s výsledky. Výměna pokračuje ještě dvakrát, dokud se všichni neprostřídají na všech stanovištích. Následně ostatní seznámí s výsledkem práce na aktuálním stanovišti. V další části hodiny mohou ţáci společně s učitelem dopočítat celkovou tepelnou ztrátu domu, maximální potřebný výkon kotle, spotřebu energie a zařazení domu do kategorie. 2.3.1.8

Diskuze

Jedna ze základních a důleţitých vyučovacích metod, ne vţdy však pojata správně podle zásad diskuze. Diskuze stojí na pomezí tradičních a aktivizujících metod. Někteří autoři ji přiřazují k metodám slovním dialogickým, jiní diskuzi označují za metodu typicky skupinovou a tedy aktivizující. Obě skupiny mají pravdu, avšak osobně diskuzi povaţuji více za metodu aktivizujícího typu. Diskuze v sobě nese skryté poselství. Tímto poselstvím učitel sděluje ţákům, ţe si cenní jejich zkušeností, a ţe ho zajímá, jejich pohled na věc. Naproti tomu například přednáška s sebou nese skryté poselství, kterým je, ţe ţáci o tématu nevědí nic, co by stálo za řeč. (Petty, 2008, s. 166) Diskuze není náročná na přípravu, ale naopak na stanovení rozsahu, tématu, vedení ţáků a dodrţování zásad komunikace a diskuze. Ideální skupinu tvoří 14 – 15 ţáků, přičemţ maximální počet diskutujících by měl být 20. Doporučená doba diskuze je 20 – 30 minut. (Sitná, 2009) Pro diskuzi je vhodné, aby ţáci měli dostatek informací o diskutovaném tématu. Z toho důvodu je dobré vybrat k diskuzi buď ţákům známá témata, nebo jim předem zadat domácí přípravu na zadané téma. Před zahájením diskuze je třeba připomenout její zásady a téma, kterého by se diskuze měla drţet. Diskuzi by měl zahajovat učitel


42

například shrnutím faktů či kontroverzním výrokem. Následně vyzve ţáky k zapojení se, případně poloţí otázku. Průběţně vybízí zúčastněné k prezentování příspěvků, přičemţ se snaţí aktivní diskutéry usměrňovat a méně aktivní naopak podporovat. Učitel vhodnými připomínkami či otázkami sleduje cíl, kterým se má diskuze ubírat. Na závěr poskytuje shrnující a srozumitelné závěry diskuze. (Sitná, 2009) Diskuze jako taková však nemá pouze jednu podobu. Existují různé varianty diskuze. Zormanová (2012, s. 57 – 58) rozeznává následující: Diskuze ve spojení s přednáškou – Velmi často uţívané spojení. Diskuzi lze zařadit na úvod přednášky, v jejím průběhu, ale také na její závěr. V úvodu plní diskuze funkci motivační, v průběhu umoţňuje vzbudit v posluchačích pozornost a na závěr slouţí ke shrnutí, upevnění a procvičení probrané látky. V průběhu a na závěr navíc poskytuje přednášejícímu zpětnou vazbu. Diskuze na základě tezí – Forma diskuze vhodnější pro větší kolektivy ţáků. Vyuţívá se při aplikaci a procvičování učiva. Vyţaduje od ţáků předcházející samostudium zadaných tezí, např. hledání kladů určitého jevu či pouţívání určité věci. Panelová diskuze – Jde o diskuzi ţáků a přizvaných odborníků na dané téma. Na začátku vyjádří kaţdý odborník prostřednictvím prezentace svůj postoj na dané téma a dále následuje diskuze. Philips 66 – Metoda diskuze nazvaná podle svého autora, přičemţ číslo 66 se vztahuje k metodice metody. Diskutující jsou rozděleni do skupin po šesti lidech, kde šest minut diskutují na určité téma. Následně je zvolen mluvčí, který představí ostatním skupinám výsledky diskuze a dále bude s ostatními mluvčími diskutovat nejlépe u kulatého stolu. Výsledky diskuze je vhodné zapisovat na papír. Po ukončení diskuze mluvčích mohou následovat další kola ve skupinkách. Závěrečná diskuze probíhá uţ v celém kolektivu a moderuje ji učitel. Hobo metoda – Ţáci si nejprve samostatně nastudují určitý problém a zpracují písemnou přípravu. Následně se rozdělí do dvou skupin, přičemţ jedna skupina představuje předkladatele návrhu a druhá oponenty. Kaţdá skupina se snaţí pomocí argumentů přesvědčit druhé o svém názoru. Diskuzi zakončuje učitel.


43

Silné a slabé stránky všech forem diskuzí lze shrnout jako následující: Tab. 19

Diskuze – silné a slabé stránky

Silné stránky Osvojování nových poznatků samostatnou činností

Slabé stránky Potřeba dobře formulovat úkol

Významný rozvoj komunikačních dovedností

Potřeba vytyčit správný cíl diskuze a tohoto cíle se drţet

Ţáci přemýšlejí o názorech svých, ale i názorech svých spoluţáků

Vhodnější pro vyspělejší třídy

Vyrovnávání se s názorem druhých

Nutná vhodná prostorová úprava

Učení se koncentrace, pozornosti a toleranci

Potřeba dodrţovat stanovená pravidla a usměrňovat ty, kdo je porušují

Formulování vlastních stanovisek Učení se prosazování vlastních názorů Ţák navyká na veřejné vystupování Rozvíjení sociálních vztahů Zdroj: Skalková, 2007, s. 191 – 192 (vlastní úprava)

Konkrétní příklad vyuţití diskuze v hodinách fyziky pochází z článku pana Havránka (2008, online). Iniciativa diskuze zde pochází od samotných ţáků. Jde o velice zajímavou inspiraci, kterou lze velmi dobře pouţít v úvodní části hodiny jako motivaci pro další vyučování. Zároveň by šel také vyuţít jako samostatná nebo skupinová práce, či jako zadání pro problémovou úlohu konfrontace. Původní příklad mírně stylisticky upravuji: Při hodině fyziky poloţili ţáci učiteli otázku: „Zmokne člověk více při pomalé chůzi nebo při rychlém běhu?“ Učitel ihned zkusil dát s ţáky dohromady několik argumentů pro jednu či druhou variantu. Rozvinula se vášnivá diskuze, kdy jedni tvrdili, ţe při pomalé chůzi zmokne více proto, ţe zůstane déle na dešti. Protiargumentem bylo to, ţe pokud běţíme, tak sice jsme kratší dobu na dešti, ale stihneme za sekundu „posbírat“ svým tělem více padajících kapek. Tento argument naznačil, ţe by mohla existovat ještě třetí moţnost – ţe zmokneme v obou případech stejně.


2.3.1.9

44

Debata

Metoda zaměřená především na rozvoj komunikačních dovedností. Nenáročná na přípravu, ale náročná na organizaci, vedení a na samotné účastníky. Oproti diskuzi je rozdíl v tom, ţe debata je čistě improvizované didaktické představení. Jde o hru se slovíčky a argumenty, vyjadřování názorů, hru s diváky a jejich sympatiemi a antipatiemi. Metodou lze demonstrovat nepozornost nebo slabiny protistrany. Je vhodné ji vyuţívat u vyspělejších ţáků. Zapojit se můţe celá třída. Debata zabere celou vyučovací hodinu. (Sitná, 2009) Cílem debaty je dosáhnout pro obě strany příznivého rozhodnutí. Debata můţe mít několik forem. Časté jsou soutěţní a partnerské debaty. (Maňák, 2011, online) Důleţité je zvolit dostatečně kontroverzní téma, které třídu rozdělí na dva názorově odlišné tábory. Podle názorů se z kaţdé skupiny vyberou zástupci. Vytvoří se pozice hlavních mluvčích, kteří s tématem souhlasí (6 – 8 ţáků), oponentů, kteří s názorem nesouhlasí (6 – 8 ţáků) a auditorium, coţ je zbytek skupiny, tvořený ţáky s nevyhraněným tématem, nebo neochotou debatovat. Hlavní mluvčí a oponenti si vyberou 3 aktivní účastníky, kteří budou za skupinu bojovat. Kaţdá skupina si nejprve připraví během 10 minut scénář svého vystoupení, tj. argumenty, příklady z praxe, atd. Při debatě je dovoleno pouţívat i osobní výpady a sporná tvrzení. Debatéři usilují o přízeň auditoria. Učitel zahájí debatu přivítáním zúčastněných stran a zároveň kladně téma uvede. Následuje debata hlavních mluvčích a oponentů. Auditorium nezasahuje, pouze po ukončení debaty hlasuje, která skupina je více zaujala. Debata můţe přinést zajímavé výsledky, které mohou být v průběhu zaznamenávány. Na závěr učitel zhodnotí průběh hodiny, zjistí poznatky a pocity účastníků. (Sitná, 2009) Silné a slabé stránky této metody shrnuje tabulka 20: Tab. 20

Debata – silné a slabé stránky

Silné stránky Podpora zdravého soutěţení

Slabé stránky Náročné na organizaci, vedení i účastníky

Hlubší přemýšlení nad tématem

Debata můţe přerůst v hádku

Největší rozvoj komunikačních dovedností Zdroj: vlastní práce


45

V hodinách fyziky na základní škole je vyuţití debaty poněkud sloţitější. Vzhledem k vyspělosti ţáků a relativně malé hloubce probíraného učiva se najde jen malé mnoţství témat, u nichţ jde diskuze vyuţít. Typičtější je vyuţití debaty například v hodinách občanské výchovy. Pro potřeby debaty ve fyzice musíme nalézt taková témata, na něţ je moţné pohlíţet minimálně ze dvou úhlů, a zároveň jsou svou sloţitostí odpovídající úrovni základní školy. Vhodné téma můţe být jaderná fyzika. Dále uvádím vlastní příklad vyuţití debaty v hodině fyziky na toto téma: Po probrání tématu jaderná fyzika v 9. třídě, vyuţijeme debaty jako formy opakování učiva. Učitel rozdělí třídu na 3 skupiny. K rozdělení můţe vyuţít například náhody, kdy si ţáci budou losovat z klobouku/neprůhledného sáčku různobarevné kartičky. První skupina ţáků dostane za úkol připravit si podklady s argumenty, proč je výhodné vyuţívání jaderné energie a jaké jsou její přednosti. Zároveň si můţe připravit protiargumenty na argumenty, které pravděpodobně bude uvádět druhá skupina (např. protiargumenty na nebezpečí jaderných elektráren, vyuţívání obnovitelných zdrojů, apod.) Druhá skupina ţáků si připraví argumenty proti vyuţívání jaderné energie. Vyuţít můţe např. potenciální hrozbu jaderných elektráren, války, bomby, ale také můţe shromáţdit argumenty vyzdvihující vyuţití obnovitelných zdrojů. Třetí, nejmenší, skupina tvoří auditorium, o jehoţ přízeň se budou diskutující strany ucházet. 2.3.1.10

Case study

Case study neboli případová studie, někdy také situační metoda, je vyučovací metoda vystavěná na skutečných ţivotních situacích nebo problémech. Metoda je zaloţena na skupinovém, lze však vyuţít i jako individuální, řešení předpřipraveného případu či problému. Ten můţe vycházet ze skutečnosti, ale můţe být také simulovaný. Ze své podstaty řešení problému lze metodu zařadit také do metod problémové výuky. Metodu je vhodné vyuţívat od druhého stupně a účastnit se jí můţe celá třída. Obvykle tvoří samotné jádro vyučovací hodiny a u komplexnějších témat je vhodné spojit pro její řešení dvě vyučovací hodiny. Na začátku učitel připraví příslušný počet vypracovaných případových studií nebo podkladů a rozdělí ţáky do skupin po 4 – 6. Skupiny pracují na zadaném úkolu samostatně a vyhotoví si písemné výstupy. Po uplynutí stanoveného času následuje prezentace výsledků práce skupiny a diskuze nad výsledky. Na


46

závěr učitel shrne všechny výsledky, porovná je a posoudí. V případě, ţe jde o reálný případ ze ţivota, připojí i řešení, které bylo pouţito v praxi. (Sitná, 2009) Kaţdá případová studie většinou nabízí několik řešení, přičemţ se očekává, ţe na základě konfrontace vědomostí, dovedností, názorů a postojů aktérů bude z nabízených řešení vybráno to nejdokonalejší. Je tedy důleţité, aby ţáci o vhodnosti a výhodách jednotlivých řešení rozhodovali. Právě učit se rozhodovat je pro ţáky přínosem v dalším studijním, ale i pracovním a kaţdodenním osobním ţivotě. Navíc problémové situace v případových studiích vyţadují i mezipředmětový přístup, coţ je další pozitivní vlastnost této metody. (Kalhous, Obst, 2009, s. 325) Specifické klady a zápory této metody jsou uvedeny v následující tabulce: Tab. 21

Case study – silné a slabé stránky

Silné stránky Moţnost zapojit celou třídu

Slabé stránky Časově náročnější

Mezipředmětový přístup

Potřeba vhodné případové studie

Provázanost teorie s praxí Rozvoj rozhodovacích schopností Zdroj: Kalhous, Obst, 2009, s. 325; Sitná, 2009 (vlastní úprava)

Příklad případové studie ve fyzice pochází od pana Sanga (2012, online). Případová studie vychází z historické události týkající se Roberta Normana a magnetické deklinace. Kromě historického kontextu obsahuje případová studie experiment, který je moţné přímo ve výuce provést a konkrétní podobu otázky, na kterou mají ţáci nalézt odpověď. Robert Norman byl výrobce vědeckých nástrojů pracující v Londýně v letech 1560 – 1580. Mimo jiné vyráběl kompasy, které byly pouţívány při oceánských plavbách. Na výrobu kompasu začal Norman s ţeleznou střelkou. Nejprve zkontroloval, zda je střelka perfektně vyváţená a poté ji zmagnetizoval pomocí magnetovce. Pokaţdé, kdyţ to udělal (a on to udělal asi stokrát), všiml si, ţe zmagnetizované střelky sice ukazují správně na sever, ale také ţe část střelky směřující na sever je mírně nakloněna dolů. Tento sklon vyřešil dodáním protizávaţí na druhou stranu střelky. Jeho první vysvětlení sklonu střelky spočívalo v tom, ţe pravděpodobně mu chybí nějaké dovednosti, nebo ţe pouţitý materiál není zcela vhodný. Snaţil se však najít alternativu k protizávaţí. Zkusil tedy zkrátit jeden konec střelky. Avšak střelka byla stále nakloněná směrem dolů. Nechápal, co se děje?


47

Rozhodl se tedy, ţe pořádně prozkoumá toto zahnutí. Sestavil střelku tak, aby se otáčela na svislé ploše. Potom ji zmagnetizoval. Střelka se tedy dostala do polohy sever-jih. Část střelky, která nyní ukazovala na sever, byla také nakloněna směrem dolů. Tento pokus přesvědčil Normana, ţe se nejedná o jeho chybu, nebo špatný materiál, ale ţe tento efekt je skutečný. Experiment: Zavěste magnet na nitě. Magnet by se měl natočit na sever, avšak nebude patrný ţádný náznak náklonu. Tomu zabraňuje právě podpora z nití. Nyní ukaţte jednoduchou magnetickou sondu. Magnetická sonda je v podstatě malý magnet, který se můţe otáčet ve třech rozměrech. Magnet na sondě je jednoznačně nakloněn. Ukazuje, ţe magnetické pole Země má sloţku, která magnet táhne dolů. Norman nazýval sklon pojmem inklinace. Dnes je běţnější spíše pojem deklinace. Otázka: Podívejte se na schéma magnetického pole Země. Jak by se náklon střelky kompasu projevoval na opačné polokouli? A jak na rovníku? Odpověď: Na opačné polokouli bude střelka nakloněna obráceně, na rovníku bude střelka vodorovná. 2.3.1.11

Akvárium

Neboli goldfish bowl či jen fishbowl je jedna ze sloţitějších vyučovacích metod. Středně náročná na organizaci a pracovní prostor (je potřeba volný prostor) a velmi náročná na vedení hodiny. Metoda kombinuje diskuzi a schopnost aktivně pozorovat a zaznamenávat. Metody se můţe účastnit celá třída a pouţívá se především tehdy, chce-li učitel vést ţáky k pochopení tématu a jeho souvislostí s dalšími fakty za vyuţití předchozích znalostí a zkušeností. Podporuje a uplatňuje se názorová šíře, stejně jako rozvíjí komunikační dovednosti. Metoda časově zabírá celou vyučovací hodinu. (Sitná, 2009) Nejprve učitel zapíše pro přehlednost téma hodiny na tabuli a vysvětlí průběh výuky. Rozdělí ţáky na dvě poloviny – diskutující a pozorující. Jednu polovinu posadí na ţidle uspořádané do kruhu. Tento kruh musí být symetrický, aby ţáci na sebe viděli. Tuto skupinu tvoří diskutující. Druhá polovina ţáků, pozorující, utvoří kolem diskutujících, vnější, kruh, ve kterém je důleţité, aby ţáci z tohoto kruhu viděli na co největší počet ţáků z vnitřního kruhu. I vnější kruh ţáků se posadí na ţidle, a obdrţí od učitele záznamový arch. Učitel přivítá účastníky, a vysvětlí jim téma a cíl diskuze a můţe přednést úvodní názor, komentář, zkušenost k diskuzi. Dále jen vybízí účastníky


48

k diskuzi a dohlíţí na dodrţování pravidel. Během diskuze vnitřního kruhu, si pozorovatelé pečlivě zaznamenávají svá zjištění o diskutujících. Na závěr diskuze učitel shrne výsledky práce a formuluje závěr, který se můţe zapsat na tabuli. Následně jsou pozorovatelé vyzváni ke zveřejnění své práce. Kaţdý pozorovatel jednotlivě hodnotí verbální a neverbální projev kaţdého diskutujícího. Úplně nakonec učitel shrne práci všech ţáků a citlivě se vyjádří k výkonům některých jedinců. (Sitná, 2009) Základní metodu akvária lze také modifikovat. Po uplynutí určité doby, či ukončení jednoho kola diskuze, si ţáci v jednotlivých kruzích mohou vyměnit místo. Dále je také moţné ve vnitřním kruhu nechat jedno volné místo. Toto místo je určeno pro ţáka z vnějšího kruhu, který cítí potřebu přispět do diskuze. Tento ţák se přesune na krátko na tuto volnou ţidli a po zapojení se do diskuze se opět vrátí na své původní místo. Také je moţné, pokud se některý s ţáků vnitřního kruhu přihlásí, jej vyměnit s ţákem vnějšího kruhu, který se takto zapojí do diskuze. Pro podporu diskuze můţe někdy být součástí vnitřního kruhu také sám učitel. (Annenberg Foundation, 2014, online) Silné a slabé stránky metody akvária můţeme identifikovat jako následující: Tab. 22

Akvárium – silné a slabé stránky

Silné stránky Učitel můţe identifikovat mylné představy ţáků o tématu

Slabé stránky Velmi náročné na vedení hodiny

Rozvoj komunikačních, naslouchacích a pozorovacích dovedností

Hrozí pouze pasivní zapojení pozorujících ţáků

Ţáci si zvykají na pozornost jiných

Někteří ţáci se mohou ostýchat

Zpětná reakce pro ţáky

Náročné na prostor a organizaci Diskuze se nemusí vyvinout ţádoucím směrem


V hodinách fyziky můţeme akvárium velmi dobře vyuţít v úvodu probírání nové látky ve spojení s problémovými metodami. V tomto případě ţákům ve vnitřním kruhu zadáme diskutovat o nějakém problému, s cílem pokusit se najít řešení. Vnější kruh tuto diskuzi pozoruje, zapisuje si poznámky, případně po jejím skončení to mhou být oni, kdo vytvoří shrnutí problémové situace a její řešení, které si všichni zapíší do sešitu.


49

V další části uvádím vlastní příklad metody akvárium, který vyuţívá také prvků problémové výuky. Příklad je na téma jednoduché stroje: Učitel nejprve ţákům vysvětlí, jak bude probíhat dnešní hodina. Pak ţáky rozdělí na 2 skupiny. Společně pak připraví vnitřní a vnější kruh tvořený ţidlemi. Ţáci se posadí na ţidle. Vnější kruh ţáků si připraví papír a tuţky na poznámky. Učitel nastíní problémovou situaci: „Představte si, ţe jste úplně první egyptští stavitelé. Faraon si jednoho dne usmyslel, ţe chce postavit pyramidu a vás pověřil tímto úkolem. Uţ víte, jak bude pyramida vypadat. Váš hlavní problém ale je stavební materiál. Pyramidy se staví z velkých a těţkých balvanů, které je třeba přivést lodí po Nilu. Společně vymyslete a diskutujte, jakými způsoby můţete s kameny manipulovat, aby práce byla co nejjednodušší. Pokuste se vymyslet co nejvíce moţností a k jednotlivým nápadům buďte navzájem kritičtí.“ Diskutující ţáci mohou postupně přijít na jednoduché stroje jako kladka, páka, nakloněná rovina, atd. Ţáci ve vnějším kruhu přitom diskuzi poslouchají a zapisují si jednotlivé nápady i aktivitu členů vnitřního kruhu. Po ukončení diskuze vnitřního kruhu shrne vnější kruh výsledky a pozorující ţáci připojí také své názory či postřehy. Učitel této aktivity vyuţije k podrobnějšímu výkladu o jednoduchých strojích. 2.3.1.12

Mentální mapování

Tvorba myšlenkových map umoţňuje výbornou skupinovou kooperaci. Jde o grafické znázornění myšlenek a pojmů a jejich souvislostí – přenesení verbální látky do vizuální podoby. Při práci není důleţitý jen výsledek, ale také samotný proces tvorby mapy. Mentální mapování je vhodné pro všechny úrovně vzdělávání a můţe se do něj zapojit celá třída. Délka je odvislá od náročnosti tématu, ovšem běţně netrvá déle neţ 30 minut. Metoda jde pouţít při opakování, ale také vysvětlení nové látky, či řešení výukového problému. (Sitná, 2009) Učitel nejprve vytvoří skupiny po 4 – 6 ţácích. Dále vysvětlí způsob tvorby mapy a zadá klíčový pojem, od něhoţ ţáci budou postupovat v řešení. Ţáci ve stanoveném časovém limitu ve skupinách samostatně pracují a na pojem podle svého uváţení navrhují a znázorňují další pojmy, myšlenky a samotné souvislosti. V průběhu můţe učitel skupinkám nabídnout odbornou pomoc. Na závěr skupiny prezentují své myšlenkové mapy a vysvětlí způsob jejich uspořádání a důvody, které je k tomu vedly. Učitel na závěr zhodnotí práci skupin a rozhodne o dalším vyuţití myšlenkových map. Ty lze


50

vyuţít jako učební pomůcka, či mohou být pouţity při prezentaci práce třídy, atd. (Sitná, 2009) Mentální mapování lze však vyuţít také jako aktivita individuální nebo se zapojením celé třídy. Lze velmi dobře propojit s jinými metodami (např. brainstorming) a své vyuţití má i mimo školu. Mentální mapování umoţňuje pohlíţet na problém tím nejjednodušším způsobem – vizualizací a rozčleněním na jednotlivé dílčí body. Stejně jako všechny ostatní metody má i mentální mapování své klady a zápory. Ty můţeme identifikovat jako následující: Tab. 23

Mentální mapování – silné a slabé stránky

Silné stránky Zlepšení paměti a zapamatování

Slabé stránky Nejsou vhodné pro kaţdého

Zjednodušení problému Vizualizace problému Rozsáhlé vyuţití v praktickém ţivotě Rozvoj kreativity Rozvoj schopnosti prezentace Jasný a přehledný výstup práce Moţnost různě modifikovat Vhodný nástroj pro plánování času Nástroj řízení, projektů

koordinace

a kontroly

Alternativa zápisků Hlubší poznání pojmů a slov Kombinování s dalšími metodami Zdroj: Černá, 2011, online (vlastní úprava)

Velmi zajímavý příklad vyuţití mentálních map ve fyzice představuje Černý (2011, online). Poukazuje na internetový projekt HyperPhysics, který rozděluje celou fyziku do jednotlivých disciplín. Ty jsou pak dále členěny na jednotlivé malé úseky a ty následně popsány formou krátkého textu. Takové vyuţití mohou velmi ocenit ţáci připravující se na maturitní zkoušku. Jako příklad vyuţití na základní škole však uvádím úryvek z článku paní Dvořákové (2007, online). Úryvek obsahuje i seznámení dětí s mentálním mapováním pomocí jednoduchého příkladu:


51

Učitel: „Dnes si vyzkoušíme něco nového. Začneme s tím, ţe mi říkejte, co vás napadá, kdyţ se řekne PES.“ Slovo PES napíše učitel doprostřed tabule, ţáci mu říkají své nápady, které učitel zapisuje na tabuli a ihned vytváří strukturu. Např. napíše slova ŠELMA, SAVEC, MÁ 4 NOHY, podobně MAXIPES FÍK, KOMISAŘ REX. Po chvíli ukončí příliv nápadů a zeptá se, zda mají něco společného slova, napsaná u sebe. Děti obvykle řeknou něco takového, ţe první skupina by se mohla jmenovat „vlastnosti“, druhá „psí hrdinové“, atd. Společně všechny skupiny pojmenují, jsou-li mezi nimi nějaké vazby, pojmenují i je. Např. by mohla existovat vazba mezi skupinou „psí hrdinové“ a „psí jména“. Není podstatná kvalita myšlenkové mapy, ale to, ţe ţáci pochopí, jak se mapa vytváří. Učitel: "To, co jsme na tabuli společně vytvořili, se nazývá myšlenková mapa. Vaším úkolem teď bude vytvořit myšlenkovou mapu na téma Kapaliny a plyny. Budete pracovat ve skupinách po čtyřech, k dispozici máte velký papír a fixy. Kromě toho, ţe budete přemýšlet nad tím, co mají společného a čím se liší kapaliny a plyny, všímejte si také toho, jak pracujete, co při činnosti děláte. Na práci máte asi 25 minut, pak budete svůj výsledek prezentovat ostatním. Vytvořené myšlenkové mapy si vylepíme ve třídě, abyste si je mohli kaţdý v klidu prohlédnout, a budeme s nimi pak pracovat v dalších hodinách." Ţáci se rozdělí do skupin, najdou si vhodné místo a začnou pracovat. Učitel jejich práci sleduje, ale nekomentuje. Po uplynutí času ukáţe kaţdá skupina svoji práci, okomentuje ji, řekne jak její členové pracovali. 2.3.2

Problémová metoda

Problémová metoda, nebo také problémové řešení výukových problémů je metoda zaloţená na samostatném objevování ţáků dosud neznámých skutečností. Představuje tedy analogii vědeckého bádání, případně jistý návrat k prapůvodnímu objevování a poznávání světa člověkem. (Maňák, 1997, s. 21) Oproti jiným metodám nejsou ţákům předkládány „hotové“ vědomosti, ale naopak ţáci jsou vedeni samostatně či s pomocí učitele k objevení nových poznatků. Tento postup vyţaduje od ţáků aktivní myšlenkovou činnost a uvaţování, bez kterého by výukový problém nebyli schopni vyřešit. (Šimoník, 2003, s. 54)


52

Mošna a Rádl (1996) rozdělují postup řešení výukového problému do šesti fází. V první fázi je třeba vytvořit problémovou situaci. Tuto situaci nastiňuje většinou učitel, přičemţ sama situace vyvolává potřebu řešit problém. Následuje analýza problémové situace. Zde ţáci poznávají známé a neznámé prvky a závislosti mezi nimi. Velmi často pojato jako studium a čtení zadání. Třetí fáze představuje formulaci problému. Jde v podstatě o završení analýzy, kdy je problém specifikován, nejlépe pomocí otázky. V další fázi jiţ následuje řešení problému. Při řešení ţáci hledají vazby mezi svými zkušenostmi a znalostmi a vnějšími podmínkami. Hledá se odpověď na otázku a tím řešení celého problému. Ţáci vyuţívají metodu pokus-omyl, vlastní intuici, minulou zkušenost a rozumovou analýzu. Po řešení následuje verifikace řešení. Zde ověřujeme správnost řešení v porovnání s cílovými hodnotami a samotným zadání. Poslední fází je zobecnění postupu řešení problému. Zobecnění provádí učitel ve spolupráci s ţáky. Zobecnění je nutné provést pro další pouţitelnost získaných znalostí a poznatků. Ty mohou být v dalším pokračování hodiny procvičovány a upevňovány. Velmi často, ne však zcela úplně správně, bývá problémová metoda zcela ztotoţňována s tzv. heuristickou výukou či heuristickým vyučováním. Heuristická výuka je však pouze jednou z moţných vyučovacích metod problémové výuky. Kromě dříve case study, která byla zařazena mezi metody skupinové, lze jako problémové vyučování označit podle Kotrby a Laciny (2007) následující metody: 2.3.2.1

Heuristická metoda

Heuristická metoda vychází z vědy, která se nazývá heuristika. Heuristiku, z řeckého slova heuréka, neboli objevil jsem, či nalezl jsem, definuje Maňák a Švec (2003) jako vědu zkoumající tvůrčí myšlení, ale také heuristická činnost, která představuje způsob řešení problémů. Heuristická metoda vyuţívá dosavadních vědomostí a dovedností ţáka, který vlastním úsilím v konkrétní problémové úloze objevuje nové poznatky a souvislosti a tím rozvíjí své myšlení, poznávací procesy a získává intelektuální dovednosti. (Kotrba, Lacina, 2007, s. 87) V první fázi heuristické metody je třeba správně identifikovat problém. Tento výchozí bod je pro ţáky poměrně nároční, protoţe konkrétní problém nemusí vidět. Zde je


53

důleţitá pomoc učitele. V druhé fázi následuje analýza problému a proniknutí do jeho struktury. Zde je třeba odlišit známé a dosud neznám – roztřídit informace. Následuje vytvoření hypotéz, domněnek a návrhů řešení. Ţáci hledají klíče a navrhují samotné řešení problému. V další fázi nastává verifikace hypotéz a vlastní řešení problému, které spočívá v přijetí nebo odmítnutí vzniklých návrhů. Při odmítnutí návrhu řešení je třeba vrátit se k dřívějším fázím. (Maňák, Švec, 2003) Jedná se o metodu, která je poměrně časově náročná a kvůli didaktické sloţitosti vhodnější spíše pro zkušenější učitele. Nadaní studenti, kteří pracují rychleji, musejí být učitelem usměrňováni. (Kotrba, Lacina, 2007, s. 87) Vlastní objevení řešení problému ţáky zapříčiňuje lepší a efektivnější zapamatování a pozdější vybavení nových poznatků. Výhody a nevýhody heuristické metody můţeme identifikovat jako následující: Tab. 24

Heuristická metoda – silné a slabé stránky

Silné stránky Ţák vnímá učivo jako celek

Slabé stránky Vysoká náročnost

Při zkoumání je zapojena celá ţákova osobnost, ne jen jeho mysl

Potřeba zkušeného učitele

Jsou zapojeni všichni ţáci, ti nadanější i ti nadanější méně

Hrozba diferenciace ţáků – nadanější pracují rychleji, méně nadaní mohou být demotivováni

Přesnější, detailnější a pevnější kvalita získaných poznatků

Časová náročnost

Vyuţití více smyslových vjemů ţáka

Potřeba kombinovat s dalšími metodami

Snadnější pamětní reprodukce Hlubší kvalita poznání Zdroj: Mojţíšek, 1988, s. 163 – 164 (vlastní úprava)

Konkrétní příklad heuristické metody pochází od paní doktorky Dvořákové (2006), která patří mezi přední odbornice v této oblasti. Heuristickou metodou je popsán scénář hodiny věnující se prvnímu Newtonově zákonu: Učitel: „Sledujte pokus, který vám předvedu.“ Učitel podepře desku na jedné straně a kutálí po ní plechovku (míček, kuličku, apod.). Plechovka se rozjede a dále se kutálí po stole.


54

Učitel: „Čím můţeme plechovku při pohybu na stole zastavit?“ Ţáci: „Rukou, foukáním, proudem vody, magnetem, tím, ţe na stůl poloţíme hadr nebo koţešinu, apod.“ Jednotlivé návrhy dětí učitel zapisuje na tabuli pod sebe, děti si je zapisují do sešitu. Učitel: „Zkuste najít, co mají tyto způsoby zastavování tělesa společného.“ Ţáky většinou po chvíli diskuze napadne, ţe na těleso působí nějaká síla. Pokud by k tomu sami nedospěli, učitel jim to sám sdělí, a pak je nechá pojmenovat, o jakou sílu se v jednotlivých případech jedná – síla ruky, vzduchu, vody, magnetu, Země. Učitel: „Působí nějaká síla proti pohybu i v případě zastavení plechovky na koţešině?“ Ţáci většinou popisují vliv chloupků a nerovnosti podloţky. Učitel: „Můţeme sílu působící proti pohybu ve všech předchozích případech zvětšovat? Jak?“ Ţáci si uvědomí, ţe ve všech uvedených případech lze zvětšovat velikost působící síly a popíší, jak by to konkrétně prováděli. U jednotlivých návrhů na tabuli učitel napíše znaménko plus. Učitel: „Mohli bychom také působící sílu ve všech případech zmenšovat? Jak bychom to udělali?“ Analogická situace: ţáci odpovídají, učitel dělá u jednotlivých odpovědí znaménko mínus. Učitel: „Šlo by to udělat tak, ţe by tyto síly proti pohybu vůbec nepůsobily?“ Děti odpovídají, učitel dělá vedle jednotlivých odpovědí například nulu. Děti si nejdříve řeknou, ţe by šla odstranit síla vzduchu, ţe bychom přestali foukat proti pohybu. Na to pak můţe učitel reagovat otázkou, co by cítila blecha, kdyby seděla na pohybující se plechovce. Děti si uvědomí, ţe i kdybychom nefoukali proti pohybu, blecha by cítila vítr. Podobně můţe učitel dovést děti k tomu, ţe by se špatně odstraňoval vliv podloţky. V běţných podmínkách nám tedy vţdy zůstávají dvě síly proti pohybu – odpor vzduchu a tření. Učitel: „Co by se stalo, kdyby se nám nějakým způsobem podařilo odstranit skutečně všechny síly proti pohybu?“ Ţáci

„Plechovka by se kutálela pořád dál a dál.“

Učitel: „O jaký pohyb by se v tomto případě jednalo?“


55

V diskuzi s učitelem ţáci postupným zpřesňováním svých odpovědí dojdou k závěru, ţe kdyţ na těleso nepůsobí ţádná síla, stojí nebo se pohybuje rovnoměrným přímočarým pohybem. Učitel: „Zapište si tuto úvahu do sešitu a podívejte se na další pokus.“ Z bublifuku učitel vyfoukne několik bublin. Děti sledují jejich pohyb. Učitel upozorní děti na některou vhodnou bublinu, která se pohybuje prakticky rovnoměrně. Učitel: „Jak to, ţe se bublina pohybuje rovnoměrně? Vţdyť na ni určitě působí síla Země a síla vzduchu. Neodporuje to tomu, co jsme si řekli před chvílí?“ Opět postupným zpřesňováním odpovědí dojdou ţáci k závěru, ţe v tomto případě je výslednice sil nulová. Učitel: „Řekněte tedy přesnější formulaci toho, co jsme zjistili a napište ji na tabuli.“ Ţáci v tuto chvíli jiţ prakticky dospějí ke správné formulaci 1. Newtonova zákona. Učitel: „Tento zákon objevil Isaac Newton na konci 17. století. Porovnejte svoji formulaci s tím, jak je uvedena v učebnici. Říkají obě formulace totéţ?“ Ve zbytku hodiny učitel řeší s ţáky různé úlohy, ve kterých budou aplikovat právě zformulovaný zákon. 2.3.2.2

Černá skříňka

Metoda černé skříňky neboli také black box. Jde o problémovou úlohu, při které je vynechána funkční část. Ţáci znají vstupy a výstupy, ale neznají postup, jakým se vstupy na výstupy transformovali. Dozvídají se fakta, či faktory, které stáli na začátku problému a co se z nich stalo na konci po průchodu černou skříňkou. Jejich úkolem je tedy zjistit chybějící funkční část mechanismu. Ţáci vyuţívají odhadu, ale také dedukce, co změnu vstupů na výstupy způsobilo. (Kotrba, Lacina, 2007, s. 88) Nejjednodušší vyuţití najdeme v matematických úlohách, či v úpravě fyzikálních vzorců, kdy známe vstupní proměnné a konečnou podobu vzorce. Úkolem ţáků je přijít na procesy, které vedli k transformaci vstupních veličin na finální vzorec, podobně jak to třeba učinili autoři vzorce. Pro účely výuky fyziky lze metodu černé skříňky přesunout z uvedené roviny abstraktní do roviny praktické. Tato modifikace však vyţaduje značnou dávku učitelovy intervence ve fázi přípravy vyučovací hodiny. Pouţití černé skříňky je v tomto případě zaloţeno na tom, ţe ţáci mají za úkol zjistit bez otevření obsah černých skříněk, které


56

jím fyzicky předloţí učitel. Ţáci na základě svých znalostí experimentálně potvrzují a vyvracejí své hypotézy ohledně obsahu černých skříněk. (Onderová, 2009, online) Postup aplikace v hodině fyziky je následující. Učitel můţe ţáky rozdělit do skupinek po 2 aţ 3 ţácích a rozdělí jim pomůcky a předpřipravené materiály – kaţdá skupinka dostane několik různých černých skříněk. Zároveň je také moţné ţákům dát k dispozici seznam, třeba i obrázkový, s moţnostmi, co by se ve skříňkách mohlo vyskytovat. Ţáci dostanou 30 minut (čas se můţe lišit dle náročnosti a počtu černých skříněk) na odhalení, co je obsahem jednotlivých skříněk. Následuje vyhodnocení správnosti určení obsahu (pro tyto případy je moţné otevřít skříňku, vysvětlení příčin moţných chyb ve výběru a celkové shrnutí. Učitel by v této fázi měl ţákům demonstrovat ideální postup pro odhalení správného obsahu jednotlivých skříněk. Postup je dále moţné opakovat se sloţitějším obsahem černých skříněk (Onderová, 2009, online) Silné a slabé stránky této metody lze shrnout v následující tabulce: Tab. 25

Černá skříňka – silné a slabé stránky

Silné stránky

Slabé stránky

Ţáci mají moţnost si sami otestovat své znalost

V případě fyzických černých skříněk náročnost na přípravu učitele

Ţáci se učí samostatné systematické práci

Důleţitý je dostatek předchozích znalostí a informací

Ţáci se učí potvrzovat a vyvracet své hypotézy Praktické propojení s reálným ţivotem Podpora kreativního myšlení Motivační účinek Jednoduchá a levná příprava fyzických černých skříněk Zdroj: Onderová, 2009, online (vlastní úprava)

Konkrétní příklad praktického vyuţití černé skříňky ve fyzice pochází od Onderové (2009, online). Tento příklad je vhodnější pro starší ţáky a vychází ze znalostí stejnosměrných a střídavých obvodů. Pro potřeby této práce je příklad paní Onderové zjednodušen a stylisticky upraven:


57

Učitel vytvoří určitá zapojení, u kterých ţáci předem znají vstupní parametry (hodnoty elektrických veličin, jako např. napětí, proud, atd.) a výstupní parametry. Úkolem ţáků je odhalit principy zapojení černých skříněk. Přípravná fáze (tvorba krabiček): Materiály:

libovolný materiál na černou skříňku (např. plastová nádoba od rozpustných vitamínů); vrtačka; 2 krokodýlky; přiměřeně velké elektronické součástky (např. rezistory, kondenzátory, diody, cívky, izolátory, atd.); vodící dráty.

Postup:

do kaţdého konce skříňky se navrtá dírka; do těchto dírek se vloţí krokodýlci; ke krokodýlkům se připojí příslušné zvolené elektronické součástky; vše se vloţí do skříňky a ta se uzavře; vnější design krabičky je moţné libovolně upravit.

Realizační fáze:

2.3.2.3

Materiály:

5 číslovaných černých skříněk pro kaţdou skupinu, kaţdá skříňka obsahuje jiné elektronické prvky; vedení; ampérmetr; voltmetr; zdroj stejnosměrného a střídavého napětí; papírová předloha všech moţných vnitřních konfigurací.

Postup:

rozdělení ţáků do skupin; rozdání materiálů; samostatná práce ţáků; odevzdání, porovnání a kontrola výsledků ţáků; demonstrace učitelem ideálního algoritmu pro odhalení obsahu skříněk.

Konfrontace

Metoda náročnější na práci ţáků. Učitel formuluje nejméně dvě věrohodné a správné teorie. Ţáci pak samostatně provádějí důkladný rozbor, uspořádávají fakta a snaţí se dokázat pravdivost obou tvrzení. (Kotrba, Lacina, 2007, s. 89).


58

Oproti jiným problémovým metodám je metoda konfrontace specifická v tom, ţe od ţáků vyţaduje značnou dávku aktivity. Touto aktivitou je hledání vhodných argumentů, dat a informací, které jsou podkladem pro analýzu, jenţ potvrdí skutečnou platnost jednoho s tvrzení. Nejde tedy o pouhé zamyšlení se nad problémem, ale o jeho co nejpřesnější vyhodnocení na základě všemoţných dostupných podkladů. Kotrba a Lacina (2007, s. 89 - 90) uvádějí jako konkrétní příklad počáteční argument ve tvaru „Populace lidí se a) zvětšuje, b) zmenšuje“. Jak je patrné, ţádnou z moţností nejsme schopni bez důkladné analýzy ani potvrdit a ani vyvrátit. Následující tabulka opět popisuje výhody a nevýhody této metody Tab. 26

Konfrontace – silné a slabé stránky

Silné stránky

Slabé stránky

Výrazná samostatná aktivita ţáků

Časově náročnější

Rozvoj schopnosti práce s dostupnými zdroji

Potřeba vhodných a dostupných zdrojů informací

Lepší zapamatování a pochopení látky díky vlastní aktivitě ţáků Zdroj: vlastní práce

Konkrétní příklad vyuţití metody konfrontace ve fyzice pochází od autorů Peciny a Zormanové (2009, s. 104) a týká se vodivosti látek. Autoři zároveň uvádějí, ţe metoda konfrontace lze dobře vyuţít také na fyzikální témata z oblasti elektřiny a magnetismu, případně elektroniky. Vodivost látek se zvyšující teplotou: (a) Zmenšuje. (b) Zvětšuje. Řešení: U kovů dochází při zvýšení teploty ke zvýšení měrného elektronického odporu a tím ke sníţení vodivosti. Naopak u polovodičů při zvýšení teploty dochází ke sníţení elektrického měrného odporu a tím ke zvýšení vodivosti. 2.3.2.4

Paradoxy

Metoda zaloţená na zdůvodňování rozporů mezi teoretickými tvrzeními, zákony, teoriemi, běţnými jevy vyskytujícími se v reálném ţivotě či tvrzeními, které přímo odporují


59

teorii. Cílem je zamyšlení se nad různými jevy a především jejich výjimkami, které v praxi odporují publikovaným odborným zákonitostem. Nejde však o popírání teoretických základů. (Kotrba, Lacina, 2007, s. 91) Metoda působí na ţáky silně motivačně a zároveň univerzálně. (Trna, 2012, s. 53) Silné a slabé stránky můţeme shrnout takto: Tab. 27

Paradoxy – silné a slabé stránky

Silné stránky Vysoce motivační efekt

Slabé stránky Potřeba dostatečných znalostí o jevu

Univerzální působení

Sloţité řešení můţe ţáky odradit

Hluboké zamyšlení se nad jevy Prohloubení logického uvaţování Zdroj: vlastní práce

Příklad této metody pochází z knihy pana docenta Trny (2012, s. 53) a týká se mrznoucí směsi: Do sklenice nasypeme drcený led a kuchyňskou sůl. Zamícháme a počkáme chvíli na vznik kapaliny u dna nádoby. Teplota této tekutiny je výrazně niţší neţ bod tání vody – tedy 0°Celsia. Tato teplota můţe dosáhnout téměř minus dvacet Celsiových stupňů. Je paradoxní, ţe voda je v tekutém stavu pod teplotou tuhnutí. Vysvětlení: Velmi studená kapalina není voda, ale roztok kuchyňské soli ve vodě. 2.3.2.5

Samostatně sestavovaná úloha

Jedná se o metodu zcela vyuţívající samostatnou práci ţáků. Učitel zadá podmínky úkolu a ţáci musí samostatně formulovat problém nebo vyřešit úkol. Do této kategorie se řadí veškeré domácí úkoly, cvičení, vyhotovování protokolů, psaní seminárních a slohových prací, výpočty, úkoly související s biologickými, chemickými a fyzikálními praktikami a jazyková a mluvnická cvičení. Podmínkou pro správné řešení je jednoznačné zadání úkolu. (Kotrba, Lacina, 2007, s. 92) Samostatně

sestavované

úlohy

v klasickém

pojetí

nepatří

mezi

ţáky

k nejoblíbenějším. Někteří odborníci dokonce říkají, ţe například domácí úlohy ţáky zbytečně přetěţují. Musíme si však uvědomit, ţe takové úlohy mají ve vyučovacím procesu své opodstatnění a své místo. Dvořáková (2008, online) uvádí, ţe jako osvědčené


60

se jí ukázalo dobrovolné pojetí domácích úloh. Musí přitom jít o zajímavé a netradiční problémové úlohy. Úlohy typu nauč se, vypočítej příklad, apod. rozhodně nepatří mezi zajímavé nebo netradiční formy úloh, které by ţáka motivovaly k práci. Obsahem zajímavých domácích úloh můţe podle Dvořákové (2008, online) být: navrţení určitého pokusu, kterým se ověří určitá hypotéza nebo se rozhodne mezi několika hypotézami; provedení domácího experimentu, jeho popis, případné vysvětlení; vymýšlení určitého zařízení; vyrobení přístroje; vymýšlení určité úlohy; získání určité dovednosti. U úloh samostatně sestavovaných můţeme rozlišit tyto silné a slabé stránky: Tab. 28

Samostatně sestavovaná úloha – silné a slabé stránky

Silné stránky Vlastní zájem ţáků o látku

Slabé stránky Potřeba zajímavého a netradičního zadání

Zajímavá úloha má silný motivační efekt

Povinné zadání nevzbuzuje vlastní zájem

Moţnost společného bádání ţáků s rodiči

Dobrovolné zadání nezaručuje splnění Ţáci mohou přenést odpovědnost za vypracování na jiné osoby


Konkrétní příklad samostatně sestavované úlohy ve fyzice pochází z článku paní doktorky Dvořákové (2008, online). Jde o provedení domácího experimentu, který souvisí s látkou vlastnosti kapalin. Sama jsem obdobné experimenty s ţáky prováděla formou skupinové práce přímo v hodině, kde mezi ţáky sklidily velký úspěch: Do vyšší uţší nádoby nalij opatrně různé kapaliny, nejlépe různobarevné (sirup, šampon, Jar, obarvenou vodu, apod.). Pozoruj vznik několika oddělených vrstev. Do nádoby pak vhoď různé malé předměty (kuličku vína, rozinku, kostičku z lega, pecku ze švestky, apod.). Pozoruj, na které hladině jednotlivé věci plavou. Výsledek pokusu nakresli a popiš.


2.3.2.6

61

Úloha na předvídání

Někdy také nazývány jako problémové úlohy zaloţené na nejistotě. Cílem metody je podnítit ţáky k zamyšlení se nad probíranou tématikou a tím oţivit výuku. Učitel nejprve definuje problém, popíše konkrétní situaci, či probere učební téma. Následně pomocí vhodné provokativní či sugestivní otázky donutí ţáky se nad tématem zamyslet. Otázka sama o sobě můţe, ale také nemusí mít jednoznačně správnou odpověď. Ţáci na základě známých faktů či zkušeností předvídají, k čemu by mohlo dojít. (Kotrba, Lacina, 2007, s. 93) Tento typ problémových úloh pracuje s nejistotou ţáků, které řešení je správné. Velmi často se vyskytují ve fyzikálních písemných didaktických testech, kde je moţnost výběru odpovědi. (Trna, 2012, s. 54) Souhrn předností a nedostatků metody můţeme shrnout jako následující: Tab. 29

Úloha na předvídání – silné a slabé stránky

Silné stránky Nutí ţáky zamyslet se nad problémem

Slabé stránky Potřeba povědomí o tématu

Vhodné i do didaktických testů Zdroj: vlastní práce

Konkrétní příklad této metody pracuje s Archimédovým zákonem a tajícím ledem. Příklad pochází z knihy pana docenta Trny (2012, s. 54): Sklenici zcela naplníme vodou a ponoříme do ní kousek ledu. Trocha vody přeteče a led bude vyčnívat nad hladinu. Odpařování vody je minimální. Následně led roztaje. Jaká situace nastane, kdyţ led roztaje? (a) výška vodní hladiny se nezmění a voda nepřeteče (b) výška vodní hladiny se sníţí (c) trocha vody přeteče Správné řešení je (a). Podle Archimédova zákona a podmínek pokusu je objem vody vzniklé roztáním ledu shodný s objemem ponořené části ledu na počátku pokusu. 2.3.3

Projektové vyučování

Projektové vyučování, projektová metoda nebo také samostatná práce jsou vyučovací metody, které získávají na v dnešním školství na velké popularitě. Přináší s sebou řadu


62

výhod. Tou hlavní je, ţe umoţňují rozvíjet velkou škálu dovedností ţáků. Projektové vyučování dává ţákům moţnost rozvíjet tvořivost, laterální myšlení, hodnocení, analýzu, syntézu, schopnost práce s textem, aplikace a procvičování znalostí a dalších dovedností a to často v podmínkách odpovídajících skutečnosti. Další výhodou, ovšem pouze z pohledu učitele, je, ţe s nenáročnou aţ středně náročnou přípravou mu tyto metody poměrně jednoduše umoţní zabrat vyučovací hodiny. Právě z tohoto důvodu mnohdy dochází k přemíře vyuţívání těchto metod a promarnění vyučovacího času špatně řízenými činnostmi. (Petty, 2008, s. 213 - 214) Projektem nebo samostatnou prací je myšlen úkol nebo série úkolů, které mají ţáci plnit. Nejčastěji jde o individuální práci, někdy je však moţné přistoupit i na práci ve skupinkách. Při déle trvajících projektech je třeba důkladně promyslet předmět činnosti, aby nedošlo k plýtvání časem. Při realizaci mají ţáci většinou volnou ruku v tom jak, kde, kdy a v jakém pořadí budou jednotlivé úkoly projektu plnit. Projekty mají zpravidla otevřenější konec oproti samostatné práci. Terminologicky lze práci na úkolech tohoto druhu rozdělit následovně (Petty, 2008, s. 213): cvičení – 0 aţ 2 hodiny, samostatné práce – 2 aţ 12 hodin, projekty – 12 aţ 60 hodin, závěrečné/diplomové práce či disertace – nad 60 hodin. Při přípravě a realizaci projektového vyučování je třeba nevynechat ţádnou z činností vedoucích k jejímu zdárnému ukončení. Nejprve třeba definovat cíle, kterých chceme projektem dosáhnout. Po určení cíle musí učitel zváţit stanovení podmínek projektu, tedy potřebný čas, vybavení, mnoţství studijního materiálu. Kromě toho musí také posoudit, zda ţáci disponují dostatečnými dovednostmi pro naplnění cíle. Další činností přípravné fáze je naplánování jednotlivých činností. U projektového vyučování velmi často nastává situace, ţe ţáci nezvládnou časové rozvrţení jednotlivých úkolů a projekt nedokončí. Příčinou nedokončení projektu můţe být i nedostatečná motivace – v takovém případě se vyplácí ţákům připravit spíše krátkodobé projekty. Při zadávání projektu musí učitel přesně specifikovat hodnotící kritéria a ujistit se, ţe ţáci kritéria


63

chápou a v projektu se tedy nesoustředí na nevýznamné úkoly na úkor těch podstatných. V průběhu zpracovávání učitel by měl být ţákům k dispozici s odbornou pomocí. Učitel by zároveň měl být „manaţerem“ projektu, který bude z dálky dohlíţet na plnění jednotlivých úkolů. Po ukončení projektu, ovšem i v jeho průběhu, musí vţdy následovat diskuze a zpětná reakce. Tímto způsobem ţáci získají moţnost posoudit své výkony a rozhodovat se, co v tomto nebo příštím projektu vylepší. Hotové projekty mohou ţáci prezentovat před ostatními, nebo je pouze odevzdat učiteli. (Petty, 2008, s. 214 – 220) Silné a slabé stránky projektové metody jsou rozebrány v následující tabulce: Tab. 30

Projektové vyučování – silné a slabé stránky

Silné stránky Zapojení ţáka dle jeho individuálních moţností

Slabé stránky Časová náročnost na řešení projektu

Silná motivace ţáka k učení

Časová náročnost na přípravu projektu

Ţák přebírá zodpovědnost za výsledek práce

Ţák není mnohdy vybaven potřebnými kompetencemi

Rozvíjí se samostatnost ţáka

Náročnost na hodnocení

Ţák se učí pracovat s různými informačními zdroji Ţák se učí řešit problémy Konstruktivismus Vyuţívání jiţ nabytých znalostí a dovedností, získávání nových Získávání organizačních, řídících, plánovacích a hodnotících dovedností Globální pohled na řešený problém Ţák se učí spolupráci Rozvoj komunikačních schopností Učení se vzájemnému respektu Rozvoj tvořivosti, aktivity a fantazie ţáka Moţnost spolupráce mezi školami prostřednictvím IT technologií Zdroj: Zormanová, 2012 (vlastní úprava)


64

Příklad projektové výuky v hodině fyziky pochází z článku paní Štenclové (2009, online). Projekt je na téma Výskyt fyzikálních veličin a jednotek v běţném ţivotě. Uvedený příklad je oproti původnímu lehce stylisticky upraven: Motivační část: Ţáci na příkladech z praxe opakují fyzikální veličiny a jejich jednotky. Např. vítr vane rychlostí 5 m/s, potrubí má průměr 5 palců, autem jsme ujeli 30 mil, atd. Ţáci k sobě přiřazují fyzikální veličiny a příslušné jednotky. S vyuţitím tabulek se pokoušejí jednotky, které nejsou u nás povoleny, vyjádřit pomocí soustavy SI nebo jednotek vedlejších. Pozorují počet případů, kdy se mluví o jednotkách rychlosti, času, el. proud, atd. Zadání projektu: Ţáci jsou vyzváni, aby v průběhu dvou týdnů sledovali výskyt fyzikálních veličin a příslušných jednotek ve svém okolí – doma, v médiích, ve svém volném čase, ve škole (kromě hodiny fyziky), atd. Vlastní pozorování zapisují do tabulky, ve které vyznačí, o jakou fyzikální veličinu šlo, zda byla pouţita jednotka v souladu se soustavou SI nebo vedlejší, zda byl název veličiny či jednotky pouţit správně či chybně. Dále jsou vyzváni, aby vytvořili pěti aţ šestičlenné pracovní týmy, ve kterých se dohodnou, jakou formou budou výsledky dále zpracovávat, jaké budou mít jednotliví členové postavení v rámci týmu a jaký bude jejich podíl na zpracování úlohy. Realizace: Práce probíhá po dobu 4 – 6 týdnů. Část času je věnována sběru dat, zbytek doby připadá na volbu strategie při zpracování pozorování a přípravu materiálů pro prezentaci výsledků. Skupina má moţnost konzultovat svůj postup s vyučujícím. Zpracování můţe mít formu tabulky. Skupina se schází v průběhu přestávek ve třídě nebo společných prostorách školy a diskutuje o formách zpracování zaznamenaných pozorování. Skupina je po celou dobu vedena záměrem prezentovat výsledky své práce před spoluţáky takovou formou, která by byla nejen přehledná, ale i zajímavá. 2.3.4

Vrstevnické vyučování

Uţ Seneca řekl: „Tím, ţe učíme jiné, učíme sebe.“ Vrstevnické vyučování neboli také učení vyučováním představuje vyučovací metodu, při které ve své podstatě ţák zaujímá pozici učitele. Petty (2008, s. 195) vrstevnické vyučování ztotoţňuje se simulační hrou, tedy metodou hraní rolí. Vzhledem k náročnosti na ţákovu přípravu se jeví však účelnější tuto metodu od metody hraní rolí oddělovat. Podobně tomu činní i jiní autoři. Tato


65

metoda nutí ţáky se o dané téma zajímat více, neţ by tomu bylo v klasické hodině. Prohlubuje komunikační a prezentační dovednosti a pomáhá ţákům zbavovat se strachu. Nutí je přemýšlet nad tím, jak konkrétní téma přednést takovým způsobem, aby bylo přínosné i pro ostatní spoluţáky. Ţák navíc dostane za svůj výkon velmi důleţitou zpětnou reakci nejen od učitele, ale i od ostatních spoluţáků. Učitel se s vybranými ţáky nebo ţákem dohodne, ţe ve výuce přednese spoluţákům některé konkrétní téma nebo probíranou látku. Případně můţe ţák prezentovat i jiný zadaný úkol. Učitel je zde v roli staršího a zkušenějšího a plní pouze poradní funkci. Ţákovi je nápomocen nejvíce ve fázi přípravy. Míra zainteresovanosti v přípravné fázi by měla být větší v případě, ţe se jedná o první ţákovo vystoupení. Před samotným vystoupením je potřeba s ţákem probrat, zda si je jistý tématem, které chce přednést, resp. jestli dané téma dobře zná. Dále také odkud bude čerpat potřebné informace, s kým se můţe poradit, které pomůcky vyuţije, jaká bude zásadní informace přednesu, jakým způsobem ověří, zda ostatní téma pochopili. Po vystoupení je důleţité jeho výstup zhodnotit. Ţák by měl nejprve sám říci, co se mu povedlo a co by měl naopak příště vylepšit a k čemu můţe toto téma a zkušenost být v budoucnu prospěšné. (Kalhous, Obst, 2009, s. 326) Následně učitel shrne zásadní informace z tématu a sám ţákovy poskytne zpětnou reakci na jeho výstup. Zpětnou reakci mohou poskytnout i ostatní ţáci. Silné a slabé stránky této metody lze shrnout v následující tabulce: Tab. 31

Vrstevnické vyučování – silné a slabé stránky

Silné stránky Prohloubení komunikačních a prezentačních dovedností

Slabé stránky Velmi náročné na přípravu ţáka

Vlastní aktivita ţáků

Nutnost učitelovy pomoci

Prohloubení a upevnění znalostí

Hodina můţe být přínosná pouze pro zainteresované ţáky

Zpětná reakce pro ţáky Ztotoţnění se s prací učitele Zdroj: vlastní práce


66

Velice zajímavý příklad vrstevnického vyučování pochází z článku paní Pinkavové (2005, online). Vrstevnické vyučování zde bylo realizováno prostřednictvím celoškolního projektu s názvem Světlo. V rámci tohoto projektu ţáci, mimo jiné, sami předváděli svým vrstevníkům různé fyzikální experimenty. Ţáci 6. tříd předváděli svým spoluţákům z 1. – 7. tříd jednoduché experimenty z optiky. Pokusy připravovali v rámci hodin fyziky (i mimo ně) za konzultace s vyučujícím. Organizační aktivita probíhala takto: kaţdá třída byla v jedné učebně – vţdy cca 20 pokusů. Lavice byly rozestavěny do tzv. „účka“ tak, aby návštěvníci mohli procházet kolem všech pokusů. Příklady ţákovských experimentů: - Svíčka „ve vodě“: Na desku stolu umístíme kolmo k ní skleněnou desku. Vpravo (cca 10 cm od skla) umístíme hořící svíčku. Při pohledu zprava se snaţíme najít na levé straně místo pro sklenici s vodou tak, aby svíčka byla zdánlivě ve vodě. - Kam zmizela tuţka: Sklenici od okurek naplníme asi do 3/4 vodou a do vody vloţíme zkumavku. Díváme se shora a dáme do zkumavky tuţku. Místo, abychom viděli tuţku ve zkumavce, jeví se nám zkumavka stříbrná a část tuţky pod úrovní hladiny vody zmizela. - Obrácený dům: Dívka si vyrobila dírkovou komoru, kterou předváděla spoluţákům, jak na stínítku zobrazit zmenšený a převrácený dům stojící proti oknu. - Vodní lupa: Na dno krabičky od rostlinného másla vloţíme pár drobností. Krabičku přetáhneme potravinovou fólií tak, aby ji voda lehce prohnula, a na fólii nalijeme malé mnoţství vody. Při pohledu skrz vodu se nám předměty jeví větší. - Neviditelná mince: Na dno krabičky od rostlinného másla vloţíme minci. Pozorovatel se dívá tak, aby přes horní okraj krabičky minci neviděl nebo viděl jen kousek jejího okraje. Předvádějící dolévá vodu do krabičky a pozorovateli se mince zjevuje z větší části. - Čočky ze sklenice: Ţák pouţil skleněné nádoby různého tvaru - válcovitého, jehlanovitého, kulovitého. Jedny naplnil vodou a druhou sérii olejem. Děti se dívaly na text přes takto vyrobené čočky a pozorovaly jejich rozdílné vlastnosti.

Materiály a metody

67

3 Materiály a metody V rámci vlastní práce, která navazuje na teoretické poznatky získané studiem odborné literatury, je proveden pedagogický experiment. Základ tohoto experimentu představuje vytvoření metodických příprav pro učitele. Jednotlivé přípravy jsou vytvořeny s ohledem na vyuţití především inovativních vyučovacích metod, případně metod, spadajících do kategorie aktivizujících. Vzhledem k tomu, ţe autorka diplomové práce je v době jejího zpracování učitelkou fyziky na základní škole, kde má na starosti především paralelní třídy v sedmém ročníku, jsou i metodické listy a samotný experiment přizpůsobeny pro tento ročník. Kvůli omezení ročníkem nebylo moţné vyuţít všechny inovativní vyučovací metody. Ačkoliv jsou všechny inovativní metody popsané v literární části přímo pouţitelné v hodinách fyziky, v sedmém ročníku nenajdeme vţdy adekvátní kapitoly a témata, při nichţ by vyuţití těchto metod mohlo být vhodné. Vytvoření metodických listů probíhalo na základě inspirace získané studiem odborné literatury, dostupných zdrojů na internetu a některých učebnic fyziky pro základní školy. Finální podoba konkrétních bodů, úkolů a zadání v listech je však vţdy výsledkem tvůrčí a samostatné práce autorky. Pro potřeby vytvoření listů byly vybrány tyto kapitoly z fyziky pro sedmý ročník ZŠ – v rámci kaţdé kapitoly jsou uvedena i konkrétní témata, kterými se jednotlivé listy zabývají: Dynamika: o První Newtonův zákon o Druhý a třetí Newtonův zákon o Síla, Newtonovy zákony Mechanika kapalin: o Vlastnosti kapalin, povrchové napětí o Vztlaková síla o Vztlaková síla, plování těles o Pascalův zákon

Materiály a metody

68

Mechanika plynů: o Vlastnosti plynů, atmosférický tlak Světelné jevy: o Odraz světla na rovinném zrcadle o Čočky, camera obscura Většina z metodických listů byla po vypracování přímo aplikována ve výuce fyziky na základní škole. Výjimku představovaly listy zaměřené na světelné jevy. Vzhledem k zařazení učební kapitoly „světelné jevy“ na závěr školního roku, nebylo moţné vzhledem k termínu odevzdání diplomové práce tyto listy přímo ověřit na základní škole. Moţná efektivita dvou zmiňovaných listů byla otestována v krouţku mladých debrujárů u mladších ţáků, kde tato látka slouţila pouze jako zpestření a kde autorka také působí jako vychovatelka. Po vytvoření metodického listu autorka náhodně vybrala jednu ze sedmých tříd, v nichţ působí jako vyučující fyziky, a po vzoru metodického listu zde odučila vyučovací hodinu. Z průběhu hodiny pak bylo moţné zhodnotit vhodnost konkrétních vyuţitých metod, jejich nedostatky a silné stránky u zvoleného tématu ve vybrané třídě. V rámci pedagogického experimentu následně autorka stejné téma přednesla v paralelní sedmé třídě. V této třídě však bylo vyuţito pouze klasických metod většinou neaktivizující povahy – tedy především metod monologických v kombinaci s metodou práce s učebnicí. Po probrání tématu či kapitoly v obou třídách otestovala autorka kvalitu a mnoţství zapamatované látky. K tomuto účelu bylo vyuţito klasického náhodného ústního zkoušení, případně testu. Pro další téma byly třídy vyměněny – tedy ve třídě, kde bylo předtím vyuţito výuky po vzoru metodického listu, byla aplikována výuka neaktivizující, a naopak ve třídě, kde předtím byla výuka vedena neaktivizující formou, bylo vyuţito výuky po vzoru metodického listu.

Vlastní práce

69

4 Vlastní práce Vlastní práce je rozdělena do dvou větších podkapitol. První podkapitolu tvoří listy metodické přípravy pro učitele. Tyto přípravy jsou zpracovány na základě vybraných inovativních metod a popisují celý průběh hodiny. Druhá část vlastní práce představuje vyhodnocení výše popsaného pedagogického experimentu a zhodnocení efektivnosti jednotlivých metodických příprav ve srovnání s klasickou neaktivizující formou vedení výuky.

4.1

Metodická příprava pro učitele

V rámci jednotlivých podkapitol je uveden konkrétní metodický list. Název podkapitoly je pro přehlednost zvolen podle tématu metodického listu. Kaţdý list obsahuje tabulku s popisem tématu, cílů vyučování, celkovým časem, zařazením do výuky, potřebnými pomůckami, soupisem vyuţitých vyučovacích metod a vyuţitou organizační formou výuky. V samotné podrobné přípravě na vyučování, která je hlavní náplní metodického listu, najdeme rozdělení tématu podle jednotlivých větších bodů. U těchto bodů je vţdy uveden čas a konkrétní vyuţitá metoda. Za kaţdým metodickým listem následuje podkapitola věnovaná zhodnocení průběhu vyučovací hodiny s pouţitím tohoto listu. V těchto podkapitolách jsou popsány silné stránky, ale také nedostatky příprav a uţití konkrétních vyučovacích metod.

Vlastní práce

4.1.1

70

Dynamika – První Newtonův zákon METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA:

Dynamika První Newtonův zákon

TÉMA: VYUČOVACÍ PŘEDMĚT:

Fyzika (člověk a příroda) 7. ročník

ROČNÍK: CÍLE:

Ţáci rozumí podstatě a vzniku setrvačného pohybu. Ţáci umí formulovat první Newtonův zákon.

ČAS:

45 minut

ZAŘAZENÍ DO VÝUKY:

Expozice nového učiva

POMŮCKY:

Míček

VYUČOVACÍ METODY: ORGANIZAČNÍ FORMA VÝUKY:

Rozhovor Kolečko Snowballing Skupinová

PODROBNÁ PŘÍPRAVA NA VYUČOVÁNÍ 1. Zahájení, oznámení tématu, úvod do problematiky

(10 minut)

Vyuţitá metoda: Rozhovor

Učitel: „Od dnešní hodiny se budeme věnovat pohybovým zákonům. Dnes se podíváme na zákon setrvačnosti a zákon síly, které jsou také známy jako první a druhý Newtonův zákon. V příští hodině si pak probereme třetí Newtonův zákon, který je známý jako zákon akce a reakce. Newtonovy zákony jim říkáme podle pana Isaaca Newtona, který je formuloval uţ před více neţ 300 lety.“

Vlastní práce

71

Učitel zapíše na tabuli téma: „Zákon setrvačnosti a zákon síly“. Učitel: „Na úvod otázka k zamyšlení - co se stane, kdyţ sedíme v jedoucím autě, které najednou prudce zabrzdí, a my nemáme zapnuté pásy?“ Ţákovské odpovědi budou většinou ve stylu: vyletíme, narazíme do sedadla před námi, apod. Lze však očekávat i odpovědi stylu: rozbijeme si hlavu, zabijeme se, atd. Učitel: „Dobře, vyletíme. Určitě bez pásů nezůstaneme zcela nehnutě sedět na místě. Proč nám pásy brání, abychom vyletěli?“ Ţáci by na tento dotaz měli odpověď: „Protoţe nás drţí v sedadle“, pokud by se tak nestalo je na učiteli, aby doplnil odpověď. Učitel: „Ano, drţí nás v sedadle. Kdyţ jedeme v autě, pohybujeme se nějakou rychlostí. Pokud však náhle zastaví, pasaţéři uvnitř jsou svým způsobem stále v pohybu, i kdyţ sedí. Bezpečnostní pás působí proti tomuto pohybu. Dokázali byste odvodit, jak takovému pohybu říkáme?“ V tuto chvíli pravděpodobně většina ţáků nebude schopna odpovědět, ale touto otázku je učitel nutí k zamyšlení. Učitel: „Přestoţe auto zastaví, lidé uvnitř stále setrvávají v pohybu. Tomuto pohybu tedy říkáme setrvačný. U připoutaného člověka působí, dokud se nezastaví o pás, u nepřipoutaného dokud se nezastaví o něco jiného.“ Učitel: „Podobné je to i se samotným rozjetým autem. Pokud řidič stoupne na brzdu, auto se zastaví, ale ne hned. Chvíli se ještě pohybuje, ale proti tomuto pohybu působí brzdy auta. I bez brzd by se však auto za chvíli zastavilo. Co tedy působí proti jeho pohybu?“ Odpovědi ţáků ze zkušenosti budou ve stylu vítr, vzduch, země, gravitace, nerovnost silnice, apod. Pokud ne, můţe je učitel nasměrovat, aby se zamysleli, jaké vnější vlivy působí na automobil. 2. Aktivita

(20 minut)

Vyuţitá metoda: Kolečko

Učitel: „Teď jsme si tedy řekli, co je to setrvačný pohyb a jaké síly nebo skutečnosti proti němu působí. Kaţdý se teď samostatně zkusí na chvíli zamyslet nad dalším moţným příkladem setrvačného pohybu. Zkuste přijít alespoň na 2 příklady. Ty nikomu za-

Vlastní práce

72

tím neříkejte. Aţ budou mít všichni vymyšleno, utvoříme velký kruh kolem lavic a já vám povím, jak budeme dále pokračovat.“ Učitel dá ţákům pár minut na samostatné zamyšlení se nad úkolem. Můţe přitom uvést sám nějaké další příklady nebo ţáky alespoň trochu navést, kde všude se mohou setkat se setrvačným pohybem. Potom se všichni, včetně učitele, rozmístí do jednoho kruhu kolem lavic. Učitel si připraví míček. Učitel: „Dobře, všichni máte tedy vymyšlený nějaký příklad. Společně si teď budeme házet opatrně tímto míčkem. Úkolem toho, kdo bude zrovna drţet míček je říci příklad setrvačného pohybu, který vymyslel. A abychom to trošku ztíţili, tak ještě předtím, neţ řeknete svůj příklad, zkusíte vymyslet, které síly by mohly působit na pohyb tělesa, který uvedl ten, kdo vám míček hodil, a to jak síly, které by tento pohyb zastavily, tak i síly, které by ho mohly urychlit. Rozumíte tomu?“ Pokud ţáci nebudou zadání aktivity rozumět, měl by učitel zadání zopakovat a případně uvést konkrétní příklad. Např. „Neţ hodím míček, řeknu náhlé zabrzdění jedoucího auta. Míček hodím Pepíkovi, který nejprve řekne - síly působící proti setrvačnému pohybu jsou tření brzd, tření zemského povrchu, odpor vzduchu. Síly, které by mohly setrvačný pohyb brzdícího auta zvýšit, jsou vyšší rychlost auta.“ Učitel: „Pokud náhodou někdo nebude vědět, nebo jeho příklad uţ zazní a on si rychle nevymyslí jiný, tak jednoduše řekne nevím a hodí míček dalšímu. Snaţte se míček házet spoluţákům, kteří ještě nemluvili. Můţeme začít?“ Po souhlasném odkývání učitel hodí míček prvnímu ţákovi a ještě před hodem uvede vlastní příklad. Můţe například říci příklad: „hod míčkem“. A potom, co ho ţák chytne, na vysvětlenou dodá, ţe i takový obyčejný hod míčkem je vlastně setrvačný pohyb. A vyzve ţáka, aby řekl jaké síly a vlivy působily na zastavení míčku, a které by mohly působit na jeho zrychlení. Můţe ţáka případně také doplnit, ţe přece i on sám tomuto pohybu míčku zabránil, tím ţe ho chytnul. Během předávání míčku mohou zaznívat příklady jako jízda na kole a zaraţení o kámen, chůze a následné zakopnutí, apod. 3. Formulace zákona, zápis do sešitu Vyuţitá metoda: Snowballing

(15 minut)

Vlastní práce

73

Učitel: „Nyní se vraťte na místa. Vaším dalším úkolem bude zamyslet se jak, byste formulovali zákon o setrvačnosti, na základě všech příkladů, co jsme si uvedli. Nejprve se na 3 minuty zamyslete sami. Aţ vám dám pokyn, proberete svoje nápady se sousedem. Po chvíli vám dám zase pokyn a zkusíte vaši formulaci dát dohromady s dvojicí za vámi nebo před vámi. Aţ se společně shodnete na formulaci zákona, tak ji napište na papírek. K formulaci nepouţívejte učebnici!“ Po ukončení práce můţe učitel vyzvat zástupce jednotlivých čtveřic, aby přečetli svou formulaci zákonu. Následně učitel ţáky poţádá, aby si otevřeli učebnice a svoji formulaci zkontrolovali podle ní. Můţe také vyhodnotit, která čtveřice byla správné formulaci nejblíţe. Zákon si ţáci přepíší do sešitu a připojí některý z příkladů, které v hodině zazněly. 4.1.1.1

Zhodnocení metodické přípravy

První část metodické přípravy je závislá na aktivitě ţáků a jejich povědomí o tématu rozhovoru. Vzhledem k pouţití příkladů z běţného ţivota, se rozhovor odvíjel téměř totoţně, podle uvedené přípravy. Průběh rozhovoru se nevyhnul kontroverzním příkladům a názorům od některých ţáků. S tímto faktorem však bylo při sestavování metodické přípravy počítáno, neboť téma a uvedené příklady přímo svádí k uvádění někdy aţ morbidních příkladů. První část lze hodnotit jako zdařilou. V druhé části, aktivitě s míčkem, se zapojili všichni ţáci. V průběhu nastal drobný problém s opakujícími se příklady. Z tohoto důvodu by bylo vhodné ţákům v úvodu doporučit, aby si vymysleli i několik dalších příkladů do zásoby. Tato aktivita však ţáky velice bavila – především kvůli samotnému házení s míčkem. Tuto část hodnotím jako velmi zdařilou. V poslední části metodické přípravy měli ţáci pomocí metody snowballing formulovat první Newtonův zákon. Při slučování došlo v některých skupinkách k situaci, ţe místo zadaného úkolu probírali jiná témata. Několika skupinkám, především dívčím, se však snaţilo úkol splnit a jejich formulace zákona byly obstojné. Ţádná z ţákovských formulací však neodpovídala správnému znění zákona, které si ţáci následně přečetli v učebnici. Kvůli neaktivitě některých ţáků hodnotím tuto část jako středně zdařilou.

Vlastní práce

4.1.2

74

Dynamika – Druhý a třetí Newtonův zákon METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA:

Dynamika Druhý a třetí Newtonův zákon



ROČNÍK: CÍLE:

Ţáci znají princip druhého a třetího Newtonova zákonu. Ţáci umí uvést příklady třetího Newtonova zákonu.

ČAS:

45 minut

ZAŘAZENÍ DO VÝUKY: POMŮCKY:


Expozice nového učiva Větší nádoba s vodou 2 lodičky Magnety 2 siloměry Rozhovor Heuristická metoda Brainstorming Skupinová

PODROBNÁ PŘÍPRAVA NA VYUČOVÁNÍ 1. Zahájení, oznámení tématu, druhý Newtonův zákon

(10 minut)


Učitel: „Minule jsme se bavili o prvním Newtonově zákonu. Dokázal by si někdo vzpomenout, jak jsme si tento zákon formulovali?“ Nebude-li ţádný s ţáků schopen říci, jak zákon zněl, připomene zkráceně dění minulé hodiny a zákon zopakuje sám.

Vlastní práce

75

Učitel: „Dnes se podíváme na další 2 Newtonovy zákony. Na druhý zákon, kterému se říká zákon síly a na třetí zákon, kterému se zase říká zákon akce a reakce.“ Učitel: „Začneme druhým zákonem – ten se vám bude líbit, protoţe je poměrně jednoduchý a nebudeme se jím zabývat více do hloubky. Vzpomeňte si, jak jsme si minule házeli s míčkem. Díky čemu jsme uvedli míček do pohybu?“ Odpovědi ţáků budou pravděpodobně ve stylu díky naší ruce, mávnutím ruky, díky naší síle, atd. Učitel: „Správně. Míček se dal do pohybu, protoţe jsme mu předali nějakou sílu. Co by se stalo, kdybychom mu ţádnou sílu nepředali?“ Ţáci: „Zůstal by v klidu. Nic. Nedoletěl by ke spoluţákovi. Atd.“ Učitel: „Zase správně. Takţe míček se dal do pohybu pohybu, díky tomu, ţe jsme mu dodali sílu – zrychlili jsme jeho pohyb, který by byl jinak nulový. Co by se však stalo, kdybychom si házeli s bowlingovou koulí a při hodu pouţívali stejnou sílu?“ Ţáci by svými odpověďmi měli dojít k tomu, ţe pokud by stejnou silou házeli bowlingovou koulí, nedoletěla by koule tak daleko, jako obyčejný míček. Učitel: „Dobře. Nyní známe vše pro formulaci druhého Newtonova zákonu. Tento zákon zní – jestliţe na těleso působí síla, pak se těleso pohybuje se zrychlením, které je přímo úměrné působící síle a nepřímo úměrné hmotnosti tělesa. A proč se vám tento zákon bude líbit? Protoţe toto je vše, co nás o tomto zákonu zajímá. Vţdy si vzpomeňte na hod míčkem a hod bowlingovou koulí. Pokud byste chtěli, aby obě tělesa dosáhli stejného zrychlení, musíte těţší bowlingové kouli dodat mnohem větší sílu neţ míčku. 2. Úvod do tématu třetí Newtonův zákon

(25 minut)

Vyuţitá metoda: Heuristická metoda

Učitel: „Z Newtonových zákonů nám tedy schází uţ jen poslední zákon akce a reakce. Pojďte teď na chvíli blíţ a sledujte bedlivě pokus, který vám předvedu.“ Pokud má třída více ţáků, nebo není moţné všem zajistit dobrý výhled, bude lepší pokus ukazovat po skupinkách. Pro demonstraci akce a reakce si připravíme větší nádobu, nejlépe lavor, naplněný vodou a 2 lodičky, ke kterým na kaţdý bok připevníme magnet. Ţáky upozorníme, ať se soustředí na pohyb lodí. Nejprve lodě necháme natočeny tak, aby k sobě byly opačnými stranami magnetů a přitáhli se. Při pohybu ţáci uvidí, ţe se

Vlastní práce

76

přitáhly obě lodě stejnou silou. Poté můţeme lodě k sobě natočit stejnou stranou magnetů. Ţáci nyní uvidí, jak se lodě od sebe oddálí o stejnou vzdálenost. Učitel: „O magnetech a jejich silách jsme si uţ dříve povídali. Co jste však vypozorovali při pohybu loděk?“ Ţáci většinou budou odpovídat, ţe se lodě pohybovaly k sobě nebo od sebe. Podstatné je však, zda si ţáci všimli, ţe obě lodě se vţdy přibliţovaly nebo oddalovaly o stejnou vzdálenost. Učitel: „Mohli jsme sledovat názorný příklad akce a reakce. Akcí bylo působení jednoho z magnetů. Toto působení pak vyvolalo reakci druhého magnetu. Akci a reakci můţeme pozorovat všude. Jakou reakci například vyvolá, kdyţ bouchnete do stolu?“ Ţáci by se měli dobrat k odpovědím, ţe bouchnutí do stolu vyvolá reakci, kterou bude bolest. Učitel: „Dobře. Akce bouchnutí do stolu, vyvolá reakci bolest. Jak velkou sílu musel stůl vyvinout, aby vám tuto bolest způsobil?“ Ţáci by měli uvést, ţe stůl reagoval stejně vekou silou, jakou oni působili na něj. Učitel: „Zkusíme si teď ověřit, zda síly akce a reakce jsou opravdu stejné. Poprosím dva dobrovolníky.“ Dvěma ţákům dáme dva siloměry přichycené k sobě. Poţádáme jednoho, aby zatáhl za svůj siloměr a druhý, aby ho pouze drţel. Ţáci na siloměrech názorně vidí, ţe oba ukazují stejnou sílu. Učitel: „Uţ tedy víme, ţe akce i reakce mají stejnou velikost. Jak dlouho působí reakce?“ V tuto chvíli by ţáci měli dojít k tomu, ţe akce i reakce působí současně. Ilustrovat tuto skutečnost můţe učitel prostřednictvím předchozí ukázky s pomocí siloměrů. Kdyby první ţák netahal za jeden siloměr, nereagoval by ani druhý siloměr. Učitel: „Jak bychom mohli shrnout tento zákon?“ Z této otázky by měla vyplynout odpověď ţáků, z níţ učitel upřesní konkrétní znění zákona. 3. Konkrétní příklady Vyuţitá metoda: Brainstorming

(10 minut)

Vlastní práce

77

Učitel: „Na závěr hodiny se sami zkuste nad moţnými příklady akce a reakce. Kaţdého, koho napadne konkrétní příklad, jej řekne nahlas. Příklady si zapíšeme na tabuli a poté si je rozebereme. Všichni mohou říct jakýkoliv příklad. Zároveň nikdo nebude nikoho kritizovat za jeho nápad.“ Během této bouře nápadů učitel zapisuje jednotlivé příklady. Po uplynutí přibliţně 5 minut učitel bouři přeruší a vhodnost jednotlivých nápadů spolu s ţáky probere. Vybrané příklady si ţáci zapíší do sešitu. 4.1.2.1


Tento list byl připraven a pouţit ve stejné třídě, jako list předchozí, neboť na něj svým obsahem navazuje. V první části byli ţáci sice schopni připomenout dění minulé hodiny, ale konkrétní znění zákona musel zopakovat sám učitel. Další průběh rozhovoru se však velmi přibliţoval navrţené metodice. Uváděné příklady byly opět z reálného ţivota. S předpokládanými ţákovskými odpověďmi tedy nenastal výraznější problém. Tuto část hodnotím jako zdařilou. Vzhledem k tomu, ţe třída, ve které bylo vyuţito této přípravy, je početnější, bylo potřeba v druhé části demonstraci pomocí lodiček ţákům ukazovat po skupinkách. Bohuţel došlo k tomu, ţe ţáci, kteří pokus zrovna nesledovali, se začali bavit a vyrušovat. Z toho důvodu by bylo vhodné skupinkám, které pokus nesledují zadat samostatnou práci – např. čtení učebnice, či plnění nějakého početního úkolu. Samotný pokus s loďkami se však ţákům líbil. Při ukázce se siloměry byl jiţ ve třídě klid. Kvůli vyrušování v průběhu první ukázky hodnotím tuto část pouze jako částečně zdařilou. Závěrečný brainstorming hodnotím jako zdařilý. Ačkoliv se velká část příkladů drţela v rovině typu „já něco udělám a něco se stane“, ţáci vyvinuli vlastní aktivitu a u některých příkladů ukázali i kreativitu. Všechny stanovené cíle metodické přípravy lze tímto povaţovat za splněné. Po aplikaci těchto dvou metodických příprav bylo provedeno první srovnání efektivity s paralelní třídou, kde látka byla ţákům předávána pomocí frontální výuky. Srovnání proběhlo formou ústního zkoušení. Toto srovnání je předmětem kapitoly 4.2.1.

Vlastní práce

4.1.3

78

Dynamika – Síla, Newtonovy zákony METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA:

Dynamika

TÉMA:

Síla, Newtonovy zákony

VYUČOVACÍ PŘEDMĚT:

Fyzika (člověk a příroda)

ROČNÍK:

7. ročník

CÍLE:

Ţáci umí formulovat Newtonovy zákony. Ţáci umí uvést příklady Newtonových zákonů a působení sil. Ţáci znají jednotlivé návaznosti probíraného tématu. Ţáci umí sestrojit siloměr.

ČAS:

90 minut



Opakování Kartičky s úkoly Velké papíry Fixy Dialog Mentální mapování Kolotoč Úloha samostatně sestavovaná Skupinová Individuální

Vlastní práce

79

PODROBNÁ PŘÍPRAVA NA VYUČOVÁNÍ 1. Zahájení, oznámení tématu a cílů hodiny

(5 minut)

Vyuţitá metoda: Dialog

Učitel: „V dnešní a příští hodině si formou několika aktivit zopakujeme minulou látku – sílu a Newtonovy zákony. Na úvod mi zopakujte, bez pouţití učebnice a sešitu, definice Newtonových zákonů.“ Ţáci postupně formulují všechny zákony. Učitel jejich formulace vţdy poopraví, nebo vyzve ostatní ţáky, aby chybu ve formulaci opravili. 2. První aktivita

(50 minut)

Vyuţitá metoda: Kolotoč

Učitel s ţáky nejprve odstraní lavice na stranu. Následně vytvoří pomocí ţidliček 2 kruhy – vnitřní a vnější. Ţidličky jsou umístěny vţdy naproti sobě. Učitel: „Této aktivitě se říká kolotoč. Aţ se posadíte na ţidle, tak některým z vás rozdám kartičky se zadáním. Ten, kdo bude mít kartičku, bude mít za úkol svému protějšku ji přečíst. Pak se minutu zamyslí nad úkolem. Následně bude mít asi 30 vteřin, aby úkol na kartičce splnil. Protějšek ho vţdy bude bedlivě poslouchat. Aţ první splní úkol, dostane druhý minutu na promyšlení. Po minutě bude jeho úkolem doplnit, opravit nebo vyvrátit to co říkal jeho spoluţák. Časové úseky budu hlídat a vţdy vám dám pokyn. Aţ druhý domluví a já vám dám pokyn, necháte kartičku na místě a všichni se posunete o jedno místo doprava.“ Kartičky je třeba si předem připravit. Měly by se týkat síly a Newtonových zákonů a mohou obsahovat tyto úkoly: -

Uveďte příklady sportu, kdy vlivem vzájemného působení je jedno z těles uvedeno do pohybu.

-

Popište, jak se projeví zákon setrvačnosti při skoku do dálky z místa a s rozběhem.

-

Popište libovolné stroje nebo zařízení, která sniţují tlak zvětšenou plochou.

-

Uveďte příklady statického působení dvou těles, která můţete pozorovat ve třídě.

Vlastní práce

-

80

Vymyslete způsob, jak pomocí siloměru změřit sílu potřebnou k přetrţení tenké nitky.

-

Určete, jaké síly působí na brzdící automobil.

-

Uveďte příklad zákonu akce a reakce.

-

Určete, jaké síly na vás působí právě v tuto chvíli.

-

Vymyslete, kde se můţeme běţně setkat s působením zákona setrvačnosti.

-

Popište, jakou reakci vyvolá výstřel z děla.

-

Určete, jaké síly působí na člověka, který skočil z letadla s padákem.

-

Vymyslete, jaká akce mohla vyvolat tuto reakci: „deformace skleničky“.

-

Vymyslete, jaká akce mohla vyvolat tuto reakci: „pohyb jedoucího zařízení, proti směru jeho jízdy“.

-

Popište zákon akce a reakce a působení jednotlivých sil u libovolného sportu.

-

…

3. Druhá aktivita

(30 minut)

Vyuţitá metoda: Mentální mapování

Učitel: „Další aktivita, kterou si dnes vyzkoušíte, se nazývá mentální mapování. Pomocí mentálního mapování si vytvoříme několik plakátů, které si vylepíme ve třídě, a které vám pomůţou při učení.“ Na libovolném příkladu učitel ţákům demonstruje postup tvorby mentálních map. Můţe například uvést pojem „zvíře“, který zapíše na tabuli. Ţáky přitom vyzve, aby říkali, co je napadne, kdyţ se řekne zvíře. Ţáci budou postupně uvádět různé nápady, které učitel zapisuje k prvnímu pojmu a zároveň mezi jednotlivými pojmy zakresluje závislosti. Po demonstraci realizace aktivity učitel rozdělí ţáky do 3 – 4 skupin v závislosti na velikosti třídy. Skupinám rozdá velký list papíru a fixy. Učitel: „Vaším úkolem ve skupinách nyní bude vytvořit mentální mapu na pojem „síla“. Snaţte se vyuţívat především toho, co jste si sami zapamatovali. Můţete však pouţít i některé vaše poznámky ze sešitu. Na vypracování máte 20 minut.“ Po 20 minutách učitel práci ţáků zastaví a kaţdou skupinku poprosí o prezentaci jejich mentální mapy. Tyto mapy, nebo vybranou z nich, je moţné vyvěsit ve třídě.

Vlastní práce

81

4. Dobrovolný úkol

(5 minut)

Vyuţitá metoda: Úloha samostatně sestavovaná

Učitel: „Ti z vás, kteří budou mít zájem, si mohou doma vytvořit vlastní siloměr a zkusit si ověřit velikosti některých sil. Například můţete vyzkoušet, jak velká síla je potřeba pro taţení propisky po stole. Ti z vás, kteří si siloměr vyrobí, jej mohou přinést na příští hodinu a zároveň i ostatním říct, jaké výsledky naměřili.“ Učitel ţákům předá návod na vytvoření domácího siloměru. To zda si siloměr skutečně vytvoří a zkusí něco pomocí něj změřit, je čistě na volbě ţáků. Pro výrobu siloměru bude potřeba: čtvrtka A4 tvrdého papíru, 2 gumičky, kousek špejle, 2 kancelářské sponky, lepidlo, papíry a eurofolii. Postup (Jílek, 2014, online): Čtvrtku papíru rozstřihneme na 2 pruhy 10 a 11 cm široké. Gumičky spojíme k sobě. Prouţky papíru zastřihneme, aby byly stejně dlouhé jako spojené gumičky. Uţší prouţek papíru srolujeme a slepíme tak, aby jeho stěna byla dvouvrstvá. S širším prouţkem provedeme to stejné, musíme však dávat pozor, aby první rolka byla menší a šla lehce zasunout do druhé. Do jednoho konce kaţdé trubičky uděláme díru (asi půl centimetru od kraje). Trubičky zasuneme do sebe, tak aby konce s dírkami byly proti sobě. Středem protáhneme spojené gumičky, které na kaţdém konci uchytíme pomocí kousku špejle, kterou zároveň protáhneme dírkami. Na kaţdou špejli přichytíme také jednu kancelářskou sponku. Siloměr je ještě třeba označit. K tomu vyuţijeme listů papíru v eurofolii. 2 listy papíru v eurofolii budou váţit 10 g, coţ odpovídá 0,1 N. Stačí tedy na siloměr zavěsit eurofolii, do které budeme postupně přidávat 2 papíry a na vnitřní váleček si značit body, jak se vysunul. 4.1.3.1


Vzhledem k tomu, ţe se jedná o opakovací metodickou přípravu a dvě předchozí přípravy byly pouţity ve stejné třídě, byla tato příprava vyuţita v třídě paralelní. Další důvod, proč byla vyuţita jiná třída, byl čistě organizační. Příprava je totiţ koncipována na 2 vyučovací hodiny a u druhé třídy bylo vyuţití dvou hodin fyziky organizačně jednodušší.

Vlastní práce

82

Úvodní dialog lze hodnotit jako částečně úspěšný. Větší část ţáků se zapojila a společně jsme byli schopni bez pouţití učebnice a sešitu formulovat všechny Newtonovy zákony. Ve třídě však byly také jedinci, kteří se účastnili pouze pasivním posloucháním. Druhá aktivita zaloţená na metodě kolotoč byla pro ţáky neobvyklým zpestřením. Drobné problémy nastali při reorganizaci učebny a při vysvětlování postupu, jakým bude tato aktivita probíhat. Samotný průběh však byl velmi povedený. Podařilo se zapojit celou třídu a přimět všechny ţáky, aby vynaloţili aktivitu. Tuto část přípravy hodnotím velmi kladně. Taktéţ mentální mapování, které bylo třetí aktivitou, se z hlediska zapojení ţáků a jejich aktivity velmi povedlo. Bohuţel nedošlo k vystavení ţádné mentální mapy z důvodu některých nevhodných nákresů na mapách. V průběhu zpracovávání map se zapojili i ţáci, kteří obvykle nevyvíjí příliš aktivity. Tuto aktivitu hodnotím jako velmi povedenou. Závěrečný dobrovolný domácí úkol byl zkontrolován v následující hodině. Bohuţel k dobrovolnému vypracování se odhodlala jen velmi malá část ţáků. Zde by bylo vhodné ţáky k vyplnění dobrovolného úkolu motivovat alespoň malou jedničkou za pokus o splnění. Po zopakování tématu v obou třídách byl proveden test, který ověřoval nabyté znalosti. Tento test také slouţil ke srovnání efektivity jednotlivých metod. Zhodnocení srovnání je k dispozici v kapitole 4.2.2.

Vlastní práce

4.1.4

83

Mechanika kapalin – Vlastnosti kapalin, povrchové napětí METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA: TÉMA: VYUČOVACÍ PŘEDMĚT: ROČNÍK:

Mechanika kapalin Vlastnosti kapalin, povrchové napětí Fyzika (člověk a příroda) 7. ročník

CÍLE:

Ţáci charakterizují hlavní vlastnosti kapalin. Ţáci rozumí jevům v přírodě, které lze pomocí povrchového napětí vysvětlit.

ČAS:

45 minut


POMŮCKY:


Expozice nového učiva PET lahev s vodou Skleněný dţbán Mléko Kancelářská sponka Olej Inkoust nebo potravinářské barvivo Miska nebo jiná nádoba Mýdlo Koření Heuristická metoda Buzz groups Skupinová

Vlastní práce

84

PODROBNÁ PŘÍPRAVA NA VYUČOVÁNÍ 1. Zahájení, oznámení tématu, vlastnosti kapalin

(15 minut)


Učitel: „V dnešní hodině se začneme věnovat kapalinám. Podíváme se, jaké vlastnosti kapaliny mají, a pak si ve skupinkách vyzkoušíte několik jednoduchých experimentů. Hned na úvod mi zkuste říci, s jakými kapalinami se běţně setkáváte?“ Učitel zapíše téma na tabuli. Ţáci: „Voda, mléko, sirup, Coca-cola …“ Učitel: „Všechny příklady, které jste uvedli, mají vţdy něco společného. Konkrétně strukturu a vlastnosti. Kapaliny si můţeme představit jako mezistupeň mezi pevnými látkami a plyny. Pevné látky se vyznačují tím, ţe jejich částice jsou u sebe vázány v pevných polohách. Plyny se naopak vyznačují tím, ţe jejich částice jsou daleko od sebe a pohybují se v celém svém objemu. Kdyţ je kapalina mezistupeň, jak je to s jejími částicemi? Pokud ţáci nedokáţou ze slovního vysvětlení sami odvodit, ţe u kapalin jsou částice blízko sebe a pohybují se v celém svém objemu, je vhodné pro větší názornost tuto situaci nakreslit na tabuli, případně doplnit o konkrétní příklady. Jednotlivé podstatné informace ohledně struktury a vlastností kapalin zapisuje učitel průběţně na tabuli. Učitel: „Ke struktuře kapalin si můţeme říci, ţe molekuly jsou v neustálém neuspořádaném pohybu. Jsou-li jednotlivé molekuly daleko od sebe, tak se přitahují. Jsou-li naopak blízko, tak se odpuzují. Proto kapaliny vnímáme jako jistý neuchopitelný celek. Nyní vám budu demonstrovat jednotlivé vlastnosti kapalin a vy zkuste uhádnout, o jakou vlastnost se jedná.“ Nestlačitelnost kapalin demonstruje učitel pomocí PET lahve, do které napustí vodu, láhev uzavře a názorně ukáţe, ţe voda v lahvi nemůţe změnit svůj objem. Vodu z PET lahve dále učitel přelije do skleněné nádoby. Ţáky přitom upozorní, ať sledují, co vlastně s vodou dělá. Tímto demonstruje, ţe kapaliny lze přelévat.

Vlastní práce

85

Aţ je kapalina uvnitř skelněné nádoby, poloţí učitel ţákům otázku: „Jak je to s tvarem kapalin?“ Tímto ţáky navede k další vlastnosti, kterou je, ţe kapaliny sami nemají vlastní tvar, ale mění ho podle nádoby. Další vlastnost demonstruje učitel tím, ţe ţáky upozorní, ať sledují hladinu vody. Ta je v klidu a učitel další otázkou můţe ţáky vyzvat k zamyšlení se nad tím, co tuto vlastnost způsobuje. S malou nápovědou, by ţáci měli sami přijít na to, ţe za tuto vlastnost můţe gravitační síla. Pro demonstraci další vlastnosti je vhodné připravit si například dřevěný klacek. Ten učitel ţákům představí jako příklad jednoho pevného tělesa, které teď rozdělí na dvě. Klacek poté před ţáky zlomí (vhodnější je pouţít silnější dřevo, aby ţáci viděli, ţe je potřeba jistá námaha). Následně učitel demonstruje rozdělení vody, tím, ţe část vody z nádoby odlije. Ţákům poloţí otázku: „Jaký byl rozdíl v rozdělení jednotlivých látek?“. Ţáci tímto přijdou na vlastnost jednoduchého dělení kapalin. Učitel doplní, ţe kapalinu je moţné dělit na kapky, z kterých je tvořena. Učitel: „Další vlastností kapalin je, ţe umí vést teplo. Ale jak je vedou? Koupal jste se někdo v moři či rybníce? Pokud ano, zkuste si vzpomenout, jak to bylo s teplotou vody?“ Ţáci by měli dojít na to, ţe kdyţ se koupali v moři nebo rybníce, tak místy byly voda studená a místy teplá, coţ bylo způsobeno prouděním. Teplo se tedy vede v kapalinách prouděním. Učitel: „Poslední dvě vlastnosti jsou velmi jednoduché. Jak jsme si říkali, kapaliny stojí mezi pevnými látkami a plyny. Co se stane z vody, kdyţ ji zmrazíme? A co se z ní stane, kdyţ ji zahřejeme?“ Ţáci dojdou na skutečnost, ţe při vysokých teplotách dochází k přeměně kapalin na plyn (pára) a při teplotách nízkých se naopak mění na pevné látky (led). 2. Experimenty

(30 minut)

Vyuţitá metoda: Buzz groups

Učitel: „V další části se podíváme na povrchové napětí kapalin. Ve skupinkách si vyzkoušíte několik jednoduchých experimentů na toto téma.“

Vlastní práce

86

V předcházející hodině učitel poţádá ţáky, aby si na tuto hodinu přinesli potřebné pomůcky – mléko, kancelářskou sponku, olej, inkoust nebo jiné barvivo, misku nebo jinou nádobu, koření a mýdlo. Učitel ţáky rozdělí do skupinek – rozdělení do skupinek můţe proběhnout jiţ v předcházející hodině, ve které se také ţáci dohodnou, kdo jakou pomůcku přinese. Učitel: „Určitě jste někdy viděli vodoměrku. Pro ty kdo ne, tak vodoměrka je drobný vodní hmyz, který se udrţí na hladině vody. Moţná jste přemýšleli, jak je moţné, ţe vodoměrka chodí po hladině a nepotopí se. Je to díky tomu, ţe kapalina se chová jako pruţná blána. Této fyzikální vlastnosti říkáme povrchové napětí, a čím větší je, tím snáze se na povrchu kapaliny udrţí různá tělesa, jako například vodoměrka. V prvním experimentu si vyzkoušíte vodoměrku napodobit.“ Úkolem ţáků ve skupinkách je pokusit se poloţit kancelářskou sponku na hladinu, tak aby na ní drţela a nepotopila se. Po chvíli experimentování, kdy se některým ţákům úkol podaří a jiným ne, navrhne učitel zvýšit povrchové napětí pomocí namaštění sponky olejem. Ve chvíli kdy sponky plovou na hladině, mohou ţáci názorně pozorovat blánu kolem nich. V druhém experimentu ţáci nalijí do misek nebo nádob místo vody mléko. Učitel ţákům vysvětlí, ţe mléko je v podstatě vodní suspenze plná bílkovin, tuků, vitamínů a minerálů. Pokud do mléka však přidáme mýdlo, sníţíme tím jeho povrchové napětí. Mýdlo navíc začne působit na některé prvky mléka, coţ vytváří zajímavé obrazce, které zviditelníme přidáním inkoustu nebo barviva. Poslední experiment spočívá opět ve sniţování povrchového napětí kapaliny pomocí mýdla. Do nádoby s vodou ţáci přidají koření a pomocí mýdla se budou jednotlivé částečky koření snaţit dostat od sebe. V závěru hodiny shrne učitel zjištěné důsledky sniţování a zvyšování povrchového napětí a význam pro běţný ţivot: „Mýdlový roztok má niţší povrchové napětí neţ voda, proto povrchová blána na kapičkách mýdlové vody je poddajnější. Díky tomu se voda snáze dostane k povrchu rukou a umoţní jejich důkladnější umytí.“

Vlastní práce

4.1.4.1

87


První část metodické přípravy hodnotím jako velmi úspěšnou. Vzhledem k vyuţívání názorných příkladů dokázali ţáci ve většině případů sami vyvozovat předpokládané závěry. Zajímavé bylo, ţe se zapojovali i ţáci, kteří obvykle patří mezi méně aktivní. Druhá část se taktéţ ukázala jako velmi úspěšná. Práce ţáky velmi bavila. Mezi ţáky se dokonce našlo i několik velice šikovných jedinců, kterým se podařilo na první pokus poloţit kancelářskou sponku na hladinu. Ačkoliv práce evidentně bavila všechny ţáky, jako snaţivější se v tomto případě ukázala skupinky tvořené převáţně dívkami, které se snaţili co nejpřesněji splnit všechny zadané úkoly. Naopak některé skupinky chlapců se sice také snaţili, avšak skupinovou práci vyuţívali mimo jiné k povídání si mimo téma. U této metodické přípravy je zajímavé, ţe kdyţ se ţáci z paralelní třídy doslechli o průběhu této hodiny, sami se pak doţadovali stejného průběhu. Toto bohuţel vzhledem k naplánovanému pedagogickému experimentu nebylo moţné. Zároveň však to, ţe tato příprava nebyla aplikována i v paralelní třídě mělo výchovný pedagogický efekt. V předcházejících hodinách totiţ v této třídě docházelo k různým kázeňským problémům. Po odepření realizace pokusů se třída oproti předcházejícím hodinám výrazně zklidnila. Po napsání srovnávacího testu byl experiment dodatečně předveden i v této třídě, kde u ţáků taktéţ sklidil úspěch. Zhodnocení efektivity metodické přípravy proběhlo v následující hodině. Srovnání je dostupné v kapitole 4.2.3.

Vlastní práce

4.1.5

88

Mechanika kapalin – Vztlaková síla METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA:

Mechanika kapalin Vztlaková síla



ROČNÍK: CÍLE:

Ţáci umí objasnit vznik vztlakové síly. Umí vysvětlit, na čem závisí velikost vztlakové síly. Pouţívají základní vztahy.

ČAS:

45 minut



Expozice nového učiva Siloměr Ţelezné a hliníkové závaţí o stejném objemu Nádoba s vodou Nádoba s olejem Úloha na předvídání Buzz groups Rozhovor Brainstorming Skupinová

PODROBNÁ PŘÍPRAVA NA VYUČOVÁNÍ 1. Zahájení, oznámení tématu a cílů vyučování

(3 minuty)


Učitel: „V dnešní hodině se seznámíme se vztlakovou silou. Sami si vyzkoušíte působení vztlakové síly a společně si určíme, na čem velikost vztlakové síly závisí.“ Učitel zapíše na tabuli téma: „Vztlaková síla“.

Vlastní práce

89

Učitel: „Dokázal by mi někdo, bez dívání se do učebnice, říci, co je to vlastně ta vztlaková síla?“ Ţáci říkají vlastní nápady. Nezazní-li správná odpověď, učitel odpoví, nebo nějakou ţákovskou odpověď poupraví, sám: „Vztlaková síla, nebo také vztlak, je síla, která nadlehčuje těleso v kapalině či plynu. Vztlaková síla je například to, co vás drţí na hladině vody, aniţ byste se museli hýbat.“ 2. Experiment

(15 minut)

Vyuţitá metoda: Úloha na předvídání + Buzz groups

Učitel: „Začneme malým experimentem. Vaším úkolem je zodpovědět otázku: Kde bude jednodušší zvednout kámen? Ve vodě nebo na pevnině?“ Učitel „Správnou odpověď nejprve proberte navzájem se sousedem ve dvojici. Přemýšlejte, které síly v jednotlivých případech na kámen působí. Poté budete pracovat ve čtveřicích – postačí, kdyţ se otočí k nejbliţší dvojici. Ve čtveřici si řeknete, která odpověď je podle vás správná. Potom si připravíte nádobu s vodou, siloměr a závaţí a svou odpověď otestujete.“ Učitel: „Výsledky jednotlivých pozorování, změny siloměru, si průběţně zakreslujete do sešitu.“ Postup práce: -

na siloměr upevníme závaţí

-

F = Fg (gravitační síla – která je vyvolaná tíhou Země)

-

následně siloměr včetně závaţí ponoříme do nádobky s vodou o pruţina je napínána menší silou o voda proto musí na závaţí působit silou, která má směr svisle nahoru a závaţí tak nadlehčuje

-

F=Fg- Fvz

Závěry pozorování: -

v kapalině na těleso působí dvě síly: o směrem dolů gravitační síla Fg o směrem nahoru vztlaková síla Fvz

Správný nákres do sešitu:

Vlastní práce

90

Zdroj: ZŠ Kaplice Školní 226, 2012

3. Závěry pozorování

(5 minut)


Učitel: „K jaké odpovědi jste dospěli pomocí experimentu? Je jednodušší zvednout kámen ve vodě nebo na pevnině?“ Ţáci odpoví, ţe jednodušší je zvednout kámen ve vodě. Učitel: „Jaké síly v jednotlivých případech působily na závaţí? Ţáci budou odpovídat, ţe v případě závaţí mimo nádobu s vodou to byla tíhová síla, tj. výslednice gravitační a odstředivé síly. U závaţí ve vodě, pak také gravitační síla, ale závaţí bylo nadlehčováno vodou. Bystřejší ţáci uvedou, ţe se jednalo o vztlakovou sílu. Pokud ne, učitel zopakuje informaci z úvodu hodiny o vztlakové síle. Učitel: „Jak bychom určili (vypočítali) velikost vztlakové síly?“ Z odpovědí by měl vyplynout závěr, ţe velikost vztlakové síly určíme jako rozdíl velikosti sil naměřených siloměrem. 4. Na čem závisí velikost vztlakové síly?

(10 minut)

Vyuţitá metoda: Brainstorming

Učitel: „Uţ tedy víme, ţe na těleso ve vodě působí vztlaková síla, které jej nadlehčuje. Na čem ale závisí velikost této vztlakové síly? Vyuţijeme metody brainstormingu. Zkuste se sami zamyslet, na čem by mohla velikost této síly záleţet a na čem třeba vůbec nezáleţí. Své nápady pak řekněte nahlas a já je zapíši na tabuli. Pokud někdo řekne nápad,

Vlastní práce

91

který se vám nebude zdát příliš vhodný nebo správný, je zakázáno tento nápad kritizovat.“ Učitel rozdělí tabuli na dvě poloviny. Na jednu napíše „ZÁVISÍ“ a na druhou „NEZÁVÍSÍ“. Ţáci budou hlásit své návrhy a učitel je všechny bude zapisovat na tabuli. Aţ ţáci ukončí reprodukci nápadů, společně s učitelem jednotlivé nápady společně projdou a vyberou nebo přesunou návrhy do správné části tabule. Bude-li chybět, některý z důleţitých parametrů, doplní jej učitel. Závěrem této aktivity by měla obdobná tabulka, kterou si ţáci přepíší do sešitu: ZÁVISÍ

NEZÁVISÍ

Objem ponořené části tělesa

Na hustotě (druhu) tělesa

Na hustotě (druhu) kapaliny

Materiálu a hmotnosti tělesa Na barvě …

5. Způsoby ověření

(12 minut)


Učitel: „Nyní do konce hodiny budete pracovat opět ve čtveřicích. Zkusíte si ověřit, zda skutečně vztlaková síla závisí na objemu ponořeného tělesa, hustotě kapaliny a zda třeba nezávisí na druhu tělesa. Vyuţijete opět nádobu s vodou, siloměr, hliníkové a ţelezné závaţí – obě mají stejný objem, a nádobu s olejem.“ Způsoby ověření -

objem – přidáme na siloměr více závaţí a ponoříme (pozorujeme, ţe skutečně závisí na části ponořeného tělesa, vidíme rozdíl na siloměru - kdyţ těleso neponoříme celé a při úplném ponoření => čím větší objem tělesa – tím větší vztlaková síla

-

hustota – závaţí na siloměru ponoříme do nádoby s olejem (olej má větší hustotu neţ voda) a do vody a výsledky porovnáme => čím větší je hustota kapaliny – tím větší je vztlaková síla

Vlastní práce

-

92

druh tělesa – máme dvě tělesa o stejném objemu – jedno je vyrobené z hliníku a druhé ze ţeleza. Ověříme, zda bude mít rozdílný materiál vliv na vztlakovou sílu. => vztlaková síla skutečně nezávisí na druhu materiálu.

4.1.5.1


Tato příprava byla pouţita v třídě paralelní oproti třídě, kde byl vyuţit list minulý. Úvodní část hodiny vedená formou rozhovoru hodnotím jako nepříliš vydařenou. Po poloţení otázek se o formulaci odpovědi pokusila jen malá část ţáků. Největší iniciativu v tomto ohledu musel převzít učitel. Větší efektivity by bylo pravděpodobně dosaţeno při doplnění konkrétním příkladem, případně při aplikaci v aktivnější třídě. Druhou část, experiment se siloměry, hodnotím jako velmi vydařenou. Ţáci se snaţili skutečně pracovat podle zadání a sami si změřit situaci ve vodě a na souši. Malé problémy nastaly v úvodní fázi experimentu, kdy většina dvojic a čtveřic zvládla skupinovou diskuzi velmi rychle. Některé skupinky pak před další částí experimentu diskutovali na jiná témata a bylo potřeba je upozornit, aby pokračovali v práci. Některé ţákovské nákresy byly velmi zdařilé. Společně s nejlepší skupinkou jsme vytvořili správný nákres na tabuli, podle jehoţ vzoru si ostatní skupinky své nákresy poopravily. Rozhovor navazující na experiment hodnotím opět jako vydařený. Nyní jiţ ţáci sami projevovali aktivitu. Lze vyvodit, ţe to bylo způsobeno jejich vlastní zkušeností s předmětem rozhovoru. Rozhovor se odvíjel téměř totoţně podle navrţeného scénáře. Čtvrtou aktivitu, brainstorming, hodnotím jako částečně vydařenou. Nejvíce nápadů produkovali ţáci ke sloupci „NEZÁVISÍ“. Jednotlivé nápady se postupně stávaly stále více triviálními. Aktivita ţáky bavila především ze začátku. Postupně jejich zájem mírně upadal. Brainstormingem se přesto podařilo dostat k podstatným faktorům. Poslední aktivitu hodnotím jako vydařenou. Manipulace se závaţími, různými tekutinami a siloměry ţáky bavila. Problém ovšem opět nastal v tom, ţe některé skupinky se v průběhu práce začaly bavit na nesouvisející téma. Jistý nedostatek této aktivity také spatřuji v krátkém vymezeném času. Bylo by vhodné aktivitě věnovat o několik minut více, aby bylo moţné s ţáky jednotlivé závěry a postup práce zhodnotit, stejně tak, aby se vyhnulo časovému presu při přípravě a sklízení pomůcek.

Vlastní práce

4.1.6

93

Mechanika kapalin – Vztlaková síla, plování těles METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA: TÉMA: VYUČOVACÍ PŘEDMĚT: ROČNÍK:

Mechanika kapalin Vztlaková síla, plování těles Fyzika (člověk a příroda) 7. ročník

CÍLE:

Ţáci umí objasnit princip plování těles. Pouţívají základní vztahy.

ČAS:

45 minut


POMŮCKY:


Opakování učiva Expozice nového učiva Nádoby s technickým lihem Nádoby s vodou Nádoby se solným roztokem Korek Kousky jablka Kousky brambory Menší pytlík s vodou Závaţí 2 pomeranče Rozhovor Buzz groups Paradox Skupinová

Vlastní práce

94

PODROBNÁ PŘÍPRAVA NA VYUČOVÁNÍ 1. Zahájení, oznámení tématu, opakování

(10 minut)


Učitel: „V minulé hodině jsme probírali vztlakovou sílu. Dnes budeme v tomto tématu pokračovat, ale především se podíváme na nové téma, kterým je plování těles. Začneme menším opakováním. Zkuste si vzpomenout, které faktory ovlivňují velikost vztlakové síly? Ţáci: „Objem ponořené části tělesa a hustota/druh kapaliny.“ Učitel: „A dokáţete uvést nějaké příklady různého působení vztlakové síly, podle faktorů, které jste právě uvedli? Ţáci mohou uvést příklady z minulé hodiny, kdy do vody ponořovali části tělesa a měřili vztlakovou sílu pomocí siloměru, stejně tak, kdyţ ponořovali závaţí do vody a oleje. Učitel: „Kromě vztlakové síly působí na kaţdé těleso na Zemi také síla gravitační. Ve vodě na těleso tedy vztlaková síla působí směrem nahoru, avšak gravitační síla na ně působí směrem dolů. V závislosti na výslednici sil mohou nastat tři případy. Dokáţete říci jaké?“ Ţáci by měli uvést, ţe je moţné, ţe těleso se potopí ke dnu, bude plavat na hladině, anebo zůstane v klidu v kapalině. Pokud sami nebudou schopni na tyto závěry přijít, uvede učitel nějaký konkrétní příklad, kterým je k závěrům přiblíţí. Učitel zapíše na tabuli vzorec pro tíhovou sílu Fg= m∙g = V∙ρtělesa∙g a vzorec pro vztlakovou sílu Fvz= V∙ρkapaliny∙g. Dále pokračuje v rozhovoru: „Podívejte se na tyto dva vzorce. Co mají společné a v čem se liší?“. Ţáci uvedou, ţe mají společné „V“, které značí objem tělesa a „g“ představující gravitační sílu. Rozdíl spočívá v hustotách. Učitel: „Správně. Takţe můţeme říci, ţe o tom, jak se těleso v kapalině bude chovat, rozhoduje hustota samotného tělesa a hustota vody. Co musí platit, aby se těleso potopilo, plovalo na hladině, anebo se vnášelo ve vodě? Představte si situaci, ţe máte kus oceli, jejíţ hustota je 7 800 kg/m3 a hustota vody je 1 000 kg/m3. Co se stane ve vodě s ocelí a jaké tedy platí vztahy?“

Vlastní práce

95

Ţáci díky příkladu z ocelí, u níţ zcela jistě dokáţou odvodit, ţe se ve vodě potopí, uvedou, ţe při ρtělesa > ρkapaliny se těleso potopí, při ρtělesa = ρkapaliny se bude ve vodě vznášet a při ρtělesa < ρkapaliny bude plovat na hladině. Uvedená zjištění a vzorce si zapíší do sešitu. 2. Experiment

(25 minut)


Učitel: „Zkusíme si nyní ověřit naše předpoklady. Rozdělte se do skupinek po čtyřech. Kaţdá skupinka dostane 3 nádoby s různými tekutinami. V nádobách je technický líh, voda a solanka, coţ není nic jiného neţ roztok soli. Zároveň dostanete několik předmětů. Váš úkol bude odhadnout, která kapalina a které těleso má největší a nejmenší hustotu. Zkuste sestavit pořadník hustot těles a kapalin a zapsat jednotlivé vztahy mezi tělesy a kapalinami.“ Učitel ţáky rozdělí do skupinek. Kaţdé skupince přidělí 3 nádoby s tekutinami a několik předmětů s různou hustotou. Vhodné jsou například korek (bude vţdy plovat), kousek brambory (plove pouze v solance), kousek jablka (plove v solance a na vodě), malý pytlík naplněný vodou (ve vodě se vznáší podle umístění, v lihu se potopí a na solance bude plovat) a závaţí (vţdy půjde ke dnu). Na základě experimentování ţáci sestaví následující pořadníky hustot: líh < voda < solanka; korek < jablko < pytlík s vodou < brambora < závaţí. Mohou sestavit také kombinovaný pořadník: korek < líh < jablko < voda = pytlík s vodou < brambora < solanka < závaţí. 3. Ukázka

(10 minut)

Vyuţitá metoda: Paradox

Učitel: „Nyní sledujte pokus, který vám předvedu.“ Učitel si připraví 2 nádoby s vodou a 2 pomeranče. Nejprve vhodí jeden celý pomeranč do jedné nádoby. Tento pomeranč bude plovat na hladině. Druhý pomeranč oloupe a vhodí do druhé nádoby zvlášť slupky a zvlášť vnitřek pomeranče. Slupky budou plovat, avšak oloupaný pomeranč klesne ke dnu. Učitel: „Dokáţete tento paradox nějak vysvětlit?“

Vlastní práce

96

Postupným zpřesňováním odpovědí a s učitelovou výpomocí by se ţáci měli dostat k závěru, ţe podstatná je průměrná hustota tělesa. Pomeranč je tvořen dvěma částmi. Vnitřní o větší hustotě a slupce o hustotě menší. V celku však obě vrstvy vytvoří průměrnou hustotu, která je, především díky většímu zastoupení slupky pomeranče, menší neţ hustota vody. 4.1.6.1


Tuto přípravu bylo nutné pouţít ve stejné třídě, jako přípravu minulou. Je to především kvůli její návaznosti na minulou přípravu. Oproti přípravě předešlé hodnotím úvodní rozhovor v této přípravě jako zdařilý. Díky názornosti v minulé hodině si ţáci pamatovali jednotlivé zákonitosti a dokázali téměř bez problémů odpovědět na učitelovy otázky. Stejně tak příklad, který byl v rámci rozhovoru uveden, pravděpodobně pomohl ţákům si problematiku lépe představit i na další problémové otázky dokázali odpovědět. Druhou část hodiny, experiment prováděný ve skupinkách, hodnotím jako velmi povedenou. Ţáci se ve skupinkách aktivně zapojovali do experimentu. Menší problém nastal ve chvíli, kdy měli sami vyhodnotit a zapsat jednotlivé vztahy. U pár skupinek došlo opět k hlasité komunikaci na nesouvisející téma. Jiné skupinky se však velice snaţili a povětšinou dokázali sami určit pořadí hustot jednotlivých předmětů. Chyby byly jen namátkové. Poslední část hodiny, paradox, hodnotím jako velmi zdařilý. Ukázka s pomeranči donutila nad problémem přemýšlet i ţáky, kteří předtím vyrušovali, nebo se zapojovali méně. K odhalení podstaty paradoxu bylo potřeba postupného zpřesňování odpovědí a učitelovy drobné nápovědy. Nejčastější odpovědí bylo, ţe slupky je na pomeranči více. Poslední aktivita nevyţadovala ani celou předpokládanou dobu. Zbylo tedy dost času na sklizení pomůcek. Po aplikaci této metodické přípravy bylo v následující hodině provedeno srovnání obou paralelních tříd. Zhodnocení srovnání je rozebráno v kapitole 4.2.4.

Vlastní práce

4.1.7

97

Mechanika kapalin – Pascalův zákon METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA: TÉMA: VYUČOVACÍ PŘEDMĚT: ROČNÍK:

Mechanika kapalin Pascalův zákon Fyzika (člověk a příroda) 7. ročník

CÍLE:

Ţáci objasní podstatu Pascalova zákona. Pouţívají Pascalův zákon k řešení problémů a úloh (hydraulická zařízení). Pozná na základě experimentů, ţe ve všech místech kapaliny se tlak zvětší stejně.

ČAS:

45 minut


POMŮCKY:


Expozice nového učiva Zavařovací nádoba s vodou Potravinářské barvivo 4 trubičky (3 mohou být zahnuté) Balonek 2 různé injekční stříkačky Hadička PET lahev Špendlíky Heuristická metoda Buzz groups Skupinová

Vlastní práce

98

PODROBNÁ PŘÍPRAVA NA VYUČOVÁNÍ 1. Zahájení, oznámení tématu, motivační rozhovor

(20 minut)


Učitel: „V dnešní hodině budeme probírat Pascalův zákon. Určitě jste všichni někdy zalévali pomocí hadice. K tomu, aby se voda dostala ze začátku hadice na její konec, je třeba dostatečného tlaku. Co se však stane, pokud v hadici bude malá díra?“ Ţáci: „Voda z ní začne vystřikovat nejenom koncem hadice, ale i v poškozeném místě.“ Učitel: „Dobře. Nebude-li díra příliš velká, bude voda vystřikovat z díry pod stejným tlakem jako na konci hadice. Viděli jste někdy zavlaţovací systémy na velkých hřištích? Určitě ano. Jakým způsobem z nich stříká voda? Ţáci uvedou, jak daný systém vypadá, učitel je můţe případně doplňovat. Jde o zařízení, na kterém jsou různě umístěné otvory, z nich vystřikuje voda. I přes různost otvorů voda vystřikuje vţdy stejně kolmo k povrchu válce. Učitel tuto situaci demonstruje pomocí PET lahve, kterou napustí vodou a jednu část propíchá špendlíky. Nad umyvadlem poté ţáci mohou sledovat, ţe při stlačení PET lahve voda vystřikuje všemi otvory stejně. Učitel: „V úvodu jsme si říkali, ţe aby voda takto mohla stříkat, je zapotřebí dostatečného tlaku. Mluvíme o tzv. hydrostatickém tlaku. Ovšem hydrostatický tlak není jediný, který budeme u Pascalova zákona pouţívat. Je zde ještě tlak působení vnější síly. Sledujte teď pokus, který vám předvedu.“ Širší zavařovací sklenici částečně naplníme obarvenou vodou a uzavřeme ji zátkou se čtyřmi trubičkami. Tři z nich mohou být zahnuté a kaţdá bude zasahovat do jiné hloubky. Čtvrtá trubička sahá Zdroj: ZŠ Dobrovského Lanškroun, 2005 nad hladinu a je k ní připevněn gumový balonek. Kdyţ učitel stiskne balonek, vyvolá stlačení vzduchu nad kapalinou a působí jako píst tlakovou silou na její hladinu. Ţáci pozorují, ţe hladina vody stoupla ve všech trubičkách do stejné výše.

Vlastní práce

99

Učitel s ţáky tuto demonstraci rozebere. V rozhovoru ţáci odůvodní, ţe stisknutí balonku představuje působení vnější síly. V uzavřené nádobě to vyvolá tlak. Ten zapříčiní, ţe nestlačitelná kapalina nateče do všech trubiček stejně. Učitel: „Této zákonitosti dnes a denně lidé vyuţívají v běţném ţivotě a ani si to třeba neuvědomují. Díky ní můţeme mimo jiné například relativně jednoduše zvedat těţké věci. Zkuste se ale sami zamyslet a uvést nějaké příklady, kde všude se s tímto principem setkáváme. Ţáci budou potřebovat učitelovu nápovědu. Postupně je můţe navádět, ţe například ráno, kdyţ si čistí zuby a mačkají pastu z tuby. Dále kdyţ jedou do školy, tak v brzdách auta. Od auta můţe navázat na hydraulické zařízení, kterým jej automechanici zvedají do výšky, atd. 2. Aktivita

(15 minut)


Učitel: „Ve skupinkách si teď sami vyzkoušíte

působení

hydrostatického

tlaku

a vnější síly. Vytvořte skupinky po dvou – můţete pracovat se spoluţákem v lavici. Vytvoříme si malý model hydraulického zařízení.“ Hydraulické zařízení ţáci vyrobí pomocí dvou kusů injekčních stříkaček o různých průměrech. Ty spojí pomocí spojovací

Zdroj: Dirlbeck, 2012, online

hadičky. Učitel aktivitu doplní výkladem, ţe ţáci mohou pozorovat, ţe širší píst bude působit tolikrát větší silou, kolikrát je jeho obsah jeho průřezu větší neţ průřez menšího pístu. Na větší injekční stříkačku si ţáci mohou zkusit umístit model autíčka nebo tuţku, pro věrohodné znázornění hydraulického zařízení. V závěru této aktivity učitel společně s ţáky formuluje znění Pascalova zákonu, které si zapíší do sešitu. 3. Početní příklad Vyuţitá metoda: Buzz groups

(10 minut)

Vlastní práce

100

Učitel: „Vytvořili jste si model hydraulického zvedáku. Pro velikost tlaku v kapalině platí vztah:

. F je síla působící na píst a S je plocha pístu. Z tohoto vtahu můţete

sami odvodit, ţe síla, která by působila na druhý píst je

.“

Uvedené vztahy učitel zapíše na tabuli a doplní názorným příkladem např. s údaji: plocha menšího pístu je 10 cm2 a většího 1 m2. Na menší píst působíme silou 100 N. Ţákům následně demonstruje postup výpočtu síly působící druhý píst. Učitel: „Vaším úkolem do konce hodiny je vypočítat ve dvojicích, jakou silou musíte působit na váš model zvedáku, abyste zvedli model autíčka/propisku. Pro zjednodušení si řekneme, ţe autíčko/propiska váţí 10 dkg, tedy 0,1 kg. Tedy síla, která působí na druhý píst, musí být alespoň stejně velká, aby se autíčko/tuţka zvedli.“ Ţáci nejprve musí spočítat plochy obou pístu. Vyuţijí k tomu pravítka. Následně sami dopočítají sílu, jakou musí působit na první píst. 4.1.7.1


Vyuţití heuristický metody v rámci první části hodiny se ukázalo jako velmi povedené. Díky praktickým příkladům ze ţivota se téměř všichni ţáci aktivně zapojovali do rozhovoru. Taktéţ ukázky vyuţité pro názornost byly velmi přínosné. Podle míry zájmu usuzuji, ţe ţáky nejvíce uchvátila ukázka s vyuţitím zavařovací lahve a trubiček. Někteří z ţáků totiţ projevili zájem, si tuto ukázku sami vyzkoušet. Z tohoto důvodu by bylo vhodné této části hodiny příště věnovat více času. Druhá aktivita se ukázala jako částečně povedená. Ţáci v tomto případě totiţ aktivitu ve skupinkách zvládli splnit velmi rychle. Přesto na většině skupinek ţáků byl vidět zájem si tuto aktivitu alespoň jedenkrát vyzkoušet. Jelikoţ aktivita byla splněna rychleji, neţ bylo předpokládáno, přešlo se k poslední fázi hodiny. Početní příklad ze začátku v ţácích nevzbuzoval mnoho nadšení. Jakmile však ţáci dostali za úkol spočítat úlohu v návaznosti na předchozí aktivitu, jejich zájem se zvýšil. Tuto část hodiny lze hodnotit jako povedenou. Ve většině skupinek se podařilo zadaný úkol spočítat. Vyhodnocení pedagogického experimentu a efektivity této metodické přípravy je dostupné v kapitole 4.2.5.

Vlastní práce

4.1.8

101

Mechanika plynů – Vlastnosti plynů, atmosférický tlak METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA:

Mechanika plynů Vlastnosti plynů, atmosférický tlak



ROČNÍK: CÍLE:

Ţáci charakterizují hlavní vlastnosti plynů. Ţáci znají atmosférický tlak, základní podstatu vakuu a princip vývěvy

ČAS:

45 minut


Expozice nového učiva Opakování

POMŮCKY:

Vývěva


Heuristická metoda Názorně demonstrační Úloha na předvídání Skupinová

PODROBNÁ PŘÍPRAVA NA VYUČOVÁNÍ 1. Zahájení, oznámení tématu, vlastnosti plynů

(15 minut)


Učitel: „Minule jsme ukončili téma „kapaliny“ a v dnešní hodině začneme probírat plyny. Na úvod otázka – Kdyţ jsme si odvozovali kapaliny, říkali jsme si, ţe pevné látky se vyznačují tím, ţe jejich částice se nacházejí vţdy u sebe v pevných polohách. Kdyţ jsou plyny pravým opakem pevných látek, vzpomene si někdo nebo dokáţe někdo říci, jak je to s částicemi plynů?“

Vlastní práce

102

Zatímco ţáci přemýšlejí a formulují odpověď, učitel zapíše téma hodiny na tabuli. Ţáci: „Částice plynů jsou umístěny daleko od sebe a pohybují se v celém svém objemu.“ Učitel: „Výborně. Kdyţ se částice pohybují kaţdá jiným směrem, co se s nimi děje navzájem? Co by se například stalo, kdybyste si všichni najednou stoupli a začali chodit po třídě, jak vás napadne, bez ohledu na ostatní?“ Ţáci: „Srazili bychom se.“ Učitel: „Přesně tak. To stejné se děje s částicemi plynů. Navzájem se sráţejí. A sráţejí se nejen mezi sebou, ale naráţejí také do stěn nádoby. Co se stane s částicemi, kdyţ je zahřejeme?“ Ţáci: „Zrychlí se.“ Učitel: „Ano, zrychlí se. Pokud máme u sebe 2 různé plyny, tak reagují podobně, jak by reagovaly 2 kapaliny. Co se tedy s dvěma plyny, které se k sobě přiblíţí, stane?“ Ţáci: „Promíchají se.“ Učitel: „Přesně tak. Při promíchání dvou plynů mluvíme o tzv. difúzi. Kdyţ se vrátíme ještě ke kapalinám, pamatuje si, jaké vlastnosti mají kapaliny?“ Ţáci: „Nestlačitelnost, přelévání kapalin, tvar přebírají podle nádoby, gravitační síla ovlivňuje hladinu, jednoduché dělení, teplo vedou prouděním, při vysokých teplotách vzniká plynná látka, při nízkých vzniká pevné skupenství.“ Učitel: „Správně. Kdyţ se podíváme na podobné vlastnosti u plynů, tak co se týče stlačitelnosti, tak můţeme plyny stlačit? Je moţné stlačit určité mnoţství plynu do nádoby?“ Ţáci: „Ano, je to moţné.“ Učitel: „Plyny jsou tedy stlačitelné. Jak se budou chovat v nádobě? Budou jen v jednom místě nebo v celém prostoru nádoby?“ Ţáci: „V celém prostoru.“ Učitel: „Plyny tedy vyplní celý prostor nádoby. Plyny se zároveň rozpínají a na stěnu nádoby působí tlakem. To je způsobeno tím, ţe částice plynu jsou neustále v pohybu a tento pohyb způsobuje tlak. S kapalinami mají plyny společnou jednu vlastnost. Z těch co jsme si vyjmenovali, dokáţete uhádnout, o kterou jde?“ Ţáci by měli dojít k vlastnosti, kterou je moţnost plyny přelévat. Učitel můţe ţáky navést pomocí příkladu přemísťování plynu z jedné nádoby do druhé.

Vlastní práce

103

Učitel: „A jak je to s hustotou plynů oproti pevným látkám a kapalinám?“ Ţáci nebudou pravděpodobně většinou ihned schopni uvést, ţe plyny mají nejmenší hustotu, proto je můţe navést například takto: Představte si, ţe máte led a vodu. Led je příkladem pevné látky. Asi těţko bychom s ním mohli zamíchat, protoţe je pevný, tvrdý a hustý. Naopak s vodou, která je příkladem kapaliny, lze míchat jednoduše. Co má tedy menší hustotu? Kapalina nebo pevná látka? Ţáci: „Kapalina.“ Učitel: „Dobře. Kdyţ bychom zahřáli vodu aţ k bodu varu, vznikne nám pára, která je příkladem plynu. S párou by šlo oproti vodě míchat nesrovnatelně snadněji. Jakou mají tedy plyny hustotu v porovnání s kapalinami a pevnými látkami? Ţáci: „Mají mnohem menší hustotu.“ 2. Experimenty

(30 minut)

Vyuţitá metoda: Názorně demonstrační + úloha na předvídání

Učitel: „Řekli jsme si, ţe plyny působí na nádobu tlakem. Ovšem plyny nejsou jen v nádobách. Najdeme je v podstatě všude kolem sebe. Musí tedy nějak působit i na své okolí. Tlak vzduchu na zemský povrch nazýváme atmosférický tlak. Ten není vţdy a všude stejný. Jeho hodnoty závisí na počasí, ale také na nadmořské výšce. Právě rozdílný tlak je důvod, proč horolezci potřebují při vysokých výšlapech dýchací zařízení. Měření atmosférického tlaku má význam také pro meteorologii při předvídání počasí.“ Učitel: „Kdyţ budeme měřit tlak plynu například v nějaké nádobě či prostoru a zjistíme, ţe tento tlak je menší neţ atmosférický, mluvíme o tzv. podtlaku. Pokud by byl větší, tak mu říkáme přetlak. Pokud bychom narazili na nějaký prostor, kde bude tlak téměř nulový, tak mluvíme o tzv. vakuu. Dnes se na takové jedno takové vakuum podíváme.“ Učitel představí ţákům vývěvu a vysvětlí její princip. V následující části hodiny bude učitel spolu s ţáky do vývěvy vkládat různé předměty – nafukovací balonek, bonbony, aj. Úkolem ţáků bude vţdy předvídat, co se s daným předmětem po zavření do vývěvy stane. Tento experiment slouţí především pro motivaci ţáků.

Vlastní práce

4.1.8.1

104


Tato příprava byla pouţita ve stejné třídě jako příprava věnující se úvodu do mechaniky kapalin. Expozice nové látky je totiţ koncipována v návaznosti na zmiňovaný pracovní list. První část hodiny hodnotím jako povedenou. Vzhledem k tomu, ţe byly opět pouţity praktické příklady, jevila se pouţitá heuristická metoda jako efektivní. Většina ţáků se aktivně zapojovala do zodpovídání otázek. Příklad s polévkou ţáky pobavil a ukázal se jako velmi názorný a efektivní. Druhou část hodiny, kde jsme se zabývali experimentem s vývěvou, hodnotím jako extrémně zdařilou. Ţáky tato demonstrace a předvídání výsledků velice bavilo. Sami navrhovali, které předměty do vývěvy vloţíme. V následující hodině si pak tento experiment chtěli zopakovat. Vzhledem k angaţovanosti ţáků a jejich evidentnímu zájmu lze tuto aktivitu vřele doporučit jako názornou demonstraci probíraného učiva. Vyhodnocení pedagogického experimentu zaloţeného na této metodické přípravě je dostupné v kapitole 4.2.6.

Vlastní práce

4.1.9

105

Světelné jevy – Odraz světla na rovinném zrcadle METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA:

Světelné jevy Odraz světla na rovinném zrcadle



ROČNÍK: CÍLE:

Ţáci znají vlastnosti odrazu světla na rovinném zrcadle Ţáci znají podstatu zrcadla

ČAS:

45 minut



Expozice nového učiva Malá zrcadla Světelná ukazovátka Pravítko Úhloměr Snowballing Buzz groups Paradox Skupinová


(15 minut)

Vyuţitá metoda: Snowballing

Učitel: „V dnešní hodině budeme probírat odraz světla na rovinném zrcadle. Určíme si, jaké vlastnosti má odraz v zrcadle a sami si vyzkoušíte jednoduchý experiment.“

Vlastní práce

106

Učitel: „Určitě jste se všichni uţ někdy viděli v zrcadle. Moţná byste byli schopni i říci, jaké vlastnosti má váš odraz. Vaším úkolem bude se samostatně zamyslet a napsat si na kousek papíru, jaké pozorujete vlastnosti svého odrazu, kdyţ se podíváte do zrcadla.“ Po třech minutách učitel ţáky zastaví. Postupně kaţdé dvojici do lavice přidělí jedno malé zrcátko. Učitel: „Kaţdý jste si napsal vlastnosti, jaké má váš odraz v zrcadle. Vaším dalším úkolem bude dohromady se spoluţákem nebo spoluţačkou v lavici si tyto vlastnosti projít. Pomocí zrcátka, a odrazu například propisky, si pak společně otestujete, zda jednotlivé nápady, na které jste kaţdý přišel, odpovídají skutečnosti. Společně pak vytvoříte nebo upravíte seznam vlastností.“ Po pěti minutách učitel práci ve dvojicích zastaví. Ţáky nyní poţádá, aby se otočili k další nejbliţší dvojici a ve čtveřici si vzájemně prošli vlastnosti, na které přišli. Společně se shodnou na konečné podobě všech vlastností odrazu. Po dalších pěti minutách učitel poţádá některou čtveřici, aby přečetla seznam vlastností, na které přišli. Zároveň je můţe poţádat, aby některou z vlastností přímo demonstrovali. Ostatní skupinky poslouchají a dále mohou doplňovat vlastní poznatky. Ţáci by měli identifikovat, ţe obraz v zrcadle je zdánlivý, symetrický s předmětem, stejně velký, stranově převrácený, vzpřímený. 2. Aktivita

(20 minut)


Učitel: „Co se stane, kdyţ na zrcadlo posvítíme?“ Ţáci: „Světlo se odrazí.“ Učitel: „Správně. Světlo se odrazí. Odrazí se však pod nějakým úhlem, kterému říkáme úhel odrazu. Úhel, pod kterým světlo na zrcadlo dopadá, naopak nazýváme úhel dopadu. Ve dvojicích s pomocí světelných ukazovátek a úhloměru si zkusíte tyto úhly změřit.“ Učitel do dvojic ţákům rozdá světelné ukazovátko, popřípadě ještě druhé zrcátko a vysvětlí jim postup práce: „Zrcátko postavte na papír a proti němu podrţte sešit. Jeden z dvojice bude drţet zrcátko a sešit. Druhý umístí ukazovátko na kraj sešitu a posvítí na zrcátko. Na papíru vespod, přitom zaznamená 3 body – odkud světlo vycházelo, kde se odrazilo a kam dopadlo. Aţ budete mít tyto 3 body, vytvoříte pomocí pravít-

Vlastní práce

107

ka trojúhelník, pojmenujete si úhly a úhloměrem změříte jejich velikost. Zkuste pokus pro ověření zopakovat, ale ukazovátko trošku pootočte, ať dopadá pod jiným úhlem. Můţete také pouţít druhé zrcátko a místo trojúhelníku vytvořit jiný obrazec.“ Touto aktivitou ţáci sami dojdou na poznatek, ţe úhel odrazu se rovná úhlu dopadu. Před samotnou aktivitou je třeba ţáky důrazně upozornit na nebezpečí světelného ukazovátka. Poznatek si přemalují do sešitu. Rychlejším ţákům můţe učitel zadat ještě tento úkol: „Zkuste pomocí zrcátka zapsat svoje jméno na papír tak, aby šlo přečíst v odrazu zrcadla.“ 3. Rozbor zrcadla

(10 minut)

Vyuţitá metoda: Paradox

Učitel: „Uţ známe vlastnosti odrazu v zrcadle. Víme, ţe úhel odrazu je roven úhlu dopadu. Co je však zrcadlo? Z čeho je tvořeno?“ Ţáci produkují své nápady. Učitel je následně shrne a definici zrcadla si ţáci zapíší do sešitu – Zrcadlo je vyleštěná kovová plocha, obvykle chráněna skleněnou vrstvou. Učitel: „A jakou má zrcadlo barvu?“ Ţáci většinou budou odpovídat, ţe stříbrnou, bílou, ţádnou nebo ţe mají barvu podle toho, co právě zobrazují. Učitel: „Uţ jsme se bavili o světelném spektru. Víme, ţe je bílé, ale skládá se ze všech barev. Fyzikové říkají, ţe všechny předměty mají takovou barvu, kterou nepohlcují. Kdyţ tedy bílé světlo dopadá třeba na oranţový pomeranč, ten všechny barevné vlnové délky, kromě oranţové pohltí. Oranţovou pak rozptylují naše oči. Kdyţ se od zrcadla odráţí všechno světlo, jakou má tedy barvu?“ Ţáci: „Bílou.“ Učitel: „Ano, dokonalé zrcadlo by na základě této logiky mělo mít bílou barvu. My však ţijeme v nedokonalém světě, kde kaţdé zrcadlo pohlcuje zcela nepatrnou část vlnové spektra. Pokud byste vytvořili zrcadlový tunel a zahleděli se na stále se zmenšující zrcadla, uvidíte, kterou nepatrnou část světelného spektra zrcadlo pohlcuje.“ Zrcadlový tunel vytvoříme, pokud postavíme 2 zrcadla proti sobě. Odraţený obraz se bude stále zmenšovat a zároveň si můţeme všimnout, ţe je trošku nazelenalý. O zrcadle můţeme tedy říci, ţe je svým způsobem zelené. To je způsobeno současnou výrobou

Vlastní práce

108

zrcadel, kdy je vrstva hliníku nanášena na zadní stranu skleněné tabule. Umístění zezadu skleněné tabule zapříčiňuje větší trvanlivost zrcadla, za cenu nepatrného zhoršení kvality odraţeného obrazu. 4.1.9.1


V rámci testování dvou posledních metodických příprav nastal problém s tematickým plánem učiva na ZŠ a jeho časovým rozloţením. Světelné jevy totiţ svým zařazením spadají do poslední látky v sedmém ročníku. Tato látka by měla být probírána aţ počátkem dubna. I přes snahu autorky probrat zmiňovanou látku v sedmé třídě dříve, nebylo vzhledem k termínu odevzdání diplomové práce, moţné metodickou přípravu na základní škole odzkoušet. Z tohoto důvodu přistoupila autorka k alternativní moţnosti odzkoušení příprav. V drobné modifikaci byly metodické přípravy aplikovány na mladší ţáky v rámci krouţku mladých debrujárů, kde autorka působí jako učitelka. Zásadní modifikace spočívala v motivaci při jednotlivých úlohách a také v kvalitě získaných odpovědí. V první části, pojaté formou snowballingu, bylo ţáky potřeba motivovat formou soutěţe. K aktivitě byli vybídnuti s cílem najít co nejlepší skupinku, která dokáţe odhalit všechny vlastnosti odrazu zrcadla. Vzhledem k tomu, ţe se jednalo o formu soutěţe, aktivita ţáky bavila a hodnotím ji jako povedenou. Druhá aktivita byla taktéţ úspěšná, avšak neměla takový pedagogický rozsah, jak bylo naplánováno. Vzhledem k souvisejícím matematickým znalostem ţáků nebylo moţné zadat jim za úlohu úhel vypočítat. Bylo nutné tedy kromě uvedených pomůcek poskytnout jim také úhloměry. Tato aktivita však ţáky velice bavila a sami ve skupinkách zkoušeli pomocí odrazu vytvořit různé obrazce. Taktéţ poslední aktivita nemohla být rozebrána v takovém rozsahu a s takovým účinkem, jak bylo plánováno. Ţákům byla zadána problémová otázka, na kterou se snaţili odpovědět. Následně však bylo potřeba značné dávky učitelovy zainteresovanosti při popisu jevu. Ţáky však bavila tvorba zrcadlového tunelu, při níţ se snaţili odhalit barvu zrcadla. Tato aktivita se ukázala jako vhodná skutečně pouze pro vyspělejší ţáky.

Vlastní práce

4.1.10

109

Světelné jevy – Čočky, camera obscura METODICKÁ PŘÍPRAVA PRO UČITELE KAPITOLA: TÉMA:

VYUČOVACÍ PŘEDMĚT: ROČNÍK:

Světelné jevy Čočky, camera obscura Fyzika (člověk a příroda) 7. ročník

CÍLE:

Ţáci rozumí principu fungování čoček. Ţáci znají principy fungování camery obscury a umí vytvořit její model.

ČAS:

90 minut


POMŮCKY:


Expozice nového učiva 2 spojky Rozptylka 2 laserová ukazovátka Karton Neprůhledná lepicí páska Pauzovací papír Heuristická metoda Metoda praktických prací Buzz groups Vyprávění Diskuze Skupinová

Vlastní práce

110


(20 minut)


Učitel: „V následujících dvou hodinách fyziky se budeme zabývat čočkami a jejich vyuţitím. Na úvod se zeptám, k čemu nám čočky slouţí?“ Ţáci: „Ke zvětšování předmětů.“ Učitel: „Dokáţete mi uvést příklady, kde všude čočky pouţíváme?“ Ţáci: „Brýle, dalekohled, lupa, …“ Učitel: „V dřívějších hodinách jsme se jiţ setkali s lomem světla. Optické čočky, které lámou světlo, vyuţíváme k tomu, abychom dokázali světelné paprsky směřovat do poţadovaného místa. Rozeznáváme dva druhy čoček. Sledujte pokus, který vám předvedu.“ Pro efektivnější předvedení pokusu by bylo vhodné pokusit se třídu co nejvíce zatemnit. Podle velikosti třídy učitel přizve ţáky ve skupinkách ke stolu, tak aby si všichni ţáci mohli pokus prohlédnout. Dvě laserová ukazovátka spojí učitel k sobě (např. lepicí páskou, gumičkou, nebo je můţe u sebe pouze přidrţovat). Ukazovátka zapne a nejprve jimi prosvítí spojku. Dva světelné paprsky se po projití spojkou spojí v jeden. Následně učitel prosvítí paprsky rozptylkou. Ţáci mohou sledovat, jak se po projití rozptylkou paprsky od sebe rozcházejí. Po předvedení pokusu všem ţákům se učitel zeptá, čeho si všimli. Ţáci odpoví, ţe u prvního pokusu se paprsky spojily a u druhého rozptýlily, čímţ je učitel navede na názvy obou čoček – spojky a rozptylky. Následně učitel zakreslí model průniku světelného paprsku skrz spojku a rozptylku na tabuli. Tyto modely si ţáci přemalují do sešitu. 2. Praktická práce

(60 minut)

Vyuţitá metoda: Metoda praktických prací + buzz groups + vyprávění

Následující praktická činnost je časově náročnější. Proto je třeba práci rozdělit do dvou vyučovacích hodin – ideálně hned po sobě. Učitel: „Uţ před několika stoletími znali naši předci čočky a hojně jich vyuţívali. Ve skupinkách si nyní vyzkoušíte sestrojit model tzv. camery obscury. Víte někdo, co je to camera obscura?“

Vlastní práce

111

Bude-li některý z ţáků vědět, nechá jej učitel princip camery obscury říci, případně ho doplní. Dále však pokračuje ve vyprávění. Učitel: „Camera obscura je první zobrazovací systém. Mohli bychom říci, ţe se jedná o předchůdce fotoaparátu. Toto zařízení objevili islámští učenci.Cameru obscuru tvoří uzavřená schránka uvnitř s černým povrchem. Můţete si ji představit jako malou krabičku, ale klidně i jako schránku o velikosti celé místnosti. V této schránce je tzv. matnice. Matnice je z jedné strany skleněná a z druhé strany matová deska, na kterou se rozptyluje dopadající světlo. Matnici můţe tvořit klidně celá jedna strana schránky. Na stěně proti matnici je umístěn malý otvor, kterým prochází světelný paprsek na matnici. Důleţitá byla velikost otvoru. Byl-li otvor menší, byl promítaný obraz ostřejší, ale méně jasný. Světelný paprsek, nejčastěji sluneční, procházel tímto otvorem a zmenšený a převrácený se promítal na matnici. Arabové díky tomuto zařízení pozorovali zatmění slunce, sluneční skvrny a za jasných nocí i povrch měsíce. V 16. století přišel pan Erasmus Reinhold s vylepšením. Aby byl obraz na matnici jasnější a zřetelnější, umístil do otvoru čočku. Díky tomu se o století později stala camera obscura oblíbenou pomůckou malířů, kteří díky ní vlastně pouze obkreslovali obrazy. O další století později nahradil Francouz Niepce skleněnou desku papírem, který potáhl vrstvou chloridu stříbrného. Díky tomuto vylepšení pořídil o pár let později Angličan Talbot vůbec první snímek. Jeho camera obscura byla přitom tvořena pouze několika krabičkami o velikosti 6 cm a malým čtvercovým otvorem. Jeho manţelka tomuto zařízení říkala „past na myš“. Po ukončení vyprávění učitel rozdělí ţáky do skupinek po dvou ţácích. A vysvětlí jim postup jejich další práce: „Z kartonu si vyrobíme dvě krabice o velikostech např. 50 cm x 15 cm a 30 cm x 13 cm. Důleţité je, aby do sebe šli obě krabičky zasunout. Krabice je třeba z kartonu vyříznout nebo vystříhat, proto je třeba ţáky upozornit, aby při případné manipulaci s řezacím noţem dávali pozor. Jednotlivé části krabice spojíme pomocí neprůhledné lepicí pásky. Na větší krabičku připevníme čočku (spojku) – můţeme vyuţít čočku z lupy. Tuto čočku umístíme do další stěny, kterou vyrobíme z kartonu a připevníme k větší krabici. Na jeden konec menší krabice připevníme matnici – jako matnice lze vyuţít pauzovací papír. Na závěr pouze vsuneme menší krabici do větší.“

Vlastní práce

112

Posuny menší krabice uvnitř větší mohou ţáci zvětšovat a zmenšovat ostrost promítaného obrazu. Čímţ sami poznají, jak funguje hloubka ostrosti u fotoaparátu. 3. Zamyšlení nad prací

(10 minut)

Vyuţitá metoda: Diskuze

Po vytvoření modelu následuje diskuze. V té učitel diskutuje s ţáky nad různými variantami a problémy, které vedou ţáky k zamyšlení. Moţné otázky.: „Co by se stalo, kdybychom místo spojky pouţily rozptylku?“; „Co se stane s obrazem, pokud matnici posuneme dále od čočky?“; „Proč je obraz obrácený?“… 4.1.10.1


Stejně jako v případě předchozí metodické přípravy bylo i nyní moţné tuto přípravu odzkoušet pouze v krouţku mladých debrujárů. I v tomto případě bylo potřeba některé části přípravy poněkud pozměnit. Úvodní fáze s pouţitím heuristické metody měla především motivační dopad. Ţáci se dozvěděli nové skutečnosti z probírané oblasti. Sami se snaţili spolupracovat a i přes svůj niţší věk byli schopni po vzoru uvedeného scénáře sami dojít k některým odpovědím. Sami projevili zájem si na vlastní kůţi vyzkoušet názornou ukázku spojování a rozptylování světla přes čočky. Z tohoto důvodu se tato fáze lehce protáhla. Při praktické práci ţáci projevili obrovský zájem. Ačkoliv některé z nich evidentně samotné vyprávění příliš nezaujalo, následná tvorba camery obscury je velmi bavila. Ţáci byly z camery obscury natolik nadšeni, ţe si ji ve výsledku chtěl vyrobit kaţdý sám a ze skupinové práce se stala spíše práce individuální. Hotové výrobky ţáci ve zbytku času testovali a s nadšením si je odnesli domů. Tuto aktivitu lze doporučit i pro starší ţáky na základní škole. Jejím omezením je však značná časová a materiální náročnost. Poslední fáze diskuze musela být značně zkrácena. Vzhledem k malým znalostem ţáků z této oblasti od nich prakticky nebylo ani moţné očekávat nějaké správné či podnětné odpovědi. Někteří se občas snaţili na otázku nějakým způsobem odpovědět, většinou však očekávali odpověď či vysvětlení od učitele.

Vlastní práce

4.2

113

Vyhodnocení pedagogického experimentu

Pedagogický experiment byl realizován v případě prvních osmi metodických příprav. Některé z příprav byly vzhledem ke své návaznosti vyuţity ve stejné třídě. Jejich zhodnocení tedy probíhalo aţ po vyuţití obou těchto příprav. Jednotlivá vyhodnocení jsou pro přehlednost rozčleněna do samostatných podkapitol. 4.2.1

Vyhodnocení – 1. a 2. příprava

Po aplikaci první a druhé metodické přípravy a současném odučení stejného tématu, Newtonovy zákony, v paralelní třídě došlo v následující hodině k neohlášenému namátkovému ústnímu přezkoušení. Při zpětném hodnocení průběhu hodin v obou třídách lze jednoznačně konstatovat, ţe třída, v níţ bylo vyuţito metodické přípravy, se zapojovala mnohem aktivněji, třídní klima bylo uvolněné, přátelské a látka probíraná tímto způsobem v některých ţácích zjevně vzbuzovala zájem. Ústní zkoušení není u ţáků nikdy oblíbené. Jde však o vhodný prostředek pro důkladné zhodnocení získaných znalostí a vědomostí. Při zkoušení byli vyvoláni v obou třídách tři ţáci. Ačkoliv výběr zkoušených ţáků byl náhodný, podstatným předpokladem pro tento výběr bylo, aby ani v jednom případě nešlo jenom o ţáky nadprůměrné nebo podprůměrné. Při poţádání ţáků u zkoušení o přesnou formulaci některého z Newtonových zákonů, nastal v případě ţáků obou tříd drobný problém. Ţáci si většinou sami tuto formulaci nebyli schopni vybavit. U ţáků ze třídy, kde bylo však vyuţito metodické přípravy, došlo po malé nápovědě či připomenutí aktivit z minulých hodin, k vybavení si alespoň částečně správného znění některého ze zákonů. Právě asociace na některou z aktivit se ukázaly při zkoušení jako velice přínosné. V případě, ţe ţák sám nebyl schopen odpovědět, nebo si vzpomenout na nějaký konkrétní případ, stačilo naznačit nebo mírně připomenout aktivitu z minulé hodiny a ţáci si obvykle ihned vzpomněli a byli schopni otázku zodpovědět. V případě konkrétních příkladů některých zákonů projevili ţáci ze třídy, v níţ bylo vyuţito metodických příprav, větší míru kreativity. Obvykle byli schopni uvádět velmi

Vlastní práce

114

rozličné příklady. Naopak ţáci ze třídy s frontální výukou obvykle uváděli stejné nebo obdobné příklady, které byly uváděny v učebnici, případně zazněli na hodině od učitele. Na základě tohoto zkoušení lze jednoznačně říci, ţe vyuţití metodické přípravy s prvky inovativních a aktivizujících vyučovacích metod, je pro výuku tématu Newtonových zákonů efektivnější, neţ klasické vyuţívání frontálních vyučovacích metod. Inovativní a aktivizující metody ţáky nejen baví více, ale zároveň v nich dokáţí zanechat asociace, které jsou schopni při drobné nápovědě při ústním zkoušení jednoduše vybavit. 4.2.2

Vyhodnocení – 1., 2. a 3. příprava

Třetí metodická příprava byla určena k zopakování tematického okruhu Newtonových zákonů. Oproti první a druhé přípravě byla vyuţita v třídě paralelní. Jedním z motivů pro toto rozhodnutí bylo čistě organizační hledisko. Další motiv byl zaloţen na pozorované efektivitě první a druhé přípravy. Před opakovacím testem bylo z hlediska efektivity, ale také spravedlnosti účelné inovativní a aktivizující metody vyuţít právě ve třídě paralelní. Opakování tématu na základě metodické přípravy probíhalo dvě vyučovací hodiny. Druhá třída naopak opakovala prostřednictvím frontální výuky za vyuţití čtení textu, učitelových dotazů a odpovědí k nejasnostem, a jeho shrnutí látky. Po zopakování látky byly obě třídy na opakovací test upozorněny. Po oznámkování testů lze konstatovat, ţe ţáci obou tříd dospěli ke srovnatelným známkám. Tuto skutečnost lze odůvodnit předchozím upozorněním na opakovací test, ale zároveň také vyuţitím inovativních a aktivizujících metod na expozici nebo opakování látky. V tomto ohledu tedy není zcela objektivně moţné posoudit efektivitu inovativních a aktivizujících metod. Lze však subjektivně konstatovat, ţe vyuţití těchto metod, ať jiţ v případě expozice nové látky nebo opakování, ţáky baví mnohem více, neţ vyuţití frontální výuky. V ţácích navíc vzbuzuje kreativitu a ve většině případů rozvíjí skupinovou spolupráci. Osobně povaţuju vyuţití metodických příprav na téma Newtonovy zákony za efektivní a úspěšné.

Vlastní práce

4.2.3

115

Vyhodnocení – 4. příprava

Stejně jako v případě 1. a 2. metodické přípravy, byly i zde ţáci obou tříd v následující hodině podrobeni neohlášenému namátkovému zkoušení. Pro toto zkoušení byli opět namátkově vybráni v obou třídách tři relativně průměrní ţáci. U této metodické přípravy však bylo moţné výrazným způsobem pozorovat její efektivitu. Ţáci ve třídě, kde byla příprava vyuţita, byli schopni téměř bez problémů zodpovídat všechny poloţené otázky. Prakticky ani nebylo potřeba výraznějším způsobem jim některou ze skutečností z minulé hodiny naznačovat nebo připomínat. Sami si byli schopni jednotlivé poznatky vybavit. V druhé třídě probíhalo zkoušení s relativně horším výsledkem. Jistá abstrakce frontální výuky, která byla vyuţita pro expozici nové látky, měla za následek horší výsledky ţáků ústního zkoušení. I přes pomoc učitele obvykle ţáci samostatně nebyli schopni uvést některé skutečnosti do souvislostí. Ačkoliv ústní zkoušení samozřejmě nelze jednoznačně brát jako objektivní ukazatel pro měření efektivit, je moţné na jeho základě subjektivně konstatovat, ţe metodická příprava se v tomto případě opravdu projevila jako extrémně efektivní. Svědčí o tom i zájem ţáků paralelní třídy o aplikaci této přípravy i v jejich hodině. 4.2.4

Vyhodnocení – 5. a 6. příprava

Pátá i šestá příprava byla vzhledem ke své návaznosti vyuţita ve stejné třídě. Šlo přitom o třídu paralelní oproti té, v níţ byla vyuţita předchozí příprava. Vyhodnocení v tomto případě spočívalo v zadání malého neohlášeného opakovacího testu na téma vztlaková síla a plování těles. Test byl svými otázkami koncipován jak na uţití názorných příkladů, např. rozhodněte, který z objektů bude pravděpodobně plovat, tak i na teoretických poznatcích. Oproti minulému opakovacímu testu, který byl ohlášený, bylo moţné v tomto případě pozorovat značný rozdíl mezi ţáky obou tříd. Především v případě názorných otázek dokázali ţáci třídy, kde byly pouţity metodické přípravy, odpovídat mnohem přesněji, neţ ţáci druhé třídy. Tuto skutečnost přisoudit právě názornosti vyuţité pro expo-

Vlastní práce

116

zici nové látky formou inovativních a aktivizujících metod. Z tohoto pohledu lze metodickou přípravu hodnotit jako velice efektivní. V případě otázek směřujících k teoretickým poznatkům, např. uveďte, na čem závisí velikost vztlakové síly, dospěli ţáci obou tříd ke srovnatelné úspěšnosti. Lze tedy spekulovat, zda např. čas strávený brainstormingem v metodické přípravě, při specifikaci faktorů, na nichţ závisí nebo nezávisí vztlaková síla, byl efektivně vyuţitý. Stejné efektivity by bylo pravděpodobně dosaţeno, kdyby si ţáci tyto faktory nastudovali sami, případně jim byly přímo předneseny učitelem. Čas pro brainstorming, případně ověření faktorů, by šel pak vyuţít pro jinou aktivitu. Subjektivně lze opět konstatovat, ţe vyuţití inovativních a aktivizujících metod je v tomto případě efektivní. Při aplikaci metod se opět projevila aktivita ţáků a jejich zájem. Naopak opakovací test ukázal, ţe pro některé činnosti je moţné vyuţít prvků méně časově náročné frontální výuky a bude dosaţeno stejného efektu. 4.2.5


Pro vyhodnocení efektivity sedmé metodické přípravy bylo opětovně vyuţito neohlášeného namátkového zkoušení. Stejně jako v předchozích případech byli v kaţdé z tříd namátkově vybráni tři relativně průměrní ţáci. Stejně jako u předchozích hodnocení pomocí ústního zkoušení se projevila efektivita. Díky asociacím, které si ţáci téměř okamţitě byli schopni vybavit došli na některé odpovědi na otázky – např. kde vyuţíváme hydrostatického tlaku, na jakém principu funguje, apod. Ţáci v paralelní třídě sice byli schopni taktéţ odpovídat, přesto jejich odpovědi nebyli natolik přesné a rychlé, jako odpovědi jejich kolegů. Při zadání početního příkladu se však výraznější efektivita metodické přípravy neprojevila. Někteří z ţáků, bez ohledu na třídu, byli schopni příklad vypočítat, jiní naopak s vyřešením zadaného příkladu nedokázali nijak hnout. V případě početních příkladů, jejich metodický postup bude v budoucnu od ţáků vyţadován, lze spekulovat o neúčinnosti skupinových metod. Subjektivně lze však opět soudit, ţe ţáci ve třídě vyuţívající inovativních a aktivizujících metod získali lepší a hlubší povědomí o probírané látce. Názornost do-

Vlastní práce

117

kázala lepší zapamatování si a vybavení probírané látky oproti metodám frontální výuky. 4.2.6


Poslední přípravou, u níţ byla testována efektivita, byla příprava na téma plyny, jejich základní vlastnosti a atmosférický tlak. Stejně jako v předchozím případě byla efektivita této přípravy testována pomocí neohlášeného ústního zkoušení. Tentokrát však byli náhodně vybráni pouze 2 relativně průměrní ţáci z obou tříd. Ústní zkoušení se v tomto případě zaměřovalo především na otázky týkající se vlastností plynů a základní otázky týkající se atmosférického tlaku. Oba ţáci byli v tomto případě zkoušeni současně a v odpovědích se mohli navzájem doplňovat. Subjektivně lze říci, ţe se v tomto případě výrazným způsobem projevila efektivita metodické přípravy. Oba ţáci, z třídy v níţ byla příprava vyuţita, si dokázali téměř bez problémů vzpomenout na všechny vlastnosti plynů. Vzájemně se doplňovali a při zkoušení nedošlo k výraznějšímu zádrhelu. Naopak ţáci druhé třídy měli s vybavením si podstatných vlastností relativně větší problémy. V tomto případě musel učitel odpovědi naznačovat a případně ţákům napovídat či je směřovat správným směrem. Ačkoliv jde opět pouze o subjektivní tvrzení, lze se domnívat a na základě zjištěných poznatků konstatovat, ţe inovativní, resp. aktivizující metody vyuţité v této metodické přípravě působili velmi efektivně. Ţáky práce v hodině bavila a vzbuzovala v nich zájem o látku. Navíc následný motivační experiment s vývěvou ţáci přijali s nadšením a sami vyvíjeli iniciativu při vkládání předmětů do vývěvy.

Diskuze

118

5 Diskuze V rámci diplomové práce byly vytvořeny metodické listy pro učitele, zaloţené na inovativních a klasických aktivizujících vyučovacích metodách. Pro potřeby vyhodnocení efektivity metodických listů v komparaci s klasickou frontální formou výuky a v návaznosti na pedagogickou činnost autorky, jsou listy sestaveny na témata sedmého ročníku základní školy. U jednotlivých metodických listů je moţné polemizovat nad vhodností některých vyuţitých vyučovacích metod. Konkrétní metody však byly vybrány na základě subjektivního posouzení autorky a její znalosti třídního klimatu sedmých tříd, v níţ působí jako vyučující fyziky. Jednotlivé listy mohou slouţit jako návod či inspirace pro učitele fyziky v sedmé třídě, pro vedení hodiny jinou, neţ klasickou frontální výukou. Vzhledem k časovému rozloţení témat sedmé třídy nebylo moţné poslední dva metodické listy přímo otestovat v sedmé třídě základní školy. Autorka však mírnou modifikací náročnosti těchto listů, vyzkoušela jejich aplikaci u ţáků niţších ročníků v rámci krouţku Debrujárů. Zde se tyto listy i přes dosud neznámou látku setkaly s velkým ohlasem u ţáků. Lze tedy říci, ţe v jisté úpravě mohou listy slouţit i pro jiné účely, neţ pouze pro výuku fyziky v sedmé třídě. V sedmých třídách proběhla aplikace metodických listů vţdy střídavě – u jedné ze sedmých tříd byl pouţit metodický list, u paralelní třídy byla výuka vedena pomocí frontální výuky. V závislosti na návaznosti jednotlivých listů příprav byly třídy vţdy střídány. Právě střídáním tříd se autorka snaţila o zachování metodické povahy pedagogického experimentu a o co největší objektivitu výsledků. Ačkoliv efektivita metodických příprav ve srovnání s neaktivizující výukou by se dala objektivně hodnotit na základě známek, které ţáci konkrétní třídy dostali při ústním zkoušení nebo opakovacích testech po probrání tématu, nelze toto hodnocení jako zcela objektivní označit. Při ústním zkoušení, ale i u opakovacích testů mohli být ţáci ovlivněny jinými faktory, které zcela nesouvisí s aplikací konkrétní metodické přípravy. Ţáci se například sami z vlastní iniciativy mohli konkrétní látce věnovat v rámci samostudia. Obsah zkoušené látky mohl být pro některé lépe zapamatovatelný bez ohledu na vyuţi-

Diskuze

119

tou vyučovací metodu. Případně mohla sehrát svou roli i náhoda, kdy ţáci odpovídali, resp. byly jim zadány, právě ty otázky, jejichţ odpovědi znali. Samotnou efektivitu je tedy moţné hodnotit především ze subjektivního hlediska. Lze říci, ţe především u ústního zkoušení bylo patrné, ţe ţáci si povětšinou dokázali sami vybavit některé podstatné souvislosti. Případně jim stačilo nějakým způsobem naznačit, jakým směrem by se jejich úvahy měly vyvíjet, a ţáci pak sami prostřednictvím asociací byli schopni nalézt správnou odpověď. Je však moţné nad stanovenými závěry polemizovat. Po realizaci vlastní práce lze uvaţovat, zda se jako vhodnější metodika pro posouzení efektivity jednotlivých metodických příprav nejeví okamţité otestování získaných znalostí. Takové otestování by mohlo být prováděno např. pomocí jednoduchého testu. V závislosti na výsledcích ţáků dvou tříd, kdy opět v jedné třídě bychom vyuţili metodické přípravy a v druhé klasické frontální výuce, by bylo moţné objektivně vyhodnotit, zda vyuţívání aktivizujících metod vede k efektivnější výuce. Zároveň by touto formou byly vyloučeny ostatní faktory, které mohly předešlé testování ovlivnit – např. domácí příprava ţáků, vlastní zájem o téma, apod. Zde by však bylo potřeba počítat s osobními dispozicemi samotných ţáků. Vzhledem k navrţenému časovému rozloţení jednotlivých metodických příprav však toto řešení naráţí na častý nedostatek času v závěru hodiny. Z tohoto důvodu by toto testování zároveň vyţadovalo jistou modifikaci tohoto časového rozloţení metodických příprav. Ačkoliv se opět jedná o zcela subjektivní názor, lze říci, ţe v hodinách, v nichţ bylo vyuţito metodických příprav, byla na ţácích patrná jejich vlastní angaţovanost, kreativita, případně větší zájem o probíranou látku. Především z tohoto pohledu lze metodické přípravy a vyuţívání inovativních, resp. aktivizujících vyučovacích metod hodnotit jako velmi vhodné. Metody zároveň poskytují značné zpestření obvykle pro ţáky nudné hodiny výuky fyziky.

Závěr

120

6 Závěr V rámci této diplomové práce byla srovnána efektivita různých vyučovacích metod vyuţitých v hodinách fyziky. V první části práce, označené jako literární rešerše, vznikl komplexní přehled jednotlivých vyučovacích metod. Jednotlivé metody byly na základě studia odborné literatury rozčleněny do různých kategorií, z nichţ dvě hlavní kategorie představují metody klasické a metody inovativní. Kaţdá vyučovací metoda byla v rámci literární rešerše rozebrána a popsána její moţná aplikace. Součástí popisu metody byl také konkrétní příklad jejího vyuţití v hodině fyziky. Většina příkladů pochází právě z odborné literatury, či vědeckých článků. Některé příklady však doplnila sama autorka, aby tento přehled byl kompletní a vyuţitelný nejen pro potřeby vlastní práce, ale i pro potřeby všech případných čtenářů této práce. Na základě stejné metodiky je moţné u jednotlivých metod nalézt přehledný tabulkový soupis jejich silných a slabých stránek. Tento soupis umoţňuje získat rychlý náhled na konkrétní vyučovací metodu a její moţné vyuţití nejen v hodinách fyziky. V rámci vlastní práce navrhla autorka deset metodických příprav pro učitele fyziky na základní škole. Vzhledem k působení autorky jako učitelky fyziky převáţně v sedmých třídách, byly tyto listy koncipovány právě pro tyto třídy. Jednotlivé listy poskytují moţné návody jak vést konkrétní hodinu fyziky na základě metod označovaných jako inovativní, popř. aktivizující. Velmi často je v těchto listech vyuţíváno metody rozhovoru, která v rámci dělení v první části práce, je zařazena jako metoda klasická. Rozhovor však svojí podstatou je vyloţeně metodou aktivizující. U kaţdého metodického listu je moţné nalézt tabulku popisující jeho základní charakteristiky, jako probírané téma, zařazení, cíl vyučovací hodiny, čas potřebný pro splnění listu, potřebné pomůcky, atd. Následuje podrobný popis průběhu vyučovací hodiny. V rámci jednotlivých vyuţitých metod jsou uváděny např. učitelovy otázky a předpokládané ţákovské odpovědi. Aplikace v praxi ukázala, ţe ţákovské odpovědi nemusejí být vţdy zcela shodné s odpověďmi předpokládanými. Většinou jsou jim však velmi podobné.

Závěr

121

U jednotlivých listů je také v rámci příslušné podkapitoly uvedeno zhodnocení jejich aplikace a průběhu hodiny, v níţ byly listy pouţity. V případě vyuţití metodické přípravy v jiné třídě by se toto zhodnocení samozřejmě mohlo lišit. Součástí vlastní práce byl také pedagogický experiment, jehoţ cílem bylo vyhodnocení efektivity jednotlivých metodických příprav oproti výuce vedené neaktivizující formou. Tento experiment byl zaloţen na výuce fyziky v jedné ze sedmých tříd na základě metodické přípravy. Současně však stejné téma bylo odučeno v paralelní třídě pomocí klasické frontální výuky. Zde nejčastěji bylo vyuţíváno monologických vyučovacích metod, případně metod práce s textem. Pedagogický experiment byl následně vyhodnocen pomocí ústního nebo písemného testování získaných ţákovských znalostí. Na základě autorčina hodnocení tohoto ţákovského testování je moţné konstatovat, ţe zapojení metod označovaných jako inovativní a aktivizující do edukačního procesu, lze povaţovat za efektivní. Hlavní přínos těchto metod je moţné spatřovat především ve vzbuzování vlastního zájmu o fyziku v ţácích. Kromě toho tyto metody rozvíjejí ţákovskou kreativitu a schopnost pracovat ve skupině. Ačkoliv testování efektivity nebylo zcela objektivní, lze na základě získaných poznatků vyuţívání inovativních a aktivizujících metod v rámci vyučování fyziky na základní škole doporučit. Hlavní cíl práce, komparaci vyučovacích metod, lze tímto povaţovat za splněný. Taktéţ dílčí cíl, jímţ bylo vytvoření metodických listů příprav, byl splněn. Posouzení efektivity těchto metodických listů ve srovnání s vyuţitím klasické formy výuky slouţilo jako podklad pro naplnění cílů práce.

Literatura

122

7 Literatura ČERNÁ, Monika. 7 tipů, jak pouţít myšlenkové mapy. Metodický portál: Články [online].

29.

08.

2011,

[cit.

2014-01-28].

Dostupný

z WWW:

. ISSN 1802-4785. ČERNÝ, Michal. Myšlenkové mapy v edukačním procesu. Metodický portál: Články [online].

16.

09.

2011,

[cit.

2014-01-28].

Dostupný

z WWW:

. ISSN 1802-4785. ČERVENÝ, Pavel. Představ si svůj dům. Metodický portál: Články [online]. 04. 06. 2010,

[cit.

2014-01-26].

Dostupný

z WWW:

.

ISSN

1802-4785. ČERVENKOVÁ, Iva. Výukové metody a organizace vyučování [online]. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, Leden 2013 [cit. 2013-12-27]. ISBN 978-80-7464238-8. Dostupné z: http://projekty.osu.cz/svp/opory/pdf-cervenkova-vyukovemetody-a-organizace-vyucovani.pdf DIRLBECK, Jan. Injekční stříkačka ve fyzice. Souhrný sborník Veletrhu nápadů učitelů fyziky

[online].

28.8.2012

[cit.

2012-11-18].

Dostupné

z:

http://vnuf.cz/sbornik/prispevky/03-06-Dirlbeck.html DVOŘÁKOVÁ, Irena. Kapaliny a plyny - mapa mysli. Metodický portál: Články [online].

26.

07.

2007,

[cit.

2014-01-28].

Dostupný

z WWW:

. ISSN 1802-4785. DVOŘÁKOVÁ, Irena. Metodika projektu Heuréka – Dobrovolné domácí úkoly z fyziky. Metodický portál: Články [online]. 19. 02. 2008, [cit. 2014-01-29]. Dostupný z WWW: . 1802-4785.

ISSN

Literatura

123

DVOŘÁKOVÁ, Irena. První Newtonův zákon. Metodický portál: Články [online]. 06. 03.

2006,

[cit.

2013-12-22].

Dostupný

z WWW:

. ISSN 1802-4785. GOLDMANOVÁ, Anna a Jan MIKŠÍK. Camera obscura. Arts Lexikon [online]. 30. 6. 2013

[cit.

2014-01-16].

Dostupné

z:

http://artslexikon.cz/index.php/Camera_obscura HAVRÁNEK, Vlastimil. Zmokne člověk více při běhu nebo při chůzi?. Metodický portál: Články [online]. 06. 06. 2008, [cit. 2014-01-27]. Dostupný z WWW: . ISSN 1802-4785. HORÁK, Milan. Uplatnění aktivizačních metod při vyučování fyziky [online]. Pardubice, duben 2008 [cit. 2014-01-24]. Dostupné z: http://clanky.rvp.cz/wpcontent/upload/prilohy/2728/uplatneni_aktivizacnich_metod_pri_vyucovani_fyziky.pd f. Závěrečná práce. Národní institut pro další vzdělávání. HOTOVÁ, Ivana. Dramatizace ve výuce fyziky. Metodický portál: Články [online]. 16. 06.

2008,

[cit.

2014-01-17].

Dostupný

z WWW:

. ISSN 1802-4785. ITSNOTMAGICITSSCIENCE. Stories of Science: Archimedes and the bathtub. ItsNotMagicItsScience [online]. International Gas Union, 2012 [cit. 2014-01-16]. Dostupné z: http://www.itsnotmagicitsscience.com/science.asp?newsid=381 JÍLEK, Miroslav. Vyrobte si siloměr. FyzWeb [online]. 2014 [cit. 2014-04-13]. Dostupné z: http://fyzweb.cuni.cz/dilna/sily/obecne/silomer.htm KALHOUS, Zdeněk a Otto OBST. Školní didaktika. Vyd. 2. Praha: Portál, 2009, 447 s. ISBN 978-807-3675-714. KASÍKOVÁ, Hana. Kooperativní učení, kooperativní škola. Vyd. 1. Praha: Portál, 1997, 147 s. ISBN 80-7178-167-3.

Literatura

124

KOLÁŘ, Zdeněk a Alena VALIŠOVÁ. Analýza vyučování: vyučování jako dialog, řízení učení ţáků, styly a způsoby hodnocení, komunikace, kooperace a interakce. Vyd. 1. Praha: Grada, 2009, 232 s. Pedagogika (Grada). ISBN 978-802-4728-575. KOLÁŘOVÁ, Růţena, Jiří BOHUNĚK, Ivan ŠTOLL, Miroslav SVOBODA a Marek WOLF. Fyzika pro 9. ročník základní školy. 1. vyd. Praha: Prometheus, c2000, 232 s. ISBN 978-807-1961-932. KOTRBA, Tomáš a Lubor LACINA. Praktické vyuţití aktivizačních metod ve výuce. Vyd. 1. Brno: Společnost pro odbornou literaturu - Barrister, 2007, 188 s. ISBN 978-808-7029-121. MACHÁČEK, Martin. Fyzika: pro 7. ročník základní školy. 2. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1991, 91 s. Učebnice pro základní školy (Státní pedagogické nakladatelství). ISBN 80-042-6297-X. MAŇÁK, Josef. Aktivizující výukové metody. Metodický portál: Články [online]. 23. 11.

2011,

[cit.

2014-01-27].

Dostupný

z WWW:

. ISSN 1802-4785. MAŇÁK, Josef. Nárys didaktiky. 2. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 1997, 104 s. ISBN 80-210-1661-2. MAŇÁK, Josef a Vlastimil ŠVEC. Výukové metody. 1. vyd. Brno: Paido, 2003, 219 s. ISBN 80-731-5039-5. Mechanické vlastnosti kapalin. ZŠ DOBROVSKÉHO LANŠKROUN. ZŠ Dobrovského Lanškroun

[online].

2005

[cit.

2012-11-18].

Dostupné

z:

http://www.zslado.cz/vyuka_fyzika/e_kurz/7/vlastnostikapalin/vykl.htm Mechanika tekutin: Vztlaková síla. ZŠ KAPLICE ŠKOLNÍ 226. Výukové materiály ZŠ Kaplice

Školní

226

[online].

2012

[cit.

2013-04-13].

Dostupné

z:

http://www.vyukovematerialy.cz/fyzika/7/kapaliny/vztlakka.htm MIKESKOVÁ, Šárka. Moji spoluţáci = moji kamarádi, část 1. Metodický portál: Články

[online].

29.

02.

2012,

[cit.

2013-12-27].

Dostupný

z WWW:

Literatura

125

. ISSN 1802-4785. MOJŢÍŠEK, Lubomír. Vyučovací metody. 3. upr. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1988, 344 s. Pedagogická teorie a praxe.

MOŠNA, František a Zdeněk RÁDL. Problémové vyučování a učení v odborném školství. Vyd. 1. Praha: RB-Press, 1996, 95 s. ISBN 80-902-1660-9. ONDEROVÁ, Ľudmila. Physics: a black box?. Science in School [online]. 03 August 2009

[cit.

2013-12-26].

Dostupné

z:

http://www.scienceinschool.org/2009/issue12/blackbox PALÁT, Zdeněk. Inscenační metody (hraní rolí). ASOCIACE INSTITUCÍ VZDĚLÁVÁNÍ DOSPĚLÝCH ČR, o.s. Andromedia.cz: Databanka dalšího vzdělávání [online].

2013

[cit.

2013-12-29].

Dostupné

z:

http://www.andromedia.cz/andragogicky-slovnik/inscenacni-metody-hrani-roli PECINA, Pavel a Lucie ZORMANOVÁ. Metody a formy aktivní práce ţáků v teorii a praxi. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2009, 147 s. ISBN 978-80-2104834-8. PETTY, Geoffrey. Moderní vyučování. Vyd. 5. Překlad Štěpán Kovařík. Praha: Portál, 2008, 380 s. ISBN 978-80-7367-427-4. PINKAVOVÁ, Zdeňka. Celoškolní projekt - Světlo. Metodický portál: Články [online]. 05.

04.

2005,

[cit.

2014-01-30].

Dostupný

z WWW:

. ISSN 1802-4785. SÁRKÖZI, Radek. Moderní vyučovací metody – 1. díl – Brainstorming a jeho variace. ABECEDA, o. s. Čtenářská gramotnost a projektové vyučování [online]. 16.3.2011

[cit.

2013-12-26].

Dostupné

z:

http://www.ctenarska-

gramotnost.cz/projektove-vyucovani/pv-metody/metody-1 SANG, David. The magnetic Earth. NUFFIELD FOUNDATION. Nuffield Foundation: Practical Physics [online]. 11 January 2012 [cit. 2013-12-26]. Dostupné z: http://www.nuffieldfoundation.org/practical-physics/magnetic-earth

Literatura

126

SITNÁ, Dagmar. Metody aktivního vyučování: spolupráce ţáků ve skupinách. Vyd. 1. Praha: Portál, 2009, 152 s. ISBN 978-807-3672-461. SKALKOVÁ, Jarmila. Obecná didaktika: vyučovací proces, učivo a jeho výběr, metody, organizační formy vyučování. 1. vyd. Praha: Grada, 2007, 328 s. ISBN 978-80247-1821-7. ŠIMONÍK, Oldřich. Úvod do školní didaktiky. 1. vyd. Brno: MSD Brno, 2003, 91 s. ISBN 80-866-3304-7. ŠUTOVÁ, Michaela. Archimédes vs. Sokrates. Brno, 2012. 76 s. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra fyziky. Vedoucí práce Mgr. Denisa Kawuloková. ŠTÁFEK, Pavel. Pedagogický projekt Svět energie. Metodický portál: Články [online]. 07.

06.

2006,

[cit.

2014-01-23].

Dostupný

z WWW:

. ISSN 1802-4785. ŠTENCLOVÁ, Stanislava. Výskyt fyzikálních veličin a jednotek v běţném ţivotě. Metodický portál: Články [online]. 08. 09. 2009, [cit. 2014-01-30]. Dostupný z WWW:

VELICIN-A-JEDNOTEK-V-BEZNEM-ZIVOTE.html>. ISSN 1802-4785. Teaching Strategies: Fishbowl. Annenberg Learner: Teacher resources and professional development across the curriculum [online]. Annenberg Foundation, 2014 [cit. 2014-01-27].

Dostupné

z:

http://www.learner.org/workshops/tml/workshop3/teaching2.html TRNA, Josef. Jak motivovat ţáky ve fyzice se zaměřením na nadané. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2012, 109 s. ISBN 978-80-210-6150-7. VALIŠOVÁ, Alena a Hana KASÍKOVÁ. Pedagogika pro učitele. 2., rozš. a aktualiz. vyd. Praha: Grada, 2011, 456 s. ISBN 978-80-247-3357-9. ZORMANOVÁ, Lucie. Výukové metody v pedagogice: tradiční a inovativní metody, transmisivní a konstruktivistické pojetí výuky, klasifikace výukových metod. Vyd. 1. Praha: Grada, 2012, 155 s. Pedagogika (Grada). ISBN 978-802-4741-000.

Seznam tabulek

127

Seznam tabulek Tab. 1

Výklad – silné a slabé stránky

13

Tab. 2

Vysvětlování – silné a slabé stránky

14

Tab. 3

Vyprávění – silné a slabé stránky

15

Tab. 4

Popis – silné a slabé stránky

16

Tab. 5

Přednáška – silné a slabé stránky

17

Tab. 6

Rozhovor – silné a slabé stránky

19

Tab. 7

Dialog – silné a slabé stránky

21

Tab. 8

Metoda práce s textem – silné a slabé stránky

23

Tab. 9

Názorné vyučovací metody – silné a slabé stránky

24

Tab. 10

Metody praktických prací – silné a slabé stránky

26

Tab. 11

Skupinové vyučovací metody – společné silné a slabé stránky

28

Tab. 12

Brainstorming – silné a slabé stránky

30

Tab. 13

Snowballing – silné a slabé stránky

31

Tab. 14

Buzz groups – silné a slabé stránky

33

Tab. 15

Hraní rolí – silné a slabé stránky

35

Tab. 16

Kolečka – silné a slabé stránky

36

Tab. 17

Kolotoč – silné a slabé stránky

38

Seznam tabulek

128

Tab. 18

Návštěvníci – silné a slabé stránky

40

Tab. 19

Diskuze – silné a slabé stránky

43

Tab. 20

Debata – silné a slabé stránky

44

Tab. 21

Case study – silné a slabé stránky

46

Tab. 22

Akvárium – silné a slabé stránky

48

Tab. 23

Mentální mapování – silné a slabé stránky

50

Tab. 24

Heuristická metoda – silné a slabé stránky

53

Tab. 25

Černá skříňka – silné a slabé stránky

56

Tab. 26

Konfrontace – silné a slabé stránky

58

Tab. 27

Paradoxy – silné a slabé stránky

59

Tab. 28

Samostatně sestavovaná úloha – silné a slabé stránky

60

Tab. 29

Úloha na předvídání – silné a slabé stránky

61

Tab. 30

Projektové vyučování – silné a slabé stránky

63

Tab. 31

Vrstevnické vyučování – silné a slabé stránky

65

MASARYKOVA UNIVERZITA

Recommend Documents